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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

Conclusions de la quatrième partie

Aménagements complexes

Éric Roose
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Auteur

Texte intégral

1Dans la première partie, on a vu que la dégradation de la productivité des sols tropicaux et méditerranéens dépend des divers processus d’érosion et de la vitesse de minéralisation des MO du sol. Dans la seconde partie, on a souligné le rôle majeur d’amendements et de fertilisants joué par la matière organique (MO) pour conserver la fertilité physique, chimique et biologique des sols tropicaux. Par ailleurs, on a observé le manque de biomasse produit sur les champs ce qui force les paysans à puiser ailleurs de la biomasse, à déplacer les nutriments des parcours ou à introduire des engrais minéraux pour compenser les pertes. Dans la troisième partie, on a montré que le choix de diverses techniques culturales influe sur la dynamique des MO et des nutriments mais que, de toute façon, on aboutit tôt ou tard à la dégradation de la fertilité du sol si on ne fait pas un apport raisonnable de MO et de nutriments minéraux complémentaires pour compenser les exportations par les cultures et par l’élevage et les pertes par drainage et érosion. Au-delà de certains seuils de MOS, la structure du sol s’effondre, ce qui bouleverse rapidement le comportement du sol et des cultures.

2Dans cette quatrième partie sont d’abord présentés deux études sur la création de champs cultivés dans des conditions de roches dures (granite, gneiss, cendres volcaniques indurées, marno-calcaires), six cas de sols complètements dégradés (vertisols, sols ferrugineux tropicaux) ou de vallons décapés par le ravinement. Ensuite, sont étudiés six cas de restauration de sols dégradés grâce à la gestion conservatoire de l’eau, de la biomasse et de la fertilité des sols.

31. Dans les Monts Mandara au nord-ouest du Cameroun, les Mafa et les Mofou, sous la pression démographique (80 à 150 hab./km²), ont aménagé l’ensemble des versants en gradins isohypses renforcés par des murettes en blocs de granites pour infiltrer toutes les eaux de pluie (300 à 600 mm), les restituer progressivement dans les canaux drainés des bas-fonds où sont concentrées les cultures irriguées intensives sous un parc d’arbres soigneusement sélectionnés pour restituer des nutriments aux cultures. De plus dans les coulées de blocs, sont construites des murettes de roches derrière lesquelles sont accumulés les produits de l’altération des blocs de granite accélérée par le feu, le fumier, des racines et les feuilles d’arbres (Acacia polyacantha ou albida), diverses plantes fixant les blocs. Des cultures frugales adaptées à ces lithosols sableux (éleusine, mil, arachide, niébé) couvrent les sols et retiennent la terre qui évolue progressivement en champs cultivés (Seignobos et Tchotsoua). C’est l’intégration de divers aménagements hydrauliques, les apports de MO et les choix biologiques qui ont permis de lutter contre l’érosion sur ces pentes raides. Ce n’est pas toujours la forte densité humaine ni les fortes pentes qui entraînent le plus d’érosion, mais l’abandon des versants aménagés suite à l’émigration de la main-d’œuvre jeune.

42. Au nord du Mali, les Dogons se sont retranchés depuis le xive siècle dans les falaises et le plateau de Bandiagara-Houmbori pour échapper aux conquérants musulmans et maintenir leur culture. Face aux difficultés du climat, à la pauvreté et au manque de terres cultivables, les Dogons ont développé des techniques de gestion de l’eau (cordons de pierres et mares de stockage) et de la fertilité des sols (fumier + arbres de restitution + buttes compostant les adventices). Ils ont aussi créé de nouveaux champs en apportant de la terre sur des dalles de grès à proximité de vallons où des petits seuils retiennent les eaux de nappe et de ruissellement. Sur ces surfaces ils ont délimité des « nids d’abeilles » (structures de 1 m ²) où sont concentrés du sable, du fumier et les cultures maraîchères (en particulier, les oignons) irriguées à l’aide de calebasses. (Diallo, chap. 36) 3. Dans la zone soudano-sahélienne allant du Mali au Niger, pour résister à la sécheresse et à la pauvreté des sols, les paysans ont traditionnellement développé des micro-barrages perméables (cordons de pierres ou haies vives) pour ralentir les eaux de ruissellement et des techniques de stockage du ruissellement, des nutriments et des sédiments qu’elles véhiculent (paillis, zaï, cuvettes, demi-lunes, mares, diguettes dans les bas-fonds) (voir Roose et al.). Chacun de ces aménagements apporte sa contribution au développement de la végétation, au maintien de la nappe phréatique et à l’alimentation des troupeaux et des paysans. La technique traditionnelle du zaï mérite une mention spéciale, car elle a permis de récupérer des milliers d’hectares de terres complètement dégradées, de véritables déserts sur des glacis de faible pente recevant 400 à 800 mm de pluie en 5 mois. Il s’agit de creuser en saison sèche, des cuvettes (30 cm de diamètre et 10 à 20 cm de profondeur) tous les 80 à 120 cm en quinconce pour piéger le ruissellement, les sédiments et les nutriments véhiculés par l’érosion. Peu avant les premières pluies, le paysan enfouit dans ces cuvettes 1 à 3 t/ha de poudrette et une douzaine de graines de mil ou de sorgho (parfois du niébé).

