LA DYNAMIQUE DES STOCKS DE CARBONE DU SOL ET LES TECHNIQUES AGROECOLOGIQUES

Les stocks de carbone du sol à Madagascar

Les stocks de carbone du sol dans la première couche de 0 à 30 cm de profondeur (couche de référence du GIEC) sont estimés à 2 795 ± 1565 Tg C à Madagascar. Selon le type de sol, la quantité moyenne des stocks de carbone organique du sol sur 30 cm est de l’ordre de 51,8 Mg C.ha-1. Les andosols, les sols hydromorphes et les sols ferralitiques ont des stocks de carbone les plus élevés, respectivement de 90,8 ± 31,6 ; 75,9 ± 36,9 et 61,8 ± 31,8 Mg C.ha-1. Les stocks de carbone du sol varient également selon les modes d’occupation du sol, ils sont estimés à 98,4 Mg C.ha-1 pour les sols hydromorphes sous culture ; à 85,6 Mg C.ha-1 pour les sols ferralitiques sous forêt humide, à 72,4 Mg C.ha-1 sous forêt dégradée, à 60,8 Mg C.ha-1 sous savane et à 40,4 Mg C.ha-1 sous culture (GRINAND etal., 2009). L’accroissement de la teneur en matière organique dans le sol et la minéralisation affectent la dynamique des stocks de carbone du sol. En tenant compte les conditions pédoclimatiques et des systèmes de culture, les stocks de carbone sont faibles pour les sols ferralitiques rajeunis, les sols fersiallitiques et les sols ferrugineux (de 8 à 26 Mg C.ha-1) ; ils sont moyens pour les sols ferralitiques typiques et les sols ferralitiques hydromorphes (de 22 à 31 Mg C.ha-1) ; et élevés pour les sols hydromorphes à pseudo-gley et les sols ferralitiques humifères (de 26 à 62 Mg C.ha-1 ). Pour un même niveau de fertilisation, le stock annuel de carbone sous semis direct est plus élevé par rapport au sol labouré variant de 0 à 1,8 Mg C.ha-1(RAZAFIMBELO etal., 2010) Dans la région de l’Itasy, les stocks de carbone du sol varient selon les types de sol et les pratiques agroécologiques. Les valeurs moyennes des stocks de carbone du sol pour les sols volcaniques à halloysite sont de l’ordre de 125 Mg C.ha-1 ; 78 Mg C.ha-1 pour les sols ferralitiques gibbsitiques et 70 Mg C.ha-1 pour les sols ferralitiques kaolinitiques. Les sols ferralitiques soumis à la riziculture présentent une capacité de stockage significativement supérieur sur l’ensemble des autres pratiques culturales (avec 81 Mg C.ha-1 pour les kaolinitiques et 85 Mg C.ha-1 pour gibbsitiques). Les valeurs les plus faibles sont enregistrées sur les cultures vivrières (avec 62 MgC.ha-1) avec des sols kaolinitiques, et sur la foresterie (avec 68 MgC.ha-1) avec des sols gibbsitiques, cette situation est expliquée par la jeunesse des plantations qui n’apporte d’une faible quantité de biomasse. Sur les sols volcaniques à halloysite, les systèmes de culture et les pratiques agricoles n’influencent pas significativement la capacité de stockage de carbone du sol (RAKOTOVAO,2017)

La pratique de la foresterie paysanne

La foresterie paysanne est le reboisement de versant vulnérable à l’action de l’érosion et la mise en valeur des terres marginales par l’accroissement de couvert boisé. Les arbres plantés sont des espèces ligneuses qui ont une croissance rapide (Eucalyptus sp., Pinus sp., Acacia sp.) (Photo 1). Etant donné que la foresterie paysanne est pratiquée pour protéger le bassin versant et pour séquestrer le carbone, elle répond ainsi au besoin énergétique et au besoin en bois de construction de la population locale. Selon le rapport publié par la Fondation Goodplanet, 637 786 pieds d’arbres sont plantés sur 409 ha des zones d’intervention du projet MAHAVOTRA en 2017.

L’augmentation de la densité apparente du sol par les techniques agroécologiques

L’évolution de la densité apparente du sol est expliquée par le mode de gestion et d’occupation de sol. L’augmentation de la densité apparente du sol est le résultat de l’augmentation de la teneur en argile, de la teneur en carbone et de la somme des bases échangeables (Ca, Mg, K, Na) dans le sol. L’apport en matière organique et la stabilité structurale du sol permettent d’améliorer la texture du sol, d’augmenter la teneur en carbone du sol et de maintenir les bases échangeables dans le sol. Les précipitations atmosphériques et les radiations solaires favorisent le tassement des matériaux dans le sol en augmentant sa densité apparente. L’augmentation dela densité apparente traduit ainsi l’état de compaction des matériaux qui diminue la porosité totale du sol et ralentie la circulation des fluides et des microorganismes décomposeurs, pour favoriser le stockage de carbone du sol (SYLVAIN ALONGO et FERDINAND KOMBELE, 2009).
L’augmentation de la densité apparente du sol ferralitique D’après le test non paramétrique de Kruskal-Wallis, l’augmentation de la densité apparente du sol n’a pas une différence significative (p-value = 0.587) sous l’influence des techniques agroécologiques. Les valeurs de la densité apparente du sol dans toutes les pratiques agroécologiques sont sensiblement égales, dont la moyenne est estimée à 1,12 g.cm-3 en 2014 et 1,23 g.cm-3 en 2018. Une augmentation de l’ordre de 0,11 g.cm-3 pendant quatre ans d’observation (2014-2018) est observée dans la zone de recherche (Figure 9). L’augmentation de la densité apparente du sol permet de stocker le carbone dans le sol. L’augmentation générale mais pas significative de la densité apparente dans les sols ferralitiques est due à l’apport en matière organique offerte par les pratiques agroécologiques dans le sol. Cette augmentation varie selon le degré de la stabilité des matières organiques dans sol qui maintient le tassement et la compaction des matériaux. La densité apparente du sol augmente largement dans la foresterie paysanne, car le sol reçoit beaucoup mieux des matières organiques stables qui améliorent ainsi la structure du sol. L’évolution de la densité apparente du sol sous les cultures pluviales est plus faible faute du labour saisonnier du sol qui améliore la porosité du sol. Et l’augmentation de la densité apparente du sol sous l’agroforesterie est moyenne car le sol reçoit des quantités énormes de matière organique mais le labour modifie la structure du sol (Figure 9). La capacité de séquestration de carbone du sol est liée à cette évolution de la densité apparente du sol.

La plantation des espèces ligneuses

La reforestation par la plantation des espèces ligneuses (Photo2) traduit l’abandon de labour du sol. Le sol est couvert en permanence par la végétation et aucune trace de labour n’est observée après la plantation. La croissance des plantes dépend également de l’humidité et de l’ensoleillement des parcelles. La population végétale est en compétition pour la recherche de l’énergie qui favorise le développement du tronc et des racines. De plus, la croissance des plantes offre des quantités énormes de biomasse morte au sol pendant leur régénération. Le développement vertical ou horizontal des racines, qui cherchent les minéraux nutritifs, assure la croissance et la résistance des plantes. La densité racinaire permet de protéger les agrégats des matières organiques. Les espèces plantées peuvent régénérer après l’exploitation vue que la demande en énergie et en bois de construction s’accroisse avec la densité de la population. Le labour du sol est absent dans la foresterie jusqu’au moment où la reconversion en parcelle de culture aura lieu. En effet, la stabilité des couches superficielles du sol dans la foresterie paysanne produit l’agrégation des matières organiques et diminue la vitesse de la minéralisation de carbone du sol. En absence de labour du sol, la protection physique des microagrégats contre la biodégradation empêche la minéralisation microbienne des carbones du sol. La couverture en permanence du sol réduit l’aération et la température du sol qui sont indispensables au processus de la minéralisation. L’insuffisance de l’oxygène dans le micropore du sol limite les activités des microorganismes décomposeurs et la diminution de la température défavorise la réaction chimique

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Table des matières

INTRODUCTION
Première partie : LA CONCEPTUALISATION DE LA RECHERCHE
Chapitre 1. L’analyse rétrospective sur la capacité de séquestration de carbone du sol
1.1. La capacité de séquestration de carbone du sol
1.2. Les pratiques agroécologiques
1.3. Les stocks de carbone du sol à Madagascar
Chapitre 2. Le cadre conceptuel et la démarche de recherche
2.1. Le cadre conceptuel de recherche
2.2. La démarche de recherche
Chapitre 3. La présentation de la zone de recherche
3.1. La région de l’Itasy caractérisée par des conditions écologiques contrastées
3.2. Les systèmes agraires adaptés aux conditions bioclimatiques et sociales
Conclusion de la première partie
Deuxième partie : LE STOCKAGE DE CARBONE DU SOL INFLUENCE PAR LES TECHNIQUES AGRICOLES
Chapitre 4. L’influence des techniques agroécologiques sur la séquestration de carbone du sol
4.1. L’influence de la foresterie paysanne sur la séquestration de carbone du sol
4.2. L’influence de l’agroforesterie sur la séquestration de carbone du sol
4.3. L’influence de l’utilisation de compost sur la séquestration de carbone du sol
Chapitre 5. La nuance des types de sol et des techniques agroécologiques sur la séquestration de carbone du sol
5.1. L’augmentation de la densité apparente du sol par les techniques agroécologiques
5.2. Les rôles de la texture du sol sur la séquestration de carbone organique
5.3. La variation de la teneur en carbone du sol sous l’influence des techniques agroécologiques
Chapitre 6. Les facteurs de ralentissement de la vitesse de minéralisation de carbone des sols
6.1. L’abandon progressif de labour du sol dans la foresterie paysanne et l’agroforesterie
6.2. La stabilité structurale des sols par les techniques de lutte antiérosive
Conclusion de la deuxième partie
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE