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Les écosystèmes agricoles et sylvicoles sont soumis à un risque phytosanitaire qui évolue avec le changement climatique. L’objet de cette étude menée par la FAO est de mieux connaître ces évolutions pour préserver les cultures et la sécurité alimentaire. Le changement climatique est déjà pointé du doigt dans la dégradation des espaces naturels et de leur biodiversité. Connaître les nuisances à venir doit permettre d’organiser une agriculture plus résiliente. Le Comité directeur de l’International Year Plant Health (IYPH)  est à l’origine de cette étude,  dont il a confié la réalisation au professeur Maria Lodovica Gullino de l’Université de Turin.  Le rapport est le fruit de la contribution d’experts, phytopathologues, entomologues et climatologues, à la compréhension des effets climatiques sur la population de nuisibles qui affecte les végétaux à travers le monde.

La mise en lumière de l’influence du changement climatique sur la santé des végétaux et sur la sécurité alimentaire pousse les États à accélérer les politiques et les actions favorables à une transition climatique. Cette question de l’évaluation et de la gestion des risques phytosanitaires constitue un point stratégique du Programme de développement 2020-2030 de l’International Plant Protection Convention (IPPC)

On entend par organisme nuisible tout agent pathogène d’origine animale ou végétale, susceptible de dégrader les végétaux. Les anomalies de température ou d’humidité créent un écosystème favorable à l’apparition ou la multiplication de nuisibles dans le temps ou l’espace.

L’étude porte sur les zones aménagées (agricoles, horticoles, sylvicoles)  ou gérées par l’homme (Parcs nationaux), mais pas sur les espaces sauvages. Les expériences ont été menées par le biais d’essais en laboratoire ou en conditions réelles.

Toutes les expériences démontrent un accroissement des impacts phytosanitaires dans le cas d’un réchauffement climatique. Cet impact est plus radical dans les régions froides où le gain d’un seul degré bouleverse l’équilibre entre les écosystèmes plantes et insectes.

Face à ce constat, il existe plusieurs pistes de compensation. En premier lieu, contenir l’évolution du climat pour atténuer ses effets. Ensuite, mettre en place des actions préventives puis défensives face aux nuisibles :

• Utilisation de semences saines ;
• Application intelligente de pesticides ;
• Choix de variétés résistantes ;
• Modification des microclimats en conjuguant eau, ombre et évaporation, à l’image des oasis ;
• Limitation de la dissémination lors des flux humains ou de denrées.

La menace touche aussi bien les pays industrialisés que ceux en voie de développement. L’analyse du phénomène de réchauffement, et des nuisibles qui l’accompagnent, doit s’appuyer sur un réseau international de collecte d’expériences et de veille phytosanitaire.

La capacité à prévoir et à réagir rapidement pour protéger des cultures constitue un rempart contre la perte de denrées. Le monde agricole s’adapte déjà aux conséquences du changement climatique. Cette résilience pourrait être améliorée avec une meilleure compréhension des interactions entre le climat, les nuisibles et les cultures.

Effets du climat sur l’agriculture, la sylviculture et les écosystèmes

La nuisance d’un agent pathogène sur les végétaux se mesure selon la norme NIMP n°5 définie par l’IPPC.

Le réchauffement climatique se mesure par rapport à la période de référence préindustrielle 1850-1900, en prenant en compte la hausse moyenne de la température  à la surface du globe sur les 30 dernières années. Selon ce modèle, en 2015 on estimait le réchauffement à +0,87°C et les projections font redouter une mesure à +1,5°C, jusqu’à +2°C entre 2030 et 2052.

Si ces mesures paraissent dérisoires, elles traduisent pourtant d’importants changements naturels qui impacteront les formes de vie :

• Canicules dans les régions à climats continentaux ou océaniques ;
• Alternance d’épisodes extrêmes, sécheresses ou précipitations ;
• Réchauffement, acidification et élévation du niveau des océans ;
• Disparition des calottes glaciaires et des couches neigeuses.

