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Cultiver les graminées sur les terres marginales pour rentabiliser les cultures de biomasse

Dans le cadre du projet GRASSMARGINS, des chercheurs de l'UE ont identifié les meilleures graminées vivaces à cultiver pour la biomasse sur des terres marginales non arables. Grâce à une cartographie du pool génétique disponible, le projet a identifié les variétés les mieux appropriées pour maximiser les rendements et la productivité des exploitations en Europe.
Cultiver les graminées sur les terres marginales pour rentabiliser les cultures de biomasse
Les cultures de biomasse, qui peuvent être utilisées pour produire de la chaleur et de l'électricité, prendront probablement une plus large part dans la production d'énergie en Europe, avec une disponibilité accrue de la biomasse qui bénéficiera à la croissance et au développement de l'intégralité du secteur de la bioéconomie. Mais comment pouvons-nous identifier et reproduire de façon sélective les variétés les mieux adaptées à la production? Pour répondre à cette question, l'équipe du projet GRASSMARGINS s'est penchée sur le cas des graminées vivaces. Celles-ci utilisent déjà les ressources plus efficacement que de nombreuses autres plantes et poussent naturellement sur des terres marginales où il est difficile ou non rentable de pratiquer des cultures conventionnelles.

«Dans le cadre de longs programmes de sélection, l'objectif de GRASSMAGINS était d'évaluer à l'avance les caractères potentiels et d'identifier les critères pouvant être utilisés pour la sélection des graminées», déclare Susanne Barth du Teagasc, l'autorité irlandaise pour le développement agricole et alimentaire, coordinatrice du projet. La collaboration entre 8 pays de l'UE, qui s'est achevée en novembre 2015, comprenait des partenaires de Chine et de Russie, ce qui a permis l'analyse d'espèces de graminées vivaces en Asie et en Europe, dont Miscanthus, Festuca, Festulolium, Phalaris et Dactylis.

La création d'un catalogue du «germoplasme»

L'étude génétique des graminées a permis à l'équipe d'identifier certains des principaux régulateurs de la tolérance à la sécheresse et aux inondations. «Nous avons également créé une collection de 'germoplasmes' pour toutes les espèces de notre projet, à savoir une ressource génétique vivante de semences. Dans le cas de Miscanthus, une technologie de séquençage de nouvelle génération nous a ensuite permis de grouper le germoplasme dans des pools génétiques pour une reproduction sélective», déclare Mme Barth. 29 variétés différentes de Miscanthus ont été sélectionnées à partir des pools génétiques accessibles aux partenaires de GRASSMARGINS. Elles ont pu être reproduites in vitro pour des expériences en serre. D'autre part, l'équipe du projet a également créé et testé de nouveaux hybrides de Miscanthus ainsi que quatre autres espèces de graminées.

Des essais sur le terrain réalisés sur des sols marginaux d'Irlande, du Danemark, de Suède, de France, de Russie et de Pologne ont testé leur tolérance au sel, à la sécheresse, aux inondations, au froid et au gel et ont montré de grandes variations selon les espèces. John Finna, chercheur en bioénergie et en céréales au Teagasc déclare que «la fétuque roseau était la plus tolérante au sel et l'alpiste des Canaries la moins tolérante. En ce qui concerne la résistance à la sécheresse, les meilleurs résultats ont été obtenus par la fétuque roseau et le genre Festulolium. Pour les inondations, Miscanthus et l'alpiste des Canaries étaient les plus adaptées et des variétés de Miscanthus ont montré un potentiel de tolérance au froid.»

Des rendements marginaux

En fait, déclare M. Finnan, «les résultats ont montré que les rendements de graminées obtenus à partir des terres marginales ne sont pas toujours inférieurs à ceux obtenus à partir de bonnes terres agricoles et, dans certaines circonstances, que ces rendements peuvent même être supérieurs.» Cela a particulièrement été le cas pour les rendements de Miscanthus. «Certaines espèces de graminées vivaces dépendent de la disponibilité en eau et peuvent être très productives sur des terres marginales où l'eau est abondante.» explique M. Finnan.

L'équipe de GRASSMARGINS a également découvert que les rendements en graminées des terres marginales peuvent être stimulés par l'apport d'engrais azotés. L'utilisation d'engrais peut être problématique en raison des dommages environnementaux causés par le lessivage des nitrates, mais du fait de leur enracinement profond et de leur couverture pérenne des terres, la production de graminées réduit ce lessivage par rapport aux cultures annuelles. «Ce résultat est très important car les restrictions pesant sur l'utilisation de niveaux élevés d'azote pour les cultures annuelles risquent de transformer en terres marginales des terres auparavant rentables pour la production agricole», explique M. Finnan, «nos résultats ont montré que si ces terres sont utilisées pour produire plutôt des graminées vivaces, elles resteront productives, avec de faibles de niveaux de perte de nitrates.»

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Thèmes

Biotechnology

Mots-clés

Graminées, biomasse, vivace, cultures, terres marginales, GRASSMARGINS, Miscanthus, germoplasme, bioraffinage, bioéconomie