Soutenance mémoire
Fonctionnement des écosystèmes cultivés
Protection des écosystèmes à partir de la couverture végétale
La couverture végétale (figure 6) telle que le système de culture semis direct sous couverture végétale (SCV) constitue l’une des méthodes d’agriculture de conservation les plus pratiquées à part le travail minimal de sol et la diversification des espèces cultivées (Hammouda, 2010). Ce système commence à trouver leur place comme alternative dans la restauration des sols dégradés des pays tropicaux et dans l’amélioration de la productivité végétale (Ramaroson, 2012). Il a été introduit à Madagascar au début des années 1990, avec 3 objectifs : réduire l’érosion hydrique, accroître la fertilité des versants de collines ou tanety, et améliorer l’efficience en eau. L’adoption de ces systèmes est réellement observée depuis les années 2000.
Ce système consiste à recouvrir les interlignes de la culture principale par des matières végétales mortes (paillis ou mulch) appelées couverture végétale morte ou par des matières végétales vivantes (légumineuse) appelées couverture végétale vivante. Dans cette dernière, la culture principale et la couverture végétale sont cultivées en même temps. Il faut être attentif au choix de la culture de couverture afin de ne pas provoquer de concurrence (lumière, eau, intrants). Le couvert végétal, vivant et permanent, est une espèce pérenne, parfois fourragère. Elle est partiellement détruite, ou maintenue à l’état de vie ralentie (non compétitive) jusqu’à ce que la culture principale soit suffisamment développée. D’après Séguy et al (2009), le SCV fonctionne de la même manière qu’un système forestier naturellement stable, durable et basé sur la forte activité biologique qui se concentre majoritairement dans la biomasse (phytomasse, litière et microflore du sol) et approvisionne les horizons superficiels du sol. La couche d’humus non négligeable peut maintenir la fertilité du sol et protéger contre l’érosion. La pratique de ce système garantit la couverture permanente du sol, limite la baisse du taux de matière organique lors de la mise en culture, augmente l’activité biologique, et améliore le statut azoté du sol (cas des légumineuses). Il présente donc un double intérêt sur la structure du sol (actions en profondeur) et sur la protection contre l’érosion hydrique (actions sur la surface du sol).
✦ Actions en profondeur du sol des plantes de couverture
Les racines des plantes qui s’introduisent et s’agrandissent dans les fissures, permettent de fragmenter le sol, ceux-ci conduisent à l’amélioration de la structure de sols. En enrichissant la matière organique, la couverture végétale participe à l’amélioration de la stabilité de la structure du sol ainsi qu’au fournisseur d’éléments nutritifs nécessaires à la vie des plantes. De plus, elle favorise la vie biologique dans le sol, ce qui participe à l’augmentation de la porosité et aux maintiens de l’humidité dans le sol. Ainsi, comparativement au labour conventionnel, le SCV augmente la proportion des pores moyennes dans la couche superficielle tandis qu’en profondeur une augmentation totale de la porosité (Nivotiana, 2010).
✦ Actions sur la surface du sol de la couverture végétale.
Les litières permettent de diminuer l’effet splash sur le sol, et réduire les ruissellements (Roose, 1994). Elles assurent l’infiltration d’eau dans le sol, qui peut être stockée pendant et après la pluie jusqu’à sa saturation (Guil, 2013). De plus, les litières contribuent à la séquestration d’une quantité importante de carbone dans le sol (FAO, 2015), une diminution des doses d’engrais et de produits chimiques utilisées qui tendent à polluer les nappes phréatiques et l’air environnant; une réduction des déforestations qui détruisent la biodiversité (Nivotiana, 2010) .
Mécanisme et mesure de la protection des sols contre l’érosion
Mécanisme de la protection des sols contre l’érosion hydrique
Ce mécanisme consiste à favoriser la structure des sols afin d’atténuer l’arrachement des sols par les ruissellements. L’absence de couverture favorise l’agression par la pluie (Griffon, 1999), par contre, l’intégration des plantes à fort potentiel de production de biomasse donne un aspect qualitatif au sol. Le non travail de sol limite la vitesse de la décomposition de la matière organique. Cependant, l’accumulation des résidus organiques en SCV augmente l’activité biologique du sol en surface. Ce qui intensifie le processus de minéralisation. Par conséquent, la CEC du sol augmente, l’acidité du sol diminue et la quantité d’éléments minéraux disponible pour les plantes cultivées accroit. D’où, les plantes de couverture assurent le rôle de «pompes biologiques » en favorisant la remontée des minéraux du sol pour être accessibles aux plantes cultivées (Seguy et al., 2009). De plus, leurs racines assurent l’ancrage mécanique de l’arbre (Gobat et al., 2010).