Les activités humaines sont principalement responsables de cette dégradation engendrée par la présence croissante de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4) et de protoxyde d’azote (N2O) dans l’atmosphère. Aux activités polluantes s’ajoute la disparition des espaces naturels habituellement chargés de compenser, les fameux « poumons verts ».

A court terme, la raréfaction de ressources telles que l’eau entraîne la disparition d’espèces, notamment végétales, dont l’adaptation aux changements n’est pas assez rapide pour pouvoir résister.

Si l’élévation des températures en altitude peut laisser imaginer le développement de cultures initialement réservées aux plaines, il y aura un déficit de productions, notamment dans les régions tropicales et subtropicales particulièrement menacées par le réchauffement et dont l’agriculture est la source principale de revenus des populations.

Le présent rapport fournit un aperçu des évolutions phytosanitaires attendues et des mesures possibles pour atténuer leurs conséquences..

Quels nuisibles affectent les écosystèmes ?

De tous temps, les nuisibles ont provoqué des pertes dans les cultures, voire des famines menant parfois à des révoltes.

Les organismes nuisibles détruiraient entre 10 et 30% de la production végétale à laquelle s’ajoutent les risques liés aux mycotoxines présentes dans l’alimentation humaine ou animale.

On peut citer l’exemple du doryphore, originaire des États-Unis qui a colonisé les parcelles de pommes de terre au XXe siècle et, plus récemment, de la mineuse des feuilles de tremble et de la nepytia janetae, qui ont décimé saules et épicéas aux États-Unis. Déjà présents dans l’écosystème, ces deux nuisibles se sont développés et renforcés avec le réchauffement climatique.  De simples espèces endémiques, ces insectes ont acquis le statut de nuisibles. En effet, ces arbres constituent une ressource économique essentielle pour les régions touchées.

Les événements liés aux nuisibles ont lieu à toutes les époques et modifient le paysage naturel et économique :

• La rouille du caféier à Ceylan dans les années 1860 ;
• Le chancre du châtaignier dans les années 1950 :
• Le flétrissement de l’olivier depis quelqes années ;
• La mort subite du chêne qui se propage actuellement ;
• Le dépérissement du pin, constaté sur tous les continents.

Les plantes, comme les adventices, sont aussi considérées comme des nuisibles dans certains cas : envahissement de cultures, toxicité pour le bétail, allergies… Elles assurent pourtant des fonctions pivot dans l’écosystème : habitat, pollinisation, protection des sols contre l’érosion, stabilisation de berges… Le risque de nuisance par ces plantes est élevé car elles possèdent des caractéristiques de résistance supérieure aux plantes cultivées et s’approprient les ressources des sols ou pénalisent l’exposition lumineuse des cultures.

Filières utilisées par les organismes nuisibles

La dissémination des nuisibles se fait naturellement mais ces dernières décennies, elle est supplantée par une dissémination due à l’intensification des échanges internationaux.

L’introduction de nouvelles cultures, rendue nécessaire par le changement climatique, facilite aussi l’importation de nuisibles qui les accompagnent habituellement. Lorsqu’un nuisible est nouveau dans un écosystème, il cause des dégâts considérables car les cultures et les exploitants n’ont pas encore acquis de dispositifs préventifs ou curatifs. On estime que la moitié des nouvelles pathologies identifiées proviennent des échanges internationaux, la dissémination naturelle arrive désormais en deuxième position. Dans tous les cas, le changement climatique facilite l’implantation du nuisible, voire renforce son action locale. A titre d’exemple, les hivers excessivement doux autorisent la survie de nuisibles inadaptés au froid.

Le potentiel de nuisance sur un écosystème est donc dépendant des opportunités de transmission vers cet écosystème et des conditions de développement dans celui-ci. D’où l’importance de maîtriser les normes évaluation des risques phytosanitaires lors des mouvements de denrées ou de végétaux. Il s’agit de mesurer le risque d’entrée, d’établissement et de dissémination du nuisible.

