Soutenance mémoire
L’azote (N) et le phosphore (P) sont parmi les éléments majeurs indispensables pour la croissance et le développement du riz (Oriza sativa. L). Durant son cycle, le riz prélève dans le sol 16 à 24 kg de N et 3 à 7 kg de P2O5 pour produire une tonne de paddy (Jacquot et Courtois, 1986). Ces deux éléments sont souvent considérés comme les principaux facteurs limitant de la productivité du riz pluvial à Madagascar. Afin d’améliorer la productivité rizicole, une analyse à la fois socio économique et agronomique serait souhaitable. Dans ce mémoire de fin d’études, nous nous intéressons à la partie agronomique, basée sur la gestion de la fertilité de sols en versant de collines, appelés communément tanety à Madagascar. Les tanety sont des sols généralement ferralitiques, désaturés. Ces caractéristiques ont des effets négatifs sur le niveau de la fertilité du sol, en particulier sur la biodisponibilité de l’azote et du phosphore (Rabeharisoa, 2004).
Par ailleurs, la gestion de la fertilité de ces sols par les systèmes conventionnels devient de plus en plus difficile. En effet, le travail du sol accélère la minéralisation rapide de la matière organique et accentue la sensibilité de ces sols à l’érosion. Par la suite, la structure du sol se dégrade progressivement et les éléments minéraux libérés par la matière organique sont lixiviés en profondeur ou transportés par l’eau de ruissellement.
Généralités sur l’agriculture de conservation
Historique de l’agriculture de conservation à Madagascar
Les premiers tests des systèmes SCV à Madagascar, inspirés des résultats obtenus au Brésil, datent du début des années 90 et ont été réalisés à Antsirabe et sur les Haute-terres malgaches, avec la création de l’ONG TAFA, en 1994, et un appui technique du Centre International de coopération en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD). Les zones d’essai allaient progressivement s’élargir aux régions tropicales humides du SudEst, semi-arides du Sud-Ouest et aux écologies de moyenne altitude avec une longue saison sèche (Lac Alaotra et Moyen-Ouest). En quelques années a ainsi été créée une large gamme de systèmes de culture adaptés aux différentes conditions pédoclimatiques et socioéconomiques rencontrées à Madagascar (GSDM, 2007).
Les premières opérations de diffusion ont été entreprises depuis 1998 par différents organismes (ANAE, BRL, AVSF, FAFIALA, FIFAMANOR, Inter Aide etc.) et accélérées par le soutien financier de l’Agence Française de Développement (AFD) et du Ministère de l’Agriculture, de l’Elevage et de la Pêche. La création en 2000 du Groupement Semis Direct de Madagascar (GSDM) qui regroupe ces différents organismes permet par ailleurs d’assurer la coordination technique des différentes actions entreprises en matière de recherche et de vulgarisation des techniques de SCV. Avec ces techniques agro-écologiques, TAFA a développé une approche pour leur diffusion au niveau de terroirs villageois basée sur un conseil rapproché à l’exploitation (GSDM, 2007). Entre 2005 et 2006, la diffusion du SCV a connu une croissance importante notamment au Lac Alaotra et au Sud-Est. La formation des cadres et des techniciens en sont les principales causes. Depuis 2007, la diffusion du SCV est dans une phase ascendante. De ce fait, la tâche du GSDM est axée sur la recherche des nouveaux opérateurs pour accélérer la diffusion de la technique.
Principe de base de l’agriculture de conservation
D’après Séguy et al. (2009), les principes de conduite des écosystèmes cultivés en SCV visent à reproduire les principales caractéristiques du fonctionnement d’un écosystème naturel forestier et en particulier celui de sa litière :
• Minimisation des perturbations du sol et de la litière
Le sol et la litière doivent être perturbés au minimum. Ils ne sont donc pas travaillés. Le semis est réalisé directement à travers la couverture végétale en perturbant et en découvrant le sol au minimum (3 a 10 % en fonction de la maitrise et de la nature des outils de semis direct) par ouverture de poquets (semis manuel) ou de lignes (semis mécanisé). La faible perturbation du sol est favorable au développement de l’activité biologique, ralentit la minéralisation et permet de maintenir la couverture végétale.
