L'engrais est souvent considéré comme un outil pour améliorer la croissance des plantes dans des conditions idéales. Mais de nouvelles recherches suggèrent qu'il peut avoir un pouvoir inattendu: aider les plantes à survivre pendant la sécheresse.
Une étude mondiale impliquant 26 sites de prairies dans 9 pays - y compris le travail des professeurs de l'Université de Binghamton, Université d'État de New York (SUNY) - a constaté que l'engrais peut réduire ou même annuler les dégâts que la sécheresse fait pour la croissance des plantes.
Dans un monde de plus en plus touché par le stress climatique, cette perspicacité pourrait être importante pour l'agriculture et les systèmes alimentaires partout.
"Des ressources telles que les nutriments et l'eau ont été fondamentalement modifiées par les humains à l'échelle mondiale, ce qui peut perturber la croissance des plantes", a déclaré Amber Churchill, professeur adjoint de sciences de l'écosystème à l'Université de Binghamton et co-auteur de l'étude.
"Les changements extrêmes dans ces ressources devraient donc avoir un impact potentiel encore plus important, avec des implications pour une gamme de secteurs économiques."
L'engrais peut-il aider les plantes à survivre à la sécheresse?
Pour explorer comment les prairies pourraient faire face à la sécheresse et à l'évolution des niveaux de ressources, les scientifiques ont mis en place une expérience sur le terrain à grande échelle - quelque chose rarement fait à cette portée.
Le projet a examiné comment l'ajout de nutriments comme l'azote, le phosphore et le potassium a influencé la résilience des plantes dans des conditions de sécheresse sévères.
"Il a fallu ce qui est souvent des méthodologies très spécifiques au site, où nous sommes intéressés par les impacts des nutriments ou les impacts de la sécheresse et de la disponibilité de l'eau, et il a mis à l'échelle une seule expérience de site jusqu'à quelque chose à une échelle spatiale beaucoup plus grande", a déclaré Churchill.
La nouveauté ici n'était pas seulement la taille de l'étude. C'était la capacité de regarder les interactions - pas seulement ce que fait la sécheresse ou les engrais individuellement, mais comment ils s'affichent les uns les autres lorsqu'ils sont appliqués ensemble.
L'engrais réduit les dommages causés par la sécheresse
Les chercheurs ont découvert que la sécheresse réduisait à elle seule la croissance des plantes de 19%. L'engrais l'a augmenté à lui seul de 24%. Mais combiner les deux? Étonnamment, cela n'a entraîné aucune perte de croissance nette.
Cela signifie que les plantes - en particulier les herbes - ont réussi à maintenir les niveaux de croissance même dans des conditions sèches, grâce aux nutriments supplémentaires.
"Le très gros point à retenir est que l'ajout de nutriments peut compenser l'impact de la sécheresse, et cela est vraiment vrai dans les domaines qui sont déjà assez secs", a déclaré Churchill.
Cette constatation va à l'encontre d'une hypothèse de longue date: que dans les environnements arides, l'eau limite la croissance des plantes si fortement que les nutriments supplémentaires n'auraient pas d'importance. Mais l'étude a montré le contraire. Les plantes dans les emplacements plus sèches ont en fait réagi mieux aux nutriments ajoutés.
Collecte de données aux nouvelles expériences
Churchill était pratique sur deux des sites mondiaux. Sur le site de Yarramundi en Australie, elle a enregistré la présence et l'abondance des plantes. Sur le site de Cedar Creek au Minnesota, elle a nettoyé et organisé des quantités massives de données pour le réseau de recherche plus large.
"En termes de sécheresse, nous obtenons moins de croissance; nous ajoutons de l'engrais, nous obtenons plus de croissance", a expliqué Churchill. "Traditionnellement, nous pourrions émettre l'hypothèse que si les plantes sont déjà limitées par l'eau à, disons, un site aride, les plantes peuvent ne pas être en mesure de répondre à l'ajout d'azote. Mais nous avons en fait trouvé le contraire."
Churchill ramène maintenant cette recherche à la maison. Elle mettra en œuvre des traitements similaires au Nuthatch Hollow de l'Université de Binghamton - un laboratoire en plein air 75- - dans le cadre d'un nouveau projet appelé The Pasture and Lawn Enhanced Diversity Global-Change Experiment (Pledge).
Les solutions à long terme ont besoin de biodiversité
Bien que l'idée d'engrais comme tampon de sécheresse soit excitante, ce n'est pas une solution miracle.
"Dans un système de production fourragère où vous devez compenser les effets de la sécheresse, l'ajout d'engrais éliminera cette sécheresse efficace", a déclaré Churchill. "C'est un grand avantage, mais cela coûte beaucoup d'argent. Il y a donc un compromis là-bas."
Il y a aussi la question de savoir comment les écosystèmes réagissent sur des délais plus longs. Un facteur qui pourrait s'avérer tout aussi important que les nutriments est la biodiversité. Une communauté végétale plus diversifiée pourrait être plus résiliente au stress environnemental.
"Nous avons une prédiction que, comme vous avez plus d'espèces, l'une de ces espèces est plus susceptible de résister à la sécheresse", a déclaré Churchill. "Et donc l'idée est que vous aurez une biomasse plus stable à long terme si vous avez plus d'espèces présentes."
La recherche sera publiée dansÉcologie et évolution de la natureSous le titre: "Aridité module les réponses de la biomasse des prairies à la sécheresse combinée et à l'ajout de nutriments."
