L’effet des traitements sur les rendements moyens en biomasse et grains

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

Le labour et semis

Lors de la préparation du sol, les parcelles ont été labourées quelques jours avant le semis. Ensuite le semis a été réalisé suivant un écartement de 50cmx40cm. Comme chaque parcelle a une dimension de 7mx7m, cela inclut 13lignes et 17poquets par ligne soit 221poquets/parcelles. Les parcelles témoins de 4mx4m donnent 7lignes et 9poquets par ligne soit 63poquets. Deux grains de maïs ont été mis dans chaque poquet après que les engrais épandus ont été recouverts de terre. Sur la totalité des parcelles d’expérimentation, 5 kg de semence ont été utilisés soit 41,4 kg.ha-1. La densité de plantation est de 50 000 pieds.ha-1.

Fertilisation minérale

Trois types d’intrants minéraux ont étés utilisés pour la fertilisation, notamment :
– l’Urée pour l’apport d’azote (N) à 46%.
– le Triple Superphosphate ou TSP pour l’apport de phosphore (P) à 46%.
– le sulfate de potassium pour l’apport de potassium (K) à 50%.
Chaque parcelle a été incorporée de phosphore (P) et de potassium (K), celles devant recevoir l’azote (N) ont reçue l’urée. Les parcelles témoins n’ont reçu aucun fertilisant donc sont absolus. L’épandage d’urée apportant l’azote (N) s’est fait en deux apports de 1/3 et 2/3 respectivement : le premier apport pendant le semis avec un apport en ligne, ainsi le taux de germination fut impeccable comparativement à l’année passée ou l’apport fut fait dans les poquets ; le deuxième apport 10 semaines après le semis, pour être précis avant la floraison avec un apport en ligne également.

Le paillage

Un apport interne de paille (c’est-à-dire issu des résidus de la culture antécédente) de maïs a été effectué après le labour, un tiers (1/3) de la production de biomasse végétale fut destiné au paillage. La production de biomasse est estimée à 3t.ha-1 MS ; l’apport de paille est de 1t.ha-1 de MS soit 33% de la production totale de biomasse. Chaque parcelle avec paillage a reçu 4.9kg de MS. Les pailles ont été réparties de manière homogène sur toute la parcelle y afférant.

Le désherbage

Le désherbage s’est fait manuellement et par fauchage à l’angady quatre semaines après le semis après identification des adventices sur des parcelles labourées uniquement, ceci une seule fois. Les adventices ont été pesés, séchées en vue de pouvoir évaluer le taux de couverture des adventices puis restituées sur la parcelle.

La mesure de l’évolution de la hauteur

Nous avons fait les premières mesures 30èmejour après semis, six pieds sélectionnés au hasard sont mesurés de l’extrémité supérieure du plant. La 2ème mesure s’est intervenue 60èmejour et la dernière 120èmejour après le semis.

La récolte

La récolte a été réalisée 19 semaines après le semis. Une ligne sur les bordures de la parcelle a été enlevée. Ensuite on a procédé à la mise en place de 3 carrés de rendement dans chaque parcelle. Chaque carré correspond à une dimension de 1m×1,20m ce qui nous donne une surface de 1,2m² contenant 6 (six) plants de maïs, on a eu en tout 468plants (6plants×3carrés de rendement×26parcelles) qui ont été récoltés au total.
Les plants des carrés de rendement ont été coupés à la base de la tige et inclus toute la biomasse aérienne.

Le prélèvement de sol

Il y a eu deux prélèvements de sols. Le premier, avant le semis en Novembre 2014. Le deuxième, quatre semaines après la récolte en Mai 2015. Pour chaque opération, trois (3) échantillons par parcelle ont été prélevés à la tarière sur les profondeurs respectives de : 0-5cm, 5-15cm et 15-30cm, ces échantillons sont des composites prélevées. Ils ont été collectés pour être représentatifs de la totalité de la parcelle et prélevés sur les interlignes. On a eu en tout 84 échantillons dont 72 pour les 24 parcelles traitées des 3 blocs et 12 pour les 4 parcelles témoins.

Les opérations post récolte

Sur le terrain nous avons eu fait le pesé et ensachage des carrés de rendement sur chaque parcelle, de même que le poids total des épis restants par parcelles. Ensuite au laboratoire, les carrés de rendement constitués ont été pesé de nouveau, le premier pesé fut le poids total des tiges et feuilles avec les épis. Dans la continuation de nos opérations, nous avons eu à séparer et à peser les tiges et feuilles des épis, cette même opération s’est poursuivie avec la séparation de l’épis en spathe, rafle et grains, tous ont été mis dans un emballage et portés à l’étuve pendant une semaine à 60°C. Mais les tiges et feuilles ont été mises sous serre. Ce qui nous a permis à la fin d’avoir le poids sec des différentes parties de la plante (tiges et feuilles, spathe, rafle et grains).

