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Risques climatiques et agriculture en Afrique de l’Ouest

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Benjamin Sultan
, 
Aymar Yaovi Bossa
, 
Seyni Salack
, 
et al.

Partie III. Les pratiques agroécologiques pour lutter contre le changement climatique

Chapitre 24. Effet de la période d’application du compost sur les rendements du sorgho et la productivité de l’eau de pluie

(zone soudanienne du Burkina Faso)

Souleymane Ouédraogo, Baba Ouattara, Alimata A. Bandaogo, Patrice Kouakou et Fagaye Sissoko

Texte intégral

Introduction

1Au Burkina Faso, le secteur agricole occupe plus de 86 % de la population active et contribue à environ 40 % au PIB. Malgré cette importance et sa forte domination par les cultures céréalières, il peine à nourrir la population burkinabée du fait de sa très faible productivité. Les principales céréales cultivées sont le sorgho, le mil, le maïs et le riz. Elles constituent l’aliment de base de la population. Les faibles rendements de ces cultures sont souvent dus aux conditions pluviométriques défavorables, à la pauvreté des sols et à la mauvaise gestion de leur fertilité (Bado, 2002). En effet, l’installation tardive, les interruptions temporaires ou les fins précoces des pluies occasionnent des pertes de 11 % du bilan céréalier annuel du Burkina Faso (DGPER, 2013). En outre, la dégradation des terres, qui est un phénomène de plus en plus inquiétant dans la zone Ouest du pays, accentue l’instabilité de la production agricole. L’effet des apports d’engrais a tendance à plafonner les rendements du fait de la faible teneur en matière organique des sols. Selon Berger et al. (1987), après 12 à 15 ans de culture continue, le taux de matière organique chute à 0,6 %, qui est le seuil de non-réponse du sol aux engrais minéraux. Selon la MAAH/DGESS (2017), la part du sorgho (blanc et rouge confondu) était de 43 % des superficies cultivées en céréales et de 36 % de la production céréalière pour la campagne agricole 2016/2017.

2L’utilisation de faibles quantités d’engrais associée à la fumure organique permet d’obtenir des rendements plus ou moins stables et plus élevés que ceux obtenus avec les fumures exclusivement minérales (Lompo et al., 1993). Il est alors urgent de trouver des alternatives pour restaurer la structure de nos sols dégradés. Au vu de cela, nous devons inclure la fertilisation organique pour une bonne structure de nos sols. La fertilisation raisonnée permettra de restaurer le sol et d’apporter aux plantes les éléments nécessaires dont elles auront besoin au bon moment et en quantité suffisante. Toutefois, les capacités de production de matière organique dans les exploitations agricoles restent faibles au regard des besoins très élevés, ce qui implique une utilisation efficiente de celle-ci. Cette efficience de l’utilisation de la MO se traduit par les doses apportées, les modes d’application, mais aussi les périodes d’application. Ce chapitre vise à étudier l’effet de la période d’application d’un compost de bonne qualité sur le développement des plants et les rendements agricoles du sorgho en zone soudanienne du Burkina Faso.

3Nous formulons l’hypothèse qu’avec le niveau de fertilité actuel des sols au Burkina Faso, la période d’application du compost influence le développement des plants et les rendements agronomiques du sorgho.

Matériel et méthode

Matériel

Site d’étude

4La présente étude a été conduite à la station de recherches de Farako-Bâ au Burkina Faso (Afrique de l’Ouest). La station de Farako-Bâ est située à 10 kilomètres au sud-ouest de la ville de Bobo-Dioulasso, à 11°06 de latitude Nord, 4°20 de longitude Ouest et à 405 m d’altitude. Le climat y est de type tropical soudanien (Guinko et Fontès, 1995). La saison des pluies s’étale en moyenne entre mi-mai et mi-octobre. La pluviométrie annuelle est variable d’une année à l’autre. Ainsi, au cours des deux années d’étude, elle a été de 744,6 mm en 51 jours en 2017 et 1303,7 mm en 70 jours en 2018. La moyenne des températures varie de 25 °C en janvier à 32 °C en avril avec une variation de la température jour-nuit de 20 °C. L’humidité relative de l’air varie de 6 % en saison sèche à 95 % en saison des pluies (Bado, 2018).

