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Restauration de la productivité des sols tropicaux et méditerranéens

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Éric Roose

Partie 4. Restauration des sols par des techniques complexes

Chapitre 47. Lutte antiérosive et intensification de l’agriculture en milieu steppique (Boughezoul, Algérie)

Mourad Arabi, Lakhdar Bourougaa et Oum El kir Kedaid

Résumé

Cette étude présente les effets bénéfiques d’un système de production amélioré dans trois parcelles expérimentales de 460 m2 sur siérozem de piémont de 10 % de pente, fragile et pauvre en matière organique, installées sur les hauteurs du bassin versant du Chélif en milieu semi-aride algérois. Les résultats obtenus de 2000 à 2004 puis actualisés en 2011 mettent en évidence l’efficacité remarquable des pratiques culturales biologiques et des cordons de pierres sur la réduction du ruissellement et de l’érosion. Le versant évolue en terrassettes derrière les cordons empierrés. Le ruissellement et les apports en matières organiques modifient positivement l’état de surface du sol, assurent la rétention hydrique et permettent un bon enracinement, ainsi que l’augmentation des rendements et des revenus.

This study presents the beneficial effects of production system improved in three experimental plots of 460m2 on piedmont sierozem, poor in organic matter, very fragile, unstable of 10 % slope installed on the high plains in the Chelif River basin, in semi-arid Algiers. The results obtained from 2000 to 2004 and updated in 2011 show a remarkable efficiency of a few soil and water conservation techniques easily implemented by peasants: (i) cultural biological practices and (ii) stone bunds reducing runoff and erosion. The slope changes in small terraces behind the stone bunds. Runoff and organic matter input positively alter the surface of the soil, providing water retention and allowing good rooting and consequently better yield and net income.

Texte intégral

Introduction

1En Algérie, les zones de montagne, de steppe et de parcours sont les plus touchées par les phénomènes de dégradation. La déforestation, le surpâturage, la mise en culture des terres pentues et la minéralisation des matières organiques du sol sont les principaux facteurs qui ont contribué à cette situation. En conséquence, les rendements des cultures sont faibles. La recherche de nouveaux modes de gestion qui permettent d’accroître la productivité des terres sans dégrader l’environnement apparaît comme l’une des priorités du secteur agricole. Ce chapitre présente la synthèse des mesures de ruissellement, d’érosion en nappe et de biomasse sur trois parcelles de 460 m2 aménagées en cordons empierrés dans la zone agropastorale de Boughezoul entre 2000 et 2004, puis actualisées en 2011.

Milieu et méthodes

2Les parcelles sont situées en amont du barrage de Boughezoul sur l’oued Chélif (35° 42’ N – 2° 50’ E, alt. 640 m), à 150 km au sud d’Alger sur un grand glacis d’exposition sud en amont des parcelles ; les sols calcimagnésiques xériques sont peu filtrants. En aval, le sol est un siérozem de piémont à accumulation sablo-limoneuse épais de 30 à 50 cm, sur un encroûtement calcaire, mais favorable à l’installation des cultures (Pouget, 1980). Il se caractérise par un taux de calcaire actif élevé (7 à 8 %), alors que le taux de calcaire total est moyen. Le pH est alcalin, ce qui dénote une saturation du complexe adsorbant en calcium. L’observation des parcelles avant aménagement montre que le sol est fragile et instable, ce que confirme l’analyse des agrégats prétraités (AG au benzène, eau ou alcool), avec la formation d’une croûte de battance et même l’apparition de griffes. Vraisemblablement, cette instabilité proviendrait de la faible teneur du sol en matières organiques et de la texture sablo-limoneuse (tabl. 1).

Tableau 1. Caractéristiques physico-chimiques des parcelles de 2000 à 2012.

Tableau 1. Caractéristiques physico-chimiques des parcelles de 2000 à 2012.

