Dr. Fardausi (Shathi) Akhter

Rôle des habitats limitrophes des champs agricoles (HLCA) dans l’amélioration de la biodiversité, du rendement des cultures et de la qualité (rôle : chef de projet; co-chef : William May, AAC, Indian Head, Saskatchewan)

• Les habitats limitrophes des champs agricoles (HLCA) sont généralement des zones non cultivées adjacentes à des zones de cultures annuelles. Il y a peu de recherche documentée sur les avantages écologiques et économiques des HLCA pour la productivité des cultures et la diversité écologique dans les paysages agricoles de culture intensive de la Saskatchewan.

• Ce projet cherche à mesurer les avantages et les services fournis par les HLCA, comme une pollinisation accrue par les abeilles indigènes et une prédation accrue des altises et d’autres ravageurs par les carabidés, afin de déterminer s’il est avantageux pour les producteurs de maintenir ces zones d’habitat dans le paysage.

• En recueillant sur le terrain des données sur le rendement, la biodiversité et la santé du sol, et en associant les données à une analyse économique coûts-avantages, le projet vise à fournir aux producteurs des recommandations sur la fonction et la valeur des zones limitrophes pour l’augmentation du rendement et la réduction du risque de production. Les données sur le rendement des cultures et la qualité produites par le projet pour quantifier les effets des zones HLCA détermineront les gains/pertes en rendement des cultures adjacentes à une zone HLCA. La relation entre le type de zone limitrophe et le seuil de rentabilité auquel les avantages de la zone limitrophe dépassent la perte de production des cultures dans la zone occupée par la limite sera évaluée.

• De telles données aideront les producteurs à prendre des décisions lors de l’introduction de pratiques de gestion au niveau de l’exploitation en lien avec la productivité de l’exploitation et le respect de la biodiversité et de la santé du sol.

Cultures intercalaires d’arbustes fruitiers avec des cultures annuelles et vivaces sur les terres marginales (rôle : chef de projet; co-chef : William May, AAC, Indian Head, Saskatchewan).

• La culture intercalaire avec des arbustes fruitiers ou d’autres arbustes de valeur élevée est une pratique qui intègre les arbustes/arbres et les cultures dans un même champ. Dans ce système, les cultures annuelles ou vivaces poussent entre les rangées d’arbustes à valeur élevée afin de maximiser les avantages et la productivité par unité de surface de la terre.

• Ce système cultural peut être particulièrement adapté aux terres limitrophes, aux zones difficiles à exploiter et aux paysages fragiles par l’accroissement des retombées économiques de la terre et une protection additionnelle contre l’érosion et la dégradation.

• Dans ce projet, nous comparons un système de vergers pour la production d’argousiers et de Shépherdie du Canada et de cultures annuelles régulières à des cultures intercalaires d’argousiers et de Shépherdies du Canada avec des cultures annuelles ou des légumineuses vivaces.

• L’argousier (Hippophae spp.) est une plante résistante au froid qui produit un fruit de grande valeur pour ses propriétés nutritionnelles et médicinales, et qui développe rapidement un système étendu de racines capable de fixer l’azote. Introduit dans les prairies canadiennes au début des années 1930, il a été planté dans les brise-vent pour améliorer l’habitat de la faune sauvage et prévenir l’érosion des sols. Les articles publiés indiquent que le fruit de l’argousier est riche en vitamines C, A, E et K, en acides organiques, en flavonoïdes, en caroténoïdes, en stérols et en acides gras essentiels.

• On trouve la Shépherdie du Canada (Shepherdia argentea) dans la prairie ouverte des grandes plaines nord-américaines. Comme l’argousier, elle peut former une relation symbiotique avec l’actinomycète du Frankia, qui fixe l’azote. Avec sa teneur élevée en azote, la Shépherdie du Canada est une source importante de nourriture pour la faune sauvage et les oiseaux, et elle est couramment utilisée dans les haies d’arbustes des grandes plaines comme brise-vent et plantation pour la faune. Son fruit a une teneur élevée en composés phénoliques totaux et en acide ascorbique, et a une acidité titrable élevée. Elle était couramment utilisée par les Premières Nations d’Amérique du Nord dans le pemmican et les teintures.