Les principales filières de transmission inventoriées sont :

• Les matériaux d’emballage en bois ;
• Les semences, matériel végétal, terre et milieux de culture ;
• Les moyens de transport, cargaisons et déplacements d’animaux ;
• Les voyageurs ;
• La dispersion naturelle.

Méthodologie de mesure des impacts climatiques sur les nuisibles.

Depuis une quarantaine d’années, des études évaluent l’effet de la température, du CO2, de l’ozone, des UV et de l’humidité sur les phytopathologies qui affectent les cultures de céréales ainsi que les cultures horticoles tropicales .

Les expériences consistent par exemple à modifier des paramètres météorologiques localement ou à examiner sur une même latitude ou altitude les variations d’espèces au fil du temps.

D’autres études s’appuient sur des modélisations d’experts générées à partir de simulation de changements climatiques et d’observation des populations de nuisibles.

Jusqu’à présent, il est trop complexe de reproduire des environnements expérimentaux réalistes. Quelques expérimentations consistent à enrichir une atmosphère en CO2 ou à augmenter la température, soit dans un espace ouvert, soit dans une chambre expérimentale à ciel ouvert.

Quelle que soit la méthode, les chercheurs constatent que la concentration en CO2  et/ou le réchauffement coïncident avec une augmentation des problèmes phytosanitaires.

Si les conditions d’études restent perfectibles, elles permettent d’obtenir des scénarios sur lesquels fonder des solutions :

• Prévention par la sélection végétale ou l’atténuation des effets climatiques ;
• Prise en compte de nouveaux nuisibles ou limitation des nuisances ou maladies.

L’importante littérature sur le sujet du réchauffement climatique peut-être utilisée pour l’analyse des effets sur les nuisibles. Ainsi, une étude a mis en évidence une sensibilité au réchauffement supérieure chez les prédateurs, par rapport aux insectes, ce qui peut expliquer l’accélération des nuisances dans certaines parties du monde où leurs prédateurs sont impactés.

Au final, on peut retenir que les chercheurs établissent des prévisions relatives à l’évolution des nuisibles selon les approches suivantes :

• Expériences en conditions contrôlées ;
• Expériences sur site exploité en conditions naturelles ;
• Études le long d’un gradient altimétrique ou latitudinal ;
• Méta-analyse d’un groupe de données :
• Veille de l’évolution d’un paramètre sur le long terme ;
• Avis d’experts ;
• Modélisation des futurs risques phytosanitaires.

Effets des changements climatiques sur les organismes nuisibles

Les études portent principalement sur le poids du réchauffement climatique, même s’il y a d’autres critères à prendre en compte, comme la disponibilité en eau, le vent ou les pratiques culturales. Pour ces critères, la modélisation est plus complexe.

Un même changement climatique impactera différemment un écosystème selon la saison, l’altitude et la latitude. On peut citer des résultats d’études qui mettent en avant des effets différents pour une même phytopathologie selon la zone géographique :

• Risque accru de pyriculariose, due à un champignon, en régions rizicoles subtropicales et fraîches (Japon) et réduit en zones tropicales chaudes et humides (Philippines,) ;
• Risque accru de la présence de pyrales du maïs ou de doryphores de la pomme de terre en Europe et en altitude, avec une hausse du rythme de renouvellement des générations tandis qu’ailleurs, la hausse de température pourrait éteindre ces espèces de nuisible.

Il est évident que le monde végétal est de plus en plus soumis au stress en raison de l’intensification des incendies, des sécheresses et des actions des nuisibles, y compris dans les zones forestières non exploitées. Les experts identifient deux phénomènes récurrents :

• Les climats chauds et secs favorisent les nuisances dues aux insectes ;
• Les climats chauds et humides développent plutôt des agents pathogènes.

