Généralités sur les systèmes sur couverture végétale permanente (SCV)

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Généralités sur les systèmes de culture sur couveret végétale permanente (SCV)

Définition et principes de base du SCV

Les systèmes de culture sur couverture végétale permanente (SCV)sont équivalents à l’Agriculture de Conservation.
Les systèmes SCV reposent sur trois principes fondamentaux(Séguyet al., 2009 )
– Pas de travail du sol
– Présence de la couverture végétale permanente, quifavorise une activité biologique intense en contribuant à l’accomplissement de plusi eurs fonctions : rôle clef dans le cycle de la matière organique, la structuration du sol et l’alimentation et la santé des plantes.
– Utilisation de successions ou rotations culturales en association avec les plantes de couverture et permettant d’assurer une production de biomasse globalement plus importante et plus stable.
En fonction du type de couvert végétal sur lequel es fait le semis direct, on peut distinguer deux grands types de systèmes SCV (FAO, 2012).
– Systèmes SCV avec couverture végétale morte: la couverture végétale est constituée par les résidus de récolte de la cultureprécédente et les résidus d’une plante de couverture ayant une forte production de biomasse. Elle peut provenir d’une autre parcelle ou avait été produite sur place par une culture associée à une plante de couverture.
– Systèmes SCV avec couverture végétale vivante:ils sont constitués par la plante de couverture maintenue vivante pendant le cycle de la culture principale.

Les avantages et les inconvénients du SCV

Les avantages

L’application des SCV permet de profiter d’un certa in nombre de bénéfices d’ordres agronomique et environnemental.
· Sur le plan agronomique :
Les plantes de couverture permettent de favoriser le développement de l’activité biologique dans le sol(Kushwaha et al., 2000), augmenter le taux de matière organique dans le sol (Séguy et al., 2001; Six et al., 2002); fournir des éléments nutritifs nécessaires à la vie des plantes notamment l’azote(Dounias, 2001); conserver l’eau d u sol, à cause de la meilleure infiltration et de la réduction de l’évaporation ; améliorer lastructure du sol en surface et en profondeur grâce aux systèmes racinaires puissants des plantes.
Le SCV permet aussi de contrôler les mauvaises herb es et les maladies des cultures. En effet, les plantes de couverture, selon leur nature, ont des effets temporaires sur l’interruption du cycle des pathogènes(Ratnadass et al., 2011). Les SCV ont également des impacts sur la pression des adventices à travers plusieurs mécanismes : compétition entre plantes de couverture et les adventices, interruption du cycle des adventices(Chauhan and Johnson, 2009).
· Sur le plan environnemental :
Les SCV permettent aussi d’apporter des solutions pour résoudre des problèmes environnementaux car ils permettent la protection des sols contre l’érosion (Lal, 1976,;Bolliger et al., 2006; Hobbs, 2007,; FAO, 2012a).
Le SCV permet aussi de stocker du carbone par restitution des biomasses et par la réduction du labour (Scopel et al., 2005 ; Govaerts et al., 2009b). Ils peuvent contribuer à la réduction de l’effet de serre, la réduction de la consommation d’eau pour la production agricole, productions pluviales dans les zones marginales, la réduction des doses d’engrais et de pesticides, diminuant leur impact sur la pollution et améliorant la qualité et la sécurité alimentaire et présentent un effet tampon pour les flux d’eau et réduction des risques d’inondation, réduction de l’agriculture itinéranteet de la déforestation (GSDM, CIRAD, MAEP, & BRL, n.d.)

Les inconvénients

Les obstacles au développement du SCV sont des problèmes d’ordre technique, économique, organisationnel et des problèmes plus généraux d’appropriation des innovations par les paysans. Dans la majeure partie des cas, le premier problème au développement du SCV est le coût élevé de l’installation en première année deulturec. Ceci est dû au fait qu’il y a en même temps labour, installation des plants de couverture et utilisation d’herbicides pour la maîtrise de ces plants avant semis. Le problème de pullulation des maladies et prolifération des insectes terricoles créées par la permanence d’un microclimat à forte humidité et à température tamponnée augmente les dépenses ou anéantit la production. Il y a aussi risque de pollution de l’environnement ou d’inhibition du développement de la plante cultivée par mauvaise utilisation des pesticides et herbicides.

