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

Des augmentations de températures sur période 21 avril-15 octobre Cumul de degrés-jours du 21 avril au 15 octobre y = 0.9995x + 156.21 R 2 = 0.9302 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 2700 Médiane 1960 à 1984 Médiane 1984 à 2008 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 Écarts de cumuls de degrés jours par rapport à médiane 1955-1984, Cumuls du 21 avril au 15 octobre, Cas Orléans Données journalières : Météo France

Pluviométrie et ETP – P entre 11 juin et 31 août Évolution des médianes 1984-2008 avec 1961-1984 Données journalières : Météo France Évolution pluies : quelques sécheresses, aléatoire et pas de tendance Évolution ETP-P : augmentation de 25 mm, effet évolution des températures Cumul de pluie en mm du 11 juin au 31 août y = 0.8441x + 21.004 R 2 = 0.7996 50 100 150 200 250 Médiane 1960 à 1984 Médiane 1984 à 2008 Cumul de ETP - pluie en mm du 11 juin au 31 août

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

Avancement des dates de stades Estimations calculées sur 11 stations, 3 dates de Semis Variétés adaptées en précocité à la période 1977-2006 40 35 30 25 20 15 10 5 5-juin 25-juin 15-juil. 4-août 24-août 13-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 J. Lorgeou

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

Évolution des rendements potentiels Le cas de Clermont Ferrand y = -0.1393 sans 2003 20 40 60 80 100 120 140 160 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Rendement en q/ha 63-irrigué- STICS 63-sec-STICS Essai PI AUBIAT Linéaire (Série2) Observe un progrès alors que dégradation du rendement du fait climatique Pente essai Post-Inscription = effet climat + PG + conduite culture

Nord, Bretagne, Nord Ouest et Nord Est Tendance à hausse : températures moins limitantes en durée de cycle gain d’efficience avec températures plus élevées

Sud Ouest Tendance à baisse : raccourcissement de la durée de cycle effet augmentation ETM et irrigation 80% ETM températures déjà optimales l’été

Expansion géographique des noctuelles Source Ingénieurs régionaux ARVALIS

Évolution du rendement national moyen entre 1951 et 2007 Calculs de pentes sur des périodes avec « a priori » Périodes 1951-2007, 1951-1978, 1978-1990 et 1990-2007 110 Rendement en q/ha période 1990 à 2007 100 période 1951 à 2007 pente = 1.17 pente = 1.386 q/ha/an 90 80 période 1978 à 1990 pente = 1.36 70 2000- 2006 60 période 1951 à 1978 50 pente = 1.365 40 1972 - 1980 30 sécheresse 20 10 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 J. Lorgeou; Données annuelles Source SCEES Source des données de rendements SCEES

Recherche modèles d’ajustement Graphique des résidus rdt_q_ha 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 annee 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Regression Equation: rdt_q_ha = ­2686.523 + 1.386131*annee Régression linéaire Régression linéaire 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 F. Piraux

RENDEMENT Arbitrage de l’usage de l’eau d’irrigation ENVIRONNEMENT PROGRES GENETIQUE PRATIQUES CULTURALES 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 Variétés disponibles Disponibilités en eau Irrigation Date de semis Rapidité du renouvellement par agriculteurs Densité de semis Fertilisation Adéquation des variétés avec l’environnement Protection : Adventices Ravageurs : Traitements de semences et en culture Génétique Rotations Environnemental Travail du sol Agronomique Réglementaire et politique J. Lorgeou, S. Peignet, 2008

Les rendements moyens des essais variétés Post - Inscription sur la période 1986 – 2007 Décomposition en effets progrès génétique et environnements ST 21/04-20/10 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 Estimation RDT national par essais VPI RDT National SCES Écart moyen de 25 q/ha avec variations ET = 4.3 q/ha Rendement en q/ha TP P DPC1 DPC2 DT T TT ARVALIS- Météo France, 2003 Lieux d’essais PI Essais ARVALIS – SEPROMA, CA, Coopératives 75 % de sites « en partie » pérennes (délocalisation des lieux tous les 3 à 15 ans)

Un progrès génétique élevé 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 TP Groupe Pentes en q/ha Rendements moyens des essais % du rendement moyen TP 1.43 86 1.66 P 1.46 96 1.52 DPC1 1.35 105 1.28 DPC2 1.23 110 1.12 DT 1.14 116 0.99 T 1.31 120 1.10 TT 1.36 124 1.09 DPC1 T En moyenne + 1.2 q/ha/an en grain + 0.18 t/ha/an en fourrage F. Piraux, J. Lorgeou 2008

Des progrès en rusticité Résultats des essais Progrès Génétique, Derieux et al. 1987 30 40 50 60 70 80 90 100 110 55 65 75 85 95 Rendement moyen des essais en q/ha Rendement en q/ha 1950 1960 1970 1980 Variétés des années + 1.0 % /ha/an Écarts de rendement des variétés récentes supérieurs en rendements moyens

Des effets climatiques compensés par le progrès génétique 160 Rendement en q/ha 140 120 100 y = - 0.45 sans 2003 80 y = + 0.95 sans 2003 60 45 - STICS – Irrigué, avec variétés génération 2005-2010 40 45 - STICS – Irrigué, avec évolution du progrès génétique des variétés 20 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

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

Le choix de variétés plus tardives valorise les disponibilités plus élevées en sommes de température Comparaison de rendements à deux densités de variétés de référence de plusieurs groupes de précocité, Synthèse de 5 essais conduits à l’ETM dans le Sud Ouest en 2005 DK315 TEXXUD CISKO PR35Y65 DKC4778 MITIC 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 60 65 70 75 80 85 90 95 Densités de culture en milliers de plantes/ha Rendement brut à l'humidité de référence en q/ha Variété Demi Précoce C1 Variété Demi Précoce C2 Variété Demi Tardive Variété Tardive Variété Très Tardive ARVALIS

L’esquive des déficits hydriques d’août par le choix de variétés plus précoces 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 2005 + Floraison femelle 50 % de teneur en eau du grain Arrêt d'irrigation précoce ou culture en sec 2006 - Limite de la stratégie : intérêt variable selon scénario déficit Essais ARVALIS, Bouthier et al.

L’irrigation Maxi maïs = 1998-2000 pas d’augmentation des surfaces irriguées depuis 10 ans augmentation des restrictions apports inférieurs à besoins (enquêtes TERUTI du SCEES 2001-2003) Surfaces irrigables et irriguées en ha en France 500 000 1 000 000 1 500 000 2 000 000 2 500 000 3 000 000 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 surfaces en ha Surface maïs irrigué en ha SAU irriguée en ha SAU irrigable en ha Maxi maïs = 1998-2000 Source SCEES

Synthèse des effets et leviers (+ effet positif, - négatif) Tendance 1990-2008 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

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, constant, élevé, transféré rapidement, qui a compensé d’autres effets, réactivité des maïsiculteurs : choix de variétés et de leur tardiveté, (et aussi des plus précoces), semis plus précoces, optimisation des pratiques, recentrage de surfaces.

Les voies de progrès Progrès génétique 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 Mieux valoriser l’eau d’irrigation, Tactiques conservatrices esquive et/ou évitement en renonçant à rendement potentiel les bonnes années 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