Optimisation de l’azote basée sur un modèle pour la production de blé tendre (Triticum aestivum L.) dans l’Oromia centrale, Éthiopie, en utilisant CERES-Wheat

Pourquoi une utilisation plus intelligente des engrais compte pour le blé et les populations

Le blé tendre est un pilier de la sécurité alimentaire en Éthiopie, pourtant de nombreux agriculteurs reçoivent des conseils d’engrais uniformes qui ignorent les différences de sols et de météo d’un lieu à l’autre et d’une année sur l’autre. Cette étude pose une question simple aux conséquences importantes pour les agriculteurs, les consommateurs et l’environnement : quelle quantité d’engrais azoté utiliser sur le blé, et quand l’appliquer, pour obtenir de bonnes récoltes, des profits équitables et moins de pollution aujourd’hui et sous le changement climatique futur ?

Des règles générales vers des décisions sur mesure

Dans l’Oromia centrale, la plupart des parcelles de blé sont gérées avec un taux d’azote uniforme, alors que les exploitations diffèrent par l’altitude, les précipitations et la qualité des sols. Parallèlement, la variabilité climatique entraîne des alternances fréquentes entre saisons sèches et humides, qui peuvent empêcher les plantes de bénéficier de l’engrais les années sèches ou entraîner des pertes vers les horizons profonds et les eaux les années humides. Les chercheurs se sont concentrés sur trois zones clés de culture du blé — Degem, Fitche et Bishoftu — et ont utilisé un modèle de croissance des cultures bien testé, CERES-Wheat intégré au logiciel DSSAT, pour explorer la réponse du blé à différentes doses d’azote et à des applications fractionnées sur ces sites.

Utiliser une parcelle virtuelle pour tester de nombreux futurs

Plutôt que de s’en remettre uniquement à de courts essais de terrain, l’équipe a construit une version virtuelle détaillée de chaque site, incluant les relevés météorologiques locaux, les propriétés des sols et les pratiques culturales. Ils ont ensuite mené des expériences informatiques sur de nombreuses années, testant plusieurs taux d’azote, de l’absence d’engrais jusqu’à 115 kilogrammes par hectare, et différents calendriers : tout à la semence, fractionné en deux apports, ou fractionné en trois apports à des stades clés de croissance. Ils ont répété ces expériences sous le climat actuel et sous deux trajectoires climatiques futures pour les années 2050 et 2080, représentant des émissions de gaz à effet de serre moyennes et élevées. Pour chaque simulation, ils ont suivi le rendement en grain, la croissance totale de la plante, l’azote absorbé par la culture, l’azote perdu du sol et le revenu attendu de l’exploitation.

Un azote plus ciblé apporte rendements et revenus supérieurs

Les simulations ont montré que le rendement et la croissance totale du blé augmentent fortement avec les apports d’azote, la meilleure performance étant généralement observée au taux le plus élevé testé de 115 kilogrammes par hectare lorsqu’il est appliqué en deux ou trois fractions bien synchronisées. À Degem et Bishoftu, un fractionnement en trois apports de ce taux a donné les meilleurs résultats biologiques et économiques, tandis qu’à Fitche deux apports étaient presque aussi productifs et plus pratiques pour des agriculteurs disposant de peu de main-d’œuvre. Par rapport à l’absence d’engrais, ces stratégies ont plus que doublé les rendements et généré des profits nets bien plus importants. L’analyse indique aussi que sous des conditions futures plus chaudes et à teneur en dioxyde de carbone plus élevée, le blé sur ces sites devrait demander encore plus d’azote pour atteindre son optimum économique, les taux optimaux étant projetés augmenter dans une fourchette d’environ 158 à 191 kilogrammes par hectare selon l’emplacement.

Compromis environnementaux et pressions liées au climat

Au-delà du rendement et du profit, l’étude a examiné comment la gestion de l’azote interagit avec l’environnement. Le modèle suggère que le protoxyde d’azote, un puissant gaz à effet de serre libéré par les sols, augmente avec les taux d’azote et le nombre d’apports fractionnés, soulignant un compromis entre maximiser la production et limiter les émissions. En revanche, lessivage des nitrates, qui peut polluer l’eau, s’est montré peu sensible au taux d’engrais ou au fractionnement dans les simulations ; il était principalement entraîné par les variations des précipitations et les conditions climatiques. Cela signifie que même un engrais bien géré peut être lessivé au-delà de la zone des racines lors d’années très humides, et que le changement climatique futur pourrait intensifier ce risque, en particulier sous des scénarios d’émissions élevés.

Ce que cela signifie pour les agriculteurs et les politiques

Pour les non-spécialistes, le message principal est clair : des règles d’engrais fixes et uniformes sont peu susceptibles de bien servir les agriculteurs ou l’environnement à mesure que le climat change. Cette étude montre que les modèles informatiques peuvent être des outils puissants pour concevoir des stratégies d’engrais spécifiques aux sites et conscientes du climat, qui augmentent les récoltes et le revenu des agriculteurs tout en prenant en compte la pollution et les gaz à effet de serre. Les auteurs insistent toutefois sur le fait que leurs taux recommandés constituent des points de départ basés sur des simulations, et non des prescriptions définitives. Ils appellent à des essais de terrain pluriannuels et multisites pour confirmer les résultats du modèle avant un déploiement large, ainsi qu’à des programmes de formation permettant aux agents de vulgarisation et aux agriculteurs de passer de recettes rigides à une gestion flexible de l’azote, adaptée aux sols locaux, aux prix et à la météo.

Citation: Kibebew, S., Dechassa, N., Alemayehu, Y. et al. Model-based nitrogen optimization for bread wheat (Triticum aestivum L.) production in central Oromia, Ethiopia using CERES-wheat. Sci Rep 16, 16336 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45892-5

Mots-clés: blé, engrais azoté, modélisation des cultures, changement climatique, Éthiopie