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La Grande Muraille Verte

 | 
Abdoulaye Dia
, 
Robin Duponnois

Partie III. Valorisation et gestion des systèmes agro-sylvo-pastoraux

Zaï et potentiel de l’association cultures annuelles arbustes natifs

Rabah Lahmar et Hamma Yacouba

Résumé

La dégradation des terres en Afrique subsaharienne accentue l’effet de la sécheresse et de la faible fertilité des sols sur la production agricole, aggrave l’insécurité alimentaire et accroît la vulnérabilité des populations et des ressources de base. En réponse, les paysans ont développé des pratiques qui, pour certaines, ont bénéficié du support de la recherche et du développement. Le zaï et le mulch, c’est-à-dire la couverture du sol par des ressources organiques mortes, permettent de récupérer rapidement les propriétés hydrophysiques des sols dégradés en stimulant l’activité biologique. L’amélioration subséquente de la fertilité conduit à la restauration des fonctions du sol, la production primaire est augmentée. Cependant, malgré leur efficacité, la diffusion de ces deux pratiques reste limitée du fait de la faible disponibilité des ressources organiques : fumier, compost ou encore les résidus de cultures qui sont prioritairement destinés à l’élevage. Le mulch peut être dérivé de la strate ligneuse mais bien souvent s’y opposent la faible disponibilité sur site et l’investissement nécessaire en travail ou pour le transport à partir des sites avoisinants. Une autre alternative moins connue et peu investiguée consiste en l’intégration d’arbustes natifs, particulièrement Piliostogma reticulatum et Guiera senegalensis, dans le système de culture. Dans certaines localités, les paysans maintiennent ces deux arbustes dans les champs cultivés et les gèrent annuellement, de façon ingénieuse. Pendant la saison sèche les arbustes se développent en touffes multitiges, ils réduisent l’érosion éolienne, interceptent les particules minérales et les matières organiques déplacées par le vent et, piègent les poussières transportées par l’harmattan. À l’entrée de la saison humide, ils sont coupés au ras du sol pour faire place aux cultures, les branches sont étalées en mulch sur le sol. La culture qui est généralement une céréale à laquelle est associé ultérieurement le niébé est installée par semis direct manuel au travers du mulch. À la montée de la céréale, les branches effeuillées sont ramassées pour servir de combustible. Les premiers rejets des souches sont gérés comme des adventices, ceux arrivant après le second désherbage sont laissés croître. À la récolte de la céréale, l’arbuste repart et ainsi de suite. Ce système ingénieux associant cultures annuelles et plantes pérennes dans lequel l’arbuste joue un rôle central de facilitation pour la culture peut conduire à l’amélioration de la fertilité du sol et de la production agricole, voire à l’intensification écologique des systèmes de culture actuels. Par ailleurs, Piliostigma reticulatum et Guiera senegalensis sont sempervirents et se développent tout au long de la bande sahélienne, de l’Atlantique à la mer Rouge et, ils sont connus des paysans pour leurs usages multiples. Un effort de recherche est nécessaire pour mieux connaître ces systèmes afin d’en améliorer les performances.

Land degradation in Sub-Saharan Africa increases the effect of drought and low soil fertility on agricultural production, the food insecurity and, the vulnerability of the populations and the basic resources. As response, farmers developed practices that received partly research and development support. Zaï and mulching, i.e. soil cover with died organic resources, allow the rapid restoration of the hydro-physical properties of initially degraded soil through the triggering of the soil biological activity. Subsequent improvement of soil fertility leads to the restoration of the soil deteriorated functions and an increased primary production. However, despite their efficiency, the dissemination of both practices remains limited due the scarcity of the organic resources: manure, compost, and crop residues that are primarily oriented to livestock. The mulch may be derived from the ligneous strata but this is always challenged by the low availability on-site and the investments needed for off-site collection and transportation. Another less known and investigated alternative lies in the integration of native shrubs, mainly Piliostigma reticulatum and Guiera senegalensis, into the current cropping systems. In some localities, farmers keep both shrubs within their cultivated plots and manage them ingeniously the year around. Both species grow during the dry season and develop multi-stems shrubs. They reduce wind erosion and trap mineral and organic material moved by the wind and, they capture the Harmattan dust. At the start of the rainy season, they are coppiced at the soil to clear the land prior to crop installation, the cut branches with leaves are spread on the ground as mulch. The crop is generally a cereal which is hand seeded through the mulch and, later, cowpea is installed as intercrop. When cereal grows, the cut branches are collected as fuel wood. First stump shoots are managed as weeds, the following are saved. At the crop harvest, the shrub reforms and continues growing during the dry season. In this ingenious system the perennial plants play a key role vis-à-vis the annual crop. Such a system may lead to the improvement of soil fertility and the agricultural production or even to the ecological intensification of the current cropping systems. In addition, Piliostigma reticulatum and Guiera senegalensis are evergreen shrubs that develop along the Sahelian belt, from the Atlantic to the Red Sea and, they are multi-use species known by the farmers. A research effort is needed to better understand these systems for improving their performances.

Texte intégral

Introduction

1L’insécurité alimentaire demeure un problème majeur en Afrique subsaharienne (Kidane et al., 2006). Les perspectives du changement climatique et de l’accroissement de la population mettent encore plus de pression sur les décideurs, les acteurs du développement et la recherche (Vermeulen et al., 2012). Le défi est celui d’intensifier des agricultures essentiellement pluviales bénéficiant de peu d’intrants, pratiquées sur des sols qui opposent à la production agricole de nombreuses contraintes inhérentes, accentuées par les fréquentes dégradations qui les affectent (Lahmar et al., 2011). Dans la majorité des sols des zones arides et semi-arides tropicales la fertilité tient essentiellement à la matière organique du sol (MOS), la texture du sol est souvent dominée par les sables et les minéraux argileux ont une faible réactivité. La MOS joue un rôle crucial dans la rétention, le stockage et la disponibilité de l’eau et des éléments nutritifs pour les cultures (Bationo et al., 2007 ; Manlay et al., 2007). Or, dans ces régions la MOS est particulièrement sensible aux changements d’utilisation des terres et à la gestion du sol. En général, la MOS décroît dans les sols cultivés, très rapidement pendant les premières années de mise en culture (Pieri, 1989 ; Feller et Beare, 1997 ; Kintché et al., 2010). Pour Lal (2008), la baisse continue de la MOS dans les sols cultivés est le principal moteur des processus de dégradation des sols et par suite de la pauvreté, la faim et la malnutrition. Le maintien de la MOS dans les sols tropicaux continuellement cultivés est un réel défi pour la recherche. Le climat est propice à la dégradation de la MOS, la production de biomasse est faible et les systèmes de culture et de production actuels ne favorisent pas le retour de ressources organiques au sol.

