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Évolution des conditions climatiques des 20 dernières années Conséquences sur la production de maïs grain et stratégies d’adaptation Josiane LORGEOU ARVALIS.

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1 Évolution des conditions climatiques des 20 dernières années Conséquences sur la production de maïs grain et stratégies d’adaptation Josiane LORGEOU ARVALIS –Institut du végétal

2 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Au cours des 25 dernières années  Moyenne + 0.9 °C Tmoy  + 155 degrés-jours avec médiane 1960-1984 soit 2 groupes précocité, 8 % H2O grain  10 à 20% des hausses projetées à LT Données journalières : Météo France Des augmentations de températures sur période 21 avril-15 octobre Écarts de cumuls de degrés jours par rapport à médiane 1955-1984, Cumuls du 21 avril au 15 octobre, Cas Orléans

3 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Pluviométrie et ETP – P entre 11 juin et 31 août Évolution des médianes 1984-2008 avec 1961-1984 Cumul de ETP - pluie en mm du 11 juin au 31 août Évolution pluies : quelques sécheresses, aléatoire et pas de tendance Évolution ETP-P : augmentation de 25 mm, effet évolution des températures Données journalières : Météo France

4 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Avancement des dates de semis et récolte Parcelles de maïs fourrage de INRA de Mirecourt 1969-2003 Avance moyenne sur 30 ans semis = 21 jours récolte 0.63 j/an 0.23 %MS /an

5 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Avancement des dates de stades 40 35 30 25 20 15 10 5 0 5-juin25-juin15-juil.4-août24-août13-sept.3-oct.23-oct.12-nov. Dates médianes des stades sur la période 1961 à 1990 semis 10 avril semis 25 avril semis 10 mai Nombres de jours d'avance entre les périodes 1977-2006 et 1961-1990 10 FV : 4 à 5 j Maturité grain 32%: 14 à 45 j Maturité fourrage : 12 à 15 j Floraison : 5.5 à 7 j Données journalières : Météo France Estimations calculées sur 11 stations, 3 dates de Semis Variétés adaptées en précocité à la période 1977-2006 J. Lorgeou

6 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Simulations des évolutions de rendements potentiels sur période 1981 - 2006 avec le modèle de culture STICS Scénarios de simulations CO2 = constant 360 ppm avec et sans irrigation RU = 208 mm, Irrigation de 100% à 80% des besoins Azote 200 Unités, dont 40 au semis Semis 15/04 Précocités actuelles Variétés de la génération 2005- 2010 Densité de semis optimales F. Ruget, B. Lacroix, J. Lorgeou, F. Souverain

7 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Évolution des rendements potentiels Le cas de Clermont Ferrand y = -0.1393 sans 2003 0 20 40 60 80 100 120 140 160 19801982198419861988199019921994199619982000200220042006 Rendement en q/ha 63-irrigué- STICS 63-sec-STICS Essai PI AUBIAT Linéaire (Série2) Pente essai Post-Inscription = effet climat + PG + conduite culture

8 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Tendance à hausse : températures moins limitantes en durée de cycle gain d’efficience avec températures plus élevées Nord, Bretagne, Nord Ouest et Nord Est

9 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Sud Ouest Tendance à baisse : raccourcissement de la durée de cycle effet augmentation ETM et irrigation 80% ETM températures déjà optimales l’été

10 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Expansion géographique des noctuelles Source Ingénieurs régionaux ARVALIS

11 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Source des données de rendements SCEES Périodes 1951-2007, 1951-1978, 1978-1990 et 1990-2007 1972 - 1980 2000- 2006 période 1951 à 1978 pente = 1.365 période 1951 à 2007 pente = 1.386 q/ha/an période 1978 à 1990 pente = 1.36 période 1990 à 2007 pente = 1.17 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1950195519601965197019751980198519901995200020052010 Rendement en q/ha sécheresse Évolution du rendement national moyen entre 1951 et 2007 Calculs de pentes sur des périodes avec « a priori » J. Lorgeou; Données annuelles Source SCEES

12 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Recherche modèles d’ajustement Régression linéaire Graphique des résidus Comparaison de modèles Statistiquement pas de stagnation du rendement national entre 1951-2007: modèle linéaire avec pente = 1.386 q/ha/an Des effets annuels aléatoires avec des années récentes à résidus influents et négatifs Régression linéaire F. Piraux

13 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris ENVIRONNEMENT  Sol (nature, RU, réchauffement, pente, etc)  Climat et changement climatique Température (somme de températures, gelées précoce et tardive, etc) Ensoleillement Précipitations hiver et été Vent (verse et évapotranspiration)  Pression parasitaire  Minéralisation PROGRES GENETIQUE Variétés disponibles Adéquation des variétés avec l’environnement Agronomique PRATIQUES CULTURALES Irrigation Disponibilités en eau Arbitrage de l’usage de l’eau d’irrigation RENDEMENT Réglementaire et politique Date de semis Densité de semis Protection : Adventices Ravageurs : Traitements de semences et en culture Fertilisation Rotations Travail du sol Rapidité du renouvellement par agriculteurs Génétique Environnemental J. Lorgeou, S. Peignet, 2008

