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Restauration de la productivité des sols tropicaux et méditerranéens

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Éric Roose

Partie 3. Restauration des sols par les techniques culturales dans les agrosystèmes tropicaux

Chapitre 30. Usages agropastoraux des biomasses végétales et conséquences sur l’adoption du semis direct sous couvert végétal au nord du Cameroun

Patrick Dugué, Paul Belchi, Lise Paresys, Marine Rétif et Jean-Pierre Olina

Résumé

La couverture végétale du sol constitue un moyen efficace de réduire le ruissellement et l’érosion en Afrique soudano-sahélienne. Elle contribue aussi à enrichir le sol superficiel en matière organique et en nutriments. Cette pratique constitue un élément central du système de culture sous couvert végétal (SCV) qui a été vulgarisé au nord du Cameroun. Mais il existe de fortes concurrences entre les usages des biomasses mobilisables pour cette couverture, en premier lieu l’alimentation du bétail qui reste en saison sèche une préoccupation majeure des producteurs de cette région. L’introduction du Brachiaria ruziziensis en culture pure ou associée aux céréales donne de nouvelles perspectives pour accroître l’offre en biomasse pour le bétail, mais aussi pour la couverture du sol. L’usage des émondes des arbres ou des haies vives et des légumineuses herbacées comme paillis existe, mais plus rarement. Il apparaît comme une voie d’amélioration possible de l’offre en biomasse fourragère et de couverture. Par ailleurs, il convient d’associer aux innovations techniques des innovations organisationnelles indispensables pour modifier les modes de gestion des ressources naturelles et des espaces et assurer un partage équitable de la biomasse disponible entre les différents usages (paillage, fourrage-vaine pâture, feux).

Green cover is an effective way to reduce runoff and erosion in Sudano-Sahelian Africa. It also helps to enrich the topsoil with organic matter and nutrients. This practice is a central element of direct seeding mulch-based cropping (DMC), which is promoted in northern Cameroon. But there is a strong competition between those different uses of biomass available for this coverage, primarily as livestock feeding in the dry season, which remains a major concern for producers in the region. The introduction of Brachiaria ruziziensis offers new opportunities to increase the supply of biomass for livestock but also for the soil cover. The use of living hedges and tree prunings and leguminous as mulch exists but much more rarely. It appears as a possible way to improve the supply of feeding biomass and cover. Moreover, it is advisable to associate with technical innovations the organizational innovations required to change natural resources management and assure an equitable sharing of the available biomass between different uses.

Texte intégral

Introduction

1Les performances de l’agriculture en Afrique soudanienne sont limitées par les aléas climatiques (sécheresses et inondations), mais surtout par la faible fertilité des sols. Dans les zones cotonnières du fait d’une utilisation d’engrais minéraux, la fertilité chimique des terres cultivées se dégrade moins rapidement que leur statut organique (Kintché et al., 2010). La baisse de leur taux de carbone s’explique par la faiblesse des apports de fumures organiques (en quantité et qualité) et un moindre recours à la jachère que par le passé. Cette évolution de la fertilité des terres affecte la nutrition des plantes cultivées et renforce l’érodibilité des sols. Malgré les faibles pentes (1 à 3 %), l’érosion hydrique et le ruissellement deviennent dans cette région des contraintes importantes pour l’agriculture entraînant des pertes de nutriments, de matières organiques (MOS) et d’eau (Boli et Roose, 1998). Pour limiter ces processus, les agronomes ont privilégié dans un premier temps des techniques d’aménagement des glacis : cordons pierreux, bandes enherbées, lignes d’arbres et cultures en courbe de niveau (Roose, 1994). Plus récemment, les systèmes de culture sur couverture végétale (permanente ou semi-permanente) – SCV – ont été proposés comme une solution efficace pour limiter le ruissellement et l’érosion hydrique sur de grandes superficies et aussi, améliorer la fertilité du sol et les rendements. Ces systèmes de culture sont en cours de vulgarisation en zone cotonnière au nord du Cameroun. Dans cette étude nous verrons que la biomasse disponible est d’avantage distribuée comme fourrage au bétail que conservée sur place pour améliorer les sols.

Problématique et méthodologie

Contexte

2La région cotonnière du Cameroun est comprise entre les isohyètes 700 et 1 200 mm. Les sols dominants de type ferrugineux sur grès vers Garoua et Touboro (région du Nord-Cameroun) ou jaune-grisâtre, profonds et sableux dans la région Extrême-Nord, sont fragiles et pauvres en matière organique, azote et phosphore. Les systèmes de culture comprennent des céréales (sorgho, maïs), des légumineuses (arachide, niébé) et le cotonnier. La baisse de fertilité des sols cultivés et la raréfaction des terres défrichables, même au sud de Garoua, ont entraîné une baisse tendancielle du rendement en coton de l’ordre de 30 % durant les vingt dernières années (Olina et al., 2008 ; Abou Abba et al., 2006). Face à cette dégradation, la Sodecoton et le projet ESA (Eau, Sol, Arbre) ont initié en 2007 la vulgarisation des SCV après une phase d’expérimentation entre 1991 et 2006 (Boli et Roose, 1998 ; Vallée et al., 1996). Par ce choix technique, la Sodecoton voulait redresser la fertilité des sols cultivés en combinant l’effet des SCV sur l’érosion hydrique et sur le taux de MO du sol.