• Couverture végétale permanente du sol en totalité
Le sol est maintenu en permanence, protégé sous une épaisse couverture végétale qui peut être morte (mulch) ou vivante (plantes de couverture). Cette couverture végétale protège le sol en permanence contre l’érosion. Elle entretient aussi des conditions favorables au développement d’une activité biologique intense et contribue à réduire la pression des adventices.
• Production et restitution au sol d’une forte biomasse
Cette biomasse est renouvelée annuellement par diverses plantes multifonctionnelles, conduites en association et/ou en succession et qui remplissent des fonctions écosystémiques diverses. L’écosystème cultivé en SCV est cependant intensifié par rapport à un écosystème naturel, pour permettre la production de cultures et/ou de fourrages qui sont exportés. Cela implique en retour des apports pour restituer les éléments nutritifs prélevés par le système.
Intérêts
D’après le manuel rédigé par Husson et al., (2004), les systèmes SCV présentent divers intérêts.
Amélioration des performances techniques
La couverture végétale permanente permet de limiter l’érosion hydrique, augmenter l’infiltration de l’eau, réduire l’évaporation, tamponner les variations d’humidité et de températures, créer un environnement favorable au développement de l’activité biologique, contrôler les adventices, augmente la teneur en matière organique du sol et fournir des nutriments aux plantes. Des plantes avec un système racinaire puissant et une activité biologique intense participent à :
– l’amélioration de la structure du sol ; l’accroissement du taux de matière organique par injection de carbone dans les couches profondes du profil de sol ; l’utilisation de l’eau profonde du sol pour la production de biomasse durant la saison sèche ; et
– l’alimentation des cultures et le recyclage des nutriments lixiviés, particulièrement les nitrates. En conséquence, l’utilisation rationnelle de l’eau et des nutriments est accrue. Les récoltes se stabilisent et peuvent même augmenter au fil du temps.
Considérations environnementales
Le SCV propose des solutions face aux principaux défis que le monde doit affronter à court terme :
➤ Protection et régénération de la fertilité du sol ;
➤ Séquestration du carbone et réduction de la quantité de gaz à l’effet de serre atmosphérique ;
➤ Réduction de la consommation d’eau pour la production agricole, et productions pluviales dans les zones marginales ;
➤ Réduction des doses d’engrais et de pesticides, diminuant leur impact sur la pollution et améliorant la qualité et la sécurité alimentaire ;
➤ Effet tampon pour les flux d’eau et réduction des risques d’inondation ; et
➤ Réduction de l’agriculture itinérante et de la déforestation.
Aspects sociaux et économiques
✔ Réduction des temps de travaux du sol
✔ Procuration d’une meilleure rentabilité de la terre, du capital et du travail ;
✔ Adaptation des systèmes aux diverses conditions agro-écologiques, moyens de production, et niveaux d’intensification ;
✔ Accessibles aux différentes catégories d’agriculteurs, y compris les plus pauvres.
Limites et contraintes
Malgré ces différents avantages, l’intégration de ces nouvelles techniques dans les systèmes de production des paysans peut rencontrer certains problèmes face à leurs pratiques traditionnelles et à la concurrence avec d’autres activités.
➡︎ Le principe de base des systèmes SCV fondé sur le non retournement du sol conduit à une augmentation de l’utilisation d’herbicides pour dessécher la partie aérienne de la plante de couverture végétale vivante avant la mise en place de la culture principale (Razafindramanana, 2011) ;
➡︎ Les fortes couvertures végétales peuvent compliquer le semis et porter préjudice à sa qualité (Scopel, 2012) ;
➡︎ Dans les systèmes de production traditionnelle des Hautes-terres malgaches, les résidus des cultures sont fréquemment utilisés comme matières premières nécessaires à la préparation de fumier, de compost et d’ensilage. Par contre, dans les systèmes SCV, les résidus de cultures ne devraient pas être exportés de la parcelle de culture, ce qui pourrait créer des compétitions entre l’alimentation du cheptel et les surfaces en semis direct dans le système de production malgache (Goudet, 2003, cité par Razafindramanana, 2011) ;
➡︎ L’intégration d’un nouveau système de production implique une réorganisation et une modification profonde des systèmes de production préexistants (Harrivel, 2001 ; AFD, 2007 ; cités par Husson) ; et
➡︎ Les rendements sur les parcelles en semis direct ne sont effectifs qu’à partir de la deuxième, troisième, voire quatrième année de l’adoption des systèmes SCV (d’après les résultats d’expérimentation effectuée par le CIRAD et l’ONG TAFA et cité par Rakotoalibera).