14 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Lieux d’essais PI ST 21/04-20/10 Les rendements moyens des essais variétés Post - Inscription sur la période 1986 – 2007 Décomposition en effets progrès génétique et environnements Essais ARVALIS – SEPROMA, CA, Coopératives ARVALIS- Météo France, 2003 75 % de sites « en partie » pérennes (délocalisation des lieux tous les 3 à 15 ans)

15 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Un progrès génétique élevé TP DPC1 T F. Piraux, J. Lorgeou 2008 Modèle linéaire mixte avec facteurs : année = aléatoire et variété = fixe Calculs des moyennes ajustées des variétés/groupe de précocité, régression en fonction année d’inscription GroupePentes en q/ha Rendements moyens des essais % du rendement moyen TP 1.43 861.66 P1.46 961.52 DPC11.35 1051.28 DPC21.23 1101.12 DT1.14 1160.99 T1.31 1201.10 TT1.36 1241.09 En moyenne + 1.2 q/ha/an en grain + 0.18 t/ha/an en fourrage

16 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris 30 40 50 60 70 80 90 100 110 556065707580859095100 Rendement moyen des essais en q/ha Rendement en q/ha 1950 1960 1970 1980 Variétés des années Des progrès en rusticité Résultats des essais Progrès Génétique, Derieux et al. 1987 Écarts de rendement des variétés récentes supérieurs en rendements moyens + 1.0 % /ha/an

17 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Des effets climatiques compensés par le progrès génétique y = - 0.45 sans 2003 y = + 0.95 sans 2003 0 20 40 60 80 100 120 140 160 19801982198419861988199019921994199619982000200220042006 Rendement en q/ha 45 - STICS – Irrigué, avec variétés génération 2005-2010 45 - STICS – Irrigué, avec évolution du progrès génétique des variétés

18 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Les stratégies d’adaptation mises en oeuvre Dates de semis de plus en plus précoces Choix de précocité des variétés et densités de culture –Allongement des durées de cycle –Stratégie d’esquive et d’évitement Irrigation Autres facteurs

19 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Comparaison de rendements à deux densités de variétés de référence de plusieurs groupes de précocité, Le choix de variétés plus tardives valorise les disponibilités plus élevées en sommes de température ARVALIS

20 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris L’esquive des déficits hydriques d’août par le choix de variétés plus précoces 2005 2006 Effet de la date d’arrêt d’irrigation sur le rendement de variétés de maïs de trois groupes de précocité Synthèse de 4 essais annuels en Poitou-Charentes + - Floraison femelle 50 % de teneur en eau du grain Arrêt d'irrigation précoce ou culture en sec Limite de la stratégie : intérêt variable selon scénario déficit Essais ARVALIS, Bouthier et al.

21 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Maxi maïs = 1998-2000 Source SCEES L’irrigation pas d’augmentation des surfaces irriguées depuis 10 ans augmentation des restrictions apports inférieurs à besoins (enquêtes TERUTI du SCEES 2001-2003)

22 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Synthèse des effets et leviers (+ effet positif, - négatif) Effets Tendance 1990- 2008 Effets Tendance 1990-2008 Climat + Nord Irrigation : surfaces, disponibilité ++ jusqu’en 1996, -- après 2000 = Centre Avancement Dates semis + - Sud Tardiveté variétés + Baisse densités par tardiveté, économie = Ravageurs - Fertilisation NPK (diminution ONIGC) = Adventices = à - Désherbage = à - Protection Ravageurs -- Progrès Génétique variétés +++ Maladies Accélération renouvellement + Travail du sol + Rotations = Lorgeou et Renoux. 2009 +

23 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Conclusion  Évolutions climatiques : déjà une réalité Avancement des stades, Expansion géographique des ravageurs, Tendance baisse / stagnation des rendements potentiels dans le Sud, tendance à augmentation de potentiel dans régions plus septentrionales, Pas de réduction significative de la pente du rendement national jusqu’à maintenant, toutefois des départements à progression plus lente dans le Sud, une série d’années récentes sèches, des effets de restrictions d’irrigation, des limites de protection de la culture, Des adaptations déjà mises en œuvre, progrès génétique progrès génétique, constant, élevé, transféré rapidement, qui a compensé d’autres effets, réactivité des maïsiculteurs réactivité des maïsiculteurs : choix de variétés et de leur tardiveté, (et aussi des plus précoces), semis plus précoces, optimisation des pratiques, recentrage de surfaces.

24 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Les voies de progrès  Progrès génétique Tolérance aux déficits hydriques excès thermiques Tolérance aux déficits hydriques (rendements corrects sous contraintes) et excès thermiques (froid et chaleur) Tolérance aux maladies et ravageurs Meilleure valorisation de l’azote Limitation des effets des déficits hydriques valoriser l’eau d’irrigation Mieux valoriser l’eau d’irrigation, Tactiques conservatrices Tactiques conservatrices esquive et/ou évitement en renonçant à rendement potentiel les bonnes années Augmenter et préserver la ressource Augmenter et préserver la ressource : réserves hivernales, travail du sol Itinéraires techniques Dates de semis plus précoces, Variétés à tardiveté et densités appropriées, Amélioration des moyens de protection  Gérer les antagonismes


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