EMPREINTE CARBONE DES EXPLOITATIONS UTILISANT DES PRATIQUES AGRO ECOLOGIQUES

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Milieu physique

Relief

La Région fait partie intégrante des Hautes Terres Centrales de Madagascar. A l’Est, le relief est généralement constitué de collines aux versants convexes surplombant des bas-fonds de largeur variable. Dans la partie Sud-Est, la ligne de crête du massif de l’Ankaratra s’abaisse progressivement vers le Nord en une longue croupe d’orientation subméridienne, suivie par les cours d’eau qui dissèquent la terminaison des plateaux basaltiques du district d’Arivonimamo. Au centre, on a un relief très accidenté aux pentes fortes encaissant fortement les vallées. Plus on va vers l’Ouest, les épanouissements de bas-fonds propres à la riziculture deviennent de plus en plus fréquents (Bastian, 1967).

Climat

La Région Itasy est caractérisée en général par un climat de type tropical d’altitude à rythme pluviométrique, caractérisé par l’alternance d’une saison chaude et humide d’Octobre à avril et d’une saison fraiche et sèche de mai à septembre. La température moyenne annuelle est de l’ordre de 17°C tandis que la pluviosité moyenne annuelle est d’environ 1150 mm.

Pédologie

La Région Itasy est caractérisée par trois types de sols (cf. Annexe 1) :
 les sols ferrallitiques qui couvrent une grande partie de la région, environ 57 1089 Ha. On y distingue les sols ferrallitiques rouges, les sols ferrallitiques jaune sur rouge et les associations sols ferrallitiques rouge + jaune sur rouge. Généralement, l’aptitude culturale de ces sols ferralitiques est médiocre ;
 les sols bruns eutrophes formés sur roches volcaniques qui occupent 48 420 Ha. Ils sont surtout localisés dans la partie Est du district de Soavinandriana et dans la zone Ouest et Sud-ouest du district de Miarinarivo. Ces sols volcaniques sont généralement plus fertiles.
 les sols jeunes d’apport alluvial ou « baiboho » sont présents dans la partie Ouest notamment dans la commune d’Analavory et sur les rives du lac Itasy tandis que les sols hydromorphes à engorgement temporaire ou permanent occupent les bas-fonds de toute la région (ONE, 2007).

Caractéristiques des exploitations agricoles étudiées

Localisation des exploitations étudiées

Dans la présente étude, les douze exploitations agricoles objets de la recherche sont réparties dans 2 districts de la Région à savoir Miarinarivo et Arivonimamo. Les 6 exploitations agricoles sur sol volcanique ont été choisies dans la commune d’Analavory, district de Miarinarivo. Les 6 autres exploitations agricoles sur sol ferrallitique sont réparties dans les communes d’Arivonimamo II, d’Ampahimanga et d’Imerintsiatosika dans le district d’Arivonimamo. (cf. Annexe 2)

Typologie des exploitations agricoles

Le choix des exploitations agricoles étudiées est basé sur une typologie établie par le Projet Agrisud International. Présentée sur la Figure 1, cette typologie classe les exploitations agricoles suivant trois critères :
• Le type de sol dominant : les exploitations sur sol volcanique ont été choisies dans la partie ouest de la Région Itasy à savoir le district de Miarinarivo. Celles sur sol ferrallitique se trouvent dans le district d’Arivonimamo ;
• Les techniques de production: d’une part, il y a les exploitations agricoles qui pratiquent les techniques de production conventionnelles telles que le Système de Riziculture traditionnel et Amélioré (SRT et SRA), la mise en tas traditionnelle du fumier. D’autre part, celles qui adoptent les pratiques agro écologiques vulgarisées par le projet Agrisud comme le SRI et le compostage des matériaux organiques issus de l’élevage et des résidus de récolte.
• La taille des exploitations : ce dernier critère se base sur l’importance du capital foncier, des moyens financiers des exploitants et de l’importance des activités en dehors de l’agriculture proprement dite. Pour ce critère, les exploitations ont été classées en grandes, moyennes ou petites exploitations.
Ainsi, douze exploitations agricoles ont fait l’objet de la présente étude.