Le broyage de la biomasse et grains

Les échantillons secs pris ont été broyé dans la machine RETSCH pendant 3 semaines, pour les tiges et feuilles, on a utilisé le poids aliquote, mais pour les autres c’est le poids total qui fut broyé. Ensuite on a prélevé une quantité apparemment similaire des échantillons broyés mis ou conditionné en sachet plastique blanche avec leurs codes parcelles et carré de rendements en vue de pouvoir faire la traçabilité, ce qui nous fait en tout 76 échantillons broyés dont 72 échantillons par compartiments de la plante pour les 3 blocs et 4 pour les témoins ; avec les 4 compartiments on a 304 échantillons dont (76 Echantillons pour les tiges et feuilles, de même que pour les rafles, spathes et grains).

La détermination du carbone organique du sol

Le CO du sol a été évalué d’après la méthode d’auto-titration redox de Walkley et Black (1934), la matière organique est oxydée sans chauffage externe par une solution sulfurique de dichromate de potassium (K2Cr2O7), on passe au titrage redox automatisé grâce au titrateur CRISON avec le Sel de Mohr (NH4)2Fe(SO4)2.

La détermination de l’azote total

La détermination de la teneur N-total passe par deux étapes fondamentales, l’extraction et le dosage calorimétrique ; le sol est catalysé par le mélange de K2SO4 + Sé, ainsi se produit l’oxydation (C en CO2, H en H2O). L’ammoniac (NH3) libéré est fixé par l’acide sulfurique (H2SO4) et forme du (NH4)2SO4. Enfin l’ammoniaque (NH4) est dosé en colorimétrie automatique utilisant la réaction de Berthelot appelé dosage auto-analyseur SKALLAR.

La détermination du phosphore (P-Olsen)

Lors l’analyse, le sol est attaqué par le bicarbonate de sodium, suivi après mélange avec du charbon et filtration d’un dosage colorimétrique par la méthode de « vert de malachite », la lecture est faite par un spectrophotomètre à la longueur d’onde de 610nm.

La détermination du potassium échangeable

Le dosage se fait par le déplacement de K+. La méthode consiste à effectuer une percolation progressive du sol à l’aide d’une solution de chlorure de cobaltihexamine. Cela sature le complexe absorbant en ion cobalt Co3+, la concentration finale est mesurée à l’absorption atomique. La quantité Co3+ fixée par les colloïdes du sol exprime la capacité d’échange du sol.

L’analyse chimique de la biomasse et grains : La détermination de N Total

On passe par deux étapes fondamentales, l’extraction et le dosage calorimétrique ; la biomasse et grains broyé sont catalysés au K2SO4 + Sé + CuSO4, ainsi le mélange avec du réactif sulfo-salicylique concentré à chaud minéralise l’azote des matières organiques azotées en azote ammoniacal. Les autres substances sont oxydées (C en CO2, H en H2O). L’ammoniac (NH3) libéré est immédiatement fixé par H2SO4 sous forme de (NH4)2SO4. L’ammoniaque (NH4) sera dosée en calorimétrie automatique utilisant la réaction de Berthelot appelé dosage auto-analyseur SKALLAR.

Sur l’évolution de la croissance en hauteur

En ce qui concerne la croissance en hauteur des plantes et leur développement. L’apport en fertilisants a favorisé cette croissance dans la mesure où les traitements ayant reçus d’azote font le double, voir le triple selon les phases de développement par rapport aux plantes issues des parcelles témoins. L’apport d’azote en grande quantité a permis une meilleure multiplication cellulaire conduisant à un développement harmonieux donnant ainsi des plantes plus hautes, renforçant ainsi leurs effets sur la croissance (Boomsma et al., 2009). La littérature démontre aussi que les canopées denses obligent les plantes à une compétition des ressources (eau, éléments du sol et lumière), ce qui engendre un effet sur leurs entre-noeuds. Cela explique pourquoi les plantes sans fertilisation azotée ont une faible progressions par rapport à celles qui en ont reçus l’azote (Modarres et al., 1998; Turgut, 2002).

Effet des traitements sur les rendements de maïs

Au premier mois on note une taille moyenne identique de tous les traitements y compris les témoins ce qui semble normal car à cette période la plante est en sevrage donc épuisement de la réserve contenue dans les grains et recherche d’autres sources de nutriments.
Les valeurs des rendements moyens frais et secs montrent une tendance décroissante générale qui fait que les traitements azotés sans paillage avec labour (120N+0C+T) ont les rendements moyens les plus élevés au niveau de la biomasse, cependant cette tendance n’est pas la même pour les grains ou l’on constate que les rendements de certains traitements ayant reçus l’azote sont inférieurs à voir identiques aux traitements non azotés à l’instar de 0N+C+nT : 2,36t.ha-1 contre 2,24 et 1,93t.ha-1 respectifs pour les traitements 120N+0C+nT et 120N+C+nT. Les rendements des témoins T-0C et T-C restent toujours les plus faibles. Cela implique que l’apport d’azote a influencé sur la biomasse et plus ou moins sur les grains. Nous pouvons en déduire que le rendement en grains des traitements ayant reçu d’azote ont un surplus de 92% par rapport aux témoins absolus et 5% par rapport aux sans azote ; cela va de même à l’ordre de 73% et 25% pour la biomasse tiges feuilles. La cause en est que la disponibilité en azote affecte la remobilisation de la biomasse sur les épis et influence le développement des grains (D’Andrea et al., 2008 ; Kiu Liu, 2011). D’après Ma et al. (2005), dans leur étude effectuée en Ontario, sont arrivés à la conclusion qu’un excès de N (250 kg.ha-1) provoquait une augmentation de la biomasse, mais avait un effet négligeable sur le rendement en grain.
Il n’y avait donc pas d’avantage à appliquer plus de 120 kg N ha-1 puisqu’une dose plus élevée ne contribuait pas à augmenter le rendement en grains mais plutôt la biomasse.

