Variation des rendements des super-riz hybrides liée à la température selon les régions écologiques : atténuation par la gestion de l’azote et la sélection de génotypes

Pourquoi les récoltes de riz dépendent de la chaleur et des engrais

Le riz nourrit plus de la moitié de la population mondiale, aussi de modestes variations de rendement peuvent-elles se répercuter sur les prix alimentaires et la sécurité alimentaire. Cette étude examine pourquoi les mêmes variétés « super » hybrides de riz donnent des rendements très différents dans deux régions voisines de Chine, et comment une gestion plus fine de l’azote et le choix des variétés peuvent protéger les récoltes face à la hausse des températures.

Deux champs, même riz, climat différent

Les chercheurs ont comparé trois variétés modernes de super riz hybride cultivées pendant deux ans sur deux sites de la province du Hunan : Longhui, une zone montagneuse plus fraîche connue pour ses rendements très élevés, et Changsha, un bassin de plaine plus chaud qui subit souvent des stress thermiques. Sur les deux sites, ils ont utilisé les mêmes trois variétés et quatre niveaux d’apport en azote, allant de l’absence d’azote à des applications fortes comparables ou supérieures aux pratiques paysannes courantes. Ce dispositif leur a permis de démêler comment la température, l’azote et la génétique influent conjointement sur le rendement final en grains.

Comment la chaleur réduit la récolte

Malgré une gestion identique, Longhui a systématiquement produit davantage de riz : les rendements y étaient supérieurs d’environ 17 % en 2021 et de 27 % en 2022 par rapport à Changsha. La raison principale est la chaleur pendant la période reproductive du riz. À Changsha, les températures pendant la formation de l’épi (la panicule) et la remplissage des grains dépassaient plus souvent 35 °C, seuil connu pour endommager les fleurs du riz et réduire le temps disponible pour le remplissage en amidon des grains. En conséquence, les plantes de Changsha ont produit moins de petites fleurs (spicules) par panicule, une part plus faible de ces spicules s’est transformée en grains remplis, et les grains eux-mêmes étaient légèrement plus légers. À l’inverse, le climat plus frais et plus stable de Longhui a favorisé davantage de spicules, des taux de fécondation supérieurs et des grains plus lourds, aboutissant à des récoltes plus importantes.

Plantes feuillues, forte croissance et rôle de l’azote

L’étude montre aussi que le site plus frais a permis aux plantes de riz de développer davantage de « surface d’usine » verte et de biomasse. Les plantes de Longhui présentaient un indice de surface foliaire plus élevé — plus de surface foliaire par unité de sol — et accumulaient davantage de matière sèche de l’épiaison à la maturité. Leur vitesse de croissance à ce stade tardif dépassait souvent celle de Changsha, ce qui signifiait que plus de sucres et d’amidons étaient disponibles pour remplir les grains en développement. À Changsha, la chaleur limitait l’expansion foliaire et la croissance globale, laissant les plantes plus « fortes en grains par rapport à leur capacité photosynthétique » : elles avaient de nombreux grains par rapport à leur surface foliaire mais pas assez de puissance photosynthétique pour les remplir complètement. L’engrais azoté a aidé sur les deux sites. Des niveaux modérés à élevés d’azote ont augmenté l’indice foliaire, la biomasse et des composantes clés du rendement comme le nombre de spicules et le taux de remplissage. Importamment, l’ajout d’azote a réduit l’écart de rendement entre les deux régions, qui dépassait 40 % sans azote et s’est rapproché d’environ 14–15 % lorsque de l’engrais était appliqué, compensant en partie les dommages causés par les températures élevées.

Choisir des variétés de super riz résilientes

Toutes les variétés de super riz hybride ne réagissent pas de la même façon à la température et à l’azote. Une variété, Y-liangyou-900, a fourni les rendements les plus élevés au global, surtout sur le site plus favorable et plus frais, en produisant une biomasse abondante et de grandes panicules. Cependant, sa performance chutait plus fortement dans l’environnement plus chaud. Une autre variété, Y-liangyou-1, n’atteignait pas toujours les rendements maximums, mais elle montrait les récoltes les plus stables entre sites et niveaux d’engrais. Son taux de croissance et sa biomasse variaient moins d’un environnement à l’autre, la rendant plus fiable en conditions météorologiques variables. En combinant mesures de terrain et modèles statistiques, les auteurs ont constaté que des traits tels que la matière sèche totale à maturité, la surface foliaire à l’épiaison et la vitesse de croissance après l’épiaison influençaient fortement les différences de rendement entre sites, car ils soutenaient un plus grand nombre de spicules et un taux de fécondation plus élevé.

Ce que cela implique pour les rizières de demain

Pour les non-spécialistes, le message principal est simple : lorsque les stades critiques du développement du riz coïncident avec des vagues de chaleur, les récoltes peuvent chuter fortement, même pour des variétés avancées à haut rendement. Toutefois, agriculteurs et sélectionneurs ne sont pas impuissants. Appliquer l’azote à des doses judicieusement choisies et sélectionner des variétés ayant une croissance stable et un bon remplissage des grains peut compenser une grande part des pertes liées à la chaleur sans augmenter indéfiniment l’usage d’engrais. Dans les régions dont le climat se réchauffe comme à Changsha, associer une gestion azotée adaptée au climat et des super variétés hybrides résilientes peut aider à maintenir des assiettes pleines tout en limitant les impacts environnementaux.

Citation: Li, J., Zhang, X., Guo, Z. et al. Temperature-driven yield variation of super hybrid rice across ecological regions: mitigation by nitrogen management and genotype selection. Sci Rep 16, 7671 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35957-w

Mots-clés: rendement du riz, stress thermique, engrais azoté, riz hybride, cultures résilientes au climat