3Les producteurs de coton qui constituent le public cible de cette action cultivent de petites surfaces en pluvial, en moyenne 3 ha par an, et seulement 30 % possèdent un attelage, mais ils ont tous accès au crédit de campagne pour les intrants du cotonnier (engrais et pesticides) et pour une partie de la surface en céréales. Ces exploitations ont progressivement intégré l’élevage (petits ruminants, bovins, ânes de trait). Mais les plaines du nord du Cameroun sont aussi les zones d’élevage des peuls foulbé et m’bororo qui détiennent la majorité du bétail bovin dans cette région. Cet élevage est conduit de façon extensive à partir des parcours naturels et de la vaine pâture sur l’ensemble des zones cultivées (Dongmo et al., 2012). La culture fourragère ne s’est pas diffusée malgré les interventions des structures de vulgarisation depuis des décennies. De ce fait, les éleveurs et les agro-éleveurs producteurs de coton sont en concurrence pour valoriser la biomasse des parcours et les résidus de culture. Par ailleurs, la mise en œuvre des SCV sur de grandes surfaces implique qu’une partie des résidus de culture soit réservée à la couverture du sol et soustraite de l’alimentation des ruminants d’élevage. Les concurrences entre l’usage fourrager de cette biomasse et l’entretien de la fertilité du sol (enrichissement de l’horizon superficiel en C et nutriments N, P, K, Ca, Mg) sont donc importantes surtout dans les zones à forte densité humaine et d’élevage.

Les principes de l’agriculture de conservation au nord du Cameroun

4La Sodecoton a promu la culture attelée pour le cotonnier et les autres cultures dès le début du programme d’intensification agricole en 1974 (avec l’engrais minéral et les insecticides). Toutefois, le semis direct traditionnel s’est toujours maintenu surtout pour le sorgho et l’arachide : aujourd’hui, il concerne en plus le cotonnier et le maïs. Les agriculteurs sont à l’origine d’une innovation qui couvre plus de 100 000 ha dans le bassin cotonnier : le semis direct combiné à l’usage des herbicides totaux et sélectifs (Olina, 2010). Avec la baisse du prix d’achat du coton entre 2000 et 2007, le maintien de la filière coton dépend entre autres de la capacité des agriculteurs à maintenir un niveau de rendement (1 à 1,2 t/ha) permettant de couvrir les charges de production et de rémunérer suffisamment le travail familial.

5L’agriculture de conservation repose sur trois principes : le non-travail du sol, la couverture du sol et la rotation et/ou l’association des cultures. Vu les objectifs de la Sodecoton, la culture pivot du SCV est le cotonnier qui est semé directement dans un mulch de résidus de la culture ou de l’association des cultures précédentes. Diverses associations de cultures ont été préconisées à base de maïs ou sorgho : céréale + crotalaire, céréale + mucuna, mais celle qui a été le plus souvent retenue par les paysans est composée du Brachiaria ruziziensis semé dans l’interligne de la céréale. Les avantages de cette association sont d’une part l’économie de travail, car on sème une ligne de brachiaria entre les lignes de céréale contre deux lignes pour la crotalaire et d’autre part, le fait que la paille de brachiaria est peu consommée par les termites et couvre bien le sol (paille fine) et elle peut servir à l’alimentation du bétail. Mais cette association de deux graminées demande plus d’azote qu’une association comportant une légumineuse. Le système correspond dans la plupart des cas à une rotation biennale (céréale + plante de couverture/coton paillé) et plus rarement, le soja ou une céréale paillée à la place du coton paillé.