Historique des SCV dans le monde

Le semis direct n’est pas un concept récent car il était déjà utilisé par les agriculteurs de l’Égypte ancienne et les Incas dans les Andes d’Amérique du Sud. Ils se servaient d’un bâton pour faire un simple trou dans le sol où la graine était placée à la main et recouverte au pied. Une des formes les plus anciennes du semis direct est le tapado (en espagnol) ou slash and mulch (en anglais) ou encore abattis sans utilisation de feu est déjà pratiquée il y a longtemps dans les tropiques humides notamment dans les pays de l’Amérique Centrale.
La version moderne de cette forme de semis est apparue dans les années 1940 grâce à la découverte de l’herbicide à base de la molécule 2-4D et des autres herbicides totaux de contact tels que le Paraquat et le Diquat. Ceci a renforcé la démocratisation du semis direct testé en Amérique du Nord sur les sols vulnérablesqui avaient subi de graves problèmes d’érosion suite aux tempêtes de poussières des années 1930 le « Dust Bowl ». Et c’est Harry Young, agronome du Kentucky (USA), qui a initié la diffusion du semis direct pour la première fois.
En Europe, les premières recherches sur le semis direct ont été menées en Grande Bretagne, avec la découverte du Paraquat. En France, les premières expérimentations sur le semis direct ont été mises en place par l’INRA (Institut Nationale de la Recherche Agronomique) et l’ITCF (Institut Technique des Céréales et des Fourrages) en 1970. En Espagne, c’est en 1982, que les premières recherches ont été effectuées. Toutes ces expérimentations ont abouti généralement à une même conclusion : un effet positif du semis direct sur le rendement, la réduction du coût de production et la diminution de l’érosion(Razafimbelo, 2005). Plus récemment, au début des années 1990, la nouvelle etla plus importante expansion du semis direct s’est faite dans les Cerrados (savanes) du Brésil.
Les plus grands utilisateurs du semis direct sont les Etats-Unis, le Brésil et l’Argentine avec respectivement 23 700 000, 21 863 000 et 16 000 000 ha soit 21, 50, 55 % de la surface totale cultivée (Derpsh, 1998).

Le SCV à Madagascar

A Madagascar, les pratiques de semis direct sur couverture végétale permanente (SCV) se sont développées comme une alternative aux systèmesconventionnels fondés sur le labour. Les premiers essais de S.C.V. à Madagascar font sui te à une mission de Lucien Séguy. Ils datent sur les Hauts Plateaux, des années 1991-1992dans le cadre du projet blé de KOBAMA ou Koba Malagasy aux fermes mécanisées à Andranomanelatra, commune rurale d’AntsirabeII dans la Région du Vakinankaratra (H.Charpentier, C.Razanaparany, 2005), et sont inspirés de l’expérience brésilienne. En 1994,quatre institutions dont KOBAMA, FIFAMANOR ou Etablissement public de recherche et développement avec appui de la Norvège, FOFIFA ou Foibe Fikarohana ampiharina amin’ny Fampandrosoana ny eny Ambanivohitra, et CIRAD ou Centre de coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement créent l’ONG TAFA(Tany sy Fampandrosoana) afin de poursuivre en milieu paysan la mise au point de ces techniques agro-écologiques.
Les zones d’essais allaient progressivement s’élargir :
· dans les Hauts-Plateaux depuis 1994 ;
· dans le Moyen-Ouest, Lac Alaotra avec l’Association Nationale d’Actions Environnementales (A.N.A.E.), dans le Sud-Ouest avec le Projet « Sud-Ouest » (P.S.O.) depuis 1995 ;
· et dans le Sud-Est et le Menabe depuis 1998. (P. Rakotondralambo)
Le Groupement Semis Direct de Madagascar (G.S.D.M.), un réseau national d’institutions a été crée pour coordonner les actions en matière d’agro-écologie et promouvoir une offre technologique adaptée aux grandes écologies de l’île. Lors de la crise politique et économique qui a secoué le pays, l’ensemble de ce dispositif a pu être maintenu entre 2001 et 2003. Depuis janvier 2004, le Ministère d’Agriculture, de l’Elevage et de la Pêche (M.A.E.P.) a délégué au G.S.D.M. la maîtrise d’œuvre du projet «Appui à la diffusion des techniques agro-écologiques à Madagascar »(Raherinindrainy, 2007).
Actuellement Madagascar est un pays avancé, parlantde l’offre technologique diversifiée en matière de S.C.V. pour la petite agriculture familiale. En effet, les S.C.V. développés par la recherche y sont très variés du fait de la diversité agro-écologique de Madagascar. (A.F.D, 2006) Mais les systèmes SCV ne couvrent encore qu’une petite partie du territoire national(GSDM et al., n.d.)

Séquestration du carbone

Définition de séquestration du carbone

« La séquestration du carbone » est la capture et le stockage à long terme du carbone atmosphérique (C-CO) par un système sol-plante pendant une durée et sur un espace donné.
La « séquestration du C » réfère au problème de larecherche de solutions conduisant à un ralentissement de l’augmentation des concentrations en GES dans l’atmosphère. La notion de séquestration du C doit être étendue à l’ensemble esd flux de gaz à effet de serre (GES) que ceux soient carbonés (CO, CH ) ou non (N O) exprimés en « équivalent C-CO » en tenant compte de leur potentiel de réchauffement global relatif à CO 2 : 23 pour CH4 et 296 pour N2O (IPCC, 2001 ; Bernoux et al., 2006). On peut agir sur la « séquestration du C » aussi bien par un changement d’usage des terres (éviter la déforestation, augmenter la reforestation, la surface des plantations sylvicoles, et développer l’agroforesterie), que par une modification des itinéraires techniques pour un agro-système doné (IPCC, 2001). La mesure de stock concerne exclusivement l’étude de la quantité de carbone contenue dans le système sol-plante. (Bernoux et al., 2006).