Les sols

5Les sols de Farako-Bâ, à l’instar des sols de l’ouest du Burkina-Faso, sont essentiellement des sols ferrugineux tropicaux peu lessivés. Ils se développent sur des matériaux riches en argile de type kaolinite et se caractérisent par une richesse en oxydes et hydroxydes de fer et de magnésium qui leur donne une couleur rouge ou ocre. D’épaisseur moyenne, leur horizon de surface gris clair est pauvre en matière organique. Ces sols ont souvent une texture sableuse et sont appauvris en éléments chimiques. Un troisième horizon argileux, rouge où le fer s’accumule en taches ou nodules, apparaît plus bas. Ces sols sont pauvres en calcium, potassium et phosphore assimilables par les plantes. Ils ont une mauvaise structure et sont sensibles à l’érosion.

6Leur profondeur moyenne varie de 40 à 100 cm (Zerbo, 1995). L’analyse de l’échantillon composite du sol en début d’expérimentation a donné les caractéristiques présentées dans le tableau 1.

Matériel végétal

7Pour cette étude, des semences de sorgho de la variété Sariaso 01 ont été utilisées. Sariaso 01 est une variété composite de sorgho de 120 jours avec une photosensibilité prononcée. Ces semences ont été fournies par les sections de sélections sur le maïs et le sorgho de la station de Farako-Bâ.

Fertilisants

8Des engrais chimiques composés NPKSB (14-23-14-6-1) et de l’urée à 46 % N ont été utilisés avec un compost à base de tiges de sorgho aux caractéristiques présentées dans le tableau 1.

Tableau 1. Caractéristiques chimiques du sol de l’étude (horizon 0-20 cm) et du compost utilisé.

Tableau 1. Caractéristiques chimiques du sol de l’étude (horizon 0-20 cm) et du compost utilisé.

Dispositif expérimental

9L’expérimentation a été conduite à la station de Farako-Bâ sur un terrain précédemment en jachère. L’essai a été mis en place selon un dispositif en bloc raisonné à quatre (04) traitements en quatre (04) répétitions, soit un total de seize (4 x 4 = 16) parcelles élémentaires. L’essai a une superficie de 357,2 m2 (19 m x 18,8 m) et les parcelles élémentaires ont chacune 12,8 m2 (4 m x 3,2 m). Les parcelles élémentaires (PE) ont été séparées par des allées de 2 m et les répétitions par des allées de 1 m. Ces dispositions ont été prises pour éviter au maximum l’effet de ruissellement. Les traitements ont été : T0 = témoin absolu sans aucune fumure, T1 = fumure minérale seule, T2 = fumure minérale + compost à base de résidu de sorgho apporté au semis, T3 = fumure minérale + compost à base de résidu de sorgho au 15e jour après semis.

Données collectées

10Les données collectées ont concerné le développement des plants (hauteur, diamètre au collet, nombre de feuilles), le rendement en biomasse et en grains. Pour cela, dix plants ont été marqués par parcelle élémentaire pour être régulièrement suivis. La hauteur et le diamètre au collet des plants ont été mesurés toutes les deux semaines à partir du 21e jour après semis (JAS). Le nombre de feuilles par plant a été compté au même pas de temps. À la maturité complète, les panicules et les tiges des trois lignes centrales de chaque parcelle élémentaire ont été récoltées (panicules et pailles) en laissant deux poquets de semis de part et d’autre pour minimiser l’effet bordure. Pour la biomasse, deux échantillons de 1 kg de paille par traitement ont été prélevés, séchés au soleil pendant dix jours puis placés à l’étude à 105 °C pendant 48 heures pour déterminer la teneur en matière sèche (% MS). Ces données ont été utilisées pour calculer le rendement en grains et en pailles.

Calcul du rendement en grains et en pailles

11Les rendements en grains (Rdt G) et en pailles (Rdt P) ont été calculés à l’aide des formules suivantes :

Détermination de l’indice de récolte et de la productivité de l’eau de pluie

12L’indice de récolte (IR) et la productivité de l’eau de pluie (PEP) ont été calculés à partir des formules suivantes (Ouattara et al., 2018) :

13La quantité d’eau de pluie utilisée est celle correspondant aux pluies tombées du semis à la maturité de chaque culture.

