Typologie des exploitations agricoles selon des pratiques de fertilisation

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Situation géographique et administrative

Ambohibary Sambaina s’étend entre 47°07’ de longitude Est et à 19°47’ de latitude Sud. Elle se situe sur la RN 7, à 130 km environ au Sud de la Capitale Antananarivo et à 50 km de la ville d’Antsirabe. La plaine s’étend sur deux communes rurales : Ambohibary et Mandrosohasina. Ces deux communes sont composées de 18 fokontany, et se situe dans la partie centrale de la région de Vakinankaratra, dans le district d’Antsirabe II. (RATIARISON, 2011). Les villages où les essais agronomiques ont été menés sont : Sahabe et Ampandraofana.

Conditions climatiques

La zone d’étude est soumise à un climat tropical tempéré d’altitude. L’année comporte deux saisons bien distinctes :
– la saison sèche et froide de mars à septembre, qui correspond également à la période de plus faible ensoleillement. La température moyenne est de 13°C.
Cette très faible température est due à la situation en altitude (à plus de 1640 mètres) qui entraîne la formation de brumes et de crachins matinaux, parfois accompagnés de gel. (RAMASINDRAZANA, 2005)
– la saison humide et chaude qui s’étend d’octobre à mars avec une température moyenne de 19°C sur la plaine d’Ambohibary (RAKOTOFIRINGA ET TOKARSKI, 2007). Cette saison s’accompagne souvent de chutes de grêle fréquentes.
La moyenne pluviométrique sur dix ans, enregistrée à Ambohibary est de 1 600 mm/an, cependant les précipitations sont très irrégulières d’une année sur l’autre. En effet, les variations de précipitations sur l’année atteignent couramment 35% des valeurs moyennes. Les variations interannuelles concernent autant le volume des pluies que l’arrivée des premières précipitations. Cette variabilité impacte fortement l’implantation du riz irrigué, ainsi que les rendements dans la plaine (CYBILL, 2013).

Relief

Le relief est composé :
– d’une planèze, constituée d’un épanchement de basalte qui forme un éperon montagneux.
– Au pied de l’éperon s’est formée une cuvette d’inondation traversée par le cours d’eau de l’Ilempona. Lors des périodes de crue, la rivière déborde et y dépose des alluvions. (RAMASINDRAZANA, 2005).

Géologie

La plaine d’Ambohibary-Sambaina doit son origine au déferlement des laves du pliocène. Elle s’ouvre comme une immense dépression sur le flanc sud-est du massif montagneux. C’est une des plus vastes et des plus importantes plaines intérieures de l’Ankaratra. Ce massif, à une altitude de 1650m, présente la forme d’un triangle d’une douzaine de km de côté. Il est entouré de reliefs se haussant à 1800-2000m.
Ce bassin s’est formé grâce à un barrage de la vallée par les éruptions volcaniques de l’Ankaratra après une intervention de la tectonique. (D’après LENOBLE (1949), cité par ROLLIN, 1994)

Sols

La plaine d’Ambohibary Sambaina est constituée par des sols hydromorphes de bas-fonds où chaque année se déposent des matériaux fins charriés par la crue. (BONNEMAISON, 1966)
Le sol de la plaine correspond à une sédimentation alluviale apportée par la rivière de « Kelivosona », très peu encaissée, qui a été drainée au fur et à mesure de son histoire pour transformer les marécages anciennement présents en rizières s’insérant dans un large paysage de bas-fond aux caractéristiques hydromorphes. En outre, les matériaux proviendraient en grande partie de colluvions des sols ferralitiques environnants ayant enterré les sédiments volcano-lacustres stratifiés. (Projet PPI, 1997).

Expérimentation : Essais soustractifs

Les essais soustractifs ont été menés dans le but d’identifier et d’hiérarchiser les principales carences en éléments nutritifs majeurs dans les sols des rizières étudiés. La connaissance de ces dernières permettra de mieux adapter les apports aux besoins en nutriments majeurs des cultures. Ces essais ont en sont à la deuxième année au niveau de la plaine d’Ambohibary Sambaina. La campagne précédente, de tels essais ont été installés dans des champs de paysans, mais dans d’autres villages.

