Soutenance mémoire
Problématique et justification de l’étude
La hausse du prix du pétrole conjuguée à un intérêt nouveau pour les énergies renouvelables et la réduction des émissions de gaz à effet de serre, a conduit de nombreux pays développés à adopter des législations incitatives à la consommation des agrocarburants. Parallèlement, de nombreux pays en développement et des pays émergents lancent ou intensifient des politiques de développement des filières agrocarburants. Cet intérêt croissant pour les agrocarburants soulève cependant un certain nombre de questionnements: i) l’efficacité énergétique des agrocarburants dépend directement des filières concernées la question (Ethanol de betterave, de maïs, Biodiesel de Jatropha, Colza, d’huile de palme, etc.). Elle est rarement suffisante pour permettre d’atteindre l’objectif poursuivi d’indépendance énergétique ; ii) la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) est également hypothétique effet, les changements d’affectation des sols, liés à l’accroissement des surfaces cultivées, sont un facteur important d’émission de GES. Pourtant, ils sont rarement pris en compte dans les évaluations de réduction des émissions de GES; iii) la sécurité alimentaire, comme le souligne le rapport de la FAO (2008) peut également être menacée par le développement des agrocarburants par l’augmentation des prix agricoles sur les marchés mondiaux (les agrocarburants seraient responsables d’un tiers de la hausse à moyen terme des prix agricoles selon l’OCDE). Ce qui peut entrainer une crise de l’accessibilité ; la concurrence sur les terres arables qui réduirait les surfaces disponibles pour l’alimentation, entrainant une crise de la disponibilité.
Le développement des agrocarburants peut aussi avoir des impacts sociaux négatifs, parce que la pression foncière augmente, avec des phénomènes d’éviction des petits producteurs, et parce que les conditions de travail dans les grandes plantations sont souvent désastreuses.
En Afrique Sub-saharienne, l’une des contraintes majeures de la production végétale est la dégradation progressive des terres. Celle-ci résulte du cycle de la sécheresse et du recul de la végétation arborée accentuée par la surexploitation des terres et par l’avancée de la salinité. Les sols dégradés sont continuellement soumis à l’érosion et à l’appauvrissement en éléments minéraux dont l’Azote (N) et le Phosphore (P) et le Potassium (K) entre autre. A ce jour, la baisse de la fertilité des terres reste aussi prononcée qu’il ya des décennies et prés de un milliard d’ha de terre dans le monde ne sont plus utilisables à cause de la salinité ce qui représente 7% de la surface de la terre (Jain et al., 1989).
La terre est une ressource capitale au Sénégal avec environ 70% de la population rurale (soit environ 50 % de la population totale sénégalaise) qui tirent leurs moyens de subsistance (consommation alimentaire et revenus) directement des ressources foncières. Bien que sa contribution au PIB ait diminué au cours des dernières décennies, le secteur agricole emploie encore 60 % de la population et, d’après le Document de Stratégie pour la Réduction de la Pauvreté élaboré par le Gouvernement (DSRP 2), il constitue toujours l’un des principaux moteurs de la croissance. La dégradation des sols ne cesse cependant de porter un coup aux ressources foncières au Sénégal. Il ressort de l’analyse environnementale nationale sur le Sénégal que la dégradation touche près de deux tiers des terres arables du pays. Les effets néfastes de ce fléau se ressentent à plusieurs niveaux. Tout d’abord sur le potentiel de croissance du pays, la diminution de la fertilité du sol (l’une des formes de dégradation des sols au Sénégal) constitue en fait l’une des principales causes de la stagnation de la productivité agricole et par voie de conséquence, l’une des principales contraintes exercées sur l’agriculture et la croissance économique. Ensuite sur la pauvreté et la vulnérabilité des populations rurales, l’analyse environnementale nationale réalisée au Sénégal établit le lien entre la pauvreté et la dégradation des sols. La majorité de la population rurale (qui représente la couche la moins nantie et donc la plus vulnérable) vit essentiellement des ressources foncières. La dégradation croissante des sols limite ainsi leurs options en ce qui concerne les moyens de subsistance et les possibilités de générer des revenus, ce qui exacerbe leur pauvreté et accroît leur vulnérabilité. Sur cette voie, la diversification des cultures ouvrant des perspectives à la promotion de nouvelles filières agricoles capables d’accroître les revenus des paysans et ainsi réduire la pauvreté, est de plus en plus considérée comme une des solutions à privilégier.