Analyse statistique

14Les données collectées ont été saisies sur micro-ordinateur à l’aide du logiciel Excel version 2016. Elles ont été ensuite soumises à une analyse de variance à l’aide du logiciel XLSTAT version 2016.07.39465. Les moyennes des différents traitements ont été séparées par le test LSD de Fisher au seuil de 5 % pour comparer leurs effets.

Résultats

Effet des traitements sur les paramètres de développement des plants de sorgho

15Le tableau 2 présente les résultats de l’effet des traitements sur les paramètres de développement des plants de sorgho.

16Les facteurs Année, Traitement et leur interaction (Année * Traitement) ont eu des effets significatifs (P < 0,05) sur les paramètres de développement des plants de sorgho, sauf pour le cas de l’effet de l’année sur le diamètre au collet des plants de sorgho (P = 0,159).

Tableau 2. Paramètres de développement des plants de sorgho en fonction des traitements.

Tableau 2. Paramètres de développement des plants de sorgho en fonction des traitements.

17En 2017, on note que l’application du compost (T2 et T3) n’a pas amélioré le développement des plants de sorgho comparativement à l’application de la fumure minérale seule (T1). En 2018, cette application du compost a permis d’obtenir des plants plus hauts (T2 = 296 cm ; T3 = 300 cm) comparés au traitement T1 (269 cm) et au témoin qui a enregistré des plants moins hauts (167 cm), les autres paramètres n’ayant pas été différenciés.

Effet des traitements sur les rendements grains et pailles et l’indice de récolte

18Les résultats de l’effet des facteurs étudiés sur les rendements en grains et en pailles ainsi que l’indice de récolte sont résumés dans le tableau 3. Les facteurs Année et Traitement ont influencé significativement les rendements grains et pailles ainsi que l’indice de récolte, alors que l’interaction Année * Traitement n’a pas eu d’effet significatif sur ces variables (P = 0,691 ; 0,297 ; 0,611).

19En 2017 et en 2018, la période d’application du compost (T2 et T3) n’a pas affecté significativement les rendements en grains par rapport à la fertilisation minérale seule (T1). Mais les rendements en grains de ces trois traitements ont été statistiquement supérieurs au témoin (T0).

20Pour le rendement en pailles, les résultats ont montré que l’application du compost au 15e JAS a enregistré des valeurs statistiquement plus élevées au cours de l’étude (8,9 t MS/ha et 10,6 t MS/ha respectivement pour 2017 et 2018). Pendant qu’en 2017, les rendements en pailles des traitements T0, T1 et T2 n’ont pas significativement varié, en 2018, le traitement T2 (8 t) a été significativement supérieur aux traitements T0 (5 t) et T1 (5 t) qui sont restés similaires.

21Quant à l’indice de récolte, l’application du compost au 15e JAS a enregistré les plus faibles valeurs sur la période de l’essai (T3 = 0,18 pour 2017 et 0,17 pour 2018).

22En année moins pluvieuse (700 mm), les indices de récolte des traitements T0, T1 et T2 ont été supérieurs de l’ordre d’une fois et demie au traitement T3.

Tableau 3. Effets des traitements sur les rendements en grains et en pailles du sorgho.

Tableau 3. Effets des traitements sur les rendements en grains et en pailles du sorgho.

Effet des traitements sur la productivité de l’eau de pluie

23Le résultat de l’effet des traitements sur la productivité en grains et pailles de l’eau de pluie est présenté au tableau 4.

24Les facteurs Année et Traitements ont eu un effet très hautement significatif sur la productivité en grains et en pailles de l’eau de pluie. Par contre, leur interaction (Année * Traitement) n’a eu d’effet significatif que sur la productivité en pailles de l’eau de pluie.

25En 2017, le traitement témoin (T0) a enregistré la productivité en grains de l’eau de pluie la plus faible (3,31 kg.ha-1.mm-1). La période d’application du compost n’a pas distingué significativement la productivité en grains de l’eau de pluie d’avec celle de l’application de l’engrais minéral seul. Mais, l’application du compost à 15 JAS a accru significativement la productivité en pailles de l’eau de pluie (9,53 kg.ha- 1.mm-1) par rapport aux autres traitements qui sont restés statistiquement comparables.

