Évaluation environnementale et économique comparative de la culture de concombre en serre et d’Opuntia ficus-indica dans les régions arides

Pourquoi cela importe pour les terres arides

Dans une grande partie du monde, les agriculteurs des régions chaudes et sèches peinent à produire suffisamment de nourriture alors que l’eau devient plus rare et que les prix de l’énergie augmentent. Dans beaucoup de ces zones, des serres remplies de légumes populaires comme les concombres consomment de grandes quantités d’eau d’irrigation, de carburant et d’électricité. Cette étude pose une question simple mais d’actualité : que se passe-t-il si l’on utilise les mêmes structures de serre pour cultiver une plante très différente — le cactus résistant Opuntia ficus-indica — à la place ? En comparant l’« addition » environnementale et économique complète pour chaque option dans l’est de l’Iran, les auteurs explorent comment les agriculteurs pourraient continuer à gagner leur vie tout en réduisant la pression sur des terres fragiles et des ressources en eau qui s’amenuisent.

Deux serres, un climat hostile

La recherche a été menée dans le Sistan, une région à la frontière irano-afghane marquée par de longues sécheresses, le recul des zones humides, des tempêtes de poussière fréquentes et l’épuisement des nappes phréatiques. Ici, de nombreuses serres sont déjà construites mais restent souvent inactives lorsque les puits s’assèchent ou que l’eau devient trop salée pour des légumes sensibles. L’équipe a comparé deux systèmes de serre réels dans ce contexte : une exploitation conventionnelle de concombres nécessitant des irrigations fréquentes, du chauffage lors des nuits fraîches et de nombreuses applications d’engrais et de pesticides, et une serre cultivant Opuntia ficus-indica, un cactus dont les raquettes peuvent servir d’aliment et d’aliment pour animaux. Les deux systèmes ont été évalués pour toutes les étapes, depuis la construction de la serre jusqu’à la récolte d’une tonne de produit.

Suivre les impacts de la construction à la récolte

Pour que la comparaison soit juste et complète, les auteurs ont utilisé l’analyse du cycle de vie, une méthode qui suit les impacts environnementaux depuis les matières premières et la construction jusqu’au fonctionnement quotidien. Ils ont calculé les émissions contribuant au réchauffement climatique, les dommages à l’eau et aux écosystèmes, l’utilisation des ressources et la consommation d’eau pour les deux cultures. Ils ont également réalisé une analyse parallèle des coûts sur le cycle de vie sur 25 ans, en additionnant les coûts de construction, le carburant et l’électricité, l’eau, les engrais, la main-d’œuvre et les revenus attendus. En outre, ils ont mesuré l’activité antioxydante des raquettes du cactus pour mieux comprendre comment cette plante supporte des conditions difficiles, ce qui aide à expliquer pourquoi elle peut prospérer avec des intrants aussi faibles.

Charge environnementale : concombres assoiffés vs cactus robuste

Les résultats montrent que les concombres sont bien plus exigeants pour l’environnement que le cactus. Par tonne récoltée, la production de concombre a généré 4,5 fois plus d’émissions de réchauffement climatique et plus de huit fois la consommation d’eau comparée à l’Opuntia. L’utilisation intensive de diesel et d’électricité dans les serres à concombres dominait les catégories de réchauffement planétaire, de pollution de l’air et de toxicité. La construction de la serre elle-même — fondations en béton, câbles et tuyaux métalliques — avait également une empreinte étonnamment importante pour les deux cultures, représentant plus de 95 % de plusieurs impacts liés à la toxicité et à l’utilisation de ressources. Néanmoins, lorsque la construction et le fonctionnement sont considérés conjointement, le passage à l’Opuntia a réduit les impacts environnementaux totaux d’environ 75 %, principalement parce que le cactus nécessite beaucoup moins d’eau, d’engrais et d’énergie une fois la serre en place.

L’argent compte : retour rapide vs sécurité à long terme

Sur le papier, les concombres semblaient initialement plus attractifs financièrement. Sur 25 ans, le système de concombre présentait un taux de rendement interne plus élevé et remboursait son investissement en environ six ans et demi, contre plus de douze ans pour le système Opuntia. Mais cet avantage apparent dépend d’un accès constant à de grandes quantités d’eau d’irrigation et de carburant — précisément ce qui disparaît au Sistan. L’étude a constaté que la consommation d’eau et de carburant pour les concombres était près de dix fois supérieure à celle du cactus, ce qui augmente les coûts et les risques à long terme. Le système à base de cactus affichait des coûts totaux plus faibles dans l’ensemble — environ un tiers de moins que les concombres — et nécessitait moins d’heures de travail, libérant du temps pour la transformation ou la vente de produits complémentaires à base de cactus tels que l’alimentation animale ou des ingrédients alimentaires.

Un nouveau rôle pour les serres inactives

Pour les agriculteurs et les planificateurs des régions arides, la conclusion de l’étude est claire : utiliser des serres existantes pour cultiver Opuntia ficus-indica au lieu de concombres gourmands en eau peut réduire fortement les dommages environnementaux tout en offrant une trajectoire économique plus stable sous la contrainte de l’eau et de l’énergie. La serre à cactus nécessite moins d’irrigation, d’engrais et de traitements chimiques, tout en produisant des aliments et des fourrages utiles sur des sols pauvres et avec de l’eau saline. Bien que les revenus se constituent plus lentement, le système correspond mieux aux réalités d’un climat qui s’assèche et peut aider à maintenir les revenus agricoles lorsque les légumes conventionnels ne sont plus viables. En bref, consacrer l’espace de serre à des cultures de cactus résistantes offre une voie pratique pour conserver l’eau, réduire les émissions et renforcer la résilience dans certaines des régions agricoles les plus vulnérables au changement climatique.

Citation: Abyar, H., Pakzad-Toochaei, S. & Einollahipeer, F. Comparative environmental and economic assessment of greenhouse cucumber and opuntia ficus-indica cultivation in arid regions. Sci Rep 16, 11736 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43088-5

Mots-clés: agriculture en zones arides, culture sous serre, rareté de l’eau, analyse du cycle de vie, Opuntia ficus-indica