Connaissances générales sur le maïs

Origine, botanique et morphologie du maïs

Origine
Le maïs est une plante tropicale herbacée. Son origine reste toujours imprécise. Elle n’est encore qu’à l’état d’hypothèses. Par ailleurs, l’on s’accorde à dire que son évolution vers les formes actuelles se serait déroulée en Amérique centrale, plus précisément dans les hauts plateaux mexicains où de nombreux échantillons témoigneraient de sa présence à plus de 5000 ans avant Jésus-Christ (PERNEJ, 1983 ; ROUANET, 1984 ; GAY, 1984). Son introduction en Afrique daterait du XVIIe siècle (GRET, 2002).

Botanique et morphologie

Le maïs, du nom scientifique Zea mays (L), appartient à la classe des monocotylédones, la sous-classe des commélinidées, l’ordre des cypérales, la famille des poacées, la sous-famille des panicoïdées et la tribu des andropogonées (ROUANET, 1984).

Le maïs est une céréale herbacée annuelle, à tallage faible ou même nul. Elle est une graminée monoïque qui présente de larges diversités morphologiques selon les variétés (GRET, 2002). Le maïs présente des racines de types fasciculés, aussi traçantes que plongeantes qui explorent un volume de plusieurs mètres cube de terre dont elles améliorent la structure. Les feuilles sont engainantes à nervures parallèles, alternées et larges. Le nombre de feuilles varie en fonction des génotypes ou variétés. Le limbe a une longueur d’environ 1 mètre avec une ligule à sa base. La tige est généralement unique et ronde, plus ou moins cannelée et présente des entre-nœuds presque cylindriques à diamètre d’environ 3 à 4 centimètres. Elle mesure généralement 1,5 à 2,5 mètres de hauteur, mais peut atteindre 4 mètres voire 6 mètres (PODA, 1979 ; GRET, 2002). La tige du maïs a une valeur fourragère intéressante car elle est remplie de moelle sucrée. Le maïs est une espèce à pollinisation croisée où les inflorescences femelles (épis) et les inflorescences mâles (panicules) sont disposées à des endroits distincts sur la plante.

Ce qui lui confère son caractère de plante monoïque. Cette monœcie combinée le plus souvent à la protandrie réduit considérablement l’autofécondation au profit de l’allogamie (95 %). Ce qui explique le fort taux d’hybridation chez cette plante. Les épis, souvent à raison d’un épi par tige sont formés d’un nombre variable de rangées de grains (de 12 à 16), qui fournissent entre 300 à 1000 grains. Le fruit est un caryopse comme chez toutes les céréales. Le grain de maïs est formé d’un embryon, d’un tissu de réserve (l’albumen) et d’une enveloppe fine et translucide (le péricarpe). L’albumen est constitué essentiellement de grains d’amidon ; c’est l’amidon corné qui donne sa couleur aux grains de maïs, généralement jaune, blanc, rouge ou noir (BAMBARA, 2012).

Exigences de la culture du maïs

Climat

Le maïs est une plante héliophile. Cependant, il est très vulnérable aux températures élevées qui limitent son rendement. La culture du maïs nécessite une température minimum de 10°C pour une germination active et au moins 18°C pour la floraison (GRET, 2002). Il est incapable de germer à une température inférieure à 5°C (NORMAN et al., 1995). En condition de basses températures, la croissance de la plante est ralentie et son cycle est allongé (OUBDA, 2014). Le maïs est classé parmi les plantes de jours courts, la floraison est retardée par des photopériodes supérieures à 12,5 heures. Mais, il existe des cultivars qui sont peu sensibles ou même ne présentent aucune sensibilité par rapport aux jours longs. La température influe considérablement sur la durée du cycle végétatif. Les températures deviennent défavorables quand le sol est mal humidifié (ROUANET, 1984).

Selon GRET (2002), les fortes températures peuvent, surtout si elles sont associées à un climat sec ou venteux (saison sèche chaude du Sahel), provoquer des brûlures sur les feuilles. L’eau joue un rôle indispensable dans la croissance et le développement du maïs et donc, dans l’expression de son potentiel de rendement. Comparativement à certaines plantes céréalières telles que le sorgho ou le mil, le maïs est une plante exigeante en eau (OUBDA, 2014). Par contre, l’excès d’eau peut provoquer l’asphyxie ou même la pourriture des racines (GRET, 2002). La culture du maïs nécessite une pluviométrie supérieure à 700 mm.

Cette quantité dépend toutefois du climat et de la durée du cycle de culture (PODA, 1979). Chez cette plante, la floraison est la période la plus critique du point de vue exigence en eau. Ces besoins s’estiment à environ 45 % du total de la consommation hydrique et se situent de 15 à 20 jours avant et 15 à 20 jours après la floraison mâle (CIMMYT, 1991). Au Burkina Faso, on estime les besoins en eau à environ 5,2-5,5 mm.jour-1 jusqu’à la floraison, 6 mm.jour-1 de la période de floraison à la formation des grains et moins 4 mm.jour-1 après la formation des grains (HIEMA, 2005). Selon GRET (2002), toutes les phases de développement du maïs sont déterminantes pour une bonne expression de son rendement final. Par conséquent, chacune d’entre elles peut, sous l’effet d’un stress hydrique, contribuer à diminuer le rendement potentiel.