Abréviations : A % : Argile ; C % : taux de carbone ; L % (f + g) : limon fin + limon grossier ; S % (f + g) : sable fin + sable grossier ; cond : conductivité ; Agal : taux d’agrégats traités à l’alcool ; Age : taux d’agrégats traités à l’eau ; Agb : taux d’agrégats traités au benzène.

3Le climat est méditerranéen semi-aride, sec et chaud en été, froid et pluvieux en hiver. Les pluies atteignent en moyenne 300 mm et le Q d’Emberger de 25 unités est à la limite entre le semi-aride et l’aride (ANRH, 1993). La sécheresse estivale est rude, mais la période pluvieuse est assez régulièrement étendue de décembre à avril avec un pic d’averses supérieures à 30 mm au mois de mars (fig. 1) lorsque le sol est peu couvert par la végétation. L’amplitude thermique est forte. La fréquence et la violence du sirocco des dernières années contribuent aux fortes chaleurs de juillet-août (ETP plus élevée, sol très sec, stress hydrique) et aux dépôts éoliens visibles sur les bords de la route.

4Le dispositif expérimental comprend un bloc de trois parcelles contiguës de 23 × 20 m sur un champ agricole de 10 % de pente sur siérozem. Les parcelles sont isolées en amont de versant par un canal isohypse de dérivation des eaux de ruissellement de 80 x 60 cm et séparées par des plaques de tôles fichées à 10 cm dans le sol pour empêcher les écoulements latéraux. Des alignements de cyprès et filao sont érigés autour des parcelles pour les protéger des dépôts éoliens. Ces parcelles ont été équipées en canaux et cuves reliés à des partiteurs à trois fentes tarés sur le terrain (Roose, 1968 ; Arabi, 1991) pour mesurer le ruissellement annuel (Kram en % des pluies), le ruissellement journalier maximal (KR max), l’érosion en nappe et rigole (charges de fond et suspensions en t/ha/an). Pour apprécier la qualité du sol, 10 carottes ont été prélevées sur chaque parcelle de haut en bas sur une distance de 10 mètres derrière les cordons sur une profondeur de 0-15 centimètres (horizon retourné) en octobre 2011, période qui correspond à la fin de la période sèche et des premières pluies automnales.

Figure 1. Diagramme ombrothermique de Gaussen pour la région de Boughezoul.

5L’objectif de l’étude est de comparer le comportement d’un témoin absolu standard mondial (sol nu travaillé dans le sens de la pente) à un témoin régional (système de production agropastoral traditionnel de blé-jachère pâturée), labouré à la charrue à socs sur 60 cm de profondeur, sans amendements et à un système de production amélioré. Les comparaisons portent sur le ruissellement, l’érosion et les revenus nets des cultures.

6Les améliorations consistent en un sous-solage en courbes de niveau sur une profondeur ne dépassant pas 20 centimètres, suivis d’un hersage pour fendre la terre sans la retourner, la pratique du paillage après récolte, l’emploi de semences sélectionnées, l’usage d’herbicides et de pesticides, des apports en fertilisants organiques et minéraux, une tentative d’enrichissement pastorale, des cultures en interlignes de blé et de fèves en rotation sous des abricotiers, consolidés par des lignes de cordons empierrés (tabl. 2). Tous les 20 mètres, une ligne de haie d’Atriplex nummularia/Medicago arborea renforce les cordons constitués de trois niveaux de pierres. Ces améliorations sont localisées sur les 10 derniers mètres derrière les cordons, le reste étant occupé par l’impluvium. Cet impluvium de 230 m2, très fréquent en région aride (Floret et al., 1990 ; Roose, 1994 ; Roose et al., 2010), a été dénudé et compacté sur 10 m pour favoriser le ruissellement vers la partie cultivée (fig. 2).

a : Atriplex numularia, plante fourragère semée sur un cordon pierreux pour enrichir les parcours en milieux steppiques.
© M. Arabi
b : des abricotiers plantés en amont des cordons pierreux sont entrés en production dès la 4e année.
© M. Arabi
c et d : des brises-vents de Filao et Cyprès plantés en bordure des champs ont protégé les cultures du vent et des dépôts de sables éoliens. Station INRF de Boughezoul, Algérie.
© M. Arabi

