Introduction

1Malgré l’augmentation de la production agricole mondiale ces dernières décennies, près d’un milliard de personnes souffrent de la faim, principalement en Asie du Sud et en Afrique subsaharienne. En effet, les systèmes de production agricole dans ces régions, déjà sujets à un stress climatique élevé, sont très peu productifs (Aggarwal et al., 2013). En outre, les productions non alimentaires occupent une part croissante des terres arables (Ruf, 2012). L’alternative la plus évidente pour sortir de cette insécurité alimentaire serait d’accroître, par des pratiques agricoles adaptées, la capacité de production des terres déjà en exploitation, laquelle repose encore essentiellement dans ces régions sur la matière organique (MO) ou le carbone organique des sols (COS), une composante majeure de leur fertilité (Feller, 1995).

2Dans le Sud et le Nord de la Côte d’Ivoire, dominés respectivement par les forêts et les savanes, l’agriculture est pratiquée majoritairement de façon itinérante sur brûlis malgré les conséquences négatives de cette pratique sur la fertilité du sol, les rendements des cultures et l’environnement (N’dri et al., 2019). Avec une croissance démographique accélérée, particulièrement dans le Sud, et une immigration en provenance du nord et des pays voisins, la disponibilité des terres est de plus en plus réduite surtout pour ces agriculteurs venus d’ailleurs. La durée des jachères est raccourcie alors qu’elles demeurent le principal mécanisme de restauration de la fertilité des sols dégradés (Ettien et al., 2014a ; Norgrove et Hauser, 2016). Ces jachères sont dominées, dans le Sud et le Centre et, dans une moindre mesure dans le Nord, par Chromolaena odorata (L) King & Robinson (Asteraceae), une espèce envahissante pantropicale qui est combattue à cause de son impact négatif (compétition pour l’eau et la lumière) lorsqu’elle s’installe dans les champs (Muniappan et al., 2005 ; Kluge et Zachariades, 2006). Néanmoins, cette espèce est de plus en plus connue pour son action amélioratrice de la qualité des sols des jachères. Aujourd’hui, les jachères dominées par cette espèce sont intégrées de façon croissante dans les systèmes de production agricole à faibles intrants en Afrique de l’Ouest et du Centre (Slaats, 1995 ; Koutika et al., 2004 ; Ngobo et al., 2004 ; Koutika et Rainey, 2010 ; Koné et al., 2012 ; Kassi et al., 2017). Toutefois, pour observer une telle amélioration, la durée des jachères à C. odorata doit être d’au moins 5 ans (Kassi et al., 2017). Dans un contexte de demande croissante en terres pour la production agricole, certaines catégories de producteurs envisagent d’autres options. L’utilisation des légumineuses, à la portée de tous, est une alternative intéressante. En effet, par leur aptitude à produire rapidement de la biomasse, à fixer l’azote atmosphérique dont une partie reste au sol à travers la production de litières, les légumineuses pourraient améliorer ou restaurer le statut organique du sol sur de courtes périodes (Tian et al., 2000).

3De nombreuses études sur le rôle des légumineuses en agriculture ont été effectuées dans différentes zones agro-écologiques de Côte d’Ivoire. Certaines se sont limitées à la quantification de litières des légumineuses et ont porté sur leur influence (1) sur les flux d’éléments nutritifs associés (Gnahoua et al., 2013, dans le Centre-Ouest), (2) sur les adventices (Becker et Jonhson, 1998, sur toute l’étendue du territoire) ou (3) sur les rendements des cultures telles que le maïs, dans le Nord (N’goran et Kanga, 2000) et la canne à sucre, dans le Centre-Ouest (Kouassi, 2000). D’autres, plus approfondies, ont examiné l’influence des légumineuses sur (1) le COS et les éléments nutritifs ainsi que sur l’activité biologique du sol dans le Nord (Charpentier et al., 1999) et dans le Centre (Koné et al., 2008a,b ; Koné et al., 2012; Edoukou et al., 2013) ou sur (2) le COS, les éléments nutritifs du sol et les rendements des cultures : le maïs dans le Centre-Ouest (Autfray, 2002) et dans le Centre (Koné et al., 2017a), le riz dans le Centre-Ouest (Konaté, 2014) et l’igname dans le Centre (Koné et al., 2017b) et le Centre-Ouest (Gnahoua et al., 2008). Malgré les effets bénéfiques rapportés par ces études, l’adoption des légumineuses par les paysans dans les systèmes de culture reste encore timide, comme dans bien des contrées tropicales, à cause du travail supplémentaire qu’elles génèrent pour l’entretien des parcelles en culture pure (Simelton et al., 2017).