26En 2018, les traitements n’ont pas distingué significativement la productivité en grains de l’eau de pluie alors que la période d’application du compost a significativement différencié la productivité en pailles de l’eau de pluie. L’application du compost à 15 JAS a mieux valorisé l’eau de pluie en biomasse (27,89 kg.ha-1.mm-1) suivie de son application au semis (21,09 kg.ha-1.mm-1) qui est elle-même supérieure à la fertilisation minérale seule (13,57 kg.ha-1.mm-1). Le témoin a enregistré la plus faible productivité (12,93 kg.ha-1.mm-1).

27On observe cependant un contraste entre la productivité en grains et en pailles de l’eau de pluie entre les deux années. Ainsi, tandis que la productivité en grains de l’eau de pluie a été réduite de trois fois environ de 2017 à 2018, celle en pailles a augmenté de près de 3 à 4 fois entre les mêmes années.

Tableau 4. Productivité de l’eau de pluie en grains et en biomasse en fonction de l’année et des traitements.

Tableau 4. Productivité de l’eau de pluie en grains et en biomasse en fonction de l’année et des traitements.

Effet des traitements sur la fertilité résiduelle du sol

28Les résultats de l’analyse des échantillons du compost utilisé et du sol avant la mise en place de l’essai et après la récolte en 2018 sont présentés dans le tableau 5. L’analyse de l’effet des facteurs étudiés sur les caractéristiques chimiques résiduelles du sol en fin d’expérimentation n’a révélé aucune différence significative au seuil de 5 %. Toutefois, on note une tendance à l’amélioration de ces caractéristiques avec l’application du compost au semis et à 15 JAS par rapport au témoin et à la fertilisation minérale seule.

Tableau 5. Caractéristiques chimiques du sol en fonction des traitements.

Tableau 5. Caractéristiques chimiques du sol en fonction des traitements.

Discussion

29En année moins pluvieuse (2017), malgré l’application du compost (T2 et T3) qui devrait favoriser une meilleure nutrition hydrique et minérale des plants, il n’a pas été observé un effet bénéfique du compost. Des contraintes d’autres natures que l’alimentation et les nutriments pourraient expliquer ce constat. En année de bonne pluviométrie (2018), le compost appliqué au semis ou à 15 JAS a donné des plants d’un niveau de développement similaire, mais supérieur à la fertilisation minérale seule et au témoin. Le compost a donc permis un meilleur développement des plants de sorgho par son effet positif sur les propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol, nécessaires à la nutrition des plantes. Nos résultats sont en conformité avec ceux trouvés par Lompo et al. (1993) et Annabi et al. (2007) qui ont conclu que l’effet de la fertilisation organo-minérale sur le développement des cultures était meilleur que celui de la fertilisation minérale simple.

30Les rendements obtenus indiquent que l’application du compost à 15 JAS a tendance à améliorer le rendement en grains du sorgho en année de faible pluviométrie (380 mm en 28 jours du semis à la récolte en 2017). En année de bonne pluviométrie (928 mm en 45 jours du semis à la récolte en 2018), c’est plutôt l’application du compost au semis qui a tendance à améliorer le rendement en grains par rapport aux autres traitements. Mais, quelle que soit l’année, l’application du compost a toujours amélioré le rendement en grains. Toutefois, les rendements grains observés ont été meilleurs en 2017 qu’en 2018. Cette différence s’expliquerait par les attaques de la chenille légionnaire apparues en 2017 et plus virulentes en 2018.

31Quant au rendement biomasse, l’application du compost à 15 JAS a permis un accroissement de 99 % et de 60 % environ par rapport à T1 et T2 en 2017. En 2018, cet accroissement a été de 100 % et 32 % respectivement pour les traitements T1 et T2.

