Mardis de l'AIGx - Claude JOLY

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Mardis de l'AIGx
Claude JOLY
Problématique de la fertilité des sols africains

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Mardis de l'AIGx - Claude JOLY

  1. 1. LE DEFI! La population passera de 6 milliards en 2000 à 9 milliards en 2050 Depuis 2005 la population urbaine atteint les 50 % de la population totale Moins d’agriculteurs devront nourrir plus de gens 1,3 milliards d’agriculteurs dans le monde dont 1 milliard en agriculture  manuelle Il a été estimé que la production agricole mondiale devra augmenter de 70%   pour 2050.   Peut‐on ignorer le rôle que devra jouer la gestion de la  fertilité des sols pour relever ce défi? 
  2. 2. Notre parcours • Sols et facteurs de la pédogénèse • Fonctions du sol • Fertilité des sols  ? • Eléments qui déterminent la fertilité des sols • Principaux types de sols dans les principales régions • Fertilité des sols en zones naturelles • Fertilité des sols en zones agricoles, selon les types d’agriculture • Besoins en éléments nutritifs en fonction des rendements escomptés • Exemples concrets : ‐ zone soudano‐sahélienne ‐ culture itinérante en zone tropicale humide • Conclusion • Une nécessité
  3. 3. • Savez‐vous que...? Le sol, couche superficielle couvrant la roche qui est elle‐même constituée de couches superposées (horizons), se forme à partir de cette dernière sous l'influence des facteurs de formation (facteurs de pédogenèse) qui sont : • la roche mère : le matériau qui donne naissance au sol; • le climat : les précipitations, la température, le vent; • le temps : le sol se forme pendant plusieurs milliers d'années mais peut se détruire en quelques années; • la topographie : elle conditionne la distribution des sols dans le paysage; • les facteurs biologiques : le sol abrite des milliers d'êtres vivants qui jouent un rôle important dans la formation des sols
  4. 4. Le sol joue plusieurs rôles ou fonctions aussi importants les uns que les autres, à savoir : • La fonction biologique : de nombreux cycles biologiques des espèces végétales ou animales se passent dans le sol (habitat, décomposition de la matière organique...); • La fonction filtre : l'eau des rivières, des sources et des puits traverse le sol. Celui ci arrête toutes les impuretés que cette eau peut véhiculer et donc la matière et la porosité qui caractérisent le sol influencent la qualité de l'eau; • La fonction matériaux : le sol sert de matériaux utilisés pour la fabrication de certains ustensiles (poterie) et pour la construction des bâtiments et infrastructures. C'est aussi un lieu de concertation monominérale : silice, fer, aluminium (bauxite), or, sol etc. • La fonction alimentaire : pour se nourrir, les végétaux puisent dans le sol l'eau et les différents éléments dont ils ont besoin.  Dans ce but, le sol joue aussi son rôle de point d’ancrage des plantes.  Les fonctions du sol
  5. 5. Qu’entend‐t‐on par FERTILITE DES SOLS? C’est la capacité des sols à fournir aux plantes, qu’ils supportent,  les éléments nutritifs nécessaires à la croissance et à la reproduction  de ces plantes. Cette capacité fait appel à une notion fondamentale, celle de  capital de fertilité, constitué par les réserves du sol, c’est‐à‐dire  l’ensemble des éléments nutritifs stockés par le sol et mobilisables  pour l’alimentation des plantes. Le sol est le garde‐manger de la plante!
  6. 6. Eléments qui déterminent la « Fertilité des sols » 1.Eléments physiques • texture : teneur en sable, argile, humus (complexe argilo‐humique) • structure • profondeur (sols superficiels, profonds) • nappe phréatique (hydromorphie) 2.    Eléments chimiques • pH  • capacité d’échange des cations (CEC) : quantité maximale de cations          qu’un poids déterminé de sol est capable de retenir (meq/100 g de  terre) • somme des bases échangeables : quantité de cations métalliques  échangeables fixés sur le complexe à un moment donné • matière organique : estimée en multipliant par 20 le taux d’azote
  7. 7. Principaux types de sols Zone méditerranéenne • Sols rouges et bruns méditerranéens : riches, fertiles, stables      mais fragiles • Sols bruns calcaires :  peu profonds, parfois sur croutes calcaires,  richesse en Ca concurrence les autres cations • Sols hydromorphes, vertisols dont les tirs marocains : très lourds si  humides, très durs si secs, difficiles à travailler • Sols salés ou en cours de salinisation : requièrent des       aménagements et des plantes tolérantes Zone soudano‐sahélienne • Sols dunaires: très pauvres, faible rétention en eau • Arénosols: pauvres, très faible CEC, faible rétention en eau • Sols ferrugineux tropicaux: pauvres, faible CEC, faible    rétention en éléments nutritifs, graveleux ou sur  carapace latéritique, sensibles à l’érosion • Sols hydromorphes, Vertisols et sols à gley: peu profonds,  hydromorphie
  8. 8. Zone tropicale: savane guinéenne et forêts tropicales • Sols ferralitiques, sols de forêts et « Tanety malgaches»: acides,   pauvres, faible CEC, toxicité Al, fixation du P, érosion • Sols à gley: peu profonds, inondés ou drainage difficile • Arénosols: sableux, pauvres, faible CEC, faible rétention en eau Zone d’altitude . Sols d’origine volcanique : nitosols et andosols (bonne fertilité mais fixation du P, faible rétention en eau et en éléments nutritifs)  CONCLUSION La grande majorité des sols africains sont pauvres.  Très peu de sols sont sans facteurs limitant.
