Réchauffement climatique : deux fois plus d'arsenic dans le riz

La hausse des températures pourrait entraîner une concentration deux fois plus élevée en arsenic dans le riz récolté en 2100, avec pour conséquence une chute de rendement de 40 %. Une catastrophe pour les habitants dont l'alimentation repose en grande partie sur cette céréale, mais aussi pour tous les consommateurs de riz dans le monde, qui risquent de manger du riz davantage contaminé.

Plusieurs études ont déjà mis en évidence l'impact négatif d'une hausse des températures et du CO₂ atmosphérique sur le riz, avec notamment des grains plus petits ou moins riches en nutriments (voir ci-dessous). Mais un autre facteur pourrait faire encore plus chuter les rendements : l'arsenic. Selon une nouvelle étude parue le 1^er novembre dans Nature Communications, le réchauffement climatique va entraîner un doublement de la concentration en arsenic inorganique dans le riz avec, pour conséquence, un effondrement des rendements de 40 %.

Les microbes libèrent l’arsenic inorganique dans l’eau

Dans de nombreuses régions du monde, notamment au Bangladesh et en Chine, l'arsenic naturellement présent dans la roche contamine les nappes phréatiques qui alimentent les stations de pompage en eau potable. Il est soit stocké sous forme minérale dans le sol, inaccessible aux plantes, soit il reste dilué dans l'eau sous forme inorganique et peut être absorbé par les plantes. Or, le riz, dont les racines poussent dans l'eau, est particulièrement sensible à l'arsenic inorganique. À chaque cycle d'irrigation avec de l'eau contaminée, l'arsenic s'accumule dans le sol.

« Or, le sol regorge de bactéries et micro-organismes qui déterminent si l'arsenic reste sous forme minérale ou s'il passe sous forme inorganique », explique Scott Fendorf, coauteur de l'étude et professeur à l'université de Stanford. Sous l'effet de la hausse des températures, les micro-organismes relâchent une plus grande partie de l'arsenic dans l'eau qui va donc s'accumuler dans le riz. « Une fois absorbé par la plante, l'arsenic inhibe l'absorption des nutriments et diminue la croissance et le développement des plantes », poursuit Scott Fendorf.

L’impact du réchauffement climatique et de l’arsenic sur le rendement du riz. Barres pleines : variations du rendement avec des faibles teneurs en arsenic (7,3 mg/kg). Barres quadrillées : variations du rendement avec des fortes teneurs en arsenic (24,5 mg/kg). © E. Marie Muehe et al, Nature Communications, 2019.

L’arsenic, deux fois pire que le réchauffement climatique pour le riz

Dans leur expérience, les chercheurs ont recréé en serre les conditions d'un réchauffement de 5 °C et d'une concentration atmosphérique en CO₂ double de celle d'aujourd'hui (scénario le plus pessimiste du GIEC). Ils ont fait varier la teneur en arsenic du sol de 7,3 mg/kg à 24,5 mg/kg, correspondant à des arrosages plus fréquents en eau contaminée. Ils ont constaté un doublement de la teneur en arsenic dans le riz ainsi qu'une chute de rendement de 40 %, encore plus forte que celle attribuée au changement climatique seul (16 %). Autrement dit, l'arsenic est un facteur négatif pire que le réchauffement climatique pour le rendement du riz.

Les jeunes enfants très exposés au riz contaminé à l'arsenic

« En 2100, la Terre comptera environ 10 milliards d'habitants, ce qui signifie que 5 milliards de personnes seront dépendantes du riz pour leur alimentation », alerte Scott Fendorf. L'autre problème, c'est que l'arsenic n'est pas seulement toxique pour le riz, mais aussi pour les humains. Sur le long terme, ce semi-métal entraîne des lésions cutanées, des troubles digestifs et des cancers. Un lien a aussi été établi avec les maladies cardiovasculaires et le diabète. Les contaminations ont lieu via l'eau de boisson, mais surtout par les aliments dont les cultures ont été irriguées par l'eau chargée en arsenic -- notamment le riz.

« C'est très préoccupant pour les jeunes enfants, s'inquiète E. Marie Muehe, l'auteur principale. Comme ils sont plus petits, cela signifie qu'ils absorbent plus d'arsenic par rapport à leur poids corporel ». En 2018, le Conseil supérieur de la Santé belge recommandait de limiter la consommation de riz pour les femmes enceintes et les enfants, et de faire bouillir le riz dans une grande quantité d'eau.

Ce qu'il faut retenir

• Le riz est particulièrement sensible à l’arsenic inorganique présent dans l’eau.
• En modifiant l’écosystème microbien du sol, le réchauffement climatique va accroître l’arsenic absorbable par le riz, aboutissant à une chute de 40% des rendements.
• L’arsenic est aussi toxique pour l’Homme, notamment pour les enfants en bas âge.

Source : Réchauffement climatique : deux fois plus d'arsenic dans le riz