Travaux de terrain

Enquête

Les enquêtes ont eu pour objectif de rassembler toutes les données nécessaires pour l’élaboration des cartes des flux des ressources. L’élaboration du questionnaire d’enquête (cf. Annexe 3) a été basée sur les travaux effectués par Tittonell et al., en 2005 au Kenya pour caractériser la typologie des fermes agricoles. La méthode d’approche qui consiste à faire participer l’exploitant lui-même dans l’élaboration de la carte des flux a été appliquée. Ainsi, les travaux d’enquête ont abouti à une première ébauche des cartes des flux des ressources.

Relevés GPS

Les coordonnées géographiques obtenues à partir des relevés GPS ont permis d’une part de localiser les exploitations agricoles et d’autre part de délimiter les parcelles de cultures. La mesure des surfaces a été réalisée en activant l’option « tracée » de l’appareil tout en faisant le tour de la parcelle à mesurer.

Inventaire des espèces ligneuses et mesures dendrométriques

Comme les espèces ligneuses constituent un puits important de carbone, un inventaire de toutes les espèces a été effectué pour chaque exploitation. L’inventaire a été fait soit par comptage direct soit par le biais des enquêtes. Le nombre de pieds de chaque espèce, l’âge et la densité des plantations ont été déterminés.
La mesure du DHP ou Diamètre à Hauteur de Poitrine a été faite à 1,30 m du sol ou juste au-dessus de contrefort si celui-ci est supérieur à 1,30m. Selon l’emplacement ou la forme de l’arbre dans la nature, différentes techniques de mesure ont été appliquées pour la mesure du DHP (Andriambelo, 2009) (cf. Annexe 4).

Prélèvement d’échantillons de sol

Prélèvement d’échantillons composites

Sur chaque parcelle de culture, des prélèvements de sol à la tarière sur quatre points de la diagonale ont été réalisés, c’est à dire quatre répétitions. Sur chaque point, les prélèvements ont été faits sur trois profondeurs du sol : 0 à 10 cm ; 10 à 20 cm et 20 à 30 cm. Pour chaque parcelle, les sols prélevés sur un horizon identique ont été mélangés dans une petite cuvette pour constituer un échantillon composite. Environ 200 g de cet échantillon composite ont été utilisés pour l’analyse du carbone organique du sol au laboratoire.

Prélèvement d’échantillons pour la densité apparente

Le prélèvement de profil de densité apparente a été effectué à l’aide d’un cylindre de 10 cm de diamètre sur un point de la parcelle et sur 3 profondeurs de sol: 0 à 10 cm ; 10 à 20 cm et 20 à 30 cm. Pour chaque horizon du profil de densité apparente, une aliquote de sol d’environ 20 g a été prélevée, mise dans un sachet étuvable et a été utilisée pour déterminer l’humidité du sol. La figure 2 montre le dispositif de prélèvement d’échantillons de sols sur chaque parcelle de culture.

Travaux de laboratoire

Séchage, tamisage et broyage

Avant l’analyse au laboratoire, les échantillons composites ont été tout d’abord séchés sous serre durant environ 15 jours, puis tamisés à 2 mm pour enlever les éléments grossiers et inertes et enfin broyés à 0,2 mm. Une aliquote d’environ 20 g pour chaque échantillon composite a été ensuite mise en sachet et étiquetée pour l’analyse carbone au laboratoire.

Dosage du carbone organique du sol

La méthode de Walkley et Black (1934) (cf. Annexe 5) a été la méthode adoptée pour le dosage du carbone organique du sol. La méthode consiste à oxyder la matière organique sans chauffage externe par une solution sulfurique de dichromate de potassium (K2Cr2O7) en excès. L’excès de dichromate est ensuite dosé par une solution de fer ferreux, le sel de Mohr.
A la différence de la méthode Walkley et Black(1934) version originale où un indicateur coloré (le diphenylamine sulphonate de baryum) est utilisé pour indiquer le virage de couleur de la solution à doser lors de la descente de burette de sel de Mohr, dans ce travail, une électrode redox qui permet de détecter la différence de potentiel au sein de la solution à doser a été utilisée.
La pointe de l’électrode redox du titrateur Crison et la pointe de burette qui verse petit à petit la solution de sel de Mohr sont introduites dans la fiole contenant la solution à doser. Lorsque l’électrode détecte une chute brutale du potentiel redox (en mV), le titrateur Crison affiche sur son écran le volume versé de sel de Mohr qui a réagi avec l’excès de dichromate (cf. Annexe 6).