5Les galeries creusées par les termites transforment ces cuvettes en entonnoirs permettant d’infiltrer en profondeur l’humidité suffisante pour maintenir les jeunes semis pendant trois semaines de sécheresse. Les poudrettes apportent des graines d’adventices, mais aussi de légumineuses arbustives qui profitent de cette concentration en eau et nutriments pour croître à l’abri des tiges de sorgho : en trois ans, on peut ainsi reconstituer un système agro-sylvo-pastoral bien adapté au milieu semi-aride. Grâce aux poudrettes, on obtient dès la première année autant de grains que la moyenne régionale (600 à 800 kg/ha de grain) ; mais si on ajoute dans les cuvettes 30 kg de N et de P, on peut obtenir jusqu’à 1 500 kg de grain et 3 t de paille (dix fois le témoin). Protégés du ruissellement par des cordons pierreux et alimentés par le fumier, les résidus de culture et les feuilles des arbres, la restauration de la productivité de ces sols est durable depuis une trentaine d’années.

64. Dans l’altiplano du Mexique, se trouvent des sols sur cendres volcaniques composés de plusieurs horizons indurés, compacts, stériles et pauvres en nutriments. Suite à l’érosion, 31 000 km² de ces horizons affleurent et provoquent de graves problèmes agronomiques, environnementaux et sociaux. Ces tufs volcaniques imperméables et compacts peuvent être défoncés au bulldozer, affinés par un passage croisé de disques tractés à faible vitesse, enrichis en NPK associé à du fumier et semés en céréales et légumineuses. Au bout de 2 ou 3 ans le maïs et les haricots y donnent des rendements très honorables. Grâce au fumier et à l’enfouissement des résidus de culture, ces sols peuvent séquestrer près de 90 t de carbone par an qui pourraient aider les États à trouver le financement nécessaire au fractionnement du matériau de départ.

75. Au Mexique, dans l’État du Michoacán, 55 % des sols sont décapés par l’érosion et génèrent des inondations en aval. Un programme de recherche associant chercheurs, paysans et politiciens a développé un système de mise en valeur de ces terres arides dégradées comprenant des haies vives plantées en agaves pour ralentir le ruissellement et maintenir le sol, une plantation d’agaves pour produire du mezcal (alcool) associés à des arbres fruitiers et des herbes médicinales. L’ensemble de ces végétaux couvrent rapidement le sol et produit tous les 7 à 14 ans un revenu confortable qui permet aux paysans d’éviter de migrer pour subvenir aux besoins de leurs familles.

86. Dans le Haut Atlas au Maroc, s’observent le long des oueds, des séries de casiers entourés d’épis et de murettes de pierres où les paysans s’efforcent de « récupérer » les champs de la basse terrasse décapés lors de la dernière crue exceptionnelle. En amont vient une zone triangulaire captant les eaux et tous sédiments des crues normales. Ces eaux passent dans un deuxième casier où se déposent galets, sables et agrégats et se développent les premières touffes d’herbes et buissons sauvegardés. Dans le troisième casier, la pelouse est exploitée et les herbes enrichies en légumineuses captent des sédiments fins. Dès que ce sol alluvial atteint 20 centimètres d’épaisseur, il est labouré et semé en céréales et légumineuses (vesce avoine ou orge et trèfle ou luzerne). Une dizaine d’années plus tard, ce nouveau sol atteint 40 centimètres de profondeur et se couvre d’arbres forestiers, fruitiers ou fourragers. Dès lors, il est couvert de sous-bois et protégé par les racines et souches des arbres. Ces sols sont ravagés par les crues exceptionnelles tous les 30 à 50 ans, mais les paysans reconstruisent courageusement les murettes, car les sols sont enrichis par les sédiments et nourris par la nappe et la fonte des neiges en été.