Principaux résultats et discussion

Les pluies

7Durant la période de septembre 2000 à août 2011, les pluies ont été partout déficitaires : il a plu 230 à 250 mm au lieu de 300 mm, moyenne des pluies en année humide. La répartition des pluies est très aléatoire de septembre à avril. L’augmentation de la variabilité interannuelle accentue l’aridité du climat avec des années sèches de plus en plus nombreuses. En général, les intensités sont faibles. Pour la période 1974-1999, à peine 5 % des averses dépassent 20 mm/jour. Les pluies maximales de l’année s’observent entre novembre et mai (P. J max. = 20 mm/j) avec un indice d’agressivité faible (RUSA = 35) entre 1970 et 1988. Mais les pluies annuelles d’occurrence décennale atteignent 600 mm dans la région. Ce sont ces pluies orageuses et assez violentes qui défigurent les paysages et provoquent de graves inondations meurtrières en aval (Arabi, 2006).

Tableau 2. Caractéristiques des traitements à Boughezoul en 2000-2004.

Système de production

Traitements

Témoin absolu Sol nu labouré

Témoin régional, parcelle paysan

Parcelle améliorée

Agropastoral sur siérozem sur alluvions-colluvions de piémont à encroûtement calcaire P = 10 %, altitude = 710 m, avec une charge caillouteuse < 5-10 %

Labour à socs suivi d’un sarclage à la main tous les mois. Pas de produits phytosanitaires.

Agriculture traditionnelle : rotation blé-jachère pâturée, semences locales provenant des récoltes précédentes, faculté germinative faible, labour à socs 60-80 cm de profondeur. dans le sens de la pente, pas de produits phytosanitaires, ni engrais.

Agriculture intensive, abricotiers et Atriplex nummularia/Medicago arborea en lignes sur structure antiérosive complantée formant obstacles pour intercepter la charge solide et ainsi filtrer le ruissellement + culture en interlignes : rotation biennale blé/fèves en courbes de niveau, emploi d’engrais : azote = 50 U dont 50 % au semis et 50 en hiver à la volée, phosphore (150 unités + fumure de fond avant semis) pour le blé ; fumure de fond 50 kg de fumier + 3 kg de P2O5 + 1 kg K/par trou) puis 02025 pour l’abricotier ; produits phytosanitaires (2.4.D,S double action 6 l/ha, Hexaconazole, Bromuconazole, Frumax, etc.), variété de blé sélectionnée (Soltane), labour superficiel croisé et hersage favorisant l’infiltration.

Effet des cordons de pierres sur le ruissellement et l’érosion

8Durant ces quatre années, des ruissellements supérieurs à 35 % ont été mesurés lors des averses importantes entre novembre et mai sur sols nus tassés par le surpâturage avec de faibles taux d’érosion. Mais certains orages sont assez violents pour précipiter une grande quantité d’eau et provoquer des crues catastrophiques. C’est ainsi que plus de 90 % des pertes en terre annuelles peuvent être enregistrées en une seule pluie (Arabi, 2006). L’efficacité des cordons de pierres sur le ruissellement et l’érosion dépend de la hauteur des averses. En effet, ils fonctionnent remarquablement bien pour des averses inférieures au seuil de 50 millimètres de pluies. Ils agissent comme des filtres qui ralentissent la vitesse des écoulements, provoquent une baisse de la compétence du ruissellement et favorisent le dépôt des sables grossiers et des matières organiques en améliorant l’infiltration. Si les pierres sont bien juxtaposées, elles filtreront les pailles, les fèces et diverses matières organiques flottantes, ce qui fait dire aux paysans que ce dispositif est bien adapté pour restaurer la fertilité des sols et accroître la biomasse. On souligne l’influence favorable du travail superficiel du sol et du paillage sur l’infiltration, ce qui ressort en effet de la parcelle améliorée P 1. Le travail superficiel sans retournement de la terre, en augmentant la rugosité du terrain et l’infiltration, a retardé et réduit la formation d’un écoulement superficiel où les conditions morphologiques peuvent favoriser l’incision. De même, la litière issue des résidus de cultures (chaumes de blé et feuilles de fèves) a permis de lutter efficacement contre l’impact des gouttes de pluie (Roose et al., 2010, 2012).