Cycle et formes de carbone

· Cycle de carbone
En général, il existe trois grands compartiments (réservoirs) de carbone : l’atmosphère, la biosphère et les océans (Dixonet al., 1991 ; Watson et al., 1996 in Lescuyer& Locatelli, 1999). Différentes forces peuvent engendrer la migration du carbone de ces réservoirs de l’un à l’autre. Elles peuvent être de nature différente: physique, chimique ou biologique. On peut citer les forces de la biosphère à savoir la photosynthèse(Rabeharisoa, 2004), la minéralisation et la fermentation ; les forces de l’hydrosphère à savoir la dissolution, l’érosion et le dégazage ; les forces de l’atmosphère et enfin les forces de la lithosphère (sédimentation, volcanisme) (Renaudat, 2005).
· Formes de carbone
Il existe deux formes de carbone
– Le carbone inorganique : composé qui n’est pas du vivant et ne contient pas de lien C- C et CH comme le CO atmosphérique, calcaire CaC0.
– Le carbone organique : représenté par CH0. Il s’agit de molécules beaucoup plus grosses et plus complexes avec carbone C, hydrogène H et oxygène O comme éléments de bases mais d’autres éléments en faiblesquantités peuvent venir les joindre : azote N, phosphore P et soufre S.
Concernant la contribution des écosystèmes terrestres au stockage de carbone, le carbone organique du sol représente le plus grand réservoiren interaction avec l’atmosphère avec 1 500 et 2 000 Gt C à 1m de profondeur et le carbone inorganique avec 750 Gt. Mais la végétation emmagasine considérablement moins que lesol avec 650 Gt (Renaudat, 2005).

Les pools de carbone

Un pool de carbone ou réservoir est défini comme unsystème capable d’accumuler ou de libérer du carbone selon la définition de l’AFAFT ou Agriculture, Foresterie et Autres Affectations des Terres. Cinq pools de carbone y sont définis : la biomasse aérienne, la biomasse souterraine, le bois mort, la litière et la matière organique du sol (IPCC, 2006).
– Biomasse aérienne ou biomasse épigée:l’ensemble de la biomasse de la végétation vivante aérienne, ligneuse et herbacée, y comprisesl tiges, souches, branches, écorces, semences et feuillage.
– Biomasse souterraine ou biomasse hypogée: l’ensemble de la biomasse de racines vivantes.
– Bois mort : l’ensemble de la biomasse ligneuse morte qui n’e st pas contenue dans la litière, et qui est sur pied, au sol ou dans le sol.
– Litière : l’ensemble de la biomasse morte de taille supérieure à la limite définie pour la matière organique des sols (2 mm) et inférieureau diamètre minimum choisi pour le bois mort (10 cm), mort sur le sol, à divers stades de décomposition, et située au-dessus ou à l’intérieur du sol minéral ou organique.
– Matière organique du sol : inclut le carbone organique des sols minéraux à une profondeur spécifiée choisie par le pays. Les racines minces vivantes et mortes et la matière organique morte (bois mort, litière) à l’intérieur de la terre inférieures au diamètre minimum adopté (2 mm) pour les racines etle bois mort et la litière sont incluses dans les matières organiques du sol lorsqu’il n’est pas possible de les distinguer empiriquement. La profondeur du sol par défaut est de 30 cm.
Cette étude s’est focalisée uniquement sur les deuxpools de carbone à savoir : la biomasse épigée et la biomasse hypogée.

Table des matières

I INTRODUCTION
II SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
II.1 Généralités sur les systèmes sur couverture végétale permanente (SCV)
II.2 Séquestration de carbone
II.3 Les racines
III MATERIELS ET METHODES
III.1 Présentation du site d’étude
III.2 Méthodes
IV RESULTATS
IV.1 Biomasses produites
IV.2 Estimation du carbone apporté au sol par les biomasses
IV.3 Modélisation du stock de matière organique dans le sol sur 30ans
V DISCUSSIONS ET RECOMMANDATIONS
V.1 Effet du mode de gestion sur la production de biomasses (aérienne et racinaires)
V.2 Effet du mode de gestion du sol sur l’apport en carbone
V.3 Apport et intérêts de l’étude
VI CONCLUSION ET PERSPECTIVES D’AVENIR
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

Télécharger le rapport complet