2Pour diverses raisons (Bindraban et al., 2008 ; Barry et al., 2008 ; Cobo et al., 2010 ; Schlecht et al., 2006 ; Vanlauwe et Giller, 2006), les approches et expériences tentées pendant les décades précédentes comme la conservation de l’eau et du sol (zaï, demi-lune, cordons pierreux, etc.), l’agroforesterie, la gestion intégrée de la fertilité du sol, etc. n’ont pas abouti aux évolutions recherchées. Actuellement, l’agriculture de conservation, déjà proposée pour l’Afrique dans les années 1980 (Lal, 1989), regagne de l’intérêt. Elle est promue par les agences de développement, les ONG et bénéficie de politiques publiques favorables de certains pays (http://ca2africa.cirad.fr/​). Sa faisabilité et son potentiel dans les conditions des petites agricultures subsahariennes sont discutés au regard des résultats des expériences précédentes (Baudron et al., 2009 ; Giller et al., 2009 ; Giller et al., 2011). D’autres approches émergentes (Garrity et al., 2010 ; Lahmar et al., 2011 ; Tittonell et al., 2012) privilégient le savoir, les pratiques et les ressources locales dans la conception de systèmes de culture et de production innovants, mieux adaptés aux petites agricultures sans intrants et dont la profitabilité et la durabilité tiennent des processus écologiques. En zones semi-arides et arides tropicales, il s’agit avant tout d’inverser les processus actuels de dégradation des terres en aggradation (Lahmar et al., 2011 ; Tittonell et al., 2012) y compris par un investissement initial lourd en travail du sol comme le zaï, par exemple. Le zaï permet de lever rapidement la contrainte hydrique du sol et favorise le retour de la biodiversité (Roose et al., 1993). En encourageant par la suite la propagation de certaines espèces de la flore locale et en exploitant au mieux leurs services, on pourra élever la productivité primaire à des niveaux pouvant permettre l’installation de systèmes de culture sur mulch qui entretiennent la fertilité des sols et améliorent la production agricole à moindre coût. Ces considérations ont été développées par Lahmar et al. (2011) et Tittonell et al. (2012). Nous faisons ici une revue des connaissances sur le zaï et deux arbustes natifs : P. reticulatum et G. senegalensis, espèces multi-usages dont l’aire géographique s’étend le long de la ceinture sahélienne, de l’Atlantique à la mer Rouge. Localement, ces arbustes sont ingénieusement associés aux cultures. L’optimisation de cette association semble possible, elle demande que l’on comprenne et exploite au mieux les interactions cultures-arbustes associés.

Le zaï

3Les termes « zaï » au Burkina Faso, « tassa » au Niger et « Towalen » au Mali désignent une même technique, d’origine paysanne, qui consiste à creuser des cuvettes destinées à piéger et concentrer l’eau de ruissellement et les ressources transportées par l’eau et le vent pour faire croître une céréale dans des environnements arides et semi-arides, sur des sols dégradés (Roose et al., 1993 ; Bouzou Moussa et Dan Lamso, 2004 ; Droux, 2008). En langue mooré (Burkina Faso), « zaï » vient du mot « zaïegré » qui signifie « se hâter pour préparer sa terre » (Roose et al., 1993) ou encore, « se dépêcher », « faire vite », « se lever tôt et se hâter pour travailler sa terre », « travail vite fait et bien fait », « casser et émietter la croûte du sol par poquet avant le semis » (Droux, 2008). En langue Haoussa (Niger) « tassa » ou encore « taska » ou « taksa » signifie petite tasse servant à recueillir l’eau (Bouzou-Moussa et Dan Lamso, 2004). Le mot est proche de l’arabe « Taâs » qui signifie récipient destiné à servir un liquide, plus généralement l’eau. Les Mossi se seraient inspirés du « towalen » développé sur le plateau Dogon (Dan Lamso, 2002). Cette technique trouverait ses origines dans l’agriculture nabatéenne et aurait été introduite au Sahel par les pèlerins musulmans (Bouzou-Moussa et Dan Lamso, 2004). Il s’agit donc d’une technique ancestrale, initialement pratiquée par des paysans pauvres pour produire des céréales sur des sols dégradés et indurés. Elle aurait été abandonnée dans les années 1950-1970 qui ont connu une meilleure pluviométrie et le développement de la mécanisation et des aménagements de bas-fonds. Les années de sécheresse qui ont suivi ont favorisé la reprise de la technique, dès les années 1980 (Burkina Faso) et 1990 (Niger), son amélioration et sa vulgarisation comme technique de récupération des terres dégradées (Roose et al., 1993 ; Bouzou Moussa et Dan Lamso, 2004 ; Droux, 2008). Elle est supportée par des investissements publics et privés, notamment dans le cadre de projets de développement et des activités des ONG (Botoni et Reij, 2009).