Dispositif expérimental

L’essai consiste à réaliser une fumure dite complète (Fc), contenant tous les nutriments que l’on veut explorer vis-à-vis de la culture. Ces nutriments sont ici les éléments N, P et K. De cette fumure complète, un nutriment spécifique est exclu dans chaque parcelle ; les deux autres éléments sont apportés à des doses maximales (selon le rendement cible défini au préalable) pour s’assurer qu’ils ne limiteront pas la croissance de la plante. (CHAMINADE, 1960) Ainsi, trois parcelles correspondantes chacune aux parcelles d’omission de l’élément N, de l’élément P et de l’élément K sont installés. La quatrième parcelle correspond à la fumure complète et informe également sur le rendement atteignable (le plus élevé possible) au sein de la parcelle.
Puis, la croissance et les rendements de la culture du riz sont observés. Lorsqu’un effet est observé sur ces paramètres dans la parcelle concernée, par rapport à Fc, on en déduit que l’élément exclu est important pour la culture ou qu’il n’est pas en teneur suffisante dans le sol.
De la sorte, le dispositif expérimental comprend quatre traitements, expliqués dans le tableau n°1 ci-dessous :
Le dispositif utilisé est en blocs complets aléatoires dispersés. Le nombre de répétitions correspond au nombre de champs de paysans où l’essai est installé.
L’expérimentation a été conduite multilocalement au niveau de huit producteurs répartis au niveau des villages Sahabe et Ampandraofana appartenant à la commune d’Ambohibary Sambaina. Par conséquent, il y a donc huit (8) répétitions.
Les situations hydriques des rizières de ces huit paysans sont homogènes avec une plus ou moins bonne maîtrise d’eau. Ces rizières présentent tous aussi le point commun de ne pas avoir été cultivé en contre-saison.
Les traitements ont été installés sur quatre parcelles élémentaires ayant une superficie de 25m2 chacune (5mx5m). La surface totale du dispositif chez chaque producteur est donc de 100m².
Afin de prévenir le transfert d’éléments nutritifs, des diguettes ont été développées autour et entre les parcelles. En outre, chaque parcelle élémentaire dispose de son propre canal d’irrigation et son propre canal de drainage.

Matériel végétal

Le choix du matériel végétal a reposé sur des variétés à potentiel productif certain et peu sensibles aux maladies, pour que le principal facteur limitant de la capacité productive soit la fertilisation.
La variété utilisée pour les essais en riziculture irriguée est la variété FOFIFA160 (cf. Annexe 3 : fiche variétale). Son cycle végétatif dure de 155 à 160 jours.
Cette variété présente une bonne adaptation à la localité d’Ambohibary Sambaina selon les études expérimentales antérieures.

Engrais utilisés

Etant donné qu’il s’agit d’essais soustractifs, les engrais utilisés sont uniquement des engrais simples :
• l’urée, dosant 46% de N ;
L’urée de formule chimique CO(NH2)2 a été utilisée pour la fourniture de l’azote. Elle est titrée à 46%, cela signifie que dans 100 kg d’urée, il y a l’équivalent de 46 unités d’azote sous forme de NO3. C’est l’engrais sec le plus riche en azote (FAO, 2003). L’urée est assez hygroscopique et est complètement soluble dans l’eau.
• le superphosphate triple (TSP), dosant 46% de P2O5
Le triple superphosphate, ayant pour formule chimique Ca(H2PO4)2H2O, a été utilisé comme source de phosphore. Il est titré à 46% de P2O5. A part le phosphore, il contient également du calcium (aux environs de 15% de Ca). Il a également la plus haute teneur en phosphore des engrais secs ne contenant pas plus de 90N. Plus de 90% du phosphore contenu dans le TSP est soluble dans l’eau.
• le sulfate de potassium (K2SO4), dosant 50% de K2O
Le sulfate de potassium est utilisé pour la fourniture en potassium. Il est titré à 50% de K2O. À la différence d’autres engrais potassiques, le sulfate de potassium est également une source importante de soufre. Il contient environ 18% de S (45% de S03) .Il est également très soluble dans l’eau.

Opérations culturales

Les opérations culturales effectuées par chaque paysan ont été les mêmes afin d’assurer l’uniformité des répétitions.

