Les émissions de méthane des rizières sont régulées par la disponibilité en carbone et le pH du sol le long d’un gradient de température moyenne annuelle

Pourquoi les rizières comptent pour le climat

Le riz est un aliment de base pour des milliards de personnes, dont une grande part est cultivée dans des champs inondés. Ces rizières détrempées sont aussi des sources importantes de méthane, un puissant gaz à effet de serre qui réchauffe la planète bien davantage que le dioxyde de carbone à court terme. Alors que le climat se réchauffe et que la demande en riz augmente, les scientifiques cherchent à comprendre pourquoi certaines rizières émettent beaucoup plus de méthane que d’autres, et comment les changements de température et des conditions du sol pourraient modifier ces émissions à l’avenir.

Suivre les sols de riz du nord frais au sud chaud

Les chercheurs ont prélevé des sols dans 30 rizières à travers la Chine, depuis des régions tempérées fraîches au nord jusqu’à des zones tropicales au sud. Plutôt que de mesurer les gaz directement sur le terrain, ils ont ramené ces sols au laboratoire, les ont réhumectés et les ont incubés dans les mêmes conditions chaudes. Cela leur a permis d’éliminer les variations météorologiques quotidiennes et de se concentrer sur le comportement intrinsèque des sols. Pendant six semaines, ils ont mesuré à plusieurs reprises la quantité de méthane produite par chaque sol, tout en analysant des propriétés de base comme l’acidité, le carbone et l’azote totaux, et la façon dont ce carbone est réparti entre des formes plus stables ou plus facilement utilisées.

Nourriture rapide pour micro-organismes versus carbone verrouillé

Tout le carbone du sol n’équivaut pas aux yeux des micro‑organismes producteur de méthane. L’équipe a distingué une réserve « labile » — du carbone qui se dissout dans l’eau, existe en petites particules ou se trouve à l’intérieur de microbes vivants — et une réserve plus stable, fortement liée aux minéraux. Ils ont constaté que les fractions de carbone rapidement disponibles augmentaient généralement du nord vers le sud, tandis que le carbone stable lié aux minéraux suivait la tendance inverse. Autrement dit, les rizières du sud, plus chaudes, ont tendance à stocker plus de carbone sous des formes auxquelles les microbes peuvent facilement accéder, alors que celles du nord, plus fraîches, conservent une plus grande part sous des formes verrouillées et durables.

Quelle quantité de méthane et quand elle est libérée

Les résultats concernant le méthane reflétaient ces schémas de carbone. Les sols des rizières tropicales et subtropicales ont produit beaucoup plus de méthane que ceux des régions tempérées — en moyenne plus de dix fois plus pendant la période d’incubation, et dans les cas extrêmes plus de cent fois plus. Les pics d’émission et le moment où ils surviennent variaient aussi largement entre les sites. Les sols les plus émetteurs ont connu de fortes poussées de méthane quelques jours à deux semaines après l’inondation, tandis que les sols faiblement émetteurs n’ont montré que de faibles augmentations lentes. L’étude a montré que la taille du pool de carbone dissous était le principal facteur déterminant la quantité de méthane accumulée, tandis qu’un pool particulaire à dégradation plus lente contribuait à déterminer le moment du pic en alimentant les microbes progressivement dans le temps.

Les rôles cachés de l’acidité du sol et de la température

Le climat et la chimie du sol influencent le méthane principalement en façonnant ces réservoirs de carbone et les microbes qui s’en nourrissent. À l’aide de modèles statistiques, les auteurs ont trouvé que des températures à long terme plus chaudes tendent à accumuler davantage de carbone dissous et d’azote disponible dans les sols, ce qui alimente à son tour les micro‑organismes producteurs de méthane. L’acidité du sol agit en sens inverse : des sols plus acides favorisent un carbone dissous plus élevé et une biomasse microbienne plus importante, tandis que des sols plus alcalins tendent à supprimer ces composantes. Ensemble, ces effets indirects de la température et du pH du sol expliquent près des deux tiers des différences d’émissions de méthane entre les sites, même si tous les sols ont été incubés à la même température de laboratoire.

Ce que cela signifie pour le riz et le climat

Pour les non‑spécialistes, le message clé est qu’il ne suffit pas de savoir combien de carbone contient une rizière pour juger de son impact climatique, mais qu’il faut aussi considérer à quel point ce carbone est « accessible » aux microbes et comment les conditions du sol influencent la vie microbienne. Les climats plus chauds et certaines chimies de sol orientent davantage le carbone vers des formes « restauration rapide » pour les microbes, augmentant les émissions de méthane des rizières inondées. Cette compréhension plus fine peut aider à améliorer les modèles qui estiment les futures émissions de méthane et à guider des pratiques agricoles — comme la gestion de l’eau, le traitement des résidus et l’usage d’engrais — visant à produire du riz tout en contrôlant son empreinte climatique.

Citation: Yusong, D., Jiawei, C., Huabin, L. et al. Methane emissions from rice paddies are regulated by carbon availability and soil pH along a mean annual temperature gradient. Sci Rep 16, 14129 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43940-8

Mots-clés: rizières, méthane, carbone du sol, changement climatique, gaz à effet de serre