Mesure de la protection des sols contre l’érosion hydrique
La protection du sol est l’art de maintenir la bonne caractéristique physico-chimique du sol (Griffon, 1999). Ces techniques et méthodes consistent à remettre en valeur les sols dégradés en améliorant la fertilité du sol et à protéger le sol contre l’érosion hydrique. La mise en œuvre des mesures bien étudiées s’impose pour atténuer les effets désastreux de l’érosion. La mesure de lutte antiérosive peut varier selon les contextes locaux tels que géologique, topographique, végétation, ainsi que la rentabilité de l’opération envisagée. Ces mesures peuvent être biologiques, ou mécaniques. Selon Roose (1994), la lutte biologique constitue la meilleure lutte anti érosive. Cette lutte consiste à protéger le sol par des plantes de couverture (couvertures vivantes) ou mulchs (couvertures mortes), mais aussi par des couverts boisés naturels, des plantations sous ombrage ou des jardins ligneux (Griffon, 1999). Son objectif sert à maintenir le sol sur la pente et en amont des phénomènes d’érosion. Selon Roose (1994), plusieurs façons peuvent être appliquées comme le reboisement, les techniques culturales améliorées ; haie-vive, engrais vert ou jachères amélioré ou prairie temporaire, la culture en bande, la rotation et association de culture. Par ailleurs, les plantes herbacées peuvent avoir des richesses en énergie facilement accessible, et la litière végétale améliorante riche en azote ou en cellulose mais pauvre en lignine active les processus bactériens dans le sol (Gobat et al., 2010).
Spatialisation générale de la protection du bassin versant
Bassin versant
Le bassin versant (BV) est une zone géographique limitée par des lignes des crêtes et qui possède un exutoire commun pour tous ses écoulements de surface .
C’est donc défini comme la totalité de la surface topographique drainée par les cours d’eau et ses affluents à l’amont de cette section. Il est constitué par de sommet, talweg, ligne de partage des eaux et toujours associé à des cours d’eau (Neméry et al, 2010). Le bassin versant a pour rôle principal de collecter les eaux de pluie et de concentrer les écoulements vers les cours d’eau. Par conséquent, ses rôles sont très importants pour les paysans car le bassin versant assure l’alimentation en eau des périmètres irrigués (Légras et al, 2014).
Les problèmes rencontrés sur le bon fonctionnement d’un bassin versant sont liés au mécanisme de l’érosion hydrique. Plus la pente est importante, plus la vitesse du ruissellement est accélérée, notamment si les couvertures végétales qui s’y trouvent sont insuffisantes. Concernant la nature du sol, les terrains perméables et fissurés contiennent une grande capacité d’infiltration, ce qui provoque une crue moins rapide. De ce fait, le débit d’étiage et le stock souterrain sont devenus plus importants. Pour un sous-sol imperméable, la crue est plus rapide et le débit d’étiage est moins important ainsi que le stock souterrain (Neméry et al., 2010 ; Valérie, 2011; Légras et al., 2014).
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Table des matières
INTRODUCTION
1 Problématique
2 Objectifs
3 Hypothèses de la recherche
PREMIERE PARTIE : ETAT DES CONNAISSANCES RELATIF AUX SOLS FERRUGINEUX ET LEUR PROTECTION CONTRE L’EROSION HYDRIQUE
I-1 Caractéristiques générales de la formation des sols à Madagascar
I-1-1 Relief
I-1-2 Climat
I-1-3 Géologie
I-1-4 Type de sol
I-2 Généralités sur la genèse des sols ferrugineux de la région à Boeny
I-2-1 Altération
I-2-2 Constituants des sols ferrugineux
I-3 Erosion hydrique
I-3-1 Mécanisme de l’érosion hydrique
I-3-2 Forme d’érosion hydrique dans la région nord-ouest
I-3-3 Conséquences de l’érosion
I-4 Fonctionnement des écosystèmes cultivés
I-4-1 Protection des écosystèmes à partir de la couverture végétale
I-4-2 Mécanisme et mesure de la protection des sols contre l’érosion
I-5 Spatialisation générale de la protection du bassin versant
I-5-1 Bassin versant
I-5-2 Cartographie d’un sol
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES
II-1 Présentation de sites d’étude de Boeny
II-1-1 Climat
II-1-2 Relief
II-1-3 Végétation
II-1-4 Géologie
II-1-5 Types de sol
II-2-2 Méthode de prélèvement
II-3 Analyses au laboratoire
II-2-1 Détermination du pH du sol
II-2-2 Détermination de la granulométrie
II-2-3 Détermination du carbone organique
II-2-4 Détermination de l’azote total
II-2-5 Détermination du P2O5 assimilable
II-2-6 Détermination des bases échangeables
II-2-7 Détermination de la CEC ou T
II-4 Traitements des données
II-4-1 Données et paramètres étudiés
II-4-2 Analyses statistiques
II-5 Cartographie
II-5-1 Carte des sols et méthodologie d’aptitude
II-5-2 Cartographie par SIG
TROISIEME PARTIE : RESULTATS
III-1 Distributions des points d’échantillonnage et des sols ferrugineux
III-1-1 Proportion des points d’échantillonnage dans les formations géologiques
III-1-2 Distribution des points d’échantillonnage des sols ferrugineux
III-2 Caractéristiques morpho pédologiques et physico-chimiques des sols ferrugineux
III-2-1 Caractéristiques morpho pédologiques
III-2-2 Caractéristiques physico-chimiques
III-3 Présentation spatiale des sols ferrugineux et aptitude culturale
QUATRIEME PARTIE: DISCUSSIONS
IV-1 Hypothèse 1 : l’ensemble de la formation géologique et relief influent-t-ils à la formation de sol ferrugineux dans la région Boeny?
IV-2 Hypothèse 2 : les caractéristiques morpho pédologique et physico-chimique des sols ferrugineux trouvés dans la région correspondent-t -elles à celle des caractéristiques propice à un sol ferrugineux?
IV-3 Hypothèse 3 : la délimitation spatiale des sols ferrugineux demeure-t-elle une guide de la réalisation de la lutte biologique du sol dans une grande espace géographique ?
CONCLUSION