Effet du paillage et du travail du sol sur le rendement

Il est difficile d’appréhender la différence significative réelle pour ce double facteur de production, mais on a tout de même remarqué que la parcelle témoin avec paillage se démarquent en rendement biomasse comme grains d celle sans paille. Cette analyse est soutenue par le fait que le rendement en grains du traitement non azoté avec paillage et non labour est plus élevé que certains traitements azotés sans paillage et labour ; cela s’explique par le fait qu’il y a eu une activité biologique intense au niveau du sol crée par le non labour du sol et donc qui a intensifié la minéralisation de la paille en libérant des éléments disponibles pour la plante. Le paillage a contribué au développement racinaire et a augmenté le rendement du maïs par l’augmentation de la capacité d’assimilation de l’azote par la plante, de même que la réduction des pertes en azote et l’amélioration de la préservation des nutriments par rapport aux parcelles sans pailles. En ce qui concerne le travail du sol, il est très difficile à ce premier essai de pouvoir identifier son impact réel, il n’a pas encore eu un effet évident sur le rendement ainsi les études à venir nous aideront dans 2-3 ans à mieux appréhender cet effet tout comme la réaction de la paille actuellement après deux ans d’essais. En prenant le cas des rendements moyens secs des rafles et grains, les résultats nous montrent que les rendements des traitements 0N+0C+nT : 2,81±0,70t.ha-1 > 120N+0C+nT : 2,76±0,71t.ha-1, dans ce contexte précis on peut penser que cette augmentation est due au non labour du sol.
 L’hypothèse 1 qui stipule que l’apport de fertilisant azoté avec ou sans paillis augmenterait le rendement en biomasse et grains du maïs est totalement vérifiée pour les rendements en biomasse et partiellement pour les rendements en grains.

Table des matières

LISTES DES ILLUSTRATIONS
LISTE DES ACRONYMES
INTRODUCTION
1 MATERIELS ET METHODES
1.1 Site Expérimental
1.1.1 Localisation
1.1.2 Les conditions climatiques
1.2 Le dispositif expérimental
1.3 Les traitements
1.4 Le matériel Végétal
1.5 L’itinéraire technique de la culture du maïs
1.5.1 La préparation du sol
1.5.2 La mesure de l’évolution de la hauteur
1.5.3 La récolte
1.5.4 Le prélèvement de sol
1.6 Les opérations post récolte
1.6.1 Le pesé et le séchage
1.6.2 Le broyage de la biomasse et grains
1.7 L’analyse chimique du sol
1.7.1 La mesure du pH-eau
1.7.2 La détermination du carbone organique du sol
1.7.3 La détermination de l’azote total
1.7.4 La détermination du phosphore (P-Olsen)
1.7.5 La détermination du potassium échangeable
1.8 L’analyse chimique de la biomasse et grains : La détermination de N Total
2 RESULTATS ET INTERPRETATIONS
2.1 La croissance en hauteur de la plante
2.2 L’effet des traitements sur les rendements moyens en biomasse et grains
2.2.1 Biomasse en tiges et feuilles du maïs
2.2.2 Biomasse en rafles du maïs
2.2.3 Rendements en grains du maïs
2.2.4 Biomasse en spathes du maïs
2.2.5 Biomasse en rafles et rendements en grains du maïs
2.2.6 Biomasse en épis du maïs
2.2.7 Biomasse en tiges feuilles et épis du maïs
2.3 Les analyses du sol
2.3.1 pH-eau
2.3.2 Azote total
2.3.3 P-Olsen
2.3.4 Potassium échangeable
2.3.5 Le carbone organique
2.4 Analyse chimique de la plante
2.5 Corrélation entre les variables
2.5.1 Rendements et teneur en azote du sol
2.5.2 La teneur d’azote dans le sol-plante
2.5.3 Rendements et la teneur d’azote dans la plante
3 DISCUSSION
3.1 Effet des traitements sur la performance du maïs
3.1.1 Sur l’évolution de la croissance en hauteur
3.1.2 Effet des traitements sur les rendements de maïs
3.1.3 Effet du paillage et du travail du sol sur le rendement
3.2 Effet des traitements sur la dynamique des éléments du sol
3.2.1 Effet sur le pH
3.2.2 Effet sur le carbone organique
3.2.3 Effet sur l’azote total
3.2.4 Effet sur le phosphore total et le potassium échangeable
3.3 La distribution de l’N-total dans la plante
3.4 Limite de l’étude
3.5 Recommandations
CONCLUSION
REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUES 

Télécharger le rapport complet