97. Dans les ravines des marnes de Draix, dans le sud des Alpes, une équipe de chercheurs de l’Irstea a suivi l’évolution de la végétation et du nouveau sol qui évolue au cours des cent premières années de la stabilisation des ravines. Au début de l’aménagement par des seuils, la végétation qui envahit le lit de la ravine est dominée par des graminées (> 60 %) et des arbustes (30 %). Au cours des cinquante années suivantes, les graminées diminuent pour laisser plus de place aux arbustes (35 %) et aux arbres (40 %).

10Parallèlement, le sol s’enrichit en MO (de 0,7 à 4,5 %) et les amas sédimentaires deviennent plus stables et plus importants (de 0,8 à 2 mm de diamètre), tandis que le pH diminue légèrement montrant un début de décarbonatation au bout d’un siècle.

11En conclusion, poussés par la croissance démographique, les paysans non seulement développent des cultures intensives (ex. oasis, cultures associées de légumineuses et de céréales, cultures maraîchères, vergers), mais inventent des systèmes ingénieux pour restaurer la production végétale et créer de nouveaux champs sur des terres incultes (ex. tepetates du Mexique, cendres des Canaries, cuirasses du Mali) soit en revitalisant les horizons stériles, tassés, encroûtés, dépourvus de MO, soit en fragmentant les horizons de cendres cimentées, les bancs calcaires en zones méditerranéennes, ou les blocs de granito-gneiss, soit en apportant le sable et les MO pour reconstituer un horizon humifère, soit en captant les sédiments transportés par l’érosion hydrique ou éolienne. L’association de techniques spéciales, d’apport de terre, d’eau, de MO et de nutriments et l’association de plantes adaptées permettent de reconstituer des sols capables de produire de façon rentable les cultures adaptées à ces milieux spéciaux en quelques années. La restauration de vieux sols dégradés et même la formation de jeunes sols sont possibles à court terme (1 à 5 ans), mais cela a un prix : du travail, des MO, des nutriments, de l’eau et des variétés cultivées bien adaptées.

128. Dans les collines semi-arides d’Haïti, un projet a adopté la même approche, mais de façon originale : au lieu de tenter de réduire d’abord l’érosion des versants, il a bloqué derrière de solides seuils cimentés le ruissellement et les sédiments humifères dans les vallons humides. À l’abri de ces seuils stockant les eaux précieuses pour l’irrigation et l’élevage, ce projet a développé une série de systèmes de production à la fois réduisant l’énergie du ruissellement (donc le ravinement) et rentabilisant le travail des paysans : cultures maraîchères devant les seuils, canne à sucre sur les colluvions de bas de pente, bananeraie avec sous-étages de légumes rapidement rentables, greffage d’arbres fruitiers, haies vives d’arbustes fourragers légumineuses, petit élevage transformant les résidus de culture en fumier, etc. Dans un deuxième temps sont organisés les versants avec des arbres fruitiers en bas de pente, des bandes d’arrêt de cannes à sucre, des prairies améliorées sur les fortes pentes et des arbres à croissance rapide (seule énergie disponible) sur les sommets et les sols caillouteux.

