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Restauration de la productivité des sols tropicaux et méditerranéens

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Éric Roose

Partie 2. La restauration des sols par la gestion des matières organiques et minérales des agrosystèmes

La restauration des sols par la gestion des matières organiques et minérales des agrosystèmes

Texte intégral

< © IRD/É. Roose – Gestion de la biomasse à l’échelle d’un terroir montagnard : parcours de jour par le troupeau du massif calcaire, parcage de nuit autours des fermes, puis dispersion du fumier dans les champs cultivés en terrasses. Les arbres apportent un complément de biomasse aux sols. Rif, Maroc.

1Dans la première partie de cet ouvrage, les auteurs ont montré les relations existantes entre la dégradation des sols, la minéralisation et la perte de MO, les divers types d’érosion et la réduction de la productivité des sols.

2Dans cette deuxième partie, sont explorés les divers systèmes de gestion de la biomasse produite. Plusieurs problèmes se posent pour optimiser le travail et l’efficacité de la valorisation des MO disponibles.

3Tout d’abord la qualité de la biomasse. Faut-il choisir des végétaux riches en cellulose, en eau et en azote (pailles, herbacées, adventices, plantes de couverture, légumineuses, etc.) qui donnent un humus facilement minéralisable, lequel va restituer rapidement les nutriments qui les constituent ? Vaut-il mieux choisir une biomasse plus riche en lignine (arbustes, haies vives, bois raméal fracturés, BRF, tiges de cotonniers, alignement d’arbres et vergers) évoluant progressivement en humus stable (demi-durée de vie de plusieurs dizaines, voire centaines d’années) qui assure la stabilité structurale, la porosité, la perméabilité des horizons humifères, mais bloque plus longtemps les nutriments dans les grosses molécules organiques du sol ? On peut aussi choisir de combiner les deux, par exemple en exploitant les haies d’arbustes légumineuses dont les feuilles et jeunes tiges, riches en azote extrait de l’air, restituent très vite les nutriments constitutifs, tandis que les branchettes aoûtées, plus riches en lignine, évoluent progressivement en humus stable qui améliore la structure et la séquestration du carbone dans le sol. Faut-il disposer directement la biomasse brute sur ou dans le sol ou la transformer d’abord en compost ou en fumier à rapport C/N plus proche de celui du sol ?

4Il y a ensuite un problème de quantité de biomasses disponible et de transport. Sous forêt et savane arborée, il tombe chaque année 2 à 15 t/ha/an de litière sans compter le recyclage des racines. Sous cultures de céréales, de coton ou d’arachide, la biomasse résiduelle est comprise entre 0,5 et 5 t/ha/an, mais celle-ci est généralement exportée des champs pour servir de fourrage, de litière pour le bétail, de matériaux de construction, de toitures ou de clôtures, ou simplement brûlée pour détruire les nuisibles et maladies, libérer les nutriments assimilables et rehausser le pH du sol pour réduire les toxicités des métaux lourds (Al., Mn, Fe, etc.). Comme il y a des fuites aux systèmes de restitution des nutriments (exportation des récoltes, érosion, lixiviation, gazéification), il est nécessaire soit d’emprunter les nutriments extraits hors des champs cultivés (c’est le rôle de l’élevage extensif qui prélève la biomasse sur les parcours, zones généralement non cultivables, et restitue une fraction dans le parc de nuit [fumier]), soit de compléter la fumure organique par un complément minéral, en particulier le phosphore peu assimilable dans les sols et les bases nécessaires, pour maintenir le pH du sol.

5Enfin, il y a des liens entre le mode de gestion de la biomasse et les techniques de travail du sol. On verra dans la troisième partie que la jachère longue et le brûlis sont liés à un travail minimum du sol, puisqu’il y a peu de concurrence par les adventices. Le fumier, le compost et l’enfouissement des résidus de cultures exigent beaucoup d’énergie pour soulever le sol et enfouir la biomasse. Enfin, les plantes de couverture, le paillage avec le BRF ou les résidus de culture entraînent une réduction du travail du sol à la ligne de plantation ou l’enfouissement des graines en poquets sous la litière. Les conditions socioéconomiques et la disponibilité en main-d’œuvre et en équipement vont influencer le choix entre ces divers modes de gestion de la biomasse disponible.