Détermination de la densité apparente du sol

La détermination de la densité apparente est utile dans le calcul du stock de carbone dans le sol. Les échantillons prélevés au cylindre sur trois profondeurs de sol ont été pesés pour obtenir le poids frais. Les échantillons d’environ 20g correspondant à chacun des échantillons de densité apparente et mis dans des sachets étuvables ont été également pesés frais, puis ont été mis à l’étuve 105°C pendant 48 heures pour être enfin repesés afin d’obtenir le poids sec. Une simple règle de trois a été utilisée pour calculer le poids sec des échantillons prélevés au cylindre. Puis, la formule suivante a été appliquée après mesure du volume intérieur du cylindre.

Table des matières

I. INTRODUCTION
I.1. CONTEXTE GENERAL DE L’ETUDE
I.2. PROBLEMATIQUE
I.3. OBJECTIFS ET HYPOTHESES
II. METHODOLOGIE
II.1. PRESENTATION DU MILIEU D’ETUDE
II.1.1. Localisation géographique
II.1.2. Milieu physique
II.2. CARACTERISTIQUES DES EXPLOITATIONS AGRICOLES ETUDIEES
II.2.1. Localisation des exploitations étudiées
II.2.2. Typologie des exploitations agricoles
II.3. TRAVAUX DE TERRAIN
II.3.1. Enquête
II.3.2. Relevés GPS
II.3.3. Inventaire des espèces ligneuses et mesures dendrométriques
II.3.4. Prélèvement d’échantillons de sol
II.4. TRAVAUX DE LABORATOIRE
II.4.1. Séchage, tamisage et broyage
II.4.2. Dosage du carbone organique du sol
II.4.3. Détermination de la densité apparente du sol
II.5. TRAITEMENT ET ANALYSE DES DONNEES
II.5.1. Carte des flux des ressources
II.5.2. Détermination de l’empreinte carbone des exploitations
II.5.3. Détermination des stocks de carbone
III. RESULTATS ET INTERPRETATIONS
III.1. EMPREINTE CARBONE DES EXPLOITATIONS UTILISANT DES PRATIQUES CONVENTIONNELLES:
III.1.1. Type : « Sol volcanique – Pratiques Conventionnelles- Grande »
III.1.2. Type « Sol volcanique – Pratiques conventionnelles- moyenne »
III.1.3. Type « Sol volcanique – Pratiques Conventionnelles- Petite »
III.1.4. Type « Sol ferrallitique-Pratiques Conventionnelles – Grande »
III.1.5. Type « Sol ferrallitique-Pratiques Conventionnelles – Moyenne »
III.1.6. Type « Sol ferrallitique-Pratiques Conventionnelles- Petite »
III.2. EMPREINTE CARBONE DES EXPLOITATIONS UTILISANT DES PRATIQUES AGRO ECOLOGIQUES:
III.2.1. Type : « Sol volcanique – Pratiques Agro écologiques- Grande »
III.2.2. Type : « Sol volcanique – Pratiques Agroécologiques- Moyenne »
III.2.3. Type « Sol volcanique – Pratiques Agro écologiques- Petite »
III.2.4. Type « Sol ferrallitique-Pratiques Agro écologiques- Grande »
III.2.5. Type « Sol ferrallitique-Pratiques Agro écologiques- Moyenne »
III.2.6. Type « Sol ferrallitique-Pratiques Agro écologiques- Petite »
III.3. STOCKS DE CARBONE DES EXPLOITATIONS AGRICOLES
III.3.1. Stocks de carbone du sol
III.3.2. Stocks de carbone des espèces ligneuses :
IV. DISCUSSIONS ET RECOMMANDATIONS
IV.1. DISCUSSIONS SUR LA METHODOLOGIE
IV.1.1. Travaux de terrain
IV.1.2. Calcul de l’empreinte carbone
IV.1.3. Détermination du stock de carbone des espèces ligneuses
IV.2. DISCUSSIONS SUR LES RESULTATS
IV.2.1. Empreintes carbones des exploitations agricoles étudiées
IV.2.2. Influence des activités agricoles sur l’empreinte carbone des exploitations
IV.2.3. Influence des activités non agricoles sur l’empreinte carbone des exploitations agricoles
IV.3. RECOMMANDATIONS
IV.3.1. Sur la méthodologie
IV.3.2. Sur les résultats
IV.4. APPORTS ET INTERETS DE LA RECHERCHE :
IV.4.1. Intérêts scientifiques :
IV.4.2. Apport pour le projet Agrisud International :
V. CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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