Préparation du sol et installation de l’essai

Les sols ont été d’abord labourés avec des charrues à socs de manière à enfouir les résidus de récolte. S’ensuivit la délimitation des parcelles de chaque paysan pour ainsi constituer les parcelles élémentaires.
Le semis se fit en début du mois d’octobre .Le repiquage s’effectua en mois de novembre. Lors du repiquage, le schéma cultural suivi était la ligne carrée avec un espacement de 0,25 m x 0,25 m. Des cordeaux gradués ont été utilisés pour marquer les lignes et les poquets.

Opérations d’entretien

L’entretien des essais a consisté essentiellement aux sarclages et à l’apport de la fumure minérale.
Aucun traitement phytosanitaire n’a été effectué.
-Les doses d’engrais apportées aux parcelles ainsi que leurs moments d’épandage respectifs sont présentés dans le tableau n°2 ci-dessous.
Ces doses ont été déterminées sur la base de la formule recommandée pour atteindre un rendement cible de sept (7) tonnes à l’hectare. (Protocole NOT AfricaRice, 2013) L’obtention de ce rendement cible se base :
• d’une part sur le pourcentage (70-80%) du rendement potentiel estimé avec un modèle de croissance de culture tenant compte des conditions climatiques du milieu et
• d’autre part sur les rendements récents obtenus auprès des paysans pratiquant une bonne gestion de leur culture au sein du site d’étude. (DOBERMANN ET FAIRHUST., 2000)
-Les sarclages ont été faits à la fois de façon mécanique et de façon manuelle. Les sarclages mécaniques ont été exécutés simultanément avec l’épandage des engrais: au moment du tallage et
à l’initiation paniculaire. Des sarclages manuels ont été faits entre ces deux périodes pour assurer au maximum la propreté des parcelles.

Collecte de données sur le terrain

Durant le cycle cultural, plusieurs séries de mesures ont été réalisées, afin de mieux comprendre l’effet des omissions de chaque élément majeur sur la croissance et le développement de la culture.
Les données suivantes ont été collectées pour chaque parcelle :
– Hauteur à mâturité
– Nombre de talles totales
– Nombre de panicules
– Nombre de grains par panicules
– Nombre de grains pleins et de grains vides
– Rendements en biomasse des pailles
Il correspond au poids des pailles de la parcelle utile, obtenues après battage des grains, puis séchage des pailles. Le rendement est exprimé en kg.ha-¹.
– Le poids de 1000grains
Parmi les grains pleins comptés précédemment, un échantillon de 1000 grains est pesé. Le poids de 1000 grains complète les informations sur la phase de remplissage et de maturation apportées par la connaissance du nombre de grains pleins. Le poids de 1000 grains est rapporté à son poids à 14% d’humidité.
P 1000G= A x W avec A=100-M/86
W : poids des grains après séchage et vannage (g)
A : facteur de correction des grains à 14% d’humidité
M : humidité des grains (%)

Prélèvement des échantillons de sol

Dans chaque parcelle élémentaire, le sol a été collecté à huit différents endroits (deux dans chacune des parcelles) à 0-20 cm de profondeur après la préparation du sol mais avant l’application d’engrais. Ensuite, les huit échantillons ont été mélangés en un pour ainsi constituer l’échantillon composite de la parcelle. Un sous-échantillon d’environ 500 g par champ de paysan a été retenu pour l’analyse au laboratoire. Les échantillons de sol prélevés ont été ensuite préparés et séchés avant d’être analysés. (cf. Annexe 4 : mode opératoire analyse sol). Les analyses effectuées concernent les éléments suivant :
• pH eau
• Azote total
• Carbone organique
• Phosphore assimilable
• Bases échangeables

Analyse des données et traitements statistiques

Les données obtenues sont prétraitées à l’Excel, puis analysées statistiquement avec le logiciel XLSTAT 2008 grâce à l’analyse des variances ANOVA.
II.3. Enquêtes sur les paramètres biophysiques et socio-économiques déterminant les pratiques de fertilisation dans la plaine d’Ambohibary Sambaina
L’adoption de la fertilisation du riz et l’application des doses préconisées par la recherche ne vont pas de soi dans la réalité en milieu paysan.
Ainsi, il y a intérêt de ne pas se limiter uniquement aux expérimentations techniques et à la vulgarisation des résultats mais d’étudier les paramètres pouvant faciliter l’adoption de ces derniers.
Les données par rapport aux modes de gestion de la fertilité des exploitations agricoles traitées dans la présente étude proviennent des enquêtes établies sur le terrain.