6Le paillage du sol est efficace pour le contrôle des adventices, l’amélioration du bilan hydrique et du rendement et, à moyen terme, sur la fertilité du sol s’il est suffisamment dense et répété dans la rotation. Wey et al. (2006) et Naudin et al. (2010) considèrent qu’il faut maintenir pour cela entre 5 et 7 t/ha minimum de biomasse sèche sur le sol au semis. En deçà de cette quantité, le paillage est peu ou partiellement couvrant, réduit l’érosion, mais entraîne un enherbement excessif de la culture qu’il sera difficile de maîtriser durant tout le cycle cultural.

a : vaine pâture dans un champ de sorgho, éliminant une grosse partie des chaumes protégeant le sol de l’érosion, Nord-Cameroun.
© P. Dugué
b : semis de coton dans les résidus de culture de maïs + Brachiaria couvrant bien le sol, Nord Cameroun.
© P. Dugué

Méthode d’étude

7L’évaluation de l’adoption des SCV par les exploitations cotonnières a été réalisée de 2009 à 2011 dans trois situations différentes : le pays Tupuri (village de Sirlawé) dans l’Extrême-Nord, la zone centrale proche de Garoua (village de Laindé Massa), la zone sud proche de Touboro (village de Tapi) dans le Nord (tabl. 1).

Tableau 1. Principales caractéristiques des sites d’étude et des problèmes de dégradation des sols.

Localisation des villages d’étude

Densité et type de population

Pluviosité mm/an

Systèmes de production dominant

Problèmes de dégradation des sols

Sirlawé Plaine du Diamaré, pays Tupuri

160 hab./km² Agropasteurs autochtones

700 à 800

Sorgho + coton + arachide/niébé et élevage bovin d’agro-éleveurs

Sol alluvial. Très faible pente, peu d’érosion, mais engorgement possible. Faible fertilité, du fait du surpâturage et des faibles apports de fumure hors des champs de case

Laindé Massa, nord-ouest de la plaine de la Bénoué, ancien front pionnier agricole

60 hab./km² Agriculteurs migrants et éleveurs M’Bororo

900 à 1 000

Maïs + sorgho + coton + arachide et élevage bovin chez les éleveurs

Sol ferrugineux sableux. Érosion importante sur glacis entre 1 et 3 % de pente, faible fertilité du fait du substrat gréseux et de la culture continue avec très peu d’apports organiques

Tapi, nord-est de Touboro, pays Mboum

15 hab./km² Agriculteurs autochtones et éleveurs M’Bororo

1 100 à 1 200 mm/an

Maïs + coton + arachide + soja et élevage bovin chez les éleveurs

Sol ferrugineux sablo-argileux. Érosion si conjonction de pente + fortes pluies + réduction du couvert végétal. Fertilité du sol moyenne à bonne.

8Ces trois villages font partie du réseau de « Terroirs pilotes » du projet ESA où sont aussi testés en plus des SCV, les comités de gestion villageois de la biomasse et l’introduction de la culture fourragère pour le bétail des éleveurs et des agriculteurs. L’étude a mobilisé les statistiques produites par le projet ESA et des enquêtes auprès d’agriculteurs ayant adopté ou non les SCV (23 à Tapi et 20 à Laindé Massa en 2009 [Rétif et al., 2009], 21 à Sirlawé en 2010 [Paresys, 2010]). En 2011, les enquêtes ont porté sur 86 parcelles cultivées en SCV à Sirlawé en 2010 (Belchi, 2012).

Résultats

Les difficultés à maintenir une litière sur les sols cultivés

9À Sirlawé, les enquêtes ont concerné 25 parcelles de coton conduites en SCV en 2010. Après la saison sèche (début juin), on constate que la couverture du sol (Sc) est faible à très faible (Sc < 40 %) dans 84 % des parcelles, ce qui explique que dans 21 parcelles sur 25 les agriculteurs ont apporté de la biomasse additionnelle. Pour les 2/3 de ces 21 parcelles, des tiges de sorgho conservées et stockées ou glanées dans d’autres champs ont été mobilisées et pour le 1/3 restant, les agriculteurs ont utilisé des pailles d’andropogon, des vieux toits, des restes de paille de riz ou encore des émondes d’arbres et arbustes. Ces apports coûteux en travail permettent de faire passer le ratio de champs assez bien couverts (Sc > 40 %) de 16 % à 68 %. Au moment du semis du coton paillé, il reste un 1/3 des parcelles en semis direct (sans labour) présentant encore une trop faible couverture du sol. Selon Raunet et al. (2006), il faudrait 5 t/ha de biomasse MS d’un mélange de 75 % de tige de paille de sorgho + 25 % de paille de brachiaria pour obtenir un taux de couverture du sol de 80 %. Si les 5 t/ha sont constitués uniquement de tiges de sorgho, ce taux de couverture n’est plus que de 40 %. S’il ne reste que 2 t/ha de tige de sorgho au sol, seulement 15 % du sol sont couverts.