Par ailleurs, l’impact du changement climatique sur les nuisibles se manifeste de différentes façons :

• Modification de la présence du nuisible : introduction, développement ou disparition ;
• Variation dans la synchronisation des étapes du cycle de vie des organismes nuisibles avec leurs hôtes ou ennemis ;
• Evolution des rythmes de vie des populations de nuisibles : hivernage, survie, reproduction, taux de croissance, nombre de générations.

La manière dont les plantes-hôtes sont cultivées influence aussi la vie des nuisibles. Si elles sont cultivées plus tôt dans la saison, le vecteur de maladie (insecte ou champignon) sera perturbé dans son action mais entamera une phase d’adaptation.  En Afrique, par exemple, les exploitants modifient leurs habitudes de culture en termes d’irrigation, de labour et de semis décalés. Ainsi, le maïs est désormais cultivé et irrigué toute l’année avec, comme répercussion, des invasions de nuisibles en permanence.

Études de cas de certains nuisibles

Les nuisibles font preuve d’une grande résilience et élargissent leurs cibles hôtes sous l’effet du réchauffement climatique. Voici quelques exemples de nuisibles dont l’introduction et le développement sont décrits ci-dessous.

Insectes

L’agrile du frêne est un coléoptère qui infeste cet arbre, entraînant la mort de l’hôte. Originaire d’orient, il aurait envahi les Amériques par voie maritime, niché dans les emballages en bois. Aux États-Unis, c’est le nuisible le plus destructeur  économiquement. Il provoque en même temps la destruction des habitats forestiers et impacte fortement la vie de la faune. Les tentatives de quarantaine des zones touchées ou d’introduction d’agents de lutte biologique ont été vaines. Ce nuisible a toutefois besoin de saisons marquées et d’un long hiver, ce qui tend à disparaître et pourrait atténuer son effet.

La mouche de fruit (famille des téphritidae) se nourrit dans les cultures arboricoles et dépose ses larves dans les fruits, les condamnant. Elle entraîne des pertes économiques importantes. Son expansion correspond à l’extension de la culture arboricole mais aussi au réchauffement climatique qui lui permet de se reproduire y compris en saison hivernale. La mouche de fruit est présente en Afrique, en Europe et en Asie mais est apparue récemment en Californie et au Mexique. Le risque de nuisance est élevé dans la mesure ou ce nuisible cible des hôtes très diversifiés. Il profite d’une dissémination par les flux internationaux ou survit dans des fruits stockés en entrepôts tempérés.

Le charançon rouge du palmier, que l’on trouve au Proche-Orient, en Afrique et en Europe, est dommageable aux palmiers. Ses larves se nourrissent des tissus végétaux des arbres et les affaiblissent. Une étude récente estime les pertes dues au charançon rouge à $15 millions pour l’ensemble de la population mondiale de palmiers. Détecté pour la première fois en 1980 au Proche-Orient, il s’est répandu en Afrique et en Europe. Sa dissémination est facilitée par les échanges de coupes de palmiers utilisées comme matériel végétal. Signalé dans 45 pays, il pourrait poursuivre son expansion à la faveur du réchauffement climatique.

Le légionnaire d’automne est un papillon (famille noctuidae) qui cible une centaine d’hôtes, en causant des dommages aux graminés et autres cultures : maïs, sorgho, riz, coton, soja. Originaire des régions tropicales du continent américain, il migre plus au sud l’été et a fait son apparition en Afrique en 2016, avant de se répandre en Inde, en Chine puis en Corée.