Figure 2. Dispositif comportant trois parcelles agronomiques de 23 x 20 m.

9En outre, o  a observé que sous ces résidus de cultures, le sol conserve jusqu’au mois de juillet une certaine humidité (Arabi et al., 2003-2004), ce qui favorise l’humification et le développement de la microfaune du sol. Par ailleurs, en milieu aride où la disponibilité en terre n’est pas un facteur limitant, l’utilisation d’impluvium en amont des parcelles pour le captage du ruissellement a permis de suppléer à l’insuffisance des pluies par un apport en eau de ruissellement estimé entre 150 et 180 mm. Cette pratique existe en Afrique depuis des millénaires et s’est répandue dans le monde (Edwards et al., 1989 ; Hudson, 1987 ; Roose et al., 2010). Durant ces dernières années, la teneur du sol en MO a plus que doublé (2,2 % contre 1 % avant). Le sol s’est épaissi régulièrement derrière la structure antiérosive. En dix années de lutte contre l’érosion, le versant a évolué en terrassettes. Les apports en éléments érodés (pailles, résidus de cultures et excréments) modifient progressivement l’état structural du sol comme le confirment les tests d’agrégats prétraités (AGb ou e ou al du tableau 1). Il importe aussi de préciser que toutes ces pertes en terre sont à la fois le résultat combiné de l’érosion aratoire et de l’érosion en rigole (Arabi, 1991). Ainsi, la couche superficielle semble moins vulnérable à la battance des pluies et à l’énergie du ruissellement. Seul l’excédent des eaux (averses supérieures à 50 mm) passe au-dessus du niveau de pierres. Ce seuil peut atteindre 70 mm/h si l’intensité de la pluie est faible (I < 20 mm/h), mais po r des pluies exceptionnelles assez fréquentes dans la région en automne, les cordons peuvent être rapidement saturés. Pour préserver la pérennité des ouvrages et favoriser l’évolution du terrain en terrasses, de nouvelles lignes de pierres sont envisagées pour rehausser le niveau atteint des cordons empierrés. On a aussi observé qu’entre les tiges des Atriplex, les filets d’eau peuvent se réorganiser en petites rigoles, quand les conditions de pluie deviennent exceptionnelles.

10Il semble que les herbes à rhizomes rampant à la surface du sol et à tiges nombreuses (Agropyrum elongatum, Avena fatua, Hyparrhania hirta, Lolium perenne, Hedysarum coronarium…) renforcent d’avantage le dispositif antiérosif. Mais cette solution a un prix : le risque d’une propagation rapide sur l’aire cultivée par voie de rejets ou de stolons, tel que Cynodon dactylon sur les champs cultivés que les paysans ont du mal à contrôler.

Influence de l’amélioration des systèmes culturaux

11Si les améliorations et innovations apportées au système de production local ont réduit modestement l’érosion et le ruissellement, le système de gestion amélioré montre une hausse remarquable des rendements par unité de surface. Ainsi, les rendements moyens en cultures pour le blé d’hiver, passent de 3 q/ha chez le paysan à 27 q/ha en amélioré auxquels il faudra ajouter 28 q de fèves, et 12,6 q d’abricots. De même, les plantes pastorales (PP = Atriplex et Medicago) ont produit jusqu’à 2 tonnes de MS/ha et 0,62 unités fourragères/kg de MS dont 50 % sont consommables. Une telle production autorise une charge de 2 têtes ovins/ha/an et une charge d’exploitation automnale de 12 têtes/ha selon les normes admises. En outre, les résidus de cultures ont nettement augmenté (7 q de paille, et 12 q de feuilles de légumineuses et autres résidus) de telle sorte que la production animale et la disponibilité en fumier peuvent aussi s’améliorer. Au total, cette augmentation de la productivité résulte d’une amélioration notable de l’alimentation hydrique par un sous-solage localisé, d’une utilisation plus efficace des nutriments libérés par les MO piégées derrière les barrières antiérosives ainsi que de l’association de cultures régénératrices dans la rotation biennale, la diminution des pertes dues aux ravageurs (muridés) et maladies et à la protection d’un brise-vent autour des cultures.

