Suivi de la decomposition des residus de recolte par la methode de litter-bag et evaluation de leur offre en azote dans differents systemes de culture

La saturation des bas-fonds, la faible productivité du travail, la faible fertilité du sol, tels sont les problèmes qui pèsent sur l’agriculture malagasy actuellement. Alors que ce secteur constitue la base de l’économie de Madagascar puisque la majorité de la population (environ 75 %) vie au dépend de cette activité. Le développement de l’agriculture malagasy se base ainsi sur la considération de ces problèmes.

L’Unité de Recherche en Partenariat entre le FOFIFA, le CIRAD et l’Université d’Antananarivo sur les Systèmes de Culture et de Rizicultures Durables (URP SCRID) est dans la démarche de trouver des solutions répondant à ces diverses contraintes. L’unité a priorisé ses activités dans l’amélioration des systèmes de cultures pluviaux sur tanety, et plus particulièrement ceux incluant le riz pluvial, vu le développement de cette culture ces dernières années et la place importante que le riz joue dans la vie des Malagasy. Du fait, d’une part, de la grande fragilité du milieu sol dans les régions d’intervention de l’URP-SCRID (la région des Hautes Terres et du versant oriental de l’île) qui se traduit par la forte sensibilité à l’érosion physique et à l’épuisement en éléments minéraux du sol, et, d’autre part, du développement des systèmes de culture en semis direct sur couverture végétale permanente (SCV) dans d’autres pays (Brésil, Etats-Unis, VietNam…) avec les divers avantages que ces systèmes peuvent engendrer, l’unité base ses recherches sur les systèmes de culture conduits en SCV.

L’URP-SCRID intègre plusieurs disciplines de recherche : l’agronomie, la phytopathologie, l’entomologie, la sélection, la socio économie… Notre étude fait partie du domaine de l’agronomie et s’intéresse plus particulièrement au rôle de la couverture végétale dans l’amélioration du milieu sol. Dans ce cadre, nous avons mené une expérimentation visant à suivre la dégradation des résidus de récolte et à évaluer la quantité d’azote fourni par les résidus sous différents systèmes de culture.

Problématique de l’étude

Saturation des bas-fonds 

Suivant l’accès en eau du milieu, les zones de culture suivantes sont à distinguer dans l’activité agricole paysanne malagasy :
➤ Le bas-fond : la disponibilité en eau y est importante. Irrigué par les rivières, il est réservé surtout pour la riziculture et les cultures en contre saison (pomme de terre, haricot…).
➤ Le versant des vallées alimenté par l’eau de ruissellement et la nappe phréatique. Souvent aménagé en terrasses et cultivé en riz, en cultures légumières ou en d’autres cultures.
➤ Les terrains exondés : le «tanety »1 dont la seule source d’eau est la pluie, supporte les cultures vivrières : manioc, patate douce, maïs, riz pluvial… et les cultures pérennes notamment fruitières.

De 1990 à 2003, notre production rizicole enregistre une hausse annuelle de 1,2%. Cette production n’arrive pas encore à satisfaire la demande de la population malagasy croissant au rythme de 2,8 % par an durant la même période (MAEP, 2003). Nous devons produire encore plus si nous voulons atteindre l’autosuffisance en riz. Dans les bas fonds, du fait de la forte croissance démographique, surtout en milieu rural, la surface cultivable devient insuffisante. La seule alternative pour augmenter la production est d’y intensifier les techniques (fertilisation suffisante, maîtrise de l’eau, des mauvaises herbes,…), ce qui n’est pas à la portée des paysans. Pour eux, il faut assurer les besoins alimentaires en augmentant la surface exploitée et en diversifiant les cultures pratiquées. Par conséquent la valorisation des tanety devient de plus en plus nécessaire.

Fragilité du sol de Tanety 

Sur le tanety, la pratique du riz pluvial en complément de la riziculture de bas-fond commence à bien se développer, surtout dans la région des hautes terres malagasy. En 2003, elle représente 10 % de la superficie rizicole totale (1 450 000 ha) (Chavigne V. oct 2005). Malgré ce développement, la production ne serait pas durable à cause de la fragilité du milieu. Les 2/3 du territoire malagasy sont constitués par du sol ferralitique, rencontré sous forme de tanety (RABEZANDRINA, déc 2000). Ce type de sol est caractérisé par la minéralisation rapide des matières organiques et une perte en bases par lessivage, ce qui entraîne l’acidification du sol. Sa fertilité n’arrive pas à satisfaire les besoins de la plante qui en conséquence ne donne qu’une faible production. En plus de la fragilité du sol de tanety, les techniques qui y sont appliquées aggravent encore son altération : feu de brousse, culture sur brûlis, absence de techniques antiérosives…. Altération se manifestant par la dégradation de la structure, provoquant, entre autres, la dislocation des agrégats et la destruction de la porosité du sol qui entraînent son tassement, ou bien par le phénomène d’érosion dont le plus évolué est la formation de «lavaka » .

Amélioration difficile et onéreuse des propriétés du sol de Tanety 

Pour que ce type de sol acquière une bonne fertilité, l’amélioration de ses propriétés, physique, chimique et biologique, est obligatoire. A la première exploitation des sols de tanety, il est conseillé d’apporter de la fumure de fond : 1 t de dolomie renouvelée tous les 10 ans, 160 kg de P2O5, 60 kg de K2O et de la fumure d’entretien annuelle de 20 t de fumier, 30 kg de N, 60 kg de P2O5 et 45 kg de K2O pour 1 ha de terrain (RABEZANDRINA ; déc 2000). Si l’on se réfère à la pratique paysanne, cette amélioration est loin d’être atteinte. Presque 85 % des surfaces cultivées à Madagascar ne reçoivent aucune fertilisation, 14 % font l’objet d’un apport de fumure organique (MAEP, 2006) dont la quantité apportée est insuffisante. L’utilisation des engrais minéraux comme le NPK sur les tanety est rare. La disponibilité limitée des engrais et le faible pouvoir d’achat des paysans complexifient aussi l’amélioration des propriétés du sol.

