Explorer les avantages du niébé inoculé dans différentes conditions climatiques en Namibie

Aug 18, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 11761 (2023) Citer cet article

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Le niébé (Vigna uniculata L. Walp) est cultivé par de nombreux petits agriculteurs d'Afrique subsaharienne pour se nourrir et pour sa capacité à fixer l'azote même en cas de stress. Leurs performances dépendent des souches rhizobiennes indigènes qui vivent en association symbiotique avec les racines ; il peut être amélioré si les graines sont inoculées avec des graines plus efficaces. Les données sur l’efficacité de la technique dans diverses conditions climatiques sont rares. Ici, nous utilisons donc un modèle pour étendre deux expériences de terrain menées en Namibie afin d'inclure différents scénarios de changement climatique. Les simulations montrent que le niébé non inoculé a des rendements moyens de 0,5 t/ha et le niébé inoculé de 1 t/ha. Si les conditions climatiques sont favorables (fraîches et humides), les différences de rendement estimées augmentent jusqu'à plus de 1 t/ha. Les années sèches (< 200 mm), la différence de rendement moyenne n'est que de 0,1 t/ha. Dans un avenir lointain (2080-2100), les années sèches et chaudes vont augmenter. L’utilisation de graines de niébé inoculées au lieu de graines non inoculées ne profite donc pas autant aux agriculteurs que dans un avenir proche (2030-2050). En conclusion, l’utilisation de graines de niébé inoculées avec une souche rhizobienne efficace peut augmenter considérablement les rendements dans des conditions climatiques variables, mais les avantages en matière de rendement diminuent nettement au cours des années très sèches et chaudes.

Le niébé (Vigna unguiculata L. Walp) est une culture protéagineuse importante pour assurer la production alimentaire nationale dans les régions semi-arides de l'Afrique subsaharienne où d'autres légumineuses alimentaires peuvent avoir du mal à prospérer1,2. En 2020, le niébé a été produit sur près de 14 millions d'hectares de terres dans les régions centrales et méridionales du continent africain (https://www.fao.org/faostat/en/#data). Cette culture polyvalente peut produire des céréales et des tiges pour l’alimentation humaine et fourragère3 et fixer l’azote atmosphérique même en cas de stress hydrique ou thermique4. Dans des conditions optimales, le niébé peut fixer jusqu’à 240 kg N ha−15, ce qui en fait un bon choix pour les petits exploitants agricoles qui ont du mal à se procurer des engrais azotés minéraux6.

L’efficacité de la fixation de l’azote dépend de la variété de niébé et des souches rhizobiennes qui vivent en association symbiotique avec les racines du niébé5,7. Dans certaines régions, les rhizobiums locaux peuvent être moins efficaces (par exemple8,9). Ils peuvent être peu nombreux ou ne pas être efficaces pour la fixation du N210. Une carence en éléments nutritifs du sol peut également contribuer à réduire la nodulation par les souches locales11. De plus, les températures élevées et la rareté de l’eau peuvent indirectement affecter le succès de la nodulation des racines en réduisant la mobilité des rhizobiennes ou en entraînant la dessiccation et la mort cellulaire12. Dans ces cas, l’inoculation de souches rhizobiennes préalablement isolées et plus efficaces peut augmenter la fixation de l’azote et les rendements13. Les inoculants peuvent également protéger le niébé des plantes parasites et des phytopathogènes14,15 et améliorer la teneur en composés bioactifs du rendement, ce qui augmente la valeur nutritionnelle16. Ils peuvent solubiliser le phosphate17, fournir des hormones favorisant la croissance aux plantes hôtes18 et améliorer la résistance du niébé au stress hydrique19.

De nombreux avantages associés à l’inoculation ont été étudiés dans le cadre d’expériences à petite échelle en serre et sur le terrain. La portée de ces expériences est souvent limitée à une saison de croissance et à quelques traitements en raison de contraintes d’espace, d’infrastructure et de financement. Dans cet article, nous utilisons un modèle de culture biogéophysique pour améliorer les résultats d'un essai sur le terrain à petite échelle mené en 2017/2018 dans la région nord de la Namibie. Dans cet essai, le niébé a été cultivé avec et sans inoculation de Bradyrhizobium et leurs rendements et autres paramètres de culture ont été comparés. La saison de croissance étant très sèche, une irrigation d’urgence a été appliquée pour éviter la perte d’un trop grand nombre de plantes. Dans cette étude de mise à l’échelle, nous souhaitons utiliser les données collectées dans cet essai comme référence pour répondre à d’autres questions : comment l’inoculation affectera-t-elle les rendements dans différentes conditions climatiques ? Le niébé inoculé peut-il mieux résister au stress hydrique que les plantes non inoculées ? Et enfin, comment les bénéfices du niébé inoculé évolueront-ils à l’avenir ?