10La faible couverture du sol dans des parcelles SCV s’explique par l’importance des prélèvements par le bétail et les hommes pour différents usages. Pourtant à Sirlawé, près de la moitié des parcelles de « coton paillé » de 2010 sont entourées de haies vives, mais elles sont souvent peu efficaces, car trop jeunes ou pas assez entretenues par manque de matériels adéquats. La faible couverture du sol dans ces enclosures peut s’expliquer aussi par un besoin impérieux de fourrage du propriétaire du champ en SCV pour alimenter ses bœufs et éviter de les vendre à bas prix en fin de saison sèche. Les parcelles de sorgho associé au brachiaria (ou à une autre plante de couverture) venant après le coton paillé ne bénéficient jamais d’un apport de biomasse additionnelle. Cela aboutit en troisième année de rotation à réaliser le semis direct dans les restes de tiges de cotonnier de l’année 2 et de pailles de sorgho + brachiaria de l’année 1. Ces semis de sorgho sont réalisés précocement avant que la parcelle ne soit trop enherbée. Lorsque les agriculteurs considèrent que l’enherbement sera difficilement maîtrisable, ils peuvent revenir au labour à la charrue sinon ils utilisent des herbicides sélectifs de pré-levée et même de post-levée.

Un début d’adoption du SCV, mais des performances limitées par la faible couverture du sol

11Les statistiques du projet et les observations faites dans ces trois sites mettent en évidence les difficultés pour les agriculteurs de maintenir le paillage des parcelles. La surface en cultures associées, principalement céréales + brachiaria, a progressé jusqu’à 6 000 ha environ sur l’ensemble de la zone cotonnière en 2009, puis s’est maintenue à 3 300 ha en 2010 et 2011. Mais la surface en cultures paillées, principalement le cotonnier, n’a jamais atteint les 400 ha par an (soit moins de 10 % de la surface en cultures associées) (Rétif et al., 2009). Lorsque les densités de population et de bovin diminuent (région de Touboro), la conservation des litières est plus facile si les agriculteurs arrivent à soustraire les parcelles paillées aux feux de brousse. Les difficultés de conservation des mulch affectent les résultats obtenus par les SCV dans au moins deux domaines. Premièrement, le temps de travail peut augmenter, alors que l’on considère généralement que le SCV par la suppression du labour et l’obstacle à la levée des adventices qu’il crée, entraîne une réduction de ce temps. Un hectare de coton paillé pour lequel il faut transporter de la biomasse additionnelle demande entre 25 et 29 HJ (Homme-Jour) de travail supplémentaire par rapport à la même surface de coton labourée à la charrue. Le bilan en travail est différent pour le sorgho + Br (sorgho associé au brachiaria) comparé au sorgho pur. Le semis du brachiaria dans la céréale demande entre 3 et 5 HJ/ha, ce qui est peu et s’il se développe bien, le temps du 2° sarclage de la céréale peut être diminué. De plus, l’association de cultures n’est jamais buttée, car le brachiaria occupe l’interligne. Le temps de travail nécessaire (hors récolte) aux deux types de culture de sorgho est équivalent et correspond en moyenne à 50 HJ/ha (Belchi, 2012).

12Deuxièmement, la consommation en intrants de la rotation [céréales associées/coton paillé] a tendance à augmenter, du fait du risque de faim d’azote causé par le paillis à rapport C/N élevé, de la concurrence pour les nutriments entre les deux graminées associées (céréale et brachiaria) et enfin par un usage accru d’herbicides lorsque le paillage est peu couvrant et laisse pousser les adventices (Boli et Roose, 1998). Concernant la trentaine de parcelles de sorgho + brachiaria enquêtées pour 2010, l’apport moyen d’engrais correspond à 43 N + 9 P + 13 K par ha, alors que le sorgho conventionnel en culture pure a reçu une fertilisation minérale moyenne de 34 N-3 P-4 K. De même pour le coton en semis direct sur mulch, le projet ESA2 et la Sodecoton conseillent pour prévenir la faim d’azote, un apport supplémentaire de 50 kg/ha d’urée (ou 23 unités d’azote) par rapport à la fertilisation recommandée pour le coton conventionnel généralement semé après labour. Du point de vue de l’entretien de la fertilité du sol, cette augmentation de doses d’engrais améliore la décomposition des résidus en surface. Mais pour le producteur, elle doit s’accompagner d’un gain de rendement l’année de l’application de cette dose d’engrais afin de couvrir le supplément de charges financières.

Un rendement en biomasse végétale accru

13L’accroissement du rendement en résidus de récolte (intégrant la paille de brachiaria) est toujours observé lorsque l’on compare le système SCV [céréale + brachiaria/ coton paillé] au système conventionnel [céréale pure/coton]. Le gain provient en grande partie de la production additionnelle de paille de brachiaria qui est comprise en moyenne entre 2 et 3,5 t MS/ha, même dans la partie la moins pluvieuse du bassin cotonnier comme à Sirlawé (Belchi, 2012 ; Paresys, 2010). Si le SCV est conduit dans des conditions moyennes à optimales, des augmentations de rendements en grain et paille de sorgho et en graine et tiges de coton sont aussi observées (tabl. 2).