Le criquet pèlerin , présent en Afrique, dans la péninsule arabique et en Asie de l’ouest, il se déplace en essaim et se nourrit de cultures essentielles telles que le maïs ou le sorgho mais peut aussi s’alimenter de tous pâturages ou végétations croisés sur son chemin. Après la période solitaire de reproduction, il se regroupe en essaim pour une migration longue distance. Adapté aux zones semi-arides, il profite pleinement du changement climatique pour envahir de nouvelles zones qui répondent à ses critères. Compte tenu de son niveau élevé de nuisance et de menace pour la sécurité alimentaire, la FAO effectue une veille de longue date pour ce nuisible . Les  tentatives de pulvérisations de pesticides chimiques constituent une solution à la fois insuffisante mais nocive pour l’homme et l’environnement. En zone désertique, la hausse des températures combinée aux précipitations, aux vents violents et aux cyclones tropicaux, favorise la reproduction et la dissémination. La Commission de lutte contre le criquet pèlerin invite à une coopération internationale pour déterminer la route des vents et prévenir les trajectoires futures de ces nuisibles.

Agents pathogènes

La rouille du caféier sévit en Afrique, en Asie et en Amérique latine. Principal agent nuisible du caféier, il a causé de fortes pertes ces dernières années, parfois jusqu’à 60% de la production. Les experts identifient la diminution de l’amplitude thermique diurne comme moteur du développement de l’agent pathogène. En effet, la période d’incubation est plus courte avec le réchauffement climatique. Même le transfert de caféiers vers  des régions plus fraîches et en altitude, comme en Afrique, n’a pas empêché la persistance de la maladie. Il semble que l’agent se déplace avec l’hôte et s’adapte à son nouvel environnement.

Le fusariose du bananier , présent en Australie, au Mozambique, en Colombie, en Asie et au Proche-Orient, est un champignon qui provoque le flétrissement de l’hôte. Les cultivateurs ont choisi de se tourner vers la variété de bananier « cavendish », résistante à ce champignon, jusqu’à l’arrivée d’une nouvelle souche de fusariose qui s’est propagée en Asie du Sud-Est et en Australie. La hausse de température et les épisodes de précipitation gorgent les sols d’eau et augmentent la transmission de la maladie due à ce champignon vivant dans le sol. A ce jour, la seule prévention possible est le suivi, la détection et l’élimination des cultures atteintes.

La bactérie xylella fastidiosa d’Amérique, d’Europe du Sud et du Proche-Orient, provoque des maladies sur la vigne, les arbres fruitiers et le caféier. D’abord signalée dans les années 1980 en Amérique du Nord, du Sud et en Asie, elle a fait son apparition en Italie en 2013, détruisant des plantations d’oliviers. Les dernières modélisations prédisent un risque accru autour du bassin méditerranéen, notamment en Turquie, en Grèce, au Maroc et en Tunisie. La performance de la bactérie diminue sous l’effet de la combinaison de températures élevées et d’une atmosphère sèche. La lutte contre cette bactérie consiste en une détection plus précoce et une mise en quarantaine des zones touchées.

Le mildiou de la vigne est une autre maladie qui entraîne une perte allant jusqu’à 40%, des produtions en régions viticoles. Cet agent pathogène altère aussi la qualité du vin produit. L’impact du mildiou croît en cas de réchauffement. Le changement climatique fait donc craindre une expansion de la maladie, avec des épidémies survenant plus précocement et pour une durée plus longue.

Il existe aussi des études de cas pour d’autres types de nuisibles :

• Les nématodes qui attaquent racines, soja et pins ;
• Les adventices : arbre aux papillons et stipe à feuilles dentées.

Les mesures de prévention et d’atténuation

Comment limiter les effets du changement climatique et sa répercussion sur les nuisances occasionnées aux cultures ? La première mesure consiste à freiner la dissémination des vecteurs (nuisibles ou agents pathogènes). Les précautions phytosanitaires, à l’occasion des transports ou de la pratique agricole, constituent le rempart principal contre la diffusion du risque.

Une panoplie de dispositifs peut être mise en œuvre :

• Réglementation à l’export et à l’import pour les denrées et les opérateurs ;
• Acquisition d’une expertise dans l’analyse du risque phytosanitaire ;
• Organisation d’une surveillance à l’échelle internationale ;
• Mutualisation des données collectées pour une meilleure modélisation ;
• Établissement de pratiques préventives contre les nuisibles.