6Dans cette deuxième partie, on va donc explorer les divers modes de gestion de la biomasse et leur efficacité pour restaurer la fertilité des sols et leur potentiel de production :

7* Les jachères, temps de repos et de reconstitution des qualités physiques, chimiques et biologiques des sols après un cycle de cultures

8Nous renvoyons d’abord les lecteurs aux travaux publiés par l’équipe du projet « Jachères » : Floret, Le Floc’h, Pontanier et Serpantié (1991).

9– 5. Ikpe et al. présentent les effets favorables de jachères courtes (2 ans) de légumineuses, pâturées ou non, sur les rendements des cultures ultérieures et sur les qualités des sols acides du SE du Nigéria ;

10– 6. Razafindrakoto montre l’influence positive sur la capacité d’infiltration du sol et sur le rendement des cultures de l’enfouissement de diverses légumineuses cultivées pendant 5 à 10 ans dans des sols ferrallitiques très acides de Madagascar ;

11– 7. Duchaufour a observé qu’au bout de dix ans, les terrains sous culture dense de bananiers du Burundi sont meilleurs que les sols sous friches ;

12– 8. Harmand et al. ont observé qu’après quatre années de plantations d’essences forestières, les sols sont plus riches sous les arbustes légumineuses que sous les eucalyptus et sous la savane herbeuse voisine ;

13* Le brûlis et les charbons de bois, mode traditionnel tant décrié (slahs and burn)

14– 9. Peltier et al., suivent un projet de production de charbon de bois (Acacia mangium) associé à la production de manioc sur les terres sableuses à proximité de Kinshasa ;

15– 10. Nzila décrit l’écobuage (brûlis de graminées à l’étouffée sous un billon de terre) en zone de savane herbeuse et analyse ses effets sur les propriétés du sol en relation avec sa fertilité, la stabilité de la structure de ces sols argileux du Niari (Congo Brazza) : le C + N moins abondants mais plus assimilables prolonge la période de culture ;

16– 11. Rumpel décrit les propriétés du biochar et ses effets bénéfiques sur le stockage des nutriments et de l’eau dans les sols sableux entrainant une amélioration de la production végétale ;

17* L’élevage, la production de fumier et la nécessité d’un complément minéral

18– 12. Guerin et Roose analysent l’ingestion des fourrages, leur digestion et la production de fumier jusqu’à leur transformation en humus du sol, ainsi que les produits secondaires qui peuvent participer à l’enrichissement du sol en faveur des cultures ;

19– 13. Ganry et Thuriès précisent les conditions de gestion des fumiers pour restaurer durablement la productivité des sols ;

20– 14. Sabir et Roose analysent les impacts positifs et négatifs des parcours au Maroc, la dégradation de la structure des deux premiers cm d’un sol brun semiaride entrainant un fort ruissellement, l’érosion sélective du carbone et des nutriments du sol si la densité du bétail dépasse 1 mouton/hectare ;

21– 15. Rishirumuhirwa et Roose., démontrent l’arrière effet de l’érosion sur la restauration de la productivité d’un sol acide du Burundi et l’importance de la fumure organique et minérale sur le potentiel de production de sols soumis à des pressions croissantes de l’érosion en nappe ;

22* Le paillage et la gestion des résidus de culture

23Dans les sols tropicaux pauvres en azote, l’enfouissement des résidus de culture entraine une faim d’azote et la minéralisation poussée de l’humus du sol (Roose, 1994).

24Par contre le paillage léger peut avoir un effet important sur la protection contre la battance des pluies, sur la restauration de la vie de la faune, la porosité et la capacité d’infiltration du sol, sur la séquestration du carbone et la nutrition des cultures.