Face à ces divers problèmes, nous nous posons la question : Comment améliorer la production de façon à protéger le milieu sol avec une technique simple et peu onéreuse ?

Le semis direct sur couverture végétale permanente (SCV), une des techniques de restauration de la fertilité des sols 

Diverses contraintes pèsent sur l’agriculture d’aujourd’hui : la fragilité du milieu sol, les conditions climatiques aléatoires, l’exigence de croissance et de durabilité de la productivité, l’environnement de demain. La combinaison de ces problèmes exige l’adoption de techniques assurant la production tout en protégeant l’écosystème. Le système de culture en semis direct sur couverture végétale permanente (SCV) est un moyen de parvenir à cette demande.

Historique du système SCV à Madagascar 

A Madagascar, la mise au point de cette technique a été initiée en 1991 sous le projet Blé KOBAMA, puis elle s’est développée avec la création de l’ONG TAFA en 1994, puis le GSDM en 2001, qui réunit les différents organismes œuvrant sur le SCV à Madagascar (cf. annexe I : présentation des différents organismes) : l’ONG TAFA, le FOFIFA, l’ANAE et le FAFIALA. Depuis, les actions de diffusion des SCV se sont multipliées par l’intermédiaire de ces différents organismes.

Principes du Système 

Le système de culture en semis direct sur couverture végétale permanente est un système imitant l’écosystème forestier, un système conservatoire de gestion des sols et des cultures dans lequel le sol n’est jamais travaillé et une couverture morte ou vivante y est maintenue en permanence (SEGUY L. et al). Sous couverture morte, les pailles proviennent des résidus de cultures, de cultures intercalaires ou de culture dérobée. Sous couverture vivante, la couverture est gardée vivante mais contrôlée par une application à faible dose d’herbicides spécifiques lors de l’installation de la culture principale pour éviter la concurrence entre la culture et la couverture. La biomasse n’est pas enfouie dans le sol mais elle est conservée en surface et les semis sont réalisés directement dans la paille, après ouverture d’un simple trou ou d’un sillon.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : CONTEXTE GENERAL DE L’ETUDE
I-1- Problématique de l’étude
I-1-1- Saturation des bas-fonds
I-1-2- Fragilité du sol de Tanety
I-1-3- Amélioration difficile et onéreuse des propriétés du sol de Tanety
I-2- Le semis direct sur couverture végétale permanente (SCV), une des techniques de restauration de la fertilité des sols
I-2-1- Historique du système SCV à Madagascar
I-2-2- Principes du Système
I-2-3- Intérêts du système
I-2-4- Contraintes du système
I-3- Objectif de l’étude et hypothèses à tester
I-3-1- Objectif
I-3-2- Hypothèses
I-4- Cadre de l’étude
I-4-1- Cadre institutionnel de l’étude : l’URP-SCRID
I-4-2- Cadre physique de l’étude
I-4-2-1- Localisation
I-4-2-2- Climat
I-4-2-3- Sol
CONCLUSION PARTIELLE
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
II-1- Etudes bibliographiques
II-2- Expérimentation
II-2-1- Expérimentation sur terrain
II-2-1-1- Dispositifs expérimentaux
II-2-1-2- Matériels utilisés dans l’expérimentation
II-2-1-3- Démarche expérimentale
II-2-2- Analyses au laboratoire
II-3- Traitement des données
II-3-1- Calcul des rendements en biomasses résiduelles des différents systèmes
II-3-2- Modélisation de la décomposition des résidus dans les LB
II-3-3- Evaluation de l’offre en azote des résidus
II-3-4- Mesure des rendements du riz
CONCLUSION PARTIELLE
PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSION
III-1- Rendement en biomasses résiduelles par système
III-2- Suivi de la décomposition des résidus
III-2-1- Vitesse de décomposition des résidus dans les LB
III-2-2- Résidus décomposés dans les LB
III-2-3- Facteurs régissant la décomposition des résidus
III-2-3-1- Pluie
III-2-3-2- Enfouissement des résidus
III-2-3-3- Abondance de la couverture végétale
III-2-3-4- Nature des résidus
III-3- Quantification de l’offre en azote des résidus
III-3-2- Offre totale en azote des systèmes étudiés
III-3-1- Azote résiduel fourni suivant les systèmes
III-3-1-1- Quantité de N résiduel fournie suivant la nature des résidus et le niveau de fertilisation
III-3-1-1- Quantité de N résiduel fournie suivant l’âge du système SCV et le niveau de fertilisation
III-3-1-1- Quantité de N résiduel fournie suivant le mode de gestion du sol et le niveau de fertilisation
III-3-2- Systèmes pourvoyeurs d’azote
III-4- Relation entre les rendements et la quantité de N offert par les résidus
III-4-1- Rendement en riz
III-4-2- Relation entre les rendements et la quantité de N fournie par les résidus
III-5- Discussions sur la méthode de litter-bag et la modélisation
III-5-1- Méthode de litter-bag
III-5-2- Modélisation de la décomposition des résidus
III-6- Vérification des hypothèses émises et recommandations
CONCLUSION PARTIELLE
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES

Lire le rapport complet