Le sol
Le sol est composé d’une phase solide (minérale et organique), d’une phase liquide, d’une phase gazeuse et, colonisé par des organismes vivants. Il est traversé par des flux d’énergie et de matière dont la régulation est en grande partie assurée par les communautés vivantes qui le colonisent. C’est un milieu organisé et cette organisation, qui influe directement sur l’ensemble des propriétés du sol, dépend des interactions qui s’y passent. La fraction minérale est la plus importante du sol, elle peut représenter entre 93 à 95% du poids total du sol. Elle est composée de différentes particules minérales élémentaires. La proportion relative de ces particules définit la texture du sol ou composition granulométrique. Ces particules élémentaires ne sont généralement pas indépendantes, mais agrégées en unités structurales sous l’effet des liants organiques ou minéraux (Callot et al., 1982). La détermination de la texture du sol nécessite donc la destruction de ce ciment et l’individualisation des particules. Ces particules sont réparties en fonction de leur taille de la façon suivante: les sables grossiers (0,2mm à 2mm), les sables fins (50fLm à 0,2mm ou 200fLm), les limons grossiers (de 25 fLm à 50fLm), les limons fins (2fLm à 25fLm), et les argiles (<2fLm). La texture constitue une caractéristique importante du sol. Elle influence plusieurs aspects de son fonctionnement comme la quantité d’eau retenue par le sol, ses capacités d’échange d’électrolytes et de cations. Les sols à texture fine ont une faible aptitude à l’infiltration mais une grande capacité d’accumuler et de fournir de l’eau que les sols à texture grossière. La texture du sol agit aussi sur la distribution et l’activité des organismes du sol et sur leurs interactions (Lavelle et Spain, 2001). En terme de fonctionnement du sol, les argiles constituent le groupe le plus important dans les particules minérales du sol (Lavelle et Spain, 2001; Callot et al., 1982). De nature très variés, les minéraux argileux jouent un rôle très important soit directement ou soit indirectement dans la plupart des processus et interactions du sol. Ce sont des minéraux chargés, fournissant ainsi une surface d’absorption pour beaucoup de molécules organiques ou inorganiques (Lavelle et Spain, 2001; Stotzky, 1997; Tate, 1995). Par exemple, les argiles phyllosilicates, qui forment avec la matière organique les colloïdes du sol, retiennent les nutriments et les cations basiques (Ca2+,MgK+ et Na+) et acide (H+ et AI/) dans le sol. Elles ont donc une importance capitale dans la nutrition des plantes. Les argiles interagissent avec une grande variété de composés organiques (Carbon hydrates phosphatés, nucléotides; acides humiques et fulviques, composées aromatiques etc…) et inorganiques pour former par exemple des unités structurales de toutes tailles qui stabilisent le sol et agissant ainsi sur les mouvements de l’eau et l’aération du sol (Tate, 1995).
Le Pourghère (Jatropha curcas L.)
Présentation et origine géographique
Le Pourghère ou Jatropha, de son vrai nom scientifique Jatropha curcas L., est un arbre qui peut atteindre cinq (5) mètres de hauteur, avec une durée de vie allant de 40 à 50 ans. C’est une plante ancienne et des formes fossiles datant de l’ère tertiaire auraient été découvertes au Pérou. Son origine est néanmoins controversée puisque certains auteurs la situent dans les régions sèches du Brésil (Caatingao, Etat de Ceara) alors que pour d’autres, ce serait plutôt l’Amérique centrale ou le Mexique (Wilbur, 1954 ; Aponte, 1978). Il semble que ce soit cette dernière origine qui soit officiellement retenue. Cependant, son existence très ancienne établie par les traces fossiles remonte à la période où les continents n’étaient pas encore individualisés, aussi beaucoup d’hypothèses peuvent être envisagées.
La plante fut introduite probablement au 16e siècle aux îles du Cap Vert par les marins portugais, puis en Guinée Bissau pour se répandre ensuite en Afrique et en Asie (Heller, 1996). On la trouve aujourd’hui dans toutes les régions tropicales et intertropicales ainsi que sur les îles tropicales . Son aire de distribution naturelle se situe principalement dans les zones arides et semi-arides (Jones et Miller, 1992 ; Makkar et al., 1997) mais on la rencontre également dans les régions tropicales humides comme le Guatemala (> 4000 mm/an), ou le Nord du Vietnam et de la Thaïlande. Ainsi, Rijssenbeek et al. (2007) situent son aire de culture entre les latitudes 30°N et 35°S. C’est une plante assez bien connue à travers le Sénégal, où il possède un nom dans toutes les langues nationales (‘‘Tabanani’’ en Wolof, ‘‘Litte Roog’’ en Sérère, ‘‘Kidi’’ en Pular). Le Pourghère est une plante très répandue dans le monde et particulièrement dans toutes les régions tropicales et subtropicales.
