Soutenance mémoire
Magnésium
Les résultats n’ont montré aucune différence significative au niveau des 3 variétés (p = 0,948) et des 3 localités (p = 0,064). Mais une différence significative a été observée au niveau du précédent cultural (p = 0,011) : les parcelles occupées précédemment par l’association légumineuse et autres cultures ont eu des teneurs en magnésium significativement plus élevés (0,59 ± 0,09 cmol+kg-1) par rapport aux autres parcelles
Variabilité des teneurs en éléments minéraux des sols
Les résultats sur les bases échangeables se rapprochent de ceux trouvés par Razanamahandry (2014) et Andriamasy (2015) dans les sols ferrallitiques de Madagascar. Razanamahandry a obtenu des teneurs en K comprise entre 0,02 cmol+kg-1 et 0,9 cmol+ kg-1, de Mg entre 0,1 cmol+ kg-1et 3 cmol+ kg-1, et de Ca entre 0,1 cmol+ kg-1 et 5,4 cmol+ kg-1. Les résultats obtenus par Andriamasy (2015) ont été les suivants : K entre 0,01 cmol+ kg-1 et 0,42 cmol+ kg-1 , Mg entre 0,06 cmol+ kg-1 et 4,6 cmol+ kg-1 , Ca entre 0,32 cmol+ kg-1 et 6,35 cmol+ kg-1 . La variabilité des bases échangeables est proche des résultats obtenus par Razanamahandry (2014) avec une teneur comprise entre 0 cmol+ kg-1 et 7 cmol+ kg-1 mais également de ceux de Razafimahatratra (2011) qui remarquait que les Ferralsols ont la somme des bases la plus faible avec une moyenne de 2,05 cmol+ kg-1. La saturation en bases échangeables comprise entre 7,7% et 94,3% avec une moyenne de 54,5 % avoisine celle trouvée par Razanamahandry (2014). La valeur de la CEC dans toutes les localités (Figure 10) est plus faible comparativement aux résultats de Razanamahandry (2014) qui a trouvé une moyenne variant entre 3,3 cmol+ kg-1 et 6,3 cmol+ kg-1 pour les différentes zones étudiées. Elle est aussi un peu faible par rapport à celle trouvée par Andriamasy (2015) avec une moyenne de 2,94 cmol+ kg-1. Mais les résultats sont cohérents avec les recherches réalisées par Rabeharisoa (2004) qui a conclu que la CEC des sols férrallitiques est inférieure à 5 cmol+ kg-1 malgré quelques valeurs supérieures. La valeur du CEC dépend essentiellement des constituants du CAH c’est-àdire du type d’argile et d’humus. Pourtant, les sols férrallitiques sont pauvres en matières organiques d’où une faible quantité d’humus engendrée (acides fulviques, acides humiques, humines) (Rabeharisoa, 2004). En plus, la CEC varie en fonction de la roche mère (Andriamasy, 2015) car la prédominance de kaolinite, gibbsite, oxyde et hydroxyde de fer et d’aluminium souvent chargés positivement dans les conditions de sols acides conduisent à sa faible capacité (Razafimahatratra, 2011). En effet, la quantité d’ions électropositifs qu’une argile peut adsorber dépend des surfaces internes et externes développées par ses feuillets, de l’écartement entre les feuillets et du nombre de substitutions ioniques à l’intérieur des couches. Or, la kaolinite n’a pas de surface interne et sa surface externe est limitée ce qui emmène à dire que la variation des valeurs de la CEC au niveau de chaque localité est liée à l’abondance de ces minéraux à charges réduites et limitées. Ainsi, la valeur la plus faible 0,95 cmol+ kg-1 pourrait être obtenu à partir de l’abondance de la complexation de la kaolinite (argile à charge réduite) avec l’acide humique (humus peu stable) par un pont ferreux (stable temporairement).
Effets des précédents culturaux sur les propriétés physico chimiques du sol
A priori, les parcelles occupées par une année de jachère devraient donner une production plus élevée grâce au repos du sol. Pourtant les biomasses et rendements mesurées sur ces parcelles ont été significativement plus faibles comparativement aux autres parcelles. Cela s’explique par une très faible teneur en potassium du sol (inférieur à cmol+ kg-1). Le seuil absolu de carence en potassium échangeable est de 0,1 cmol+ kg-1 (Dabin et Maignien, 1979 ; Moreau, 1986). Cette situation est due à la forme et à la solubilité du potassium dans le sol : cet élément est facilement disponible et soluble et est moins retenu sur le complexe absorbant par rapport aux autres cations monovalents, bivalents et trivalents (donc facilement lixivié) (Fédération d’agriculture biologique du Québec, 2005). Or, la préparation du sol a été effectué vers la fin de la saison pluvieuse (février) d’où une perte importante de potassium par drainage et lixiviation avant le semis. Pourtant, selon Sangakkara et al., (1996), le potassium joue le rôle de protection des plantes contre les stress alors que le haricot est extrêmement sensible aux contraintes abiotiques telles que la chaleur, le froid, la sécheresse, l’excès de lumière et l’excès d’eau (Dita et al., 2006). La carence en potassium devient alors un facteur limitant du rendement et de la production de biomasse en laissant la culture vulnérable aux facteurs abiotiques. Les parcelles avec des précédents culturaux présentent des biomasses et des rendements élevés du fait de leur teneur en potassium significativement élevée par rapport aux parcelles en repos. Les précédents culturaux, particulièrement les légumineuses, jouent le rôle d’ « éponge » et adsorbent et retiennent les éléments solubles (potassium) contenus dans les tiges et les racines des résidus de récolte. Cela réduit les pertes de ces éléments par drainage et lixiviation pendant la saison des pluies. Ils seront ensuite