Nanotechnologie

Il existe une avancée technologique prometteuse, la nanotechnologie au service de la santé des végétaux. Cet outil facilite la mise en œuvre de produits innovants capables de faire face aux nouvelles nuisances.

A ce jour, les expérimentations restent confidentielles et l’industrialisation incertaine. Les pays les plus touchés ne disposent pas d’une capacité financière suffisante pour acquérir les innovations à venir.

Les pesticides produits par les nanotechnologies font preuve d’une capacité d’adaptation aux facteurs environnementaux : température, pH, humidité, enzymes, lumière, et sont solubles dans l’eau.

Des expériences avec des nanoparticules d’oxydes métalliques, de soufre et de silice donnent des résultats probants pour lutter contre les nuisibles. D’autres méthodes consistent à encapsuler les actifs (herbicides, antifongiques) dans des nanotransporteurs à base d’argile, de silice ou de lignine. A titre d’exemple, ces méthodes sont efficaces sur le nématode du pin, intoxiqué par l’avermectine nanoencapsulée.

La nanocapsule peut également permettre le transfert d’ADN de résistance dans des végétaux pour les protéger et limiter l’usage de pesticides. La pratique est empruntée au domaine du transfert sur les cellules animales même s’il réside une difficulté à franchir la paroi cellulaire végétale, plus rigide et multicouche.

Pratiques agricoles

Les simulations prennent en considération les données scientifiques mais oublient les contraintes de pratiques agricoles dans l’élaboration de solutions de lutte contre les nuisibles.

Les experts doivent veiller au volet opérationnel des prescriptions, qui couvrent divers aspects :

• Optimisation simultanée de l’usage des pesticides ;
• Amélioration de la sélection des plantes ;
• Ajustement des périodes de semis ;
• Allongement de la rotation des cultures ;
• Surveillance et quarantaine.

En Australie, dans le Queensland, de nouvelles variétés de blé permettent des semis qatre semaines plus tôt afin de devancer la période des nuisibles.

Dans le domaine de la sylviculture, les expérimentations sont plus compliquées compte tenu du délai de croissance. Les pratiques consistent, essentiellement à retirer les arbres malades ou à choisir des essences particulières lors des plantations.

Il est aussi possible de choisir des implantations géographiques stratégiques en fonction des simulations de risques phytosanitaires. Les cultures seront plus pérennes. En Egypte, par exemple, la culture des fèves a été déplacée du centre vers le Delta du Nil afin d’éviter la virose.

Dans tous les cas, les préconisations prennent en compte l’intérêt environnemental et économique.

Conclusion

Le risque phytosanitaire va s’accroître dans les prochaines années du fait du réchauffement de la planète. Les effets des nuisibles et autres pathologies peuvent être atténués par l’instauration de systèmes agricoles résilients.

Les politiques publiques doivent intégrer cette problématique à différents niveaux et en tirer des stratégies accompagnées de mesures, à la fois en amont (recherche), mais aussi en aval (agriculteurs, exploitants).

Le rapport émet quelques recommandations qui permettraient d’améliorer la prise en compte des effets du changement climatique sur les nuisibles :

• Mise à jour des normes NIMP avec une plus grande influence du critère climatique dans l’évaluation du risque phytosanitaire ;
• Instauration d’un organe de surveillance mutualisé qui collecte les apparitions ou évolutions des nuisibles ;
• Renforcement des laboratoires nationaux de diagnostic et d’alerte ;
• Décloisonnement des programmes de recherche pour permettre l’étude des risques phytosanitaires, à la fois sur divers périmètres géographiques (Europe, Afrique…) et sur différents domaines scientifiques (Climat, Génétique, Technologies…).

Source : FAO, IPPC