25– 16. Khamsouk et Roose, ont démontré qu’il est possible de cultiver des pentes de plus de 40 % sur les sols volcaniques de Martinique en gérant les résidus de culture d’ananas, cannes à sucre et bananiers perpendiculairement à la pente. Même les pluies intenses des cyclones s’infiltrent totalement si le sol est complètement couvert ;

26– 17. Roose rapporte le potentiel du paillage pour réduire l’érosion et le ruissellement. Rishirumuhirwa a prouvé que sous les bananiers le ruissellement et l’érosion sont fortement réduits si on range les vieilles feuilles de bananiers en bandes perpendiculaires à la pente. Manlay et al. ont estimé le peu de disponibilité de branchages forestiers en zones semi-arides (soudano-sahéliennes et sahéliennes) : ils sont réservés d’habitude à l’élevage comme fourrage en période sèche. Leur transport et leur préparation (coupage en morceaux de qq cm et épandage sur ou dans le sol) est très coûteuse en main d’œuvre et leur teneur en nutriments pas assez élevée pour augmenter sérieusement la production de plantes nourricières. Ils n’ont pas trouvé de différence significative de rendement du sorgho entre le témoin et l’apport de 1,6 t/ha de matières sèches (MS) de rameaux comme de paille. Les meilleurs rendements en grain et paille ont été observés avec complément minéral et 1,2 t/ha de paillage (+ 40 %) ou avec apport de 6 t/ha/an de rameaux (+ 160 à 200 % du témoin sans apport), mais la variabilité spatiale est très forte en liaison avec les activités des termites ;

27– 18. Roose et al., ont bloqué le ruissellement et l’érosion d’un versant complètement décapé en Martinique à l’aide d’un épandage de 10 à 30 t de déchets de canne à sucre. Ils ont relancé la couverture végétale avec des apports de compost et de nutriments minéraux posés dans chaque cuvette ;

28* Apports de déchets urbains ou d’industries : des composts

29– 19. Masse et al., ont comparés les effets de divers compost urbains à Madagascar, au Burkina Faso et au Mali. Vu la pauvreté chimique de ces composts, il faut en déplacer de grosses quantités pour permettre la protection du sol et la croissance des cultures ;

30– 20. Seh et al. comparent l’efficacité de l’apport de diverses MO, fumier de poule, compost de ville et compléments minéraux sur la production et la rentabilité de la culture de salade sur un sol alluvionnaire du Cameroun ;

31* Les cultures associées, les vers de terre et les microbes fixateurs de l’azote de l’air

32– 21. Valet attire l’attention sur l’amélioration de la productivité de diverses plantes nourricières par la culture associée sur un même champ : il met en valeur les interactions positives des plantes entre elles ;

33– 22. Duponnois et al. ont étudié la fixation de l’azote de l’air par les mycorhizes ;

34– 23. Blanchart et Jouquet ont étudié la transformation des MO par les vers de terre du Vietnam et leur influence sur l’infiltration, le ruissellement et l’érosion sur les versants des collines ;

35– 24. Farinet a étudié la valorisation agricole et énergétique des déchets d’abattoir ;

36– 25. Roose et Kouakoua présentent l’intérêt de l’utilisation des urines pour nourrir les plantes ;

37– 26. Hinsinger analyse les sources et l’importance des apports de phosphates pour l’intensification des cultures. Il conclu sur les risques de pénurie en phosphore assimilable.

38Toutes ces approches de la gestion de la biomasse améliorent les sols, mais ont un coût et des limites, du fait du travail et des équipements exigés, et surtout du peu de disponibilité en biomasse pour traiter l’ensemble des zones cultivées du terroir.

Table des illustrations

Légende < © IRD/É. Roose – Gestion de la biomasse à l’échelle d’un terroir montagnard : parcours de jour par le troupeau du massif calcaire, parcage de nuit autours des fermes, puis dispersion du fumier dans les champs cultivés en terrasses. Les arbres apportent un complément de biomasse aux sols. Rif, Maroc.
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© IRD Éditions, 2017

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