4Les cuvettes sont généralement creusées pendant la saison sèche, à la daba ou à la pioche. La terre est excavée et déposée en croissant à l’aval de la cuvette. La vulgarisation agricole conseille des cuvettes espacées de 80 à 120 cm, disposées en quinconce, de 40 cm de diamètre et de 10 à 30 cm de profondeur. Mais, dans la pratique, ces paramètres varient amplement (Droux, 2008), traduisant sans doute un compromis entre la nature et la dureté du sol, le type d’outil utilisé, la force de travail, le savoir et la stratégie de l’agriculteur. Sur le plateau Mossi (Burkina Faso), Droux (2008) a relevé des densités allant de 7 000 à 30 000 cuvettes à l’hectare. Par ailleurs, ce travail s’effectue dans des conditions de pénibilité avérée, par des températures de 40 à 45 °C (Clavel et al., 2008). Le traitement initial d’un hectare de terre encroûtée en zaï peut nécessiter jusqu’à 300 heures.homme-1 de travail, voire plus (Barro et al., 2005 ; Mando et al. 2006), soit 60 jours de travail à raison de 5 heures par jour (Mando et al., 2006). Droux (2008) rapporte jusqu’à 500 heures.hectare-1.homme-1 de travail. Une tentative de mécanisation du zaï est en cours au Burkina Faso (Barro et al., 2005), elle réduirait ce temps de travail par un facteur allant jusqu’à 10 (Clavel et al., 2008). Pour les années suivantes, si l’agriculteur choisit de reprendre les anciennes cuvettes, le temps de travail est sans doute moindre, mais il n’est pas documenté. Dans une logique de récupération des terres dégradées, l’agriculteur creuse chaque année de nouvelles cuvettes dans les impluviums des anciennes ; ainsi, le traitement total d’une parcelle peut demander 5 ans (Roose et al., 1993).

  • 1 Matière organique, séchée au soleil et réduite en poudre, formée d’un mélange de fèces, de litière, (...)

5Avant l’arrivée des pluies, l’agriculteur apporte à la cuvette des ressources organiques : poudrette1, fumier, compost, paille de céréales, feuilles et tiges d’arbustes fraîches ou sèches. Après la première pluie, il sème dans chaque cuvette une pincée de graines (12 à 20 selon la céréale) qui en levant ensemble, soulèvent la croûte de sédimentation qui se forme au fond de la cuvette. Au démariage, seuls 3 à 4 plants sont laissés par cuvette. Au stade plantule, l’agriculteur, s’il en a les moyens, peut apporter un engrais minéral. Le sarclage intervient 20 à 30 jours après le semis (Droux, 2008).

Fonctionnement du zaï

6Du fait qu’elles soient préparées pendant la saison sèche, les cuvettes piègent les particules minérales et les matières organiques mises en mouvement par l’harmattan. En saison des pluies, elles piègent l’eau de ruissellement et son contenu.

7Le fonctionnement du système, tel que décrit par Roose et al. (1993), repose sur la médiation des termites attirés par les ressources organiques piégées au fond de la cuvette ou apportées par l’agriculteur. Les pores et cavités créés par l’activité des termites le long du profil du sol et la cuvette fonctionnent comme un entonnoir favorisant l’infiltration de l’eau de ruissellement et la création de poches d’humidité en profondeur (Roose et al., 1993). L’effet positif de l’activité des termites sur les propriétés hydrophysiques des sols tropicaux encroûtés est amplement établi (Mando et al., 1996 ; Mando, 1997 ; Mando et Miedema, 1997 ; Mando et al., 1999). L’activité des termites est stimulée par les ressources organiques de moindre qualité (Ouedraogo et al., 2004). Le rendement grains de mil obtenu par Bouzou Moussa et Dan Lamso (2004) dans un traitement (zaï + pailles de mil) est 1,5 fois plus élevé que celui obtenu par le seul traitement zaï ; le zaï amendé avec un mélange de fumier et de la paille (zaï amélioré) permet de multiplier ce rendement par un facteur de 2 comparativement au zaï seul. Sur des sols sableux (84 à 92 % sables) du Niger où l’activité des termites est élevée, Fatondji (2002) et Fatondji et al. (2006) mettent en évidence des pertes d’eau par drainage sous le zaï. Cependant, cette médiation faunique est absente dans les sols vertiques où l’activité des termites est fortement réduite par le vertisme (gonflement et retrait) (Fatondji et al., 2009). Fatondji (2002) observe que les rendements de mil peuvent chuter à cause de l’excès d’eau favorisé par le zaï sur un sol comportant des argiles gonflantes (25 % argile, 69 % sables). Cet aspect est également relevé par Bouzou Moussa et Dan Lamso (2004).

Effet sur le sol

8Sur le plateau Mossi, après deux ans d’expérimentation sur un sol ferrugineux tropical lessivé, induré, sur cuirasse à 30 cm de profondeur et un sol brun eutrophe tropical, peu évolué sur schiste vert et colluvion, Roose et al. (1993) et Kabore (1994) n’ont pas décelé de changements significatifs dans des propriétés physicochimiques en lien avec la fertilité du sol : porosité, pH, C, N, P, CEC et cations échangeables. En revanche, ils ont noté des modifications dans la granulométrie et les ont attribuées au rôle de piégeage du zaï. Les possibles remontées de particules fines par les termites ne sont pas évoquées. Fatondji (2002) observe aussi des modifications rapides dans le pH et le complexe absorbant de sols sableux mais qui ne se produisent pas dans le sol argileux, ces modifications semblent être plus en liaison avec la qualité des ressources organiques apportées qu’avec l’effet zaï. Roose et al. (1993) concluent que la restauration de la productivité du sol et la réhabilitation de la couverture végétale seraient plus rapides que la restauration des caractéristiques physico-chimiques du sol. Kabore (1994) souligne cependant le besoin d’expérimentations plus longues pour élucider cet aspect.

