Soutenance mémoire
Le carbone organique (C) et le phosphore (P) font parties des constituants majeurs du sol. Ils occupent une place importante pour l’agronomie et l’environnement en général (Lemercier et al., 2006).
La présence de matière organique dans les sols, constitués essentiellement de substances carbonées, est à l’origine des propriétés physico-chimiques favorisant le développement des végétaux cultivés ou naturels. La matière organique joue ainsi un rôle important dans le fonctionnement du sol et sa mise en valeur. Pour la production agricole, sa présence contribue à une bonne nutrition des espèces cultivées, ce qui se traduit par l’augmentation des rendements et l’amélioration de la production. En effet, vis à vis de la qualité physique du sol, les matières organiques du sol (MOS) assurent le lien entre les particules minérales (argiles, limons et sables) à travers le complexe argilo-humique. Elles participent ainsi à la structuration du sol et à sa stabilité vis à vis des agressions extérieures telles que la pluie, la compaction entraînée par le passage du bétail ou d’engins agricoles… Elles assurent également le stockage et la mise à disposition pour la plante, à la suite de processus de minéralisation, des éléments nutritifs et stimulent l’activité biologique du sol.
Pour l’environnement, les MOS ont un rôle fondamental en retenant les micropolluants organiques et les pesticides. Elles participent ainsi au maintien de la qualité des eaux de surface et jouent un rôle épurateur majeur. Elles pourraient aussi jouer un rôle important dans le contrôle de la dynamique des principaux gaz à effet de serre (GES). L’augmentation récente de la concentration des GES, le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et le dioxyde d’azote (N2O) est d’origine anthropique. Diverses solutions sont proposées pour atténuer cette augmentation de la teneur en GES de l’atmosphère, l’une d’entre elles est la séquestration du carbone d’origine atmosphérique dans le sol (Razafimbelo, 2005).
Le phosphore est un élément indispensable pour la production végétale. Une faible teneur en P assimilable entraine des risques de carences préjudiciables à la croissance des plantes. Le P intervient dans les transferts énergétiques (ATP), dans la transmission des caractères héréditaires (acides nucléiques), la photosynthèse et la dégradation des glucides. Cet élément est essentiel pour la floraison, la nouaison, la précocité, le grossissement des fruits et la maturation des graines. Par contre, le phénomène d’eutrophisation, ou enrichissement des eaux de surface en phosphore (Barroin, 2004), est à craindre dans les zones où les sols présentent des teneurs très élevées en P, suite à la migration de ce dernier par ruissellement ou lixiviation (Morel et al., 2004). A l’état naturel, la richesse du sol en P est déterminée par celle de la roche mère sous-jacente.
ETAT DES CONNAISSANCES
Le sol est la couche superficielle de l’écorce terrestre à structure meuble et d’épaisseur variable, résultant de la transformation de la roche mère sous-jacente sous l’influence de divers processus physiques, chimiques et biologiques. Parmi les facteurs les plus déterminants sur la pédogénèse se trouvent en premier lieu la nature de la roche mère et le type de climat. Ces 2 facteurs peuvent jouer des rôles considérables sur l’état et la dynamique des différents constituants du sol. Ainsi, les qualités agricoles des différents types de sol sont étroitement liées à leurs propriétés physicochimiques (Demolon, 1949). Dans cette première partie, nous décrirons donc successivement la géologie de Madagascar et la nature des roches, puis les principales zones climatiques de Madagascar, ce sont les deux facteurs conditionnant la formation des sols. Ensuite, nous décrirons les principales classes de sols de Madagascar et présenterons les connaissances actuelles sur leurs teneurs en C et P.
La géologie de Madagascar
Besairie (1973), affirme que les deux tiers de la superficie de Madagascar sont formés par un socle cristallin (des roches magmatiques et des roches métamorphiques) et un tiers par des formations sédimentaires.
Les terrains sédimentaires, d’âge phanérozoïques, occupent 4 bassins adossés au massif cristallin central :
● Au Nord : le bassin de Diégo occupé par des formations sédimentaires dominé par des grès ;
● Au Nord-Ouest : le bassin de Majunga dominé par le groupe de l’Isalo, avec des grès jaunâtre ou rougeâtre entrecroisé avec des argiles, et le groupe de Sakamena, constitué par des grès arkosiques ;
● A l’Ouest : le bassin de Morondava occupé par le groupe de Sakoa, présentant des schistes avec des intercalations de grès ;
● A Nord-Est : le bassin oriental occupé par des formations sédimentaires formées par des sables et des grès.
Plusieurs auteurs ont réalisé des études tectono-métamorphiques et stratigraphiques ainsi que des études structurales du socle malgache. Parmi eux, Besairie (1973) et Hottin (1976) préconisent des études litho-stratigraphiques détaillées. La nouvelle carte géologique du PGRM (Projet de Gouvernance des Ressources Minérales) de 2008, qui fait la synthèse des travaux antérieurs, considère que le socle malgache est subdivisé en plusieurs unités tectoniques :
◈ le système de base Antongilien et le domaine de Masora essentiellement granitique, d’âge Katarchéen à Archéen (Tucker et al., 1997) ;
◈ le domaine d’Antananarivo et le complexe de Tsaratanana, d’âge Archéens, sont dominés par des granites à biotite, épidote, hornblende et sphène (Besairie, 1967)
◈ Parmi les unités d’âge protérozoïque, la ceinture de Bemarivo comprend deux régions discrètes: une région sud dominée par des amphibolites et granulite-gneiss Meta sédimentaires et une région nord caractérisée par des dômes et des massifs granitiques à migmatites et orthogneiss (Tucker et al., 1997).