• Récemment, la publicité faite pour les composés bioactifs d’origine végétale a accru la demande des consommateurs pour les « super fruits » riches en antioxydants ou en flavonoïdes contribuant au bien-être humain. Les systèmes de culture intercalaire utilisant des arbres/arbustes sont bien connus pour leur modification des microclimats, leur protection contre le vent et leur rôle environnemental, mais on sous-estime souvent leur contribution économique au secteur agricole.

• Le projet en est aux étapes préliminaires de cueillette de données et est en attente de soutien financier pour la cueillette et l’analyse de données à grande échelle.

Gestion des milieux humides de l’exploitation : mettre au point des pratiques appuyant le rendement, la biodiversité et les services écosystémiques dans les exploitations des Prairies (rôle : chef de projet). Le projet en est aux étapes préliminaires de cueillette de données et est en attente de soutien financier pour la cueillette et l’analyse de données à grande échelle.

• Les milieux humides fournissent des services essentiels à l’écosystème, notamment la séquestration du carbone, le stockage de l’eau, l’atténuation des inondations en aval, la rétention des sédiments et des résidus, et la réduction des contaminants environnementaux. Ils fournissent également un refuge aux prédateurs de ravageurs et aux pollinisateurs bénéfiques pour l’agriculture, de la nourriture et un abri à de nombreux invertébrés, poissons, amphibiens, reptiles, mammifères et oiseaux, et à d’autres espèces sauvages.

• Présentement, il n’y a pas suffisamment de données scientifiques sur les milieux humides agricoles dans des exploitations réelles des Prairies, le plus souvent associées à des milieux humides plus restreints et éphémères.

• La superficie considérable de terres occupées par des milieux humides restreints et éphémères rend cruciales la compréhension de leur importance et la promotion de pratiques exemplaires de gestion afin de bénéficier de leur potentiel cumulatif de services écologiques et de résilience dans le paysage agricole.

• Nous proposons une « intensification écologique » comme solution pour une augmentation durable de la production agricole par le maintien ou l’accroissement des services écosystémiques fournis par les milieux humides restreints et éphémères des Prairies.

En particulier, dans le projet proposé, nous porterons notre attention sur les milieux humides restreints et éphémères à l’échelle des exploitations de la Saskatchewan. Nous prévoyons :

• quantifier la valeur de la rétention des milieux humides au niveau de l’exploitation pour la productivité des terres adjacentes en tenant compte des biens et services agronomiques et environnementaux fournis par les milieux humides; 

• mettre au point des pratiques de gestion bénéfiques (PGB) pour gérer ces milieux humides; 

• mener une analyse économique coûts-avantages de la préservation de ces milieux humides; 

• utiliser les conclusions du projet, élaborer une nouvelle composante pour le modèle d’exploitation intégré Holos d’AAC afin d’établir un lien entre les pratiques de gestion agricoles et les avantages potentiels obtenus grâce aux milieux humides au niveau de l’exploitation.

Amélioration de la qualité de l’eau par l’application de précision de fumier et options prometteuses d’atténuation des polluants (rôle : collaborateur; chef de projet : Haben Asgedom Tedla, AAC, Saskatoon, Saskatchewan)

• Le fumier est l’une des principales sources de nutrition, mais il peut aussi contaminer les plans d’eau à proximité. Dans ce projet, nous avons examiné les options de gestion afin d’améliorer la qualité de l’eau par l’application de précision de fumier, ainsi que les options d’atténuation prometteuses.

Établissement d’un laboratoire vivant dans l’est des Prairies pour faire face aux difficultés agroenvironnementales persistantes (rôle : collaborateur; chef de projet : Henry Wilson, AAC, Brandon, Manitoba)

• Le projet traite de la nécessité de trouver des solutions aux problèmes agroenvironnementaux régionaux adaptées aux lieux, d’accroître la participation des utilisateurs finals au processus d’innovation, et d’accroître l’adoption de pratiques créant de la résilience et de la durabilité dans le secteur agricole.

• Les activités de recherche et développement proposées dans ce projet seront axées sur les quatre principales priorités de santé environnementale du laboratoire vivant dans l’est des Prairies, soit a) la santé du sol, b) la gestion de l’eau, c) la capacité d’habitat et d) le changement climatique.