  9. 9. Fertilité des zones naturelles 1.Quel que soit l’endroit, un sol à l’instant « t 0 » a un niveau de fertilité donné. 2.En zone naturelle (savane, forêt, jachère, marais…), le même sol au même  moment de l’année « t 1 », « t 2 », « t 3 »… aura approximativement le même  niveau de fertilité.  3.Evidemment, en fonction des saisons, entre « t 0 » et « t 1 », la fertilité aura  beaucoup évolué, mais sera revenue un an plus tard au niveau « t 0 ».  Cette évolution est fonction de nombreux facteurs :  • dépôts de matière organique au sol • apports d’N par les pluies  • minéralisation de la matière organique • apports de matières minérales par les vents et alluvions • érosions éolienne et pluviale
  10. 10. Fertilité des terres agricoles • Les terres cultivées sont confrontées aux mêmes facteurs  que ceux des zones naturelles. • Elles subissent l’impact des activités agricoles, on peut  distinguer 5 cas principaux : a.Activités forestières (pour mémoire) b.Agriculture sans élevage  * exportation des éléments nutritifs par les produits de  récolte * importance de la restitution aux sols des résidus de récolte * type de rotation et d’assolement (légumineuses ou pas*,    cultures pures ou cultures mixtes type céréales ‐ légumineuses) * érosion éolienne ou fluviale * rôle des pratiques culturales: travail du sol, culture à plat ou en       billons, désherbage, etc.         * recours aux intrants extérieurs: semences améliorées,  amendements, engrais … * plus ou moins bonne gestion de l’eau * En Afrique, la culture du soja demande une inoculation des graines  par le rhizobium spécifique (Bradyrhizobium japonicum).
  11. 11. Cultures mixtes : mil ‐ niébé.
  12. 12. Cultures mixtes mil ‐ niébé de type « Alley cropping ».
  13. 13. Soja non inoculé et inoculé (inoculation des graines).
  14. 14. c. Elevage extensif, sans réelles activités de culture (type Masaï et touareg) * on peut assimiler ce cas à celui des zones naturelles, sauf si il y a une  volonté d’améliorer les pâturages; système dommageable en cas de surpâturage. d. Intégration agriculture ‐ élevage un énorme avantage : l’obtention de fumier: deux cas sont à considérer : * agriculture et élevage par des exploitants différents, type Peuhl au Sahel, les troupeaux pâturent les champs après la récolte; les bouses, non        récoltées laissées sur place, sont dégradées par les termites * agriculture et élevage par le même agriculteur (vraie intégration) (mixed farming): possibilité d’étables – fumières e. Agro‐foresterie : intégration agriculture ‐ élevage ‐ plantations forestières :  cumule les avantages : bois de chauffage + fourrage pour le bétail,  fumier. 
  15. 15. Agroforesterie en couloirs Leucaena ‐ niébé.
  16. 16. Les besoins des cultures en éléments nutritifs  sont fonction des rendements escomptés! Exemples :  •Zone sahélienne : mil à 300 mm de pluie (500 kg/ha), pour mil à 600 mm de pluie  (1300kg/ha) • Zone forestière : riz pluvial (1500kg/ha), pour riz irrigué (2 X 4000 kg/ha) • Savane guinéenne : maïs en agriculture paysanne (2000kg/ha), pour culture  mécanisée type Katanga (5000 kg/ha)
  17. 17. Chaque situation est donc un cas particulier,  considérons deux exemples * Zone soudano ‐ sahélienne (comparaison Niger/Nigéria) * Culture itinérante en zone de forêt tropicale humide, type cuvette du fleuve Congo
  18. 18. Agriculture de la zone soudano ‐ sahélienne Niger                     Nigéria Sols :                              sols dunaires, arénosols                                    arénosols Pluviométrie :                              300 mm                       560 mm Cultures :                                             cultures mixtes  type mil ‐ niébé (FBA) Pratiques cult.:                          culture à plat                         culture en billons (manuelle) Semis du mil :                            en poquets             en poquets avant billons Semis du niébé :                         intercalaire                          intercalaire  Gestion de l’eau des pluies :    inexistante                                  partielle Désherbage :                              occasionnel              au billonnage + 1 second Amendements :                                pastoralisme peuhl post récolte excréments humains près des habitations poudrette si présence de bétail Fumure minérale :   aucune, pluviométrie trop faible                   NP sur mil , P sur niébé Semences :                                    villageoises       villageoises ou améliorées   Marché :                                            autoconsommation et marchés locaux  Stockage :                                                       greniers villageois   Rendements  mil:                          300 à 500 kg/ha                                     500 à 1300 kg/ha              
  19. 19. Observations :  • Si pluviométrie supérieure à 300 mm, le facteur le plus limitant est la carence en  éléments fertilisants, plus que l’eau • Importance d’une bonne gestion de l’eau : conservation de l’eau de pluie (rôle des   billons)  au Nigéria  • Au Niger, Système Zaï + fumier + engrais permet de multiplier les rendements par 7 (système Zaï : système de conservation de l’eau de pluie encore appelé « poches d’eau »)  
