Comment rendre l'agriculture plus résiliente à la sécheresse et au changement climatique : 4 méthodes testées par le MIT

Alors que le changement climatique impose de nouveaux défis à l'agriculture, le MIT se démarque par des innovations visant à réduire l'impact environnemental et à augmenter la productivité.

À mesure que les températures mondiales augmentent,agriculture est confrontée à de nouveaux défis : des sécheresses de plus en plus fréquentes et des terres qui risquent de devenir incultes. En outre, il est impératif de nourrir une population croissante sans accroître l’utilisation d’engrais et de produits chimiques, qui contribuent aux émissions de gaz à effet de serre et au réchauffement climatique.

Qu'il s'agisse de créer des plantes qui envoient des signaux d'alarme lorsqu'elles sont soumises à un stress ou d'enrober les semences qui augmentent leur résistance à la sécheresse, les technologies émergentes sont porteuses d'espoir pour une agriculture durable.

L'ingénieur Benedetto Marelliprofesseur associé à MIT et directeur de la mission Wild Cards au sein du Climate Project, souligne l'importance des solutions non conventionnelles et à haut risque, mais à fort potentiel d'impact :

Après l'eau, la nourriture est notre priorité. Pour soutenir un monde de 10 milliards d’habitants, nous devons inventer de nouvelles façons de le produire.

Voici quelques solutions développées par le MIT

Protégez les graines de la sécheresse avec un nouvel enrobage

Marelli, issue du secteur de la médecine régénérative, a développé des enrobages de graines à base de polymères naturels comme la soie, qui offrent protection et nutriments lors de la germination. Mais en quoi cela consiste-t-il ?

Le nouvel enrobage, qui s'inspire des enrobages naturels que l'on trouve sur certaines graines comme le chia et le basilic, est conçu pour protéger les graines du dessèchement. Il fournit un revêtement semblable à un gel qui retient avec ténacité toute humidité qui se forme et en enveloppe la graine. Une deuxième couche interne de la doublure contient des micro-organismes préservés appelés rhizobactéries et certains nutriments qui facilitent leur croissance. Lorsqu’ils sont exposés au sol et à l’eau, les microbes fixent l’azote dans le sol, fournissant ainsi au plant en croissance un engrais nutritif pour l’aider.

Ces revêtements peuvent contenir des bactéries fixatrices d’azote, essentielles pour les plantes vivant dans un sol pauvre. Les expériences en collaboration avec leUniversité Mohammed VI au Maroc ont donné des résultats encourageants, affirment les chercheurs, et des tests sur le terrain des graines sont actuellement en cours. En fin de compte, si les revêtements prouvent leur valeur grâce à des tests plus approfondis, ils sont suffisamment simples pour être appliqués localement, même dans des endroits reculés des pays en développement.

Des microbes comme engrais

Le procédé Haber-Bosch, utilisé pour produire des engrais, est responsable de 1,5 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Ariel Furst, professeur au MIT, travaille sur une alternative : des bactéries recouvertes de coques de protection qui les rendent plus résistantes au transport et à l'utilisation.

Cette coque protectrice pourrait permettre aux agriculteurs d’utiliser beaucoup plus facilement les microbes comme engrais :

Nous pouvons ainsi protéger les bactéries du processus de séchage, ce qui nous permettrait de les distribuer beaucoup plus facilement et à moindre coût car elles sont sous forme de poudre séchée plutôt que sous forme liquide – explique Furst – Elles peuvent également résister à des températures allant jusqu'à 132 degrés Fahrenheit. , ce qui signifie que vous ne devez pas utiliser de chambre froide pour ces microbes

Ces bactéries, distribuées directement avec les semences, peuvent éliminer le besoin d'engrais chimiques, réduisant ainsi à la fois les coûts pour les agriculteurs et l'impact environnemental. Furst a fondé une société appelée Seia Bio, qui travaille à la commercialisation des microbes enrobés et a commencé à les tester dans des fermes au Brésil.

Des plantes qui communiquent leur état de santé

Michael Strano, professeur de génie chimique au MIT, a développé des capteurs qui, intégrés aux feuilles des plantes, détectent les signaux de stress tels que la sécheresse ou les attaques de ravageurs.

Les capteurs détectent deux molécules de signalisation que les plantes utilisent pour coordonner leur réponse au stress : la peroxyde d'hydrogène et leacide salicylique (une molécule similaire à l'aspirine). Les chercheurs ont découvert que les plantes produisent ces molécules à des moments différents pour chaque type de stress, créant ainsi des modèles distinctifs qui pourraient servir de système d’alerte précoce. Ces capteurs permettraient donc aux agriculteurs d’intervenir rapidement pour prévenir les pertes de récoltes et améliorer les rendements agricoles.

Réduire l’utilisation de pesticides en optimisant l’adhésion

Kripa Varanasi, professeur de génie mécanique au MIT, a conçu des technologies pour améliorer l'efficacité de l'utilisation des pesticides. Parmi ceux-ci, un système qui optimise l’adhésion des gouttes de pesticides sur les feuilles, réduisant ainsi les déchets.

Des milliards de gouttes de pesticides sont pulvérisées sur chaque acre de culture, et seule une petite fraction atteint et reste finalement sur la cible. Cela m'a semblé être un problème que nous pouvions contribuer à résoudre », déclare le chercheur qui, avec ses étudiants, a commencé à explorer des stratégies permettant aux gouttelettes de pesticides de mieux adhérer aux feuilles plutôt que de rebondir. Ils ont j'ai ainsi découvert que S'ils ajoutaient des polymères avec des charges positives et négatives, les gouttelettes chargées de manière opposée formeraient un revêtement hydrophile (attirant l'eau) sur la surface de la feuille, ce qui aiderait les gouttelettes appliquées ultérieurement à adhérer à la feuille.

Son entreprise, AgZen, a développé un dispositif capable de surveiller la distribution de pesticides en temps réel, aidant ainsi les agriculteurs à économiser jusqu'à 50 % de produits chimiques.

L’avenir de l’agriculture est résilient et durable

Ces avancées, nées de la synergie entre différentes disciplines, représentent une étape importante vers une agriculture plus durable et adaptable au changement climatique. Réduire l’impact environnemental, améliorer l’efficacité et assurer la sécurité alimentaire mondiale sont les principaux objectifs de cette révolution agricole.

Source: MIT