139 à 12. Sur les sols ferrallitiques acides (ultisols) des hautes terres du Rwanda, du Burundi et de Madagascar, la productivité des terres diminue rapidement après défrichement, même avec l’apport de faibles quantités de fumier. Les chercheurs ont alors tenté de restaurer la productivité de ces sols pauvres soumis à des pluies abondantes (1 000 à 2 000 mm) en réintroduisant des arbres avec deux objectifs : d’abord réduire l’érosion sur les fortes pentes cultivées (parfois jusqu’à 40 à 80 %) et ensuite utiliser une partie de la biomasse produite pour restaurer la fertilité des sols (les haies sont des jachères permanentes, mais localisées). La plantation d’arbres isolés sur les champs ne suffit pas à réduire suffisamment le ruissellement et l’érosion sans l’appui de haies vives d’arbustes légumineuses plantées en courbe de niveau tous les 5 à 10 m. (KR < 2 % et E > 2 t/ha/an dès la deuxième année). En outre, la biomasse produite et taillée 3 à 4 fois par an remonte 105 kg d’azote, 5 à 10 kg de phosphore et 80 kg de K + Ca + Mg par an. Les émondes peuvent servir de fourrage en saison sèche et de paillage au début des pluies. Les lignes d’herbes à croissance rapide sont encore plus efficaces la première année, mais épuisent rapidement les nutriments disponibles, disparaissent au bout de deux ans et ralentissent la croissance des arbustes destinés à transformer la pente en une série de terrasses progressives et durables. Cet aménagement est aussi efficace contre l’érosion qu’un bon paillage, mais ne suffit pas pour augmenter la production. Les essais de Rishirumuhirwa, Ndayizigyié, König et les Malgaches démontrent que l’apport massif de fumier (10 t de MS/ha) permet d’atteindre 3 t de maïs-grain auquel il faut rajouter un complément d’azote et surtout de phosphate de calcium pour atteindre plus de 4 t/ha de maïs et nourrir la population très dense de ces régions. Les haies associées aux cultures associées et aux rotations avec des légumineuses, avec les pratiques agroforestières et aux apports systématiques de MO et nutriments minéraux permettent de restaurer durablement la productivité de ces terres acides. Il reste le problème de la maîtrise du pH. En dessous du seuil du pH de 4,8, l’aluminium des argiles devient échangeable et toxique pour plusieurs cultures vivrières. L’apport de dolomie ou de chaux n’a pas toujours amélioré la production végétale, mais l’apport de biomasse (fumier, compost, cendres, paillage des adventices) permet chez les paysans de maintenir le pH au-dessus de 5.

1413 à 14. En milieu méditerranéen semi-aride du nord de l’Algérie (P = 300 à 600 mm), une équipe INRF + Univ + IRD a montré lors d’une enquête la faible efficacité des techniques mécaniques de terrassement (DRS) et la faiblesse de l’érosion en nappe par rapport au ravinement. Elle a testé sur 50 parcelles d’érosion de 100 à 460 mètres carrés des systèmes de culture ou de parcours améliorés avec deux objectifs : réduire les risques de ruissellement et d’érosion sur les pentes raides des montagnes et augmenter les revenus des paysans. Pour mieux couvrir le sol, les améliorations consistent à densifier les cultures, à réduire le travail du sol, introduire la fertilisation raisonnée, les cultures diverses en rotation avec des légumineuses, l’enrichissement et la mise en défens des parcours. Dans une douzaine de grosses ravines sont comparés divers types de seuils et une collection d’espèces fourragères ou forestières (oasis linéaires). Non seulement l’intensification a réduit les risques d’érosion, mais elle a augmenté très significativement les revenus des paysans. Cette approche participative (la GCES) s’est montrée bien plus efficace que les interventions coercitives par les services de l’État (DRS). L’efficacité des techniques de CES traditionnelles ont été évaluées en moyenne montagne.

15En conclusion, dès que les sols sont suffisamment fertiles, ils doivent être couverts par une végétation dense, entretenus par apport de MO et les cultures intensifiées par l’apport d’un complément minéral qui augmente la biomasse disponible pour l’élevage et l’entretien de l’humus. Comme les terres dégradées sont abondantes, on choisit d’abord de valoriser au mieux les meilleures terres, de capter le ruissellement et les sédiments fertiles, de les stabiliser en les couvrant (cultures associées ou litières de résidus), de développer la biomasse avant d’entamer la stabilisation des versants en fonction de leur potentiel de production et des risques d’érosion ou de dégradation encourus. Cette démarche, appréciée des paysans car elle produit rapidement des revenus, inverse les priorités des techniques classiques de CES/DRS qui visaient d’abord la protection des zones érodées produisant le plus de sédiments. On peut alors espérer que les gestionnaires des terrains de montagne respecteront les aménagements antiérosifs, car ils sont les garants de l’intensification du développement rural.

Auteur

Agro-pédologue, chercheur, DR. émérite, IRD, UMR Eco&Sol, Montpellier, France. Eric.Roose@ird.fr

© IRD Éditions, 2017

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