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Table des matières
INTRODUCTION
Première partie : ETATS DE L’ART
1.1 Généralités sur l’agriculture de conservation
1.1.1 Historique de l’agriculture de conservation à Madagascar
1.1.2 Principe de base de l’agriculture de conservation
1.1.3 Intérêts
1.1.3.1 Amélioration des performances techniques
1.1.3.2 Considérations environnementales
1.1.3.3 Aspects sociaux et économiques
1.1.4 Limites et contraintes
1.2 SCV dans le Moyen Ouest
1.2.1 Stratégie de diffusion du SCV menée par TAFA
1.2.2 Stratégie de diffusion du SCV menée par FAFIALA
1.2.3 Evolution de la surface adoptée en SCV
1.2.4 Systèmes diffusés dans la Région
1.3 Le Stylosanthes
1.3.1 Caractéristiques générales de la plante (selon Husson et al., 2008)
1.3.2 Intérêt agronomique
1.3.3 Mise au point des systèmes SCV dans le Moyen Ouest
1.4 Disponibilité de l’azote et du phosphore
1.4.1 L’azote
1.4.1.1 Facteurs qui limitent la disponibilité de l’azote
1.4.1.2 Dynamique de l’azote dans le sol
1.4.2 Le phosphore
1.4.2.1 Rétention du phosphore dans les sols ferralitiques
1.4.2.2 Processus affectant la biodisponibilité du phosphore
1.4.3 Interaction azote-phosphore-plante-sol ferralitique
Deuxième partie : MATERIELS ET METHODES
2.1 Présentation de la zone d’étude
2.1.1 Climat
2.1.2 Relief
2.1.3 Sol
2.1.4 Végétation et agriculture
2.2 Choix des sites expérimentaux
2.3 Echantillonnages, mesures et analyses
2.3.1 Bilan en N et P
2.3.2 Prélèvements du sol en place
2.3.3 Fumier
2.3.4 Stylosanthes
2.3.5 Riz
2.3.6 Mauvaises herbes
2.3.7 Analyse au laboratoire
2.4 Suivi des parcelles
2.5 Traitements de données et méthodes de calcul
2.5.1 Stock de N et P dans le sol
2.5.2 N et P apportés par les engrais
2.5.3 N et P contenus dans le fumier et le Stylosanthes
2.5.4 N et P exportés par les biomasses
2.5.5 Bilan en azote et phosphore par rapport au compartiment sol
2.5.6 Flux entrant
2.5.7 Flux sortant
2.5.8 Bilan final à la récolte
Troisième partie : RESULTATS
3.1 Vérification de la pertinence des hypothèses d’échantillonnage
3.1.1 Classification typologiques des parcelles étudiées
3.1.2 Caractéristiques des fumiers apportés par les producteurs
3.2 Caractéristiques du sol
3.3 Eléments disponibles
3.3.1 Stock de N assimilable et P disponible du sol
3.3.2 Exportation en N et P de la plante de riz à la floraison
3.4 Productivité du riz pluvial
3.4.1 Biomasses produites à la floraison et à la récolte
3.4.2 Etude de corrélation
3.5 Bilan en éléments nutritifs
3.5.1 Bilan en azote
3.5.2 Bilan en phosphore
Quatrième partie : DISCUSSIONS
4.1 Azote disponible durant le cycle du riz
4.2 P disponible durant le cycle cultural
4.3 Productivité du riz pluvial
4.4 Vérification des hypothèses émises et recommandations
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