14Quel que soit le devenir de la production supplémentaire de biomasse végétale (tiges et pailles) obtenue avec le système SCV, mais aussi dans d’autres cas avec d’autres techniques (fertilisation organo-minérale raisonnée, cultures associées, valorisation du ruissellement, Roose et al., chap. 37), celle-ci va contribuer à améliorer le statut organique des sols, car les résidus de culture ne sont quasiment plus brûlés en fin de saison sèche au nord du Cameroun (Rétif et al., 2009) et sont peu utilisés comme matériau de construction. Soit la biomasse est consommée par le bétail et une partie du carbone (40 à 60 %) revient au sol après passage dans le rumen (mais les pertes sont importantes par émission de CH 4, ainsi que la consommation par l’animal), soit elle reste sur le sol en surface et migrera en partie et progressivement dans le premier horizon du sol sous forme d’acides humiques. (10 à 25 % : voir Guerin et Roose, chap. 12).

Tableau 2. Comparaison des rendements en grain et paille entre les systèmes SCV et conventionnel selon le type de champs en 2009 et 2010.

Tableau 2. Comparaison des rendements en grain et paille entre les systèmes SCV et conventionnel selon le type de champs en 2009 et 2010.

fe : faible effectif de parcelles ; nm : non mesuré, non estimé.

Les différents usages des biomasses végétales

Utilisation des résidus de culture stockés

15L’étude de la faisabilité du paillage dans ce contexte implique d’évaluer les différents usages des biomasses et de trouver des voies d’accroissement de leur production. Dans les villages de Laindé, Massa et Tapi, 17 producteurs pratiquant les SCV sur les 25 enquêtés avaient stocké pour la saison sèche 2008-2009 des résidus de culture pour compléter entre autres la ration pâturée par leurs bovins et petits ruminants. 11 sur 17 avaient récolté du foin de brachiaria en quantité variable, de 50 kg à 2 000 kg par exploitation. Les tiges de sorgho constituent en quantité (100 à 3 000 kg) le principal fourrage stocké, alors que cette biomasse peut se maintenir plus facilement sur le sol que la paille de maïs (0 à 2 000 kg) qui est à la fois très consommée par le bétail par vaine pâture et par les termites. Il faut souligner que pour ces 17 exploitations, la surface en SCV (qui devrait donc échapper aux prélèvements de biomasse) représente toujours moins de 20 % de la surface cultivée.

16À Sirlawé, les différents usages des résidus stockés (toutes cultures confondues) ont été évalués dans 9 exploitations en agriculture conventionnelle et 12 pratiquant le SCV sur au moins une parcelle (Paresys, 2010). L’alimentation des ruminants (bovins essentiellement) mobilise plus de 90 % des stocks de résidus à deux exceptions près : dans une première exploitation sans bovin, le stock est brûlé en grande partie pour produire du sel traditionnel pour la cuisine à partir des cendres ; dans une seconde, 40 % du stock sont destinés à être épandus sur une parcelle de coton paillée. Il existe par ailleurs deux autres types de prélèvement : ceux réalisés par des personnes étrangères aux familles enquêtées qui peuvent récolter des tiges de sorgho et de cotonniers pour des besoins domestiques sans avertir le propriétaire de la culture, et la vaine pâture qui reste pratiquée dans la grande majorité des situations au nord du Cameroun et d’Afrique soudanienne.

Maintien de la pâture des résidus au champ

17Dans les trois territoires villageois étudiés, la vaine pâture reste la principale cause de disparition des résidus de culture durant la saison sèche dans les parcelles de céréales en agriculture conventionnelle, puisque leur brûlis a fortement régressé (Rétif et al., 2009). Dans les parcelles SCV, il en est souvent de même malgré les efforts des producteurs pour conserver les pailles sur le sol : les petits ruminants ne sont pas gardés en saison sèche et broutent ces résidus, en particulier dans les parcelles proches des habitations. Par ailleurs, les éleveurs et les agro-éleveurs ont vu que leurs bovins appréciaient le brachiaria mélangé ou non à la paille des céréales, ce qui a conduit à l’apparition de nouveaux modes de gestion de cette biomasse fourragère. À Tapi, quelques agriculteurs produisant le brachiaria en culture pure pour la vente des semences ont autorisé contre paiement des éleveurs à faire pâturer leurs bovins dans cette culture fourragère en saison sèche. La récolte en début de saison sèche de foin de brachiaria et le stockage en botte à la concession sont observés dans quelques exploitations à Laindé Massa et Tapi.