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Table des matières
1. CHAPITRE 1 : INTRODUCTION
1.1 PROBLEMATIQUE ET JUSTIFICATION DE L’ETUDE
1.2 OBJECTIFS DE LA THESE
1.3 ORGANISATION DE LA THESE
2. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
2.1. LE SOL
2.2. LE POURGHERE (JATROPHA CURCAS L.)
2.2.1.1. Exigences climatiques
2.2.1.1.1. Températures
2.2.1.2. Besoins en eau et altitude
2.2.1.3. Type de sols et pH
2.2.1.4. Les espaces favorables au développement de Jatropha au Sénégal
2.2.1.5. Mobilisation des éléments nutritifs
2.2.1.6. Valorisation des sols marginaux et lutte contre l’érosion
2.2.1.7. Comparaison des rendements
2.2.1.8. Rendement sur des sols marginaux
2.2.1.9. Evaluation des besoins de la culture
2.2.1.10. Le stress salin
2.2.1.11. Résistance et tolérance des plantes à la salinité
2.2.1.12. Jatropha curcas L. et salinisation des terres
2.3. LA SYMBIOSE MYCORHIZIENNE
2.3.1.1. Généralités
2.3.1.2. Rôle de la symbiose mycorhizienne arbusculaire (MA) dans la nutrition hydrominérale des plantes
2.3.1.3. Rôle sur le statut hydrique des plantes
2.3.1.4. Rôle dans la nutrition phosphatée
2.3.1.5. Rôle dans la nutrition azotée
2.3.1.6. Rôle dans la nutrition des plantes en oligo-éléments
2.3.1.7. Dépendance mycorhizienne des plantes
2.3.1.8. Potentialités agronomiques des champignons MA
2.3.1.9. Rôle des champignons MA dans la résistance au stress hydrique et salin des plantes
2.3.1.10. Les différents types d’agrocarburants
2.3.1.11. Utilisation de l’huile de Jatropha comme biocarburant
2.3.1.12. Autres utilisations de l’huile
2.3.1.13. Les biocarburants au Sénégal
2.3.1.14. Initiatives pour la mise en œuvre du Programme spécial de production de Jatropha
3.1. INTRODUCTION
3.2. MATERIEL ET METHODES
3.3. RESULTATS
3.4. DISCUSSION
4. CHAPITRE 4 : IMPACT DE LA MYCORHIZATION SUR LA CULTURE DE JATROPHA CURCAS L. EN CONDITION DE STRESS SALIN
4.1. INTRODUCTION
4.2. MATERIEL ET METHODES
4.2.1.1. Indice de sensibilité relative au stress salin (ISRS)
4.2.1.2. Dosage du sodium
4.2.1.3. Teneur relative en eau (TRE)
4.3. RESULTATS
4.3.1.1. Effet sur la croissance en hauteur
4.3.1.2. Effet sur le taux de croissance linéaire (TCh) et sur le taux de croissance relatif aux témoins non stressés (TChR)
4.3.1.3. Poids sec racinaire (PSR)
4.3.1.4. Poids secs aériens (PSA)
4.4. DISCUSSION
4.5. CONCLUSION
5. CHAPITRE 5 : INFLUENCE DE DIFFERENTS TYPES DE SOLS SUR LA CULTURE DE JATROPHA : ROLE DE LA MYCORHIZATION MA ET DE LA FERTILISATION MINERALE SUR LA CROISSANCE ET LE DEVELOPPEMENT
5.1. INTRODUCTION
5.2. MATERIEL ET METHODES
5.2.1.1. Echantillonnage
5.2.1.2. La capacité de rétention en eau maximale (CREmax)
5.2.1.3. Analyses et stérilisation
5.3. RESULTATS
5.3.1.1. Granulométrie
5.3.1.2. Le pH des sols (KCl)
5.3.1.3. Azote totale et Carbone totale
5.3.1.4. Capacité d’échanges cationiques (CEC)
5.3.1.5. Phosphore assimilable
5.3.1.6. La capacité de rétention en eau maximale (CREmax) des différents types de sols
5.3.1.7. Croissance en hauteur et en profondeur
5.3.1.8. Croissance du diamètre des plants de Jatropha
5.3.1.9. Dépendance mycorhizienne (DM)
5.3.1.10. Taux de mycorhization (TM)
5.4. DISCUSSION
5.5. CONCLUSION
6. CHAPITRE 6 : CONCLUSION GENERALE