Augmentation de la pertinence du modèle Holos pour l’analyse du cycle de vie selon les données du cycle de production, le développement collaboratif/libre et la mise au point de systèmes agricoles représentatifs (rôle : collaborateur; chef de projet : Roland Kroebel, AAC, Lethbridge, Alberta)

• Le modèle Holos est unique parce qu’il reflète l’agriculture canadienne et qu’il utilise des facteurs d’émission tirés de données canadiennes.

• L’objectif de ce projet est de bâtir l’interface du modèle Holos (version 4) selon les principes de base des cycles de production sur plusieurs années, à la demande des utilisateurs.

Enquête sur la localisation et la caractérisation chimique du chlorure dans la graine à canaris à l’aide des techniques synchrotroniques XRF et XANES (rôle : chef de projet; co-chef : William May, AAC, Indian Head, Saskatchewan)

• Nous utilisons les techniques synchrotroniques XRF et XANES disponibles sur la ligne de faisceau VESPERS, au Centre canadien de lumière synchrotron pour étudier la répartition et la caractérisation chimique du chlorure dans la graine à canaris.

• Cette information est nécessaire, parce que notre recherche indique que le chlorure joue un rôle dans certains mécanismes physiologiques inconnus favorisant la fertilité des fleurons et le remplissage des graines de la graine à canaris.

• Pour pousser plus loin notre recherche, nous étudions les mécanismes d’absorption et de répartition du chlorure en cartographiant l’élément aux niveaux cellulaire et sous-cellulaire des tissus des racines et des tissus aériens, notamment aux stades de la floraison et du remplissage des graines, et en déterminant la caractérisation chimique du chlorure dans les points chauds identifiés à l’intérieur des tissus de la graine à canaris. Les conclusions nous aideront à comprendre la façon dont les plants de graine à canaris absorbent le chlorure à la surface des racines, le transportent vers les tissus aériens, puis le distribuent aux organes de floraison et aux graines.

• L’étude profitera aux producteurs de graine à canaris, puisque le rendement de celle-ci connaît souvent une augmentation de 25 % lorsque de l’engrais chloruré est appliqué. Une meilleure compréhension de la physiologie entraînant la réaction au chlorure nous permettra de raffiner nos recommandations quant au moment et à la façon dont l’engrais chloruré doit être appliqué sur les cultures de graine à canaris et quant à la quantité à appliquer afin d’obtenir le meilleur rendement.

Répartition et caractérisation chimique des métaux toxiques dans les tissus de la grenouille des bois présente dans les milieux humides touchés par l’industrie (rôle : chef de projet; co-cheffe : Catherine Soos, Environnement et changement climatique Canada, Saskatoon, Saskatchewan)

• Nous utilisons les techniques d’imagerie micro-XRF et macro-XRF disponibles sur les lignes de faisceau BioXAS-Imaging du Centre canadien de rayonnement synchrotron et APS 20-ID d’Advanced Photon Source (Argonne National Laboratory, É.-U.) pour étudier la répartition et la caractérisation chimique des métaux toxiques dans les tissus de la grenouille des bois présente dans les milieux humides de l’Alberta et de la Saskatchewan touchés par l’industrie de l’extraction des hydrocarbures et l’industrie agricole.

• La fluorescence des rayons X (XRF) appliqués aux éléments synchrotroniques a une plus petite dimension de faisceau et des systèmes de détection très sensibles pouvant fournir des cartes des concentrations spatialement résolues des éléments pour constituer directement une image de la répartition des métaux toxiques chez les animaux. Ajoutée à la spectroscopie de structure près du front d’absorption de rayons X (XANES) du synchrotron, elle peut aussi fournir des renseignements sur l’état d’oxydation propre à l’élément et l’environnement de coordination dans les tissus et les cellules ciblés.

• Les résultats de notre projet révèleront les mécanismes homéostatiques potentiels de l’accumulation et de la répartition des métaux toxiques chez la grenouille des bois, et ils élargiront notre connaissance de la réponse des amphibiens à ces facteurs de stress dans leur environnement naturel.

• Le projet aidera à valider l’utilisation d’outils de pointe pour comprendre les conséquences d’un environnement changeant rapidement sur la santé des populations d’amphibiens, ce qui peut éventuellement influer sur les décisions de conservation visant à atténuer les répercussions de l’exposition à des contaminants et du stress sur la faune sauvage, et potentiellement identifier les populations à risque.