Bayer : Quel est l’effet de la fumée des incendies de forêt sur les cultures ?

La fumée est une combinaison de particules, de divers gaz et de vapeur d'eau. (Fait intéressant, la vapeur d’eau est le principal composant de la fumée.) Les gaz peuvent inclure du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, de l’oxyde d’azote, plusieurs composés organiques volatils (COV) et de petites particules. Les COV et les oxydes d'azote se combinent en présence de la lumière du soleil pour produire de l'ozone. L’ozone, bien que bénéfique dans la haute atmosphère, est très dommageable pour les plantes au niveau du sol. Lorsque l'ozone pénètre dans la feuille, cette forme d'oxygène hautement réactive interfère avec la photosynthèse et endommage les tissus végétaux au niveau cellulaire, augmentant ainsi le taux de sénescence. Une étude récente menée par l’Université de l’Illinois a révélé que l’ozone peut réduire le rendement du maïs de 10 % aux concentrations auxquelles il est actuellement produit.1

Quel est l’impact global de la fumée sur les rendements des cultures ?

Bien que la diffusion de la lumière provoquée par les particules en suspension dans l’air puisse être bénéfique en augmentant la disponibilité photosynthétique de la lumière bleue, la diminution globale du rayonnement solaire est susceptible de contrebalancer les avantages. Une étude de 2019 a révélé qu’une réduction artificielle de 15 % du rayonnement solaire entraînait une réduction du rendement de certains produits à base de maïs.2 La santé globale des plantes peut également être indirectement affectée. La réduction de la capacité photosynthétique causée par la réduction du rayonnement solaire total amène en outre la plante à remobiliser les glucides de la tige et des racines vers le grain en développement, augmentant ainsi le risque de mauvaise santé des tiges et des racines.

Cependant, une étude californienne a révélé que les conditions enfumées augmentaient l’efficacité de l’utilisation de la lumière (définie dans l’étude comme le rapport entre la productivité et le rayonnement absorbé) et que cette valeur était presque doublée pour le maïs. Bien que cette efficacité accrue dépende du compromis entre la réduction du rayonnement solaire total et l’augmentation de la quantité de lumière diffusée.3

Par une journée claire et ensoleillée, les valeurs de lumière du couvert végétal (mesurées en densité de flux de photons photosynthétiques, PPFD) varient de 1 200 à 1 800 µmol par m2 par s (micromole par mètre carré par seconde). Par temps nuageux, la densité du flux de photons photosynthétiques n’est que de 100 à 400 µmol par m2 par s. Dans une étude de l'Ohio, les auteurs ont comparé la PPFD des jours avec de la fumée de feu de forêt et des jours nuageux à la moyenne à long terme sur la même période.4 La réduction quotidienne en juin due à la fumée et à la couverture nuageuse était de 51 µmol par m2 par s, et la la réduction était de 44 µmol par m2 par s en juillet. Bien qu’il s’agisse d’une réduction quotidienne relativement faible, l’impact d’une plus faible densité de flux de photons photosynthétiques est cumulatif.

Quel est le résultat final ?

Ces résultats sont à peu près aussi clairs que le ciel au-dessus du Midwest l’a été ces derniers temps. La lumière du soleil doit être captée par la plante pour favoriser la photosynthèse. La fumée peut augmenter la diffusion de la lumière bleue, la rendant plus disponible pour la photosynthèse, tout en réduisant le rayonnement solaire total disponible pour la photosynthèse. Dans des conditions sans sécheresse, les journées claires et ensoleillées offrent les meilleures conditions pour une efficacité photosynthétique maximale, maximisant ainsi le potentiel de rendement. Les auteurs de l’étude de l’Ohio ont émis l’hypothèse que même la petite réduction qu’ils ont constatée réduirait le potentiel de rendement global du maïs et du soja.4 D’autre part, si la saison de croissance est prolongée, la perte de PPFD plus tôt dans la saison pourrait être compensée par une saison de croissance plus longue.