9Le zaï améliore le stockage de l’eau par le sol et accroît sa disponibilité pour la plante (Fatondji, 2002) mais, sur les sols sableux, de faible capacité de rétention, la majorité de cette eau peut être perdue par drainage profond. 75 % de l’eau apportée par irrigation à un sol sableux (92 % sables) de la station Icrisat de Sadoré (Niamey, Niger) a été drainée dans les parcelles amendées avec 1 mg ha-1 de résidus de cultures (Fatondji, 2002). L’auteur suggère que dans de telles conditions, l’amendement du zaï avec des ressources organiques de bonne qualité peut favoriser un développement rapide et profond du système racinaire qui peut limiter les pertes d’eau et des nutriments associés. Cependant, les résultats de Fatondji (2002) montrent que l’enracinement du mil reste concentré dans la couche 0-40 cm indépendamment du type de sol (argileux vs sableux) et du traitement (zaï vs plantation traditionnelle). Par ailleurs, le zaï apparaît comme une technologie appropriée pour réduire les effets de sécheresse liés à l’espacement des pluies. La simulation d’épisodes secs de 3 à 4 semaines pendant la saison des pluies (Fatondji, 2002) a montré que le mil cultivé en zaï souffre moins que celui cultivé de façon traditionnelle (poquet), il conclut que les épisodes secs affectent la réserve en eau du sol mais l’effet sur la culture en zaï est atténué. Roose et al. (1993) ont suggéré que le zaï tamponne l’effet d’une sécheresse durant deux à trois semaines si la capacité de stockage en eau du sol est suffisante. De ce fait, dans les sols peu épais, les sols à cuirasse ferrugineuse et les sols à faible capacité de rétention d’eau (sols sableux minéraux), le zaï serait moins efficace ; ils considèrent également que le zaï n’est pas approprié aux zones recevant moins de 300 mm, ni à celles recevant plus de 800 mm de pluies, comme la zone soudanienne, où l’engorgement des cuvettes et la lixiviation des bases sont favorisés. De là, et sur le plan pratique, on comprend que le positionnement du zaï dans le bassin versant ou sur la toposéquence est important.

Effet sur le ruissellement et l’érosion

10Un des intérêts majeurs du zaï réside dans la gestion du ruissellement (Roose et al., 1993). Cette affirmation est corroborée par les résultats de quatre années d’expérimentation au Niger comparant l’efficacité du tassa à d’autres traitements (Bouzou Moussa et Dan Lamso, 2004). Le coefficient de ruissellement est réduit à 2,7 % avec le tassa et à 7,3 % avec le paillage, alors qu’il est de 31,6 % avec le témoin. Quant à l’érosion, le tassa et le paillis ont eu la même efficacité, ils l’ont réduite d’un facteur de 10 relativement au témoin. Botoni et Reij (2009) rapportent de nombreuses situations dans le Sahel où, à l’intérieur ou en aval des zones aménagées par les techniques de CES, les paysans font état d’un relèvement du niveau piézométrique de la nappe phréatique. Des études approfondies manquent cependant dans ce domaine.

Effet sur la culture et le rendement

11En améliorant les conditions de nutrition hydrique et minérale de la plante, le zaï permet d’accroître la production de biomasse et le rendement grain des céréales (Fatondji, 2002 ; Fatondji et al., 2006). Cependant, toutes des études montrent que le zaï seul ne suffit pas à relever notablement la production ; l’apport de ressources organiques est primordial et, la production du système augmente avec la qualité des ressources organiques apportées, le fumier arrivant en tête (Roose et al., 1993 ; Kabore, 1994 ; Fatondji, 2002 ; Dan Lamso, 2002). Les engrais minéraux (phosphates, NPK, Urée) utilisés seuls ne relèvent pas drastiquement la production du zaï (Bouzou Moussa et Dan Lamso, 2004), leur efficacité est particulièrement réduite dans les sols acides avec toxicité aluminique et/ou à très faible capacité de rétention des éléments nutritifs. Zougmoré et al. (2003) arrivent aux mêmes résultats sur les demi-lunes, de dimensions plus grandes que le zaï. Ils concluent que la levée de la contrainte hydrique dans les sols ferrugineux tropicaux dévoile l’autre contrainte majeure de l’acidité et la déficience en nutriments des sols tropicaux.

12Même en l’absence de termites, le zaï améliore la décomposition des ressources organiques et la libération des nutriments ; l’efficience agronomique et celle de l’utilisation des nutriments sont meilleures sous le zaï comparativement au mode de culture traditionnel (Fatondji, 2002 ; Fatondji et al., 2006 ; Fatondji et al., 2009). Les auteurs relèvent cependant des problèmes de synchronisation entre la demande de la plante en nutriments et leur libération par décomposition de la matière organique. Ces problèmes sont liés à la qualité des ressources organiques : les ressources de bonne qualité (fumier) se décomposent rapidement, alors que le système racinaire de la plante n’est pas encore suffisamment développé pour les capter, il en résulte des pertes d’azote par drainage profond surtout en sol sableux. Les ressources organiques de moindre qualité (paille de céréales) immobilisent l’azote (Fatondji, 2002 ; Fatondji et al., 2006).

Effet sur la biodiversité

13Sur les parcelles paysannes traitées en zaï, il y a souvent un retour rapide et important de la flore herbacée et ligneuse. Les cuvettes de zaï piègent en effet les graines transportées par le vent et l’eau et reçoivent les graines dans le fumier et le compost apportés par l’agriculteur. Les graines ayant transité par le tractus intestinal des animaux voient leur dormance levée par les acides gastriques et germent rapidement (Yélémou et al., 2007b). Roose et al. (1993) ont observé que les tas de poudrette contiennent les graines d’une douzaine d’espèces légumineuses arbustives consommées par le bétail. Le P. reticulatum, espèce dont les animaux consomment les gousses fait souvent partie du cortège floristique que le zaï régénère.

Les arbustes locaux. P. reticulatum et G. senegalensis

14P. reticulatum est une Césalpiniacée, i. e. une légumineuse qui ne nodule pas, G. senegalensis est une Combrétacée. Les deux espèces sont généralement décrites comme des arbustes pérennes mais parfois, elles ont un port d’arbre pouvant atteindre une dizaine de mètres de hauteur (Arbonnier, 2009). Leur aire géographique s’étend le long de la bande sahélienne, de l’Atlantique à la mer Rouge. P. reticulatum se développe dans les zones climatiques soudano-sahélienne et soudanienne, alors que G. senegalensis est plus commun dans la zone soudano-sahélienne. Les deux espèces croissent pendant la saison sèche et leur feuillage est persistant (Arbonnier 2009 ; Poilecot, 2009). Elles sont grégaires et peuvent former des populations très denses, mixtes ou monospécifiques, aussi bien dans les jachères que dans les champs cultivés (Arbonnier, 2009 ; Poilcot, 2009 ; Wezel et Boecker, 1998 ; Yélémou et al., 2007a). P. reticulatum préfère les sols profonds, non compactés et humides, alors que G. senegalensis se contente des sols pauvres, sableux et cuirassés (Arbonnier, 2009 ; Hejcmanovā-Nežerková et Hejcman, 2006 ; Wezel et Boecker, 1998 ; Thiombiano et al., 2006). Les deux espèces se multiplient par rejet de souches et résistent au feu de brousse ; P. reticulatum se multiplie facilement par semence (Yélémou et al., 2007b), alors que pour G. senegalensis, Bationo et al. (2005) conseillent le marcottage.

