Review

Sunflower crop and climate change: vulnerability, adaptation, and mitigation potential from case-studies in Europe

Culture du tournesol et changement climatique : vulnérabilité, adaptation et potentiel d'atténuation via des études de cas en Europe

¹ INRA, UMR AGIR, CS 52627, 31326 Castanet-Tolosan, France
² Terres Inovia, Centre de Grignon, 78850 Thiverval-Grignon, France
³ LIPM, Université de Toulouse,INRA, CNRS, 31326 Castanet-Tolosan, France

^⁎ Correspondence: philippe.debaeke@inra.fr

Received: 18 October 2016
Accepted: 1 December 2016

Abstract

Climate change is characterized by higher temperatures, elevated atmospheric CO₂ concentrations, extreme climatic hazards, and less water available for agriculture. Sunflower, a spring-sown crop often cultivated in southern and eastern regions of Europe, could be more vulnerable to the direct effect of heat stress at anthesis and drought during its growing cycle, both factors resulting in severe yield loss, oil content decrease, and fatty acid alterations. Adaptations through breeding (earliness, stress tolerance), crop management (planting dates), and shifting of growing areas could be developed, assessed and combined to partly cope with these negative impacts. New cultivation opportunities could be expected in northern parts of Europe where sunflower is not grown presently and where it could usefully contribute to diversify cereal-based cropping systems. In addition, sunflower crop could participate to the mitigation solution as a low greenhouse gas emitter compared to cereals and oilseed rape. Sunflower crop models should be revised to account for these emerging environmental factors in order to reduce the uncertainties in yield and oil predictions. The future of sunflower in Europe is probably related to its potential adaptation to climate change but also to its competitiveness and attractiveness for food and energy.

Résumé

Le changement climatique se caractérise par des températures élevées, de plus fortes concentrations atmosphériques en CO₂, des risques climatiques extrêmes et moins d'eau disponible pour l'agriculture. Le tournesol, culture semée au printemps dans le sud et l'est de l'Europe, pourrait être plus exposé à l'avenir aux fortes températures et à un déficit hydrique marqué dès la floraison, avec pour conséquences des pertes de rendement, une diminution de la teneur en huile et une altération de la composition en acides gras. Des adaptations sont possibles à court et moyen terme par la sélection (précocité, tolérance aux stress), la conduite de culture (date de semis) et le déplacement des zones de production, permettant de faire face en partie aux impacts négatifs attendus. Ainsi le tournesol pourrait être cultivé plus au nord participant utilement à la nécessaire diversification des bassins céréaliers. En outre, la culture de tournesol étant faiblement émettrice de gaz à effet de serre par rapport aux céréales ou au colza pourrait contribuer davantage à la solution climatique apportée par l'agriculture. Les modèles de culture devraient être revus pour mieux tenir compte de ces facteurs environnementaux émergents si l'on veut réduire les incertitudes dans les prédictions de rendement et de teneur en huile. L'avenir du tournesol en Europe est probablement lié à son potentiel d'adaptation au changement climatique, mais dépendra aussi de sa compétitivité et de son attractivité en tant que fournisseur d'énergie et d'aliments.