  20. 20. Système Zaï : Niger, Mali, Burkina Faso
  21. 21. Cultures itinérantes en zone de forêts tropicales (typique en RDC) Sol : ferralitique, profond, lessivé, acide, fixation du P, peu fertile Climat : tropical humide, pluviométrie de 1500 mm Système cultural : rotation sur trois ans (maïs ‐ légumineuses/coton ‐ manioc) Pratiques culturales : culture itinérante, sur brûlis, après déboisement pas de travail du sol pas de désherbage semences locales (composites pour le maïs, parfois hybrides, boutures de manioc souvent porteuses de virus) Amendements organiques : très peu, voire inexistants (petit bétail vagabond) Engrais minéraux : rarement disponibles, fonction des voies de communication Commercialisation des produits : marchés locaux ou commerçants si proches des villes Rendements fonction du degré d’intensification :  maïs : 800 à 2500 kg/ha légumineuses à graines : 300 à 800 kg coton graine : 250 à 1200 kg  manioc : 5 t à 25 t/ha De par sa nature, l’agriculture itinérante sur brûlis a montré ses limites, les  rendements sont faibles et son impact sur l’environnement est énorme.   
  22. 22. Ghana : brûlis pour plantation  villageoise de palmier à huile.
  23. 23. Agriculture itinérante : déboisement de la forêt, pour mise en culture
  24. 24. L’agriculture itinérante sur brûlis : au mieux 3 années de culture suivies de quelques  années de jachère avant un nouveau déboisement, pour 2 années de culture. 
  25. 25. Plantation de manioc, directement après un  brûlis partiel. La moitié des  boutures étaient  porteuses de virus. Désherbage  impossible.
  26. 26. Jachère après récolte!
  27. 27. Fumures minérales : oui ou non? A remplacer par Fumures minérales oui et non! NON :  * si la pluviométrie est inférieure à 300 mm/an * si un marché pour les produits de récolte n’est pas assuré * si le RVC* d’utilisation des engrais est inférieur à 2 OUI mais sous conditions : * la fumure soit adaptée qualitativement à la culture (NP pour les  céréales, P pour les légumineuses à graines)  * les doses appliquées soient quantitativement adaptées aux  rendements escomptés, * qu’un minimum de conseils techniques soit assuré, * qu’un débouché pour les récoltes soit disponible, * que le RVC des fumures soit au‐moins égal à 2. Ces conditions sont rarement obtenues faute de politique agricole  appropriée et de soutien à l’agriculture paysanne (subventions, crédit de  campagne …)!!  * Rapport entre la Valeur des suppléments de récolte obtenus par l’utilisation de    la fumure minérale et le Coût de cette fumure. 
  28. 28. Conclusions  A l’exception de la zone méditerranéenne, la fertilité naturelle de la grande  majorité des sols africains, que ce soit en zone sahélienne ou en zone plus  humide, limite fortement une intensification de la production agricole.  En zone soudano ‐ sahélienne, pour peu que la pluviométrie annuelle dépasse  300 mm/an, le principal facteur limitant est la fertilité des sols. En zone plus humide, si l’on veut diminuer la déforestation et prolonger les  activités agricoles sur les parcelles déboisées, il impératif d’y apporter des  éléments nutritifs externes (organiques et/ou minéraux). En zone d’altitude, l’élément limitant des sols volcaniques est déterminée par  la fixation du phosphore.
  29. 29. Développer la notion de « Gestion intégrée de la nutrition des  plantes » adaptée aux conditions locales, prévalant au niveau des  agriculteurs (conditions climatiques, possibilité d’irrigation, systèmes  de cultures, pratiques culturales, existence de marchés pour les  produits, disponibilité des intrants, politiques agricoles (soutients à l’agriculture, subventions).  Une nécessité : Cette gestion intégrée devra jouer un rôle dans  le relèvement  du défi de l’augmentation de la production agricole. 
  30. 30. Inter cropping – Mixed cropping En anglais on distingue les différents systèmes suivants :  mixed et multiple cropping row inter cropping strip cropping relay croping Mixed farming Intégration agriculture ‐ élevage
  31. 31. Différence entre Inter Cropping et Mixed Cropping N° Inter Cropping Mixed Cropping 1 The main object is to utilize the space left  between two plants of the main crop. To get at least one crop under favorable conditions. 2 More emphasis is given to the main crop. All crops are cared equally. 3 There is no competition between crops. There is competition between all crops growing. 4 Inter crops are of short duration and are  harvested much earlier than main crop. The crops are almost of the same duration. 5 Sowing time may be the same or different. It is the same for all crops. 6 Crops are sown in different rows without  affecting the population of main crop when  sown as sole crop. Either sown in rows or mixed without  considering the population of either crop.

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