4Les premières études montrent que l’ampleur de l’amélioration du statut organique des sols par des plantes dépend de l’espèce, du niveau de fertilité initiale du sol (Charpentier et al., 1999 ; Koné et al., 2008a) et de la de la durée de la jachère pendant laquelle la plante est présente (Kouadio et al., 2011). L’adoption des légumineuses dans la gestion du COS devrait gagner en importance au fur et à mesure que leurs effets bénéfiques sont connus et promus auprès des paysans des différentes zones agro-écologiques (Ojiem et al., 2014 ; Kurwakumire et al., 2014). C’est dans ce cadre que s’inscrit ce travail. Il fait une synthèse de plusieurs études portant sur l’impact des légumineuses et de C. odorata sur le statut organique des sols, dont les stocks de carbone, et les rendements des cultures dans Centre et le Centre-Ouest de la Côte d’Ivoire.

Sites et plantes étudiés

5Les études rapportées dans cette synthèse ont été menées en stations de recherche ou en milieu paysan, dans trois localités situées dans deux zones agro-écologiques de Côte d’Ivoire (tabl. 1). La première est Taabo, en zone de savane guinéenne dans le Centre du pays ; la deuxième et la troisième sont Oumé et Gagnoa, en zones de forêt dense semi-décidue dans le Centre-Ouest (fig. 1).

Figure 1 – Localisation des sites et des zones d’étude en Côte d’Ivoire.

6Dans le Centre, le climat correspond à celui d’une savane tropicale selon la classification de Köppen-Geiger (Peel et al., 2007). Le régime pluviométrique est de type bimodal : les précipitations moyennes annuelles oscillent autour de 1 200 mm. La température moyenne annuelle est de 27 °C. La majeure partie des sols sont des Ferralsols moyennement désaturés (Riou, 1974) et reposent sur du matériel géologique d’origine granitique. Les horizons supérieurs sont généralement de texture sableuse (60 à 80 %) et pauvres en argiles (10 % en moyenne). Les sols ont de faibles teneurs en carbone, en phosphore et en cations.

7Dans le Centre-Ouest, le climat correspond également à celui d’une savane tropicale selon la classification de Köppen-Geiger. Les précipitations annuelles sont comprises entre 1 300 et 1 600 mm, avec une moyenne interannuelle de 1 460 mm. La végétation originelle est une forêt dense humide semi-décidue. Le substratum géologique est essentiellement granitique, avec des intrusions de bandes de schistes. Les sols étudiés sont des Ferralsols, de texture argilo-sableuse à argileuse (Kassin et Yoro, 2009).

8Les plantes testées sont l’espèce envahissante C. odorata et différents types de légumineuses. Ces légumineuses sont aussi bien des espèces herbacées, arbustives et arborescentes. Selon les essais, ces légumineuses sont à des fins alimentaires ou pas (tabl. 1).

Tableau 1 – Caractéristiques des sites, plantes et méthodes des études.

Résultats

Jachères à C. odorata

9Cette étude a été effectuée en 2012 par Kassi et al. (2017) sur des sites paysans des villages de Pacobo, Ahérémou 2 et Ahérémou (6’10-6’15 N, 4’55-5’00 W, 120 m d’altitude) dans la zone de transition forêt-savane de Côte d’Ivoire.

10L’objectif était d’évaluer l’impact des jachères à C. odorata âgées de 5 à 10 ans (durées habituelles des jachères dans la région) sur (1) le stockage du COