La sélection a modifié l’utilisation de l’eau du blé d’hiver à travers l’Europe

Pourquoi cela compte pour l’alimentation et l’eau

Partout en Europe, des champs de blé d’hiver s’étendent sur des millions d’hectares et nourrissent des centaines de millions de personnes. Cette étude pose une question apparemment simple mais aux conséquences importantes : au fur et à mesure que les sélectionneurs ont amélioré les rendements du blé au cours du siècle dernier, ont‑ils aussi modifié la quantité d’eau que ces cultures extraient du sol et renvoient dans l’air ? La réponse influence non seulement les agriculteurs et la sécurité alimentaire, mais aussi notre compréhension des cycles de l’eau et du climat à l’échelle continentale.

Ancien blé, blé moderne et traits cachés

Les chercheurs se sont concentrés sur deux variétés allemandes de blé d’hiver qui encadrent plus de 100 ans de sélection : un ancien cultivar sorti en 1895 et un moderne de 2002, toutes deux autrefois largement cultivées. Des travaux antérieurs avaient montré que le blé moderne produit plus de grains grâce à des changements dans l’allocation de la biomasse, la vitesse de développement et la capture lumineuse des feuilles. Moins évidents sont les changements souterrains et physiologiques — tels que la surface foliaire et le système racinaire — qui pourraient modifier la quantité d’eau qu’un champ de blé consomme pendant une saison de culture.

Des parcelles expérimentales à une carte de l’Europe

Pour démêler ces effets, l’équipe a d’abord calibré un modèle de culture détaillé en s’appuyant sur des données d’essais de terrain près de Bonn, en Allemagne. Ils ont mesuré la croissance des deux cultivars au-dessus et au‑dessous du sol, l’évolution de leur surface foliaire au fil du temps et leur transpiration à l’aide de capteurs de flux de sève fixés aux tiges. Le modèle a bien reproduit ces mesures, donnant aux auteurs la confiance nécessaire pour monter en échelle. Ils ont ensuite exécuté le modèle à travers les principales régions de culture du blé en Europe sur une grille fine pendant 30 ans (1990–2020), en l’alimentant avec des données météorologiques et pédologiques réalistes et en ajustant le phasage du développement pour correspondre aux conditions régionales.

Comment la sélection a remodelé l’utilisation de l’eau

Sur l’ensemble des sites et des années, le cultivar moderne utilisait systématiquement moins d’eau que son homologue historique — environ 17 % de transpiration en moins en moyenne par saison de culture. Pourtant, les plantes modernes produisaient une biomasse aérienne totale similaire voire légèrement supérieure, ce qui signifie qu’elles ont converti l’eau en matière végétale de façon plus efficace. Les plus grandes différences sont apparues dans les régions de type méditerranéen, aux étés chauds et secs, notamment en Espagne, dans le sud de la France, en Italie et en Grèce. Là, la reprise d’eau plus vigoureuse du cultivar ancien, combinée à de faibles précipitations et à une faible capacité de stockage en eau du sol, a entraîné une consommation saisonnière bien plus élevée que pour le cultivar moderne. Sur les trois décennies étudiées, les deux cultivars ont montré une tendance à une transpiration accrue, principalement due à des températures plus chaudes et à une demande évaporative plus forte, malgré l’augmentation du dioxyde de carbone, qui tend à réduire la perte d’eau au niveau foliaire.

Ce qui, à l’intérieur de la plante, fait la différence

Le modèle a permis aux chercheurs d’identifier les traits de la plante qui expliquent le mieux l’écart d’utilisation de l’eau. Trois traits se détachent : la surface foliaire, la conductance hydraulique des racines et la phénologie (le moment de la floraison). Le cultivar moderne présentait une surface foliaire maximale sensiblement plus petite, réduisant la surface d’évaporation. Ses racines avaient aussi une conductance hydraulique beaucoup plus faible, ce qui signifie que l’eau circulait moins facilement du sol vers la plante ; cet effet était particulièrement important dans les climats secs à forte demande évaporative. La phénologie — le timing des stades clés comme la floraison — jouait un rôle moindre mais encore détectable, car une période de croissance plus longue offre plus de temps pour les pertes en eau. Ensemble, ces traits faisaient que les variétés historiques avaient tendance à continuer de transpirer plus longtemps en conditions sèches, ce qui pouvait appauvrir les réserves en eau du sol plus tôt dans la saison.

Ce que cela signifie pour l’agriculture et le climat

En comparant des scénarios de modèle ne différant que par le cultivar, les auteurs ont constaté que les changements physiologiques liés à la sélection peuvent modifier les flux d’eau continentaux d’un ordre de grandeur comparable à de grandes décisions d’aménagement, comme l’ajout d’irrigation dans les modèles. Parce que le blé occupe environ 4 % de la surface terrestre européenne, une baisse de 17 % de sa transpiration entre cultivars anciens et modernes influe sur les échanges régionaux d’eau et d’énergie d’une manière que les modèles climatiques et hydrologiques ne prennent pas encore suffisamment en compte. L’étude conclut que la sélection moderne a amélioré l’efficacité d’utilisation de l’eau sans augmenter la consommation totale, et que des traits comme la surface foliaire et l’hydraulique racinaire méritent plus d’attention dans les futurs programmes d’amélioration du blé. Plus largement, elle soutient que les modèles terrestres et climatiques à grande échelle doivent représenter des traits spécifiques aux cultivars, et pas seulement un « blé » générique, si l’on veut projeter de façon fiable l’interaction entre l’agriculture et l’atmosphère dans un monde qui se réchauffe et se dessèche.

Citation: Behrend, D., Nguyen, T.H., Baca Cabrera, J.C. et al. Breeding changes water use of winter wheat across Europe. npj Sustain. Agric. 4, 29 (2026). https://doi.org/10.1038/s44264-026-00135-y

Mots-clés: blé d'hiver, sélection variétale, transpiration, efficacité d'utilisation de l'eau, agriculture en Europe