Sol et éléments fertilisants

Le maïs est une plante très sensible aux variations de la fertilité du sol. En général, le maïs pousse sur la quasi-totalité des sols, pourvu qu’ils soient sains, profonds, aérés et bien drainés. Il préfère particulièrement les sols riches en matière organique et dotés de bonnes propriétés physiques. Le maïs a une réelle aptitude à utiliser les ressources du sol ce qui fait de lui une culture très sensible aux précédents culturaux, mais aussi une culture épuisante, laissant le sol fortement appauvri après une récolte importante (GROS, 1974 ; GRET, 2002).

Importance de la culture du maïs au Burkina Faso

Au Burkina Faso, le maïs constitue la deuxième céréale la plus cultivée après le sorgho tant du point de vue de la superficie cultivée, de la production qu’au niveau de la consommation (MARHASA, 2015). La maïsiculture connait un regain d’intérêt au cours de ces dernières années. Cette céréale est ainsi passée de 9 % à plus de 33 % de la production céréalière totale du pays entre 1985 et 2013. Les quantités produites sont passées de 0,8 millions de tonnes en 2005 à plus de 1,5 millions en 2013 (MARHASA, 2015). Cette croissance, de 9,7 % en moyenne sur la période, est due à l’extension des surfaces comme à la hausse des rendements. D’un point de vue spatial, la zone de culture du maïs représente les ¾ de la superficie totale des terres cultivées. SARR et al. (2011) notent une constante augmentation des superficies emblavées en maïs depuis les années 2000. Par ailleurs, la culture du maïs au Burkina Faso est essentiellement pluviale, toutefois des efforts sont entrepris avec la petite irrigation ces dernières années avec un rendement à l’hectare de 3,7 tonnes contre 1,5 tonnes en pluviale (ZOMA, 2010; PRESAO, 2011).

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Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1. Connaissances générales sur le maïs
1.1.1. Origine, botanique et morphologie du maïs
1.1.1.1. Origine
1.1.1.2. Botanique et morphologie
1.1.2. Exigences de la culture du maïs
1.1.2.1. Climat
1.1.2.2. Sol et éléments fertilisants
1.1.3. Importance de la culture du maïs au Burkina Faso
1.1.4. Contraintes liées à la culture du maïs
1.1.4.1. Variabilité climatique
1.1.4.2. Baisse de la fertilité des sols
1.1.4.3. Maladies
1.1.4.4. Mauvaises herbes
1.1.4.5. Insectes
1.1.4.6. Contraintes techniques et économiques
1.2. Généralités sur la modélisation
1.2.1. Concepts relatifs à la modélisation et la simulation
1.2.2. Définition, caractéristiques et importance des modèles de simulation des cultures
1.2.3. Contraintes liés à l’utilisation des modèles de simulation des cultures
1.2.4. Paramétrage et évaluation des modèles de simulation des cultures
1.2.5. Présentation du modèle DSSAT
1.2.6. Modules de DSSAT
DEUXIEME PARTIE : MATERIEL ET METHODES
2.1. Présentation du cadre d’étude
2.1.1. Caractéristiques géophysiques des zones d’étude
2.1.1.1. Situation géographique
2.1.1.2. Climat et végétation
2.1.1.3. Sols
2.2. Matériel
2.2.1. Matériel végétal
2.2.2. Fertilisants minéraux
2.2.3. Produits phytosanitaires
2.3. Méthodes
2.3.1. Dispositifs expérimentaux
2.3.2. Conduite des essais
2.4. Paramètres étudiés
2.4.1. Paramètres physiologiques
2.4.2. Paramètres agronomiques
2.4.3. Apports supplémentaires d’eau
2.4.4. Analyses du sol
2.5. Méthodologie de paramétrage et d’évaluation du modèle DSSAT
2.5.1. Paramétrage
2.5.2. Simulation
2.5.2.1. Climat
2.5.2.2. Sol
2.5.2.3. Techniques culturales
2.5.3. Evaluation
2.6. Analyse des données
TROISIEME PARTIE: RESULTATS ET DISCUSSION
3.1. Croissance et du développement du maïs dans les conditions expérimentales de la station de Farako-Bâ
3.1.1. Effets de l’irrigation de complément et de l’engrais sur l’évolution du LAI
3.1.2. Effets de l’irrigation de complément et de l’engrais sur l’évolution de la paille du maïs
3.1.3. Effets de l’irrigation de complément et de l’engrais sur les rendements grain et paille du maïs
3.2. Rendements en grain et en paille du maïs en condition réelle de culture (CPN)
3.2.1. Effets des précédents culturaux sur les rendements grain et paille du maïs
3.2.2. Effets de la texture du sol sur les rendements grain et paille du maïs
3.2.3. Effets du nombre de sarclage sur les rendements grain et paille du maïs
3.3. Résultats du paramétrage du modèle DSSAT
3.3.1. Evolution du LAI
3.3.2. Evolution de la paille
3.3.3. Rendement en grain
3.4. Evaluation de la performance du modèle DSSAT
3.5. Discussion
CONCLUSION