Olivier Duchene, doctorant de l’Isara Lyon, tente de mieux comprendre le fonctionnement des céréales pluriannuelles. Par leurs propriétés métaboliques et physiologiques, elles interagissent davantage avec leur environnement par rapport aux variétés classiques cultivées aujourd’hui. «Elles créent un système racinaire dense et très ramifié capable de coloniser des horizons très profonds du sol. Cette activité est très bénéfique pour la stimulation et la fertilité biologique du sol via le stockage et le largage de carbone et d’éléments nutritifs. La biomasse racinaire produite pourrait donc être intéressante à valoriser pour l’agriculteur et pour l’environnement», explique Olivier Duchene. Sur les sept céréales pérennes testées en région Auvergne-Rhône-Alpes, le doctorant travaille plus particulièrement avec une plante pluriannuelle modèle, appelée kernza (Thynopyrum intermedium), une graminée sauvage non croisée et extrêmement robuste, sélectionnée par le Land Institute, Kansas (USA), partenaire de l’Isara. «Un des facteurs que nous sommes en train d’analyser, c’est la colonisation des champignons mycorhiziens, un indicateur important que l’on retrouve dans le blé, par exemple, et qui permet d’apprécier l’intensité des processus de symbiose, la présence de micro-organismes bénéfiques et d’estimer un potentiel d’acquisition des ressources du sol par la plante», détaille Olivier Duchene. Ces petits champignons sont également présents dans le kernza. De quoi donner bon espoir au doctorant et à son encadrant de thèse Florian Celette, enseignant-chercheur à l’Isara-Lyon.

Évaluation en plein champ

Dans la région, une poignée d’agriculteurs s’implique dans ce projet de recherche, en mettant à disposition de l’équipe scientifique une partie de leurs parcelles pour des essais agronomiques en plein champ. Semé il y a un an sur une parcelle expérimentale à Maubec (Rhône), près d’une culture de blé classique, le kernza cultivé par Roland et Francis Badin dépasse déjà presque du double en hauteur son voisin. Visuellement, c’est très parlant. À droite, cette culture de blé a été sélectionnée depuis des dizaines d’années pour réaliser de très bons rendements de grains. Tous les épis sont à la même hauteur et bien garnis mais après la récolte la plante n’est pas en capacité de continuer à produire de nouveaux épis ou de la biomasse.

À gauche, le kernza, a lui évolué différemment au fil des années. Cette plante sauvage domestiquée, mais non hybride, est restée beaucoup plus rustique, semblable à son état d’origine. Elle produit beaucoup plus de biomasse, ses épis ne sont pas réguliers, son nombre de talles plus important par pied avec une tendance à occuper l’espace malgré une production de grains faible. Le kernza a naturellement pris l’habitude pour survivre d’aller chercher ses ressources loin dans le sol, ce qui fait d’elle une plante qui semblerait être plus résistante aux aléas climatiques. Cette céréale est attendue non seulement pour sa production de grains mais aussi pour la valorisation de sa biomasse fourragère énergétique ou encore pour son stockage de carbone dans le sol, ce qui pourrait faire d’elle une véritable plante multiservices.

L’association avec d’autres cultures type légumineuses représente une piste intéressante pour son utilisation et développement afin de conserver de la diversité au champ et ramener de l’azote dans le sol. «Je travaille en agriculture de conservation, souvent en semis direct. Ce qui m’intéresse le plus, c’est ce système racinaire très puissant qui pourrait me permettre de restructurer mes sols en profondeur en faisant des économies sur les produits phytosanitaires», explique Francis Badin. Depuis quelques années, les céréales pérennes intéressent aussi les Américains, notamment ceux situés le long de la rivière Mississippi où de gros dégâts de pollution de nitrates préoccupent la population. «Là-bas, énormément d’espoir repose sur cette question. Les céréales pérennes sont perçues comme un possible outil de génie biologique pour résoudre ce problème majeur.»

L’Inra s’investit dans le projet

L’Inra s’est également associé aux travaux d’Olivier Duchene, mettant à sa disposition une parcelle expérimentale sur le site de Crouël à Clermont-Ferrand, où sept variétés de céréales pérennes sont cultivées et comparées : du kernza en domestication directe, du seigle et du blé en croisement avec d’autres variétés annuelles. «L’objectif, c’est déjà de comprendre l’intérêt de ces deux schémas de sélection mais aussi de remarquer le comportement de la plante en termes de précocité, de date de floraison, de longévit酻, précise le doctorant. Et Thierry Langin, directeur de l’unité de recherche génétique, diversité et écophysiologie des céréales (GDEC) du site clermontois d’ajouter. «L’intérêt pour nous, c’est de mieux connaître ces céréales sur lesquelles nous n’avons pas de recherche spécifique pour le moment. Si d’ici trois ou quatre ans, les résultats sont positifs, nous pourrions lancer un programme de sélection. Ces céréales pourraient être un vivier potentiel de gènes nouveaux à introduire dans des variétés déjà existantes pour améliorer leurs performances».