32Les rendements en grains et biomasse observés (1 023 à 1 980 kg/ha et 3 900 à 10 600 kg MS/ha) sont comparables aux valeurs de 500 à 1 900 kg/ha et 5 000 à 12 000 kg/ha trouvées par Ndiaye et al. (2018) lors de l’évaluation de différents écotypes de sorgho dans deux environnements au Sénégal.

33Les indices de récolte calculés ont montré que l’application du compost à 15 JAS donnait toujours des valeurs plus faibles, surtout en 2018. Cela pourrait s’expliquer par des facteurs limitant la conversion de la biomasse en grains autres que les éléments majeurs (N P K S B), l’eau et le rôle biologique du compost dans la fertilité du sol. Les valeurs observées ont varié entre 0,13 et 0,29 en fonction des années et des traitements. Ces valeurs sont comparables aux valeurs de 0,09 à 0,36 obtenues par Ganyo et al. (2018) au Sénégal.

34La tendance à l’amélioration de la productivité en grains de l’eau de pluie a été observée avec l’application du compost. En année de faible pluviométrie où l’eau est une contrainte à la production, l’apport du compost à 15 JAS a mieux valorisé l’eau de pluie, tandis qu’en année de bonne pluviométrie, c’est plutôt l’application du compost au semis qui a permis une meilleure valorisation de l’eau de pluie. Le décalage de 15 jours dans l’application du compost paraît être un déterminant dans la composition du rendement grains en année sèche.

35La tendance à l’amélioration des caractéristiques chimiques du sol des parcelles ayant bénéficié de l’application du compost à 15 JAS traduirait un effet résiduel de cet apport sur la fertilité du sol malgré les fortes productions de grains et de biomasse observées.

Conclusion

36Les résultats obtenus ont montré l’effet positif de l’application du compost à 15 JAS sur l’amélioration du développement des plants de sorgho, sur le rendement en grains et en pailles ainsi que sur les indices de récolte en année de faible pluviométrie. Un gain de 200 à 250 kg/ha de grains de sorgho a été relevé avec l’application du compost au semis et à 15 JAS. Ce dernier traitement permet une augmentation du rendement en biomasse de 32 % à 69 % par rapport à l’application du compost au semis sur les deux années d’expérimentation, et 100 % pour la fertilisation minérale seule. Les rendements obtenus en grains ont été assez intéressants. Les importants rendements en biomasse peuvent permettre d’augmenter la production de compost, qui demeure insuffisante par rapport aux besoins. En année moins pluvieuse comme en année de bonne pluviométrie, la période d’application du compost n’influence pas la productivité en grains de l’eau de pluie. En revanche, elle améliore la productivité en biomasse de l’eau de pluie dans des conditions de bonne comme moins bonne pluviométrie.

37Ces résultats permettraient de recommander l’application du compost à 15 JAS en vue d’une meilleure gestion des amendements organiques pour améliorer le fonctionnement du sol et par conséquent le rendement. Pour mieux cerner le rôle de la période d’application du compost sur le rendement en grains et en biomasse du sorgho, il y a nécessité de poursuivre cette étude dans deux zones agroclimatique différentes en y considérant, en plus, une période d’apport à 30 JAS.

Bibliographie

Références

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MAAH/DGESS, 2017
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Zerbo L., 1995
Caractérisation des sols des stations de recherche de l’INERA. 147 p.

Table des illustrations

Titre Tableau 1. Caractéristiques chimiques du sol de l’étude (horizon 0-20 cm) et du compost utilisé.
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Titre Tableau 2. Paramètres de développement des plants de sorgho en fonction des traitements.
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Titre Tableau 3. Effets des traitements sur les rendements en grains et en pailles du sorgho.
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Titre Tableau 4. Productivité de l’eau de pluie en grains et en biomasse en fonction de l’année et des traitements.
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Titre Tableau 5. Caractéristiques chimiques du sol en fonction des traitements.
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Auteurs

Agronome environnementaliste, Institut de l’environnement et de recherches agricoles Inera/GRN-SP Ouest, Farako-Bâ/Bobo-Dioulasso, Burkina Faso

Agropédologue, Institut de l’environnement et de recherches agricoles (Inera), Département gestion des ressources naturelles et systèmes de production (GRN/SP), Farako-Bâ, Bobo-Dioulasso, Burkina Faso

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