12En milieu oasien et particulièrement en steppe, les paysans recourent de plus en plus à la pratique des brise-vents pour protéger du dessèchement les cultures malgré certains préjugés défavorables sur la concurrence hydrique. Celle-ci peut être contrebalancée par une gestion appropriée des espaces cultivés où les systèmes racinaires pivotants des plantes sont situés dans le profil du sol des différents groupes de cultures. Les rendements obtenus dans nos parcelles sont très encourageants sans qu’on puisse observer une baisse de la productivité durant ces années. Le brise-vent formé de Casuarina + Cyprès et plus tard de cannes de Provence (initiative paysanne introduite en 2009) a constitué une ambiance climatique favorable à l’association des cultures et a garanti à toutes les plantes un espace suffisant de développement. La consommation en eau du brise-vent est partiellement compensée par la diminution des effets néfastes du sirocco. Il faut noter aussi que le déficit pluviométrique n’a pas pénalisé la production grâce au captage du ruissellement en amont, à une meilleure infiltration de l’eau, au travail du sol, à sa fertilisation et surtout au cordon empierré. Il est donc possible d’accroître les rendements sur les parcelles lorsque le système agricole adopté précédemment est de type traditionnel, même si le sol est peu productif.

13Si on retranche du chiffre d’affaires les prix des intrants supplémentaires (semences, engrais, produits phytosanitaires), il reste au paysan un revenu à l’hectare nettement supérieur à celui obtenu avec les cultures traditionnelles : 7 000 $ au lieu de 500 $ (tabl. 3). Ces résultats montrent que le développent agricole diversifié est possible en zone steppique à condition d’utiliser les bonnes pratiques qui suppléent le déficit pluviométrique, améliorent la capacité de rétention des sols et accroissent leur fertilité sans dégrader l’environnement. En intensifiant le système de production, on a multiplié par 14 le revenu à l’hectare en produisant en sus du blé, des fèves, du fourrage (Attriplex/Medicago) et des abricots. Avec un tel bénéfice, les paysans peuvent abandonner la vaine pâture et saisir l’intérêt qu’il y a pour eux à changer de système de production : du blé extensif à un système plus diversifié qui leur assure la sécurité alimentaire et améliore sensiblement la situation nutritionnelle du bétail et des ménages.

Effet des cordons de pierres sur le foncier

14On a constaté sur les premiers cordons encore à l’état juvénile une dégradation par la divagation du bétail. Dans ces zones de parcours, la densité d’implantation de structures antiérosives doit tenir compte de la circulation du bétail depuis les pâturages jusqu’aux bas-fonds, lieux de l’abreuvement du bétail. Tant que la végétation n’a pas atteint quatre à cinq ans, il est recommandé de clôturer les champs pour éviter le piétinement. Le cloisonnement des parcelles par des lignes de brise-vents avec Cupressus sempervirens ou horizontalis ou Casuarina equisetifolia a transformé le paysage en bocage et protégé les cultures de l’érosion éolienne contrairement aux parcelles témoins où des dépôts éoliens sont observés. Il faut noter que la méthode des cordons de pierres est assez bien connue en zone méditerranéenne. Elle s’intègre facilement dans les paysages et son prix de revient, de 80 à 100 $/100 mètres linéaires selon la disponibilité des pierres, mobilisant 20 à 30 hommes jours, peut être supporté par la plupart des paysans de la région. Il est toutefois important de disposer d’un régime foncier stable à long terme. En effet, on ne peut demander aux agriculteurs de consentir de gros investissements pour développer et pérenniser leurs cultures, si on ne leur offre pas la garantie de pouvoir continuer à vivre de la terre. Le régime foncier instable reste encore un handicap sérieux qui empêche l’investissement agricole en Algérie.