18Plus remarquable, à Sirlawé, les agro-éleveurs tupuri du village de Sirlawé ont développé dans leurs champs de case une quasi-monoculture de sorgho associé à du brachiaria afin de produire du grain (sécurité alimentaire) et du fourrage pour maintenir dans le terroir villageois leurs bovins producteurs de fumure organique et engraisser des bovins de trait quelques semaines avant leur réforme. Cette fumure revient presque exclusivement dans l’auréole de champs qui ceinturent les concessions dispersées dans le terroir villageois. L’innovation n’est pas seulement technique, mais aussi organisationnelle, car sur ces espaces la vaine pâture n’est plus admise et les producteurs ont su s’organiser entre eux afin que chacun respecte ce droit de pâturage exclusif ou individualisé. De ce fait, sur l’ensemble des 32 parcelles de sorgho + Br de 2010 dans ce terroir, il n’y en avait qu’un 1/3 qui faisait l’objet d’une pratique de conservation de la biomasse au sol en saison sèche en vue d’une culture paillée suivante (coton, soja). Il s’agissait principalement des parcelles protégées par une haie vive. 53 % des parcelles sorgho + Br étaient réservés au pâturage par les bovins des producteurs de cette association de cultures et 16 % à une combinaison-stockage de biomasse et pâturage de la quantité restante. Ces chiffres montrent bien que l’association sorgho + Br initialement prévue pour couvrir le sol en saison sèche est cultivée à d’autres fins (Belchi, 2012).

Discussion et perspectives

Des changements techniques et organisationnels en émergence

19En zone tropicale, la couverture du sol limite le ruissellement et l’érosion et améliore les termes des bilans hydrique et minéral des cultures pluviales (Boli et Roose, 1998 ; Findeling et al., 2003 ; Diallo et al., 2008 ; Soutou et al., 2008). Au Cameroun, l’accroissement de rendement en coton-graine dû au paillage a surtout été observé dans l’Extrême-Nord (Maroua) où la pluviosité est moins abondante et plus aléatoire que dans la région Nord (Garoua-Touboro) (Naudin et al., 2010). Mais les résultats d’enquêtes réalisées dans ces deux régions entre 2009 et 2011 montrent les fortes concurrences entre les usages des différentes biomasses utilisables en agriculture, en élevage et par les ménages ruraux. Pour la majorité des producteurs, la priorité en termes d’usage demeure l’alimentation du bétail pendant la saison sèche. Les agriculteurs qui ne possèdent pas de bovin seraient plus susceptibles de préserver la biomasse résiduelle (dont celle de la plante de couverture) dans leurs champs pour couvrir le sol, mais le droit de vaine pâture reste une règle de base. Des feux accidentels ou malveillants peuvent aussi détruire les couvertures végétales en fin de saison sèche.

20Malgré les contraintes de gestion de la biomasse au champ en saison sèche, les pratiques individuelles ou collectives associées sont en train d’évoluer et certaines sont à encourager :

  • l’arrêt de la destruction des résidus de culture (surtout des céréales) par les feux de nettoyage des champs en fin de saison sèche ;
  • l’intérêt pour les cultures fourragères (légumineuses et graminées), surtout le brachiaria en culture associée avec les céréales ou en culture pure ;
  • le développement (mais toujours sur de petites surfaces) du paillage par les émondes des arbres et des haies vives, sans que l’on en connaisse les effets sur la pérennité de la strate arborée ;
  • La modification des modes de gestion des résidus de culture en pays Tupuri, mais aussi dans d’autres situations par la délimitation de zones sans vaine pâture et dédiées au SCV ou aux cultures fourragères (Balarabé et al., 2012 ; Dugué et al., 2015 ; Dugué et Olina, 2015).

Le contrôle de l’érosion et du ruissellement par le paillage est perfectible

21Pour que la couverture du sol par de la biomasse riche en C devienne un moyen de contrôle efficace du ruissellement et de l’érosion hydrique (et éolienne), il convient de travailler dans trois directions complémentaires.