15Des études (Gustad et al., 2004 ; Yélémou et al., 2007a ; Wezel et Haigis, 2000) attestent qu’en Afrique de l’Ouest, les deux espèces sont connues des paysans qui, pour certains, les conservent volontairement dans leurs champs cultivés, mais ils ne les sèment pas ni ne les plantent. Ils peuvent, en revanche, les conserver quand elles apparaissent dans les champs cultivés, comme rapporté par Roose et al. (1993) dans les régions où le zaï est pratiqué. Les interactions des paysans avec les deux arbustes sont nombreuses et varient d’un site à un autre. Les usages les plus courants sont la médecine traditionnelle et le bois de cuisson. Elles font aussi l’objet de nombreux autres usages. P. reticulatum, en particulier, est fortement exploité : l’écorce est utilisée pour la fabrication de cordes et de teinture, le bois est utilisé dans la toiture des habitats et des silos à grains ou, pour clôturer les enclos. Il est utilisé dans de nombreuses fabrications artisanales : manches d’outils, paniers, pilons, mortiers, tabourets, cannes, ustensiles, masques, etc., qui peuvent être commercialisées. Par ailleurs, cette espèce en particulier a une valeur culturelle et cultuelle (Arbonnier, 2009 ; Yélémou et al., 2007a).

16Les deux espèces interviennent peu dans l’alimentation humaine : en période de disette, les graines de P. reticulatum peuvent servir à la fabrication de condiments (Arbonnier, 2009). Les jeunes feuilles servent dans certaines localités à des préparations culinaires (Yélémou et al., 2007a). Pour ce qui est de l’alimentation animale, les feuilles des deux espèces, riches en tanins, attirent peu le bétail sauf en fin de saison sèche, particulièrement pour G. senegalensis, quand il n’y a rien à manger (Wezel et Böcker, 1999). Les gousses de P. reticulatum sont en revanche bien appréciées du bétail ; localement, elles sont récoltées et stockées pour servir de fourrage durant la saison sèche (Zoundi et al., 1996).

Effet sur le sol

17Les deux espèces affectent la fertilité du sol dans leur voisinage immédiat. Dans les sols ferrugineux sableux du sud-ouest du Niger, Wezel et al. (2000) ont réalisé des analyses à des intervalles réguliers de 50 cm sous G. senegalensis. Les résultats montrent un accroissement centripète des concentrations de C, N, et P, démarrant à 250 cm du centre de la canopée. Des transects microtopographiques montrent une élévation du sol de 11 à 20 cm au pied des arbustes. Ils expliquent la microstructure par les phénomènes d’érosion-dépôt et l’appellent « îlot de fertilité ». L’extension de l’analyse à une centaine d’arbustes des deux espèces a confirmé l’enrichissement en C, N, P et K du sol sous la canopée comparativement au sol hors de la canopée. L’enrichissement est plus important sous P. reticulatum que sous G. senegalensis. Ils observent également que sous la canopée de G. senegalensis Ca2+ est réduit, H+ et Al3+ sont élevés et corrélativement le pH est abaissé, alors que sous la canopée de P. reticulatum, Ca2+ et le pH ne sont pas modifiés et la CEC effective est augmentée. Dans les sols ferrugineux sableux du Sénégal, Dossa et al. (2010) confirment la forte concentration de C, N et P dans les sols sous la canopée comparativement à ceux hors de la canopée, mais ici les fortes concentrations sont obtenues sous G. senegalensis. Les auteurs confirment également l’acidité du sol sous G. senegalensis comparativement à celui sous P. reticulatum, qu’ils attribuent à la chimie de la litière.

18Ces investigations montrent bien que les deux arbustes affectent la fertilité du sol au sein des parcelles paysannes. Il reste à mieux comprendre la part de la fertilité qui leur est proprement due (litière, racines, etc.) de celle due aux matières qu’ils interceptent et concentrent à leurs pieds. De même, l’origine et les effets de l’acidité élevée du sol sous G. senegalensis méritent des investigations.

Effet sur les cultures et les rendements

19Louppe (1991) note que la productivité des cultures est toujours élevée à l’endroit des arbustes de G. senegalensis recépés. Partant de l’observation que les agriculteurs sèment le mil à une densité toujours plus élevée à l’endroit des arbustes, Wezel (2000) étudie l’effet du recépage/non-recépage sur la production, biomasse et grain, du mil sur un sol sableux du Niger. L’impact des arbustes sur la production du mil est significatif, les résultats montrent un accroissement centripète des rendements, grain et biomasse ; les valeurs les plus élevées sont obtenues à 120 cm du centre de l’arbuste. Au-delà d’un rayon de 200 cm, aucun effet de l’arbuste sur le rendement n’est observé. Le recépage total conduit à des rendements plus élevés que le recépage partiel ou l’absence de recépage. Les données obtenues par Dossa (2007) sur des sols sableux du bassin arachidier du Sénégal montrent également l’effet positif des deux espèces d’arbustes sur les rendements de l’arachide et du mil. Ces améliorations de rendements s’expliquent par la concentration des ressources minérales sous la canopée, mais également par la facilitation de l’alimentation hydrique que les deux espèces d’arbuste peuvent procurer à la culture associée du fait qu’elles réalisent la redistribution hydraulique (Kizito et al., 2006, 2007). Cependant, dans certaines situations ou à certaines périodes de l’année une compétition pour l’eau peut se produire entre l’arbuste et la culture associée (Gaze et al., 1998). Il s’agit là d’un aspect qui mérite plus d’investigation à l’avenir pour aider dans la recherche du meilleur compromis entre la population d’arbustes et les services recherchés pour la culture associée.