Phase exploratoire

Documentation

La synthèse bibliographique s’est orientée vers :
• les études de terroir sur les Hautes Terres
• les pratiques de fertilisation du riz et les facteurs les influençant et
• les études sur la filière riz à Madagascar
La documentation (bibliographie et webographie) s’avère très pertinente pour la formulation des hypothèses et la connaissance des différents facteurs, des diverses causes liées aux problèmes actuels de fertilisation de la culture du riz.

Entretiens semi-directifs auprès de personnes ressources

Des entretiens semi-directifs avec des personnes ressources (raiamandreny, bénéficiaires des projets antérieurs tels que l’ODR, chef fokontany) ont été effectués.

Phase d’observation (enquête)

Cette phase concerne la collecte d’informations auprès des exploitations agricoles, plus précisément une enquête, nécessitant une descente sur terrain.

Population étudiée

L’enquête a été effectuée au niveau de quarante paysans ayant déjà coopéré avec AfricaRice dans ses travaux de recherche sur les essais soustractifs durant cette campagne et la précédente. Ces paysans ont été spécialement choisis du fait que les résultats finaux de ces essais sur la fertilisation du riz devront directement trouver application auprès de ces derniers.

Table des matières

I. INTRODUCTION 
II. MATERIELS ET METHODES
II.1. Présentation de la zone d’étude
II.1.1. Situation géographique et administrative
II.1.2. Conditions climatiques
II.1.3. Relief
II.1.4. Géologie
II.1.5. Sols
II.2. Expérimentation : Essais soustractifs
II.2.1. Dispositif expérimental
II.2.2. Matériel végétal
II.2.3. Engrais utilisés
II.2.4. Opérations culturales
II.2.4.1. Préparation du sol et installation de l’essai
II.2.4.2. Opérations d’entretien
II.2.5. Collecte de données sur le terrain
II.2.6. Prélèvement des échantillons de sol
II.2.7. Analyse des données et traitements statistiques
II.3. Enquêtes sur les paramètres biophysiques et socio-économiques déterminant les pratiques de fertilisation dans la plaine d’Amboh
II.3.1.Phase exploratoire
II.3.1.1. Documentation
II.3.1.2. Entretiens semi-directifs auprès de personnes ressources
II.3.1.3. Phase d’observation (enquête)
II.3.1.4. Population étudiée
II.3.2. Méthodes d’évaluation des facteurs biophysiques et socio-économiques influant la pratique de la fertilisation du riz irrigué
II.3.2.1. Identification des pratiques de fertilisation du riz
II.3.2.2. Etude des facteurs socio-économiques déterminant la pratique de la fertilisation du riz
II.3.3. Traitement et analyse de données
II.4. Limites du travail
III. RESULTATS
III.1. Résultats des analyses du sol
III.2. Résultats des essais soustractifs
III.2.1. Effet des traitements sur le nombre de talles totales
III.2.2. Effet des traitements sur la hauteur des plants de riz
III.2.3. Effet des traitements sur le rendement en grains du riz
III.2.4. Effet des traitements sur le rendement en paille
III.2.5. Effet des traitements sur les composantes de rendement
III.3. Résultats des enquêtes sur les paramètres affectant la fertilisation au niveau de la plaine d’Ambohibary Sambaina.
III.3.1. Typologie des exploitations agricoles selon des pratiques de fertilisation
III.3.2. Analyse de comportements socio-économiques par rapport à la pratique de la fertilisation minérale du riz
IV. DISCUSSIONS
IV.1. Réserves du sol en éléments majeurs N, P et K et efficacité des engrais
IV.1.1. Analyse du sol et essais soustractifs
IV.1.2.L’azote
IV.1.3. Le phosphore
IV.1.4 Le potassium
IV.2. Paramètres influant la pratique de la fertilisation des rizières.
IV.2.1.La maîtrise de l’eau et les apports en contre-saison
IV.2.2. Fertilisation minérale et fumure organique
IV.2.3. Le prix, l’accessibilité économique des engrais et la profitabilité de la fertilisation minérale
V. RECOMMANDATIONS 
V.1. Relatives à l’approche technique
V.2. Relatives à l’approche socio-économique
VI. CONCLUSION 
VII. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
VIII. ANNEXE

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