  • Produire plus de biomasse végétale à partir des espèces herbacées – production primaire − pour mieux couvrir les différents besoins (fourrage, paillage, de construction), cela milite pour que les États subsahariens poursuivent la politique de subvention des engrais minéraux, levier très efficace pour accroître cette production.
  • Développer l’utilisation des émondes des arbres et arbustes afin d’accroître la production de bois énergie et de branches feuillues pour la couverture du sol. Louppe (1991) et Diack et al. (2000) ont montré au Sénégal sous 500 mm de pluie que l’on pouvait obtenir entre 0,3 et 2,4 t MS/ha/an avec la coupe du Guiera senegalensis et Piliostigma reticulatum, arbustes des champs qui repoussent durant la saison sèche. Sur cette base, Lahmar et al. (2012) proposent d’accroître la densité du Piliostigma par semis ou plantation le long des cordons pierreux afin de produire plus de branches de cet arbuste pour couvrir le sol. Enfin, Smektala et al. (2005) ont montré en pays Tupuri qu’il est possible d’émonder totalement tous les 8 ans des vieux arbres comme Faidherbia albida pour produire du bois énergie (environ 2,7 t/ha par an) et du fourrage. Il conviendrait de trouver une autre espèce d’arbre à émonder pour produire spécifiquement du paillis utile aux sols et par conséquent, aux cultures.
  • Préciser les termes des bilans hydriques et de nutriments par une étude plus précise de flux d’éléments organiques et minéraux (en particulier N, P, K, Ca, Mg). La dynamique de ces éléments contenus dans le paillage et laissés en surface durant la saison sèche est mal connue, car les processus d’évolution des biomasses sont complexes (termites, passage du bétail et des hommes, effets du rayonnement solaire, effets des pluies et des micro-organismes). Les émondes des arbustes sont tout aussi pauvres en phosphore (de 0,06 à 0,11 %) que les pailles de céréales et de brachiaria (0,15 à 0,2 %) : elles semblent plus riches en azote (1,2 à 1,5 % contre 0, 2 % à 0,4 % pour le sorgho et brachiaria sec) (Diedhiou et al., 2009 ; Roose, 1981). Sur des sols ferralitiques très acides du Rwanda, König et Ndayizigyié (dans cet ouvrage) ont montré que 4 coupes de haies d’arbustes légumineuses plantées tous les dix mètres ont remonté chaque année 105 kg d’azote, 4 kg de phosphore et 20 à 30 kg de calcium, de magnésium et de potassium.

Les limites d’une agriculture basée sur les SCV

22Les contraintes à l’adoption d’un modèle d’agriculture basé sur la couverture du sol par des biomasses et le semis direct des cultures (les SCV) sont très importantes en Afrique soudano-sahélienne (Giller et al., 2009 ; Dugué et al., 2015) et sont rappelées dans cette étude. Dans la grande majorité des cas, les producteurs souhaitent développer leurs systèmes d’élevage pour la culture attelée et le transport, le fumier, un revenu complémentaire et la gestion des aléas. Leur priorité est alors de réserver la biomasse pour l’alimentation du bétail. De plus, les agronomes n’ont pas fait la preuve dans ces régions de savane, surtout dans la partie semi-aride (700-1 000 mm/an), qu’un prélèvement modéré de biomasse de la couverture du sol pour l’alimentation du bétail était possible sans compromettre les performances technico-économiques des SCV, par exemple de 20 % à 40 % de la biomasse produite comme cela a été montré au lac Alaotra à Madagascar (Andriarimalala et al., 2013). Dans les zones de savane semi-aride, il est donc illusoire de considérer que les SCV vont couvrir toute la surface cultivée des régions cotonnières qui sont aussi d’importantes zones d’élevage. Mais il n’est pas exclu de combiner à l’échelle des exploitations agricoles et des terroirs des systèmes de culture relevant des deux logiques : la biomasse protégeant le sol sur une partie des champs en développant le SCV (si possible avec des légumineuses comme plantes de couverture à la place du Brachiaria, pourtant préféré par les paysans) d’une part, et la biomasse nourrissant le bétail avec retour du fumier, d’autre part. L’apport du fumier ainsi disponible doit continuer à être orienté vers les parcelles qui sont labourées pour faciliter son enfouissement. L’apport de fumier dans les parcelles cultivées en SCV et surtout son enfouissement ne sont pas choses faciles et nécessitent un investissement en travail supplémentaire (apport manuel à chaque poquet et sous le paillis).

23Mais cette combinaison de systèmes de culture et de techniques est difficile à organiser. Dans ce cas, il serait possible de mettre l’accent sur une légumineuse non appétée par le bétail − la crotalaire – comme plante de couverture semée entre les lignes de céréales. Dans les conditions paysannes du Nord-Cameroun, la biomasse de crotalaire laissée au sol varie de 2 à 4 t MS/ha et contient environ 1 % de N (Wortmann et al., 1994), ce qui fournit entre 20 et 40 kg de N au sol sans compter les apports par le système racinaire de cette légumineuse. Mais les paysans expérimentateurs du SCV l’ont peu appréciée malgré ses qualités agronomiques (allélopathie et contrôle des adventices, apport de N) pour deux raisons principales : le temps de semis est élevé, car on insère deux lignes de crotalaire dans l’interligne de céréale, la biomasse et les graines ne sont d’aucune utilité pour l’alimentation humaine et animale. Avec les autres légumineuses testées (mucuna, dolique, niébé) par le projet ESA, les producteurs produisent une biomasse qui se dégrade rapidement en saison sèche et n’assure pas bien la couverture du sol malgré leur association avec la céréale. Elles sont plutôt à considérer comme des plantes fourragères.