Gestion paysanne des arbustes

20En Afrique de l’Ouest, les méthodes utilisées par les paysans pour gérer les deux arbustes diffèrent d’un endroit à l’autre. Dans deux villages du bassin arachidier du Sénégal distants l’un de l’autre de 200 km, Louppe (1991), Diack (1998) et Diack et al. (2000) décrivent une gestion similaire de G. senegalensis. De mai à juin, avant le démarrage de la saison de pluies, les paysans préparent manuellement leurs champs pour installer le mil ou l’arachide. Toutes les touffes de G. senegalensis sont coupées au ras du sol et tout le bois est ramassé pour servir de bois de cuisson. Les feuilles restent sur place, en mulch ou rassemblées en tas et brûlées quand elles sont abondantes. Pendant la saison de pluies, les repousses sont coupées et laissées entre les rangs de la culture. Celles arrivant après le dernier désherbage sont épargnées, elles continuent leur croissance pendant la saison sèche et la touffe se reforme. Au sud-ouest du Niger, Wezel (2000) et Wezel et al. (2000) rapportent que les arbustes de G. senegalensis sont recépés de janvier à mars et lors du désherbage, en juillet/août. Ils ne précisent pas ce qui est fait de la biomasse coupée.

Figure 1. Gestion paysanne des arbustes natifs P. reticulatum et G. senegalensis en Afrique subsaharienne.
Dans certaines localités de l’Afrique de l’Ouest, les paysans associent les arbustes natifs à leurs cultures annuelles (G. senegalensis au Niger et P. reticulatum au Burkina Faso).
L’arbuste est utilisé comme une plante relais.
La biomasse des arbustes est partagée entre différents usages compétitifs : la couverture du sol (2a et 2c : mulch de branches de P. reticulatum, 2c : dans une demi-lune ; 2b : mulch de branches de G. senegalensis), l’élevage (2d : feuilles de G. senegalensis au Niger) et le ménage (bois de cuisson). Les feuilles des deux arbustes sont de mauvaise qualité nutritive et peu attractives pour le bétail sauf quand il ne reste plus rien à manger.
Les gousses de P. reticulatum sont de bonne qualité nutritive et appréciées par les animaux.

21Dans deux villages séparés par plus de 1 000 km de distance, Guidan Bakoye au Niger (N 13°41’ ; E 7°46’) et Yilou au Burkina Faso (N 13°1’ ; W 1°32’), nous avons observé que les paysans ne brûlent pas les feuilles des arbustes, mais les conservent comme mulch (fig. 1). À Guidan Bakoye, G. senegalensis est l’espèce dominante et la densité des touffes dans les parcelles cultivées est faible. De mars à juin (période sèche), les paysans recèpent toutes les touffes en conservant une à deux branches robustes sur certaines d’entre elles. Une partie des branches coupées est laissée sur place à l’endroit de la touffe, l’autre partie est ramenée au village et donnée en fourrage aérien à des petits ruminants parqués dans des enclos au voisinage des maisons. Lorsque les branches sont libérées des feuilles, elles sont ramassées pour servir de bois de feu. Au démarrage de la saison de pluies en juin/juillet, le mil est semé plus densément à l’endroit de la touffe et dans son voisinage immédiat. Durant la saison des pluies, les rejets sont coupés au moment du désherbage (deux désherbages en tout). À Yilou, P. reticulatum domine et sa densité dans les parcelles paysannes peut être élevée. D’avril à mai, voire juin, toutes les branches de toutes les touffes sont recépées et laissées sur place. Après les premières pluies, le sorgho est semé plus densément à l’endroit des touffes. Le ramassage du bois peut s’étaler jusqu’à la montée de la céréale. Les rejets sont coupés pendant les deux désherbages. Dans le nord du Burkina Faso, nous avons aussi observé que certains paysans utilisent les feuilles et branches de P. reticulatum sur le zaï et les demi-lunes.

Discussion

22Il y a une grande similitude entre le zaï et les arbustes natifs au regard des ressources hydriques, minérales et organiques qu’ils concentrent dans des « poches », pour le premier, ou dans des « îlots », pour les seconds, et plus généralement au regard de la fertilité du sol. Les cuvettes de zaï sont préparées pendant la saison sèche, bien avant l’arrivée des pluies. Durant la période précédant l’installation des pluies, le zaï piège les matières organiques, y compris les graines, et minérales mises en mouvement par le vent. Les ressources organiques piégées provoquent l’activité des termites (fig. 2) qui créent une porosité facilitant l’infiltration de l’eau, ce qui expliquerait l’intérêt de la précocité de la préparation des cuvettes sous-entendu par le terme « zaï », comme expliqué plus haut.

23Pendant la saison des pluies, les cuvettes interceptent et infiltrent les eaux de ruissellement et captent leur charge solide, ce qui atténue notablement l’érosion hydrique (fig. 3).

Figure 2. Durant la saison sèche, les cuvettes de zaï piègent les matières organiques, feuilles de ligneux, résidus des cultures, graines, etc., mises en mouvement par le vent (2a), ce qui provoque l’activité des termites (2b).

Figure 3. Quand il est proprement appliqué, le zaï réduit considérablement le ruissellement et piège les matières transportées par l’eau.
(3a)- Cuvettes de zaï après une pluie, le bourrelet n’est pas totalement détruit, des résidus de culture et des branchages sont piégés, au fond de la cuvette se produit une sédimentation de particules fines qui peut reduire l’infiltration de pluies suivantes. (3b)- Vue à la verticale d’une cuvette de zaï en saison sèche mettant en évidence la sédimentation de particules fines, le bourrelet a disparu.
À la saison suivante, l’agriculteur gratte le fond de la cuvette et reconstitue le bourrelet,

24Pendant la saison sèche, les arbustes interceptent et concentrent à leurs pieds les particules minérales et les débris organiques mis en mouvement par le vent et piègent les particules fines transportées par l’harmattan, d’où l’intérêt des touffes multitiges (fig. 4) auxquelles, bien souvent, est associée une activité notable des termites (fig. 5).