Tableau 3. Effet de l’amélioration des pratiques culturales sur le ruissellement (moyen et max. en % des pluies), l’érosion (t/ha/an) et sur la biomasse et les revenus nets à Boughezoul, années 2000-2004 (données actualisées en 2011).

Tableau 3. Effet de l’amélioration des pratiques culturales sur le ruissellement (moyen et max. en % des pluies), l’érosion (t/ha/an) et sur la biomasse et les revenus nets à Boughezoul, années 2000-2004 (données actualisées en 2011).

b = blé, p = paille, f = fève, ft = fruits, rc = résidus de culture.

Conclusions

15Cette étude réalisée en zone semi-aride propose un ensemble de pratiques culturales et d’aménagements alternatifs pour préserver les sols et rétablir leur capacité de production. Contrairement au système d’exploitation traditionnel, les améliorations apportées, la diversification entre arboriculture fruitière-élevage (fumier)-pâturage en arbustes fourragers consolidés par les cordons de pierres ont réduit l’érosion et le ruissellement, enrichi et stabilisé le sol ; mais elles ont surtout accru significativement la productivité des terres, particulièrement sur les 10 mètres en amont des cordons empierrés.

16Dans les régions à faible pluviosité, il est possible d’adopter un système de production localement intensif, amélioré et diversifié. Dans ces milieux où les sols sont tassés par le surpâturage, les eaux de ruissellement excédentaires peuvent occasionner des dommages coûteux sur les personnes et les biens. Il est donc judicieux de tirer profit de cette ressource en l’étalant sur la plus grande surface, en développant des stratégies de diversification agricoles pour assurer une plus grande protection des sols.

Bibliographie

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Table des illustrations

Titre Tableau 1. Caractéristiques physico-chimiques des parcelles de 2000 à 2012.
Légende Abréviations : A % : Argile ; C % : taux de carbone ; L % (f + g) : limon fin + limon grossier ; S % (f + g) : sable fin + sable grossier ; cond : conductivité ; Agal : taux d’agrégats traités à l’alcool ; Age : taux d’agrégats traités à l’eau ; Agb : taux d’agrégats traités au benzène.
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/24504/img-1.jpg
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Légende Figure 1. Diagramme ombrothermique de Gaussen pour la région de Boughezoul.
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Légende a : Atriplex numularia, plante fourragère semée sur un cordon pierreux pour enrichir les parcours en milieux steppiques.© M. Arabib : des abricotiers plantés en amont des cordons pierreux sont entrés en production dès la 4e année.© M. Arabic et d : des brises-vents de Filao et Cyprès plantés en bordure des champs ont protégé les cultures du vent et des dépôts de sables éoliens. Station INRF de Boughezoul, Algérie.© M. Arabi
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Légende Figure 2. Dispositif comportant trois parcelles agronomiques de 23 x 20 m.
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Titre Tableau 3. Effet de l’amélioration des pratiques culturales sur le ruissellement (moyen et max. en % des pluies), l’érosion (t/ha/an) et sur la biomasse et les revenus nets à Boughezoul, années 2000-2004 (données actualisées en 2011).
Légende b = blé, p = paille, f = fève, ft = fruits, rc = résidus de culture.
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Auteurs

Géographe, chercheur GCES, INRF, Ain Dheb, Medea, Algérie. blakhdar03@gmail.com

Chercheure, CES (conservation de l’eau et des sols), INRF, Médea, Ain Dheb, Algérie.kedaid2@yahoo.fr

© IRD Éditions, 2017

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