24Dans tous les cas, la recherche d’une combinaison optimale de systèmes de culture (et d’élevage) doit se raisonner en respectant les choix techniques des différentes catégories de producteurs (éleveurs, agro-éleveurs, agriculteurs adhérents ou non à l’agriculture de conservation). La diffusion des SCV impliquent dans les régions où l’élevage est bien présent d’aborder avec la même importance la question du développement durable des productions végétales et celle des productions animales, et donc celle de l’insertion des éleveurs dans les actions de développement rural (Dongmo et al., 2012).

Les autres voies d’amélioration

25Si l’élevage se maintient, les recommandations en termes d’amélioration qualitative et quantitative des fumiers restent d’actualité. L’agroforesterie développée en pays serer au Sénégal et tupuri au Cameroun avec le Faidherbia albida, mais aussi dans d’autres régions avec Prosopis juliflora, Ficus sycomorus et le karité (Vitellaria paradoxa) reste un modèle de système de culture complexe et de production d’avenir. Mais là encore, l’expansion des parcs nécessite des innovations techniques (l’émondage des sujets âgés, la conduite des jeunes pousses, une mécanisation adaptée), mais surtout organisationnelles comme la révision des codes forestiers (Smektala et al., 2005). Les techniques de lutte contre l’érosion et de gestion du ruissellement éprouvées en zone semi-aride (Roose et coll, chap. 37) sont aussi à promouvoir après quelques adaptations : les cordons et les seuils en pierres dans les zones de piémont du nord du Cameroun sont déjà très appréciés, mais les moyens de transport et de construction manquent ; par contre, les bandes enherbées sont peu durables sauf si elles sont complantées d’arbres utiles et productifs. Les cultures associées ou mieux encore les cultures dérobées peuvent être très utiles pour l’alimentation humaine et du bétail et la recharge des sols en azote et en carbone (Valet, chap. 21). Dans le sud de la zone de production cotonnière au Cameroun, au Mali et au Burkina Faso, les réserves hydriques du sol après la maturation des céréales restent importantes et mal valorisées par des adventices qui salissent les champs, alors que l’on peut pratiquer l’association maïs-Mucuna pruriens et mieux encore, la culture dérobée du Mucuna semé 40 jours après le maïs (Olina et Dugué, 2000). Enfin dans cette gamme de pistes d’amélioration, il ne faut pas négliger la fumure minérale qui a des effets à court et long terme, mais à deux conditions : les cultures ne doivent pas subir de stress hydriques importants pour que cette fertilisation soit rentabilisée, la biomasse de résidus ne doit pas être brûlée, mais recyclée pour la fertilité du sol (in situ ou via l’animal).

26La combinaison des systèmes de culture innovants, des techniques d’aménagement des glacis, des méthodes de gestion de l’eau et des biomasses est incontournable, car ces techniques correspondent à différents objectifs de production et des fonctions écologiques complémentaires. On rejoint ici Roose (1994) et Giller et al. (2009) qui considèrent que l’agriculture de conservation pour les exploitations familiales en zone tropicale n’est pas la solution universelle, mais peut avoir sa place dans certains espaces (dans les terroirs villageois) et dans des régions bien pourvues en services. Cette approche de la diversité des fonctions de l’agriculture, des pratiques, mais aussi des producteurs s’oppose à la diffusion d’un modèle technique passe-partout, tel que proposé par certains promoteurs de l’agriculture de conservation. Cette approche doit aussi intégrer le développement des innovations organisationnelles et ne pas se limiter à la technique.

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Table des illustrations

Légende a : vaine pâture dans un champ de sorgho, éliminant une grosse partie des chaumes protégeant le sol de l’érosion, Nord-Cameroun.© P. Duguéb : semis de coton dans les résidus de culture de maïs + Brachiaria couvrant bien le sol, Nord Cameroun.© P. Dugué
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/24366/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 766k
Titre Tableau 2. Comparaison des rendements en grain et paille entre les systèmes SCV et conventionnel selon le type de champs en 2009 et 2010.
Légende fe : faible effectif de parcelles ; nm : non mesuré, non estimé.
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/24366/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 102k

Auteurs

Agronome, chercheur, Cirad, UMR Innovation, Meknes, Maroc. patrick. dugue@cirad.fr

Enseignant-chercheur, AgroParisTech, Paris, France. paul. belchi@agroparistech.fr

Agronome, UPR Cirad, UR Hortsys, AfricaRice and Farming systems ecology group, Wageningen UR, Bénin. lise.paresys@wur.nl

Agronome, AFD, Agence de Guinée, BP 283 Conakry, Guinée. marine. retif@gmail.com

Agronome, chercheur, Irad, station polyvalente de Garoua, Cameroun. olina_jp@hotmail.fr

© IRD Éditions, 2017

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