Figure 4 En plus de leur propre litière, les arbustes interceptent et accumulent à leurs pieds les matières organiques et minérales en mouvement, ce qui finit par former un relief convexe sous la canopée où le sol est très fertile, appelé îlot de fertilité (4a).
Les touffes multitiges sont plus efficaces dans cette interception (4b), ici jeunes rejets.

Figure 5. Bien souvent, l’activité biologique, termite surtout, est notable dans les îlots de fertilité (5a).
Des termitières sont fréquemment associées aux touffes de P. reticulatum (5b).

25En début de la saison humide, les arbustes s’opposent au ruissellement en interceptant les matières transportées (fig. 6), d’où l’intérêt d’un recépage tardif et/ou partiel des touffes. Cependant, un recépage tardif peut pénaliser la culture du fait de l’immobilisation de l’azote (Dossa et al., 2009), car les ressources organiques issues des deux arbustes sont de moindre qualité, i. e pauvres en azote et riches en lignine et tannins (Diack, 1998). Un recépage précoce réduirait le risque d’immobilisation de l’azote avec, corrélativement, une perte du bénéfice antiérosif des arbustes et de captures des poussières de l’harmattan.

26Par ailleurs, les branches recepées peuvent être : i) déposées aléatoirement sur le sol avoisinant les endroits des touffes, formant ainsi un mulch lâche, discontinu, qui risque d’être déplacé en raison de vents violents qui précédent les pluies ; ii) concentrées préférentiellement sur les parties les moins fertiles de la parcelle, en mulch continu, ou encore ; iii) agencées en un mulch continu très dense, amovible (fig. 7), qui est progressivement déplacé sur les emplacements de la parcelle où le sol est dégradé au fur et à mesure que l’activité des termites devient évidente ou que des graines germent. Après le déplacement du mulch, les plantules ne survivraient pas à la sécheresse à cause des écarts entre les premières pluies (germination suicidaire ?).

Figure 6. Le port en multitiges de P. reticulatum facilite le piégeage des tiges de céréales et autres débris organiques, faisant barrière au ruissellement et à la perte de ressources organiques de la parcelle.

Figure 7. Mulch amovible fait de branches de P. reticulatum. Les branches sont agencées de manière à constituer un mulch dense capable de résister au soulèvement par les vents violents qui précèdent les premières pluies. Il sera déplacé graduellement sur les parties dégradées de la parcelle (ici en arrière-plan) au fur et à mesure que l’activité des termites devient évidente.

27Ces observations montrent à quel point la gestion des arbustes et du mulch dérivé est exigeante en savoir et en travail et que, tout comme le zaï qui est encore plus exigeant en travail, les arbustes sont bien adaptés aux stratégies paysannes d’allocation des ressources limitées et d’exploitation des services écologiques de la faune et de la flore. Par ailleurs, il n’est pas rare qu’au sein d’une même parcelle les paysans utilisent le zaï sur certaines parties et le mulch sur d’autres (fig. 8). Sur un autre plan, le zaï favorise la germination des graines de ligneux piégées ou apportées avec les amendements organiques et protège les jeunes pousses des dommages du vent et des animaux (Roose et al., 1993). P. reticulatum et G. senegalensis sont souvent présents parmi les espèces ligneuses dominantes dans les zones où le zaï est appliqué et où les paysans ont choisi de les épargner (Yélémou et al., 2007a ; Larwanou et Saadou, 2011), pratique appelée « régénération naturelle assistée » (Vohland et Barry, 2009).

28Il semble clair que la synergie entre le zaï et les arbustes natifs, localement exploitée par les paysans, constitue une voie intéressante de récupération des sols et des agroécosystèmes dégradés et de l’accroissement de la productivité primaire préalable à une intensification écologique des systèmes de culture. Il reste néanmoins que le zaï est un système complexe (Roose et al., 1993) encore peu exploré scientifiquement (Droux, 2008 ; Vohland et Barry, 2009). Son fonctionnement et ses impacts à moyen et long terme notamment pour ce qui concerne l’eau dans le sol et dans le bassin versant, l’accumulation de la fertilité dans le sol et, par suite, la profitabilité et la durabilité du système, au demeurant très exigeant en travail, restent peu investigués. De nombreuses recherches ont été consacrées aux arbustes, des années 1990 à 2000, sur les sols sableux du Niger et du Sénégal (Lahmar et al., 2011), elles ont montré un effet positif des arbustes sur le sol et sur les cultures associées dans des systèmes à base de labour. Les interactions entre les arbustes et les cultures associées méritent néanmoins de plus amples investigations dans les conditions biophysiques et socioéconomiques contrastées de la petite agriculture sans intrants de l’Afrique subsaharienne. En particulier, une meilleure compréhension des processus écologiques mis en jeu dans ces interactions peut permettre la recherche de meilleurs compromis pour améliorer la profitabilité et la durabilité des systèmes intégrant les arbustes et des ressources qui les supportent.

Figure 8. Le mulch et le zaï sont bien adaptés aux stratégies paysannes d’allocation des ressources limitées et d’exploitation des services écologiques de la faune et de la flore.
Il arrive que les deux techniques soient utilisées côte à côte sur une même parcelle.
(8a)- Zaï en avant-plan et mulch de P. reticulatum autour d’une termitière, le paysan y sèmera directement le sorgho à la daba.
(8b)- Mulch amovible en avant-plan ; en arrière-plan, réalisation en cours d’un nouveau zaï entre deux parties du champ où le zaï est ancien.
De cette manière, un champ dégradé est graduellement restauré.