◈ Le domaine d’Itremo est formé essentiellement d’amphibolite, de gneiss, qui peuvent correspondre à l’orthogneiss du bloc d’Antananarivo, ainsi que par des Meta sédiments et finalement par des roches Meta volcaniques (Collins, 2006 ; Collins et Windley, 2002). Les Meta sédiments, qui consistent en quartzites, pelites et en dolomite carbonaté (SQC), ont été déposés probablement pendant le protérozoïque avant la formation de Gondwana (1855 ± 11 Ma).
◈ Le domaine d’Ikalamavony est formé par des gneiss à biotite et des gneiss à amphibole qui sont très abondants, de quelques micaschistes et gneiss à sillimanite et grenat, des cipolins, des amphibolites feldspathiques à hornblende et labradorite parfois quartzifères (Hottin, 1976), d’âges Mésoprotérozoïque et Néoprotérozoïque (PGRM, 2008).
◈ Le domaine de Vohibory est composé par des roches essentiellement mafiques, des roches felsiques et des méta sédiments d’âges 850-700 Ma (Collins et al, 2006).
◈ Le domaine Androyen, d’âges mésoprotérozoïque et néoprotérozoïque (PGRM, 2008), renferme des métapelites, des métabasites et des anorthosites.
◈ Le domaine Anosyen est relié essentiellement au néoprotérozoïque (900-700 Ma) et l’âge des roches intrusives est daté entre 570 Ma et 520 Ma (PGRM, 2008). Il est divisé en deux groupes, Ihorombe et Iakora. Le groupe d’Ihorombe est constitué de plusieurs formations telles que les formations de Benato, de Manorira, de Taolagnaro et d’Antenina. Elles sont composées particulièrement par des leptynites à grenat avec ou sans cordiérite et spinelle et des leptynites a magnétite.
Le groupe d’Iakora se divise en plusieurs formations, d’après le PGRM (2008). La formation de Tranomaro renferme des leptynites à grenat et/ou à biotite, des gneiss à biotite et cordiérite et leur dominance en formations calco-magnésiennes telles que les pyroxénites, scapolitites, plagioclasites, wollastonitites et marbres, ainsi l’intercalation des lames de granites stratoïdes (PGRM, 2008). Les formations de Mafilefy et MananaraSud contiennent des micaschistes rubanés associés aux migmatites à grenat, biotite et hornblende. Les formations d’Ihosy et Esira comportent des gneiss rubanés aux magnétites avec ou sans grenat, orthopyroxène et cordiérite.
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Table des matières
INTRODUCTION
Partie I : ETAT DES CONNAISSANCES
I.1.La géologie de Madagascar
I.2.Synthèse des grands types de climat
I.3.Les sols de Madagascar
I.3.2.Selon la classification française des sols (CPCS)
I.3.3.Selon la classification FAO des sols
I.4.Le carbone et le phosphore dans le sol
I.4.1.Les matières organiques et le carbone du sol
I.4.1.1.Le cycle de la matière organique et du carbone dans le sol
I.4.1.2.Les rôles des matières organiques et du carbone du sol
I.4.2.Le phosphore du sol
I.4.2.1.Le cycle du phosphore du sol
I.4.2.2.Les rôles du phosphore dans l’agriculture et son impact dans l’environnement
Partie II : MATÉRIELS ET MÉTHODES
II.1.Problématique
II.2.Hypothèses
II.3.Objectifs
II.4.Méthodologies
II.4.1.Sites de prélèvements
II.4.2.Echantillonnage
II.4.3.Méthodes d’analyse
II.4.3.1.Mesure de la densité apparente (DA)
II.4.3.2.Dosage du carbone organique
II.4.3.3.Dosage du phosphore total
II.4.4.Extraction des données climatiques et géologiques par le Système d’Information Géographique (SIG)
II.4.5.Analyses statistiques
PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSIONS
III.1.Densité apparente (DA)
III.2.Teneurs et stocks de C organique
III.2.1.Teneurs en carbone organique du sol
III.2.2.Stock de C du sol
III.3.Teneurs et stocks de phosphore total
III.3.1.Teneurs de phosphore total du sol
III.3.2.Stock de P total du sol
III.5.Discussions
III.5.1.Variation de la densité apparente
III.5.2.Teneur et stock en C organique du sol
III.5.3.La teneur P total et stock en P total
III.5.4.Relations entre les teneurs de C organique et de P total avec le climat et la roche mère
III.5.4.1.Effet du climat sur la teneur en C organique
III.5.4.2.Effet de la roche mère et du climat sur la teneur en P total
III.5.5.Limites et perspective de l’étude
CONCLUSION