libérés progressivement dans la parcelle (Fédération d’agriculture biologique du Québec, 2005). Cela pourrait aussi s’expliquer par la différence de fertilisation : les parcelles en jachère n’ont pas été fertilisées contrairement à la majorité des parcelles avec des précédents culturaux. L’association des légumineuses avec d’autres cultures a permis d’obtenir une somme de bases échangeable significativement plus élevée du fait de l’amélioration de la structure du sol via le recyclage des éléments nutritifs et la favorisation de la vie microbienne. Cela permet une meilleure humification des matières organiques. De plus, cette association culturale améliore le rendement grâce à une meilleure résistance aux bio-agresseurs par le rôle de « barrière physique » de la culture associée : augmentation de la distance moyenne à parcourir entre les deux plantes hôtes réduisant ainsi l’effet des bio-agresseurs. Elle limite aussi la concurrence des plantes adventices (Perfcom, 2012). L’acidité du sol est aussi influencée par le précédent cultural. Les résultats ont montré que les parcelles précédées de légumineuses ont les moyennes de pH les plus faibles et d’aluminium les plus élevées. Ce résultat est conforme à celui de Swart et Diest (1987) qui ont trouvé que la sécrétion de H+ et l‘acidification de la rhizosphère sont plus importantes pour les légumineuses favorisant la fixation symbiotique d‘azote que l’absorption racinaire de nitrate pour sa nutrition azotée. De plus, les rhizobia acidifient souvent le milieu de culture (Théophile, 1984). Quand davantage de cations sont prélevés, des ions H+ sont exsudés par les racines afin de compenser l’excès de charges positives prélevées pour une alcalinisation de la cellule selon Hinsinger (2001). Ce processus entraîne l’acidification de la rhizosphère. Or, les racines des légumineuses absorbent plus de cations que d’anions donc un effet acidifiant marqué des sols a été observé (Tang et al., 1998).
Effets des propriétés physico-chimiques du sol selon les localités
Même si les pHeau rencontrés à Iandratsay ont été significativement faibles comparativement à ceux de Vinany et Ankazomiriotra, ce village montrait une production significativement élevée car la CEC du sol est significativement élevée par rapport aux autres villages. Vinany présentait la plus faible production malgré un pH significativement élevé. Cela montre que la CEC influe beaucoup sur la nodulation et la production du haricot. En effet, la CEC est en corrélation positive avec les bases échangeables car une augmentation des sites électronégatifs sur le complexe permet une meilleure fixation des cations (Drouet, 2010). Elle est également en corrélation positive avec la saturation en base mais est corrélée négativement avec la saturation en aluminium à cause de la compétition entre ces cations sur le complexe (Boyer, 1976). Ce qui induit sa corrélation positive avec les biomasses et le rendement qui dépend de la teneur en bases fixée sur le complexe. En effet, dans un sol pauvre en matière organique, la CEC est réduite et le sol tend à se compacter. Ainsi, les racines ont du mal à y pénétrer. C’est pourquoi nous avons obtenu des biomasses racinaires faibles entraînant une faible assimilation des éléments nutritifs et une faible production de biomasse aérienne et du rendement. Par rapport à ces informations, on peut dire que les localités influent sur la nodulation et la production à cause de la variabilité des propriétés physicochimiques des sols correspondants. Ainsi l’hypothèse 1 qui stipule que : « La capacité d’échange cationique, la teneur en bases échangeables des sols rhizosphériques du haricot influent positivement sur son niveau de nodulation et sa productivité» est vérifiée. L’hypothèse 2 qui stipule que : « La teneur en aluminium échangeable des sols rhizosphériques du haricot influe négativement sur son niveau de nodulation et sa productivité » est aussi vérifiée.
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Table des matières
INTRODUCTION
1 MATERIELS ET METHODES
1.1 Présentation de la zone d’étude
1.1.1 Localisation de la zone d’étude
1.1.2 Relief et végétation
1.1.3 Climat
1.1.4 Sol
1.2 Contexte de l’étude
1.3 Description de l’essai
1.3.1 Choix des paysans
1.3.2 Variétés testées
1.3.3 Dispositifs expérimentaux et traitements étudiés
1.3.4 Conduite de cultures
1.3.5 Prélèvement des sols et biomasses
1.4 Analyses au laboratoire
1.4.1 Préparation des biomasses
1.4.2 Analyse des sols au laboratoire
1.5 Traitements statistiques des données
2 RESULTATS
2.1 Propriétés du sol
2.1.1 pHeau
2.1.2 pHKCl
2.1.3 CEC
2.1.4 Bases échangeables
2.1.5 Aluminium échangeables
2.2 Caractéristiques de la plante
2.2.1 Nombre de nodules
2.2.2 Poids de nodules
2.2.3 Biomasse aérienne
2.2.4 Biomasse racinaire
2.2.5 Rendement
2.3 Relation entre les différentes variables
3 DISCUSSION
3.1 Effets des propriétés physico-chimiques du sol sur la nodulation et la production du haricot
3.1.1 Effet de la CEC et des teneurs en bases échangeables
3.1.2 Effets de l’acidité du sol
3.1.3 Effets des précédents culturaux sur les propriétés physico-chimiques du sol
3.1.4 Effets des propriétés physico-chimiques du sol selon les localités
3.2 Effets variétales sur la nodulation et la production du haricot
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
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