Conclusion

29Il y a suffisamment d’évidences empiriques soutenues, pour certaines, par des résultats scientifiques qui attestent de l’intérêt et de l’adaptation du zaï et des arbustes natifs aux petites agricultures pluviales des agroécosystèmes arides et semi-arides subsahariens faiblement dotées en ressources. Pour produire sur des terres, autrement improductives, et les aggrader, les paysans exploitent des services que le zaï et les arbustes procurent, comme celui de concentrer les ressources hydriques, minérales et organiques ou encore les médiations qu’ils facilitent, comme l’activité biologique dont dépendent le recyclage des éléments nutritifs et l’entretien de la MOS. Ces services et médiations, les mécanismes et processus qu’ils engagent méritent d’être mieux connus. Le zaï permet de restaurer rapidement les propriétés hydrophysiques du sol, mais la production agricole n’y est notablement améliorée qu’en présence de ressources organiques. Par ailleurs, on a peu d’idées sur le potentiel du zaï dans la construction et le maintien de la fertilité du sol sur le long terme. La combinaison du zaï et des arbustes peut s’avérer une approche intéressante pour la restauration de la fertilité du sol et l’accroissement de la productivité primaire des terres. L’intégration des arbustes aux cultures comme des plantes relais gérées annuellement par recépage peut ouvrir la voie à une intensification écologique des agricultures paysannes en Afrique subsaharienne. Un investissement en recherche sur les systèmes actuels associant arbustes natifs et cultures annuelles pratiqués dans certaines localités en Afrique subsaharienne semble nécessaire.

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Zougmoré R., Zida Z., Kambou N.F., 2003 - Role of nutrient amendments in the success of half-moon soil and water conservation practice in semiarid Burkina Faso. Soil Till. Res., 71: 143 – 149.

Zoundi S.J., Nianogo A.J., Sawadogo L., 1996 Utilisation de gousses de P. reticulatum (D.C.) Hochst. et de feuilles de Cajanus Cajan (L.) Millsp. en combinaison avec l’urée pour l’engraissement de moutons Djallonké type mossi et du sud au Burkina. Tropicultura, 14 : 149- 152.

Notes

1 Matière organique, séchée au soleil et réduite en poudre, formée d’un mélange de fèces, de litière, de compost, de cendres et autres résidus ménagers (Roose et al., 1993).

Table des illustrations

Légende Figure 1. Gestion paysanne des arbustes natifs P. reticulatum et G. senegalensis en Afrique subsaharienne.Dans certaines localités de l’Afrique de l’Ouest, les paysans associent les arbustes natifs à leurs cultures annuelles (G. senegalensis au Niger et P. reticulatum au Burkina Faso).L’arbuste est utilisé comme une plante relais.La biomasse des arbustes est partagée entre différents usages compétitifs : la couverture du sol (2a et 2c : mulch de branches de P. reticulatum, 2c : dans une demi-lune ; 2b : mulch de branches de G. senegalensis), l’élevage (2d : feuilles de G. senegalensis au Niger) et le ménage (bois de cuisson). Les feuilles des deux arbustes sont de mauvaise qualité nutritive et peu attractives pour le bétail sauf quand il ne reste plus rien à manger.Les gousses de P. reticulatum sont de bonne qualité nutritive et appréciées par les animaux.
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Légende Figure 2. Durant la saison sèche, les cuvettes de zaï piègent les matières organiques, feuilles de ligneux, résidus des cultures, graines, etc., mises en mouvement par le vent (2a), ce qui provoque l’activité des termites (2b).
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Légende Figure 3. Quand il est proprement appliqué, le zaï réduit considérablement le ruissellement et piège les matières transportées par l’eau.(3a)- Cuvettes de zaï après une pluie, le bourrelet n’est pas totalement détruit, des résidus de culture et des branchages sont piégés, au fond de la cuvette se produit une sédimentation de particules fines qui peut reduire l’infiltration de pluies suivantes. (3b)- Vue à la verticale d’une cuvette de zaï en saison sèche mettant en évidence la sédimentation de particules fines, le bourrelet a disparu.À la saison suivante, l’agriculteur gratte le fond de la cuvette et reconstitue le bourrelet,
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Légende Figure 4 En plus de leur propre litière, les arbustes interceptent et accumulent à leurs pieds les matières organiques et minérales en mouvement, ce qui finit par former un relief convexe sous la canopée où le sol est très fertile, appelé îlot de fertilité (4a).Les touffes multitiges sont plus efficaces dans cette interception (4b), ici jeunes rejets.
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Légende Figure 5. Bien souvent, l’activité biologique, termite surtout, est notable dans les îlots de fertilité (5a).Des termitières sont fréquemment associées aux touffes de P. reticulatum (5b).
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Légende Figure 6. Le port en multitiges de P. reticulatum facilite le piégeage des tiges de céréales et autres débris organiques, faisant barrière au ruissellement et à la perte de ressources organiques de la parcelle.
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Légende Figure 7. Mulch amovible fait de branches de P. reticulatum. Les branches sont agencées de manière à constituer un mulch dense capable de résister au soulèvement par les vents violents qui précèdent les premières pluies. Il sera déplacé graduellement sur les parties dégradées de la parcelle (ici en arrière-plan) au fur et à mesure que l’activité des termites devient évidente.
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Légende Figure 8. Le mulch et le zaï sont bien adaptés aux stratégies paysannes d’allocation des ressources limitées et d’exploitation des services écologiques de la faune et de la flore.Il arrive que les deux techniques soient utilisées côte à côte sur une même parcelle.(8a)- Zaï en avant-plan et mulch de P. reticulatum autour d’une termitière, le paysan y sèmera directement le sorgho à la daba.(8b)- Mulch amovible en avant-plan ; en arrière-plan, réalisation en cours d’un nouveau zaï entre deux parties du champ où le zaï est ancien.De cette manière, un champ dégradé est graduellement restauré.
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Auteurs

Agronome et pédologue CIRAD, UPR Systèmes de cultures annuelles, Avenue Kennedy, 01 BP596, Ouagadougou, Burkina Faso – rabah.lahmar@cirad.fr 2iE, Laboratoire hydrologie et ressources en eau, 1, rue de la Science 01 BP594 Ouagadougou, Burkina Faso

Agronome 2iE, Laboratoire hydrologie et ressources en eau, 1, rue de la Science 01 BP594 Ouagadougou, Burkina Faso

© IRD Éditions, 2012

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