1.4 L’IMPACT POTENTIEL DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES SUR LES
1.4.1 Rendements des cultures
Quelques recherches sur les changements climatiques indiquent que quelques régions des États-Unis et du Canada connaissent déjà une augmentation des rendements des cultures (Field et al., 2007). Cette tendance est observée dans les évaluations effectuées pour le maïs, le soya et la luzerne, entre autres (Bootsma et al., 2005; Bertrand et al., 2011; Izaurralde et al., 2011). Rosenzweig et al. (2001) mentionnent que l’augmentation des rendements des cultures peut être attribuée aux changements climatiques, à l’amélioration des variétés et à une meilleure gestion des cultures. Pour les projections, l’information retrouvée dans la littérature pour les principales cultures retrouvées sur les fermes laitières québécoises (luzerne, fléole des prés, soya, maïs grain, blé, orge et canola) est rapportée dans cette section.
À la latitude du Québec, pour les plantes fourragères pérennes, des aspects tant positifs que négatifs pourraient les affecter en fonction de l’espèce (Bélanger et al., 1999; Bertrand et al., 2011; Izaurralde et al., 2011; Jing et al., 2013). Le rendement de la luzerne pourrait bénéficier de l’augmentation des températures (Bélanger et al., 1999, Bélanger et Bootsma, 2002; Bertrand et al., 2011) et de l’augmentation de CO2 (Bertrand et al., 2011; Izaurralde et al., 2011). Une coupe additionnelle de
la fléole des prés serait aussi possible (Jing et al., 2013), mais cette graminée est moins tolérante aux températures plus élevées (Smith, 1972), ce qui signifie que son rendement pourrait diminuer (Bertrand et al., 2011). L’augmentation de la concentration de CO2 atmosphérique pourrait aussi affecter négativement le
rendement de cette plante fourragère (Bertrand et al., 2011). Par contre, Piva et al. (2013) ont rapporté que la fléole des prés ne connaîtrait pas de variations importantes de son rendement avec des scénarios qui tiennent compte simultanément de l'augmentation des températures et de la concentration de CO2.
Si on prend comme exemple ces deux plantes, la quantité idéale de degrés-jours entre les coupes se situe entre 450 et 500. Une augmentation des degrés jours de croissance entre 397 et 513 est prévisible (Atlas agroclimatique du Québec, 2012), ce qui rendrait possible une coupe supplémentaire dans toutes les régions du
Québec (Bélanger et Bootsma, 2002). Ainsi une augmentation de rendement annuelle serait probable. Par contre, pour la luzerne, un aspect négatif que pourraient apporter les changements climatiques est une augmentation du risque de mortalité hivernale dans la plupart des régions agricoles du Québec (Bélanger et Bootsma, 2002). Les automnes plus chauds retarderaient les précipitations de neige qui assurent la protection des cultures et ceci serait associé à une augmentation de la fréquence des pluies hivernales (Bélanger et Bootsma, 2002). Selon Bélanger et Bootsma (2002), les racines n'auront plus la couverture de neige appropriée, ce qui pourrait causer une perte d’endurcissement au froid à cause de la hausse des températures et de la réduction des degrés-froid. Aussi, des dommages au système racinaire dû au soulèvement par la glace sont prévus et une augmentation des pluies hivernales pourraient entraîner l’anoxie ainsi que des dommages physiques au système racinaire.
Selon Bootsma et al. (2005), l’accumulation d’UTM est fortement corrélée avec l’augmentation du rendement du maïs et du soya. Sur le territoire agricole québécois, les UTM devraient passer en moyenne de 2390 à 3088 (Bélanger et Bootsma, 2002), ce qui équivaut à une augmentation de 29 %. Cette augmentation devrait être plus importante dans le nord agricole que dans le sud de la province. D’après Bélanger et Bootsma (2002), les conditions climatiques projetées à l’horizon 2050 favoriseraient les rendements du maïs (augmentation du rendement de 54 à 70 % par rapport à la période 1960 - 1990) et du soya (augmentation du rendement de 35 à 42 % par rapport à la période 1960 - 1990). Pour chaque augmentation de 100 UTM, on pourrait s'attendre à une augmentation du rendement de 0,6 tonne/ha pour le maïs et de 0,13 tonne/ha dans le cas du soya (Bootsma et al., 2005). Aussi, des changements dans la distribution géographique sont attendus; dans certaines régions limitées par le climat, des cultures de climat frais pourraient être remplacées par des cultures de saisons plus chaudes comme le maïs (Bélanger et Bootsma, 2002). Par exemple, il sera possible de produire du maïs et du soya dans les régions qui ont actuellement 2000 UTM, comme c'est le cas au Bas-Saint-Laurent (Bélanger et Bootsma., 2002). Dans les régions qui possèdent actuellement la capacité de produire ces cultures, il sera possible pour
les producteurs de choisir des variétés appropriées à une saison de croissance plus longue, ce qui pourra aussi contribuer à une augmentation des rendements des cultures (Bootsma et al., 2004).
L’augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique aura également un
impact positif sur le rendement du maïs. Cette augmentation se situerait entre le 1,1 % et 3,7 % pour chaque augmentation de 100 ppm de CO2 (King et Greer,
1986; El Maayar et al., 1997; Tubiello et al., 2007; Hatfield et al., 2008). Le soya bénéficiera encore plus de cette augmentation avec un accroissement du rendement entre 4,5 % et 16,1 % pour chaque augmentation de 100 ppm de CO2
(Jones et al., 1985; Baker et al., 1989; Allen et al., 1991; Allen et Boote, 2000; Ainsworth et al., 2002; Hatfield et al., 2008).
Pour le blé, l’augmentation de la température de l’air pourrait affecter négativement son rendement; une diminution entre 4 et 6 % pourrait être attendue pour chaque augmentation d’un degré Celsius (Hatfield et al., 2008; Hatfield et al., 2011). Par contre, plusieurs auteurs affirment que le rendement du blé pourrait bénéficier positivement de l’augmentation de la concentration de CO2 (Kimball et al., 1995;
Bender et al., 1999; Amthor, 2001; Kimball et al., 2002; Long et al., 2006; Manderscheid et Weigel, 2007; Brassard et Singh, 2008; Hatfield et al., 2008; Högy et al., 2009; Weigel et Manderscheid, 2012). En effet, un accroissement des rendements entre 2,6 et 13,6 % serait à prévoir pour chaque augmentation de 100 ppm de la concentration en CO2 de l’air.
Quant au rendement de l’orge, l’augmentation des degrés-jours de croissance (DJC) pourrait l’affecter négativement. On pourrait s’attendre à une diminution de 2 à 3 % de rendement pour chaque augmentation de 100 degrés-jours (Bootsma et al., 2005). Par contre, cette diminution des rendements pourrait être compensée par une augmentation de rendements de 4,6 à 13,6 % pour chaque 100 ppm de CO2 atmosphérique supplémentaire (El Maayar et al., 1997; Rötter et al., 2012;
Les changements climatiques pourraient avoir un impact similaire tant sur le canola que sur le blé et l’orge. Le rendement de cette culture pourrait en effet diminuer de 7 à 9,5 % pour chaque hausse d’un degré Celsius de la température de l’air (Kutcher et al., 2010; Frenck et al., 2012). Pour sa part, l’augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique pourrait bénéficier ou compenser les effets
de la température et, selon le type de variété, l’impact pourrait être plus ou moins prononcé. Une valeur approximative d’augmentation de rendement se situerait entre 3 et 15 % par 100 ppm de CO2 supplémentaire dans l’atmosphère (El
Maayar et al., 1997; Frenck et al., 2012).
À partir de l’information rapportée précédemment, un résumé des grandes tendances par rapport à ce qu’on pourrait s’attendre pour les cultures retrouvées sur les fermes laitières a été compilé sous forme de tableaux (Tableaux 1.2 et 1.3).
Tableau 1.2 L’impact de l’augmentation de la température de l’air sur les
rendements des principales cultures retrouvées sur les fermes laitières du Québec.
Culture Nz % de variation moyen/100 UTM ou DJ ou °C Écart-
Type Maximum Minimum Référencesy
Maïs Grain 4 9.5% 0.01 10.1% 8.6% 1; 2 Soya 4 5.2% 0.01 5.6% 4.4% 1; 2 Orge 2 -2.5% 0.01 -2.0% -3.0% 2 Blé 4 -5.2% 0.01 -5.0% -5.5% 3; 10; 11 Canola 2 -8.3% 0.02 -7.0% -11.6% 5; 6 Luzerne 16 20.6% 0.08 6.4% 0.7% 7 Fléole des prés 2 15.0% 0.01 15.0% 14.0% 8; 9
z nombre de scénarios provenant d'études publiées
y 1 Bootsma et al. (2001). 2 Bootsma et al. (2005). 3 Hatfield et al. (2008). 4 Hatfield et al. (2011). 5
Frenck et al. (2012).6 Kutcher et al. (2010). 7 Bélanger et al. (1999). 8 Höglind et al. (2013). 9 Jing et
Tableau 1.3 L’impact de l’augmentation de la concentration de CO2 atmosphérique
sur les rendements des principales cultures retrouvées sur les fermes laitières du Québec. Culture Nz Moyenne par 100 ppm Écart-
Type Maximum Minimum Référencesy
Maïs-grain 5 2,3% 0,01 3,7% 1,1% 1; 3; 13; 14 Soya 11 10,4% 0,04 16,1% 4,5% 1, 2, 4, 15, 16 17;18; 19 Orge 6 8,2% 0,03 13,3% 4,6% 5; 6; 7 Blé 17 7,9% 0,03 13,6% 2,6% 1; 7; 8; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26 Canola 6 9,1% 0,06 15,4% 2,6% 5; 9 Luzerne 4 25,5% 0,21 51,2% 7,1% 10; 11 Fléole des prés 4 -10,3% 0,13 0,0% -25,3% 10; 12
znombre de scénarios provenant d'études publiées
y 1 Hatfield et al. (2008). 2 Hatfield et al. (2011). 3 El Maayar et al. (1997). 4Baker et al. (1989). 5 El
Maayar et al. (1997). 6 Rötter et al. (2012). 7 Weigel et Manderscheid (2012). 8 Brassard et Singh.
(2008). 9 Frenck et al. (2012). 10 Bertrand et al. (2011). 11 Izaurralde et al. (2011). 12 Piva et al.
(2013). 13 King et Greer (1986). 14 Tubiello et al. (2007). 15 Ainsworth et al. (2002). 16 Allen et Boote
(2000). 17 Jones et al. (1985). 18 Allen et al. (1991). 19 Baker et al. (1989). 20 Amthor (2001). 21
Kimball et al. (2002). 22 Long et al. (2006). 23 Högy et al. (2009). 24 Bender et al. (1999). 25
Manderscheid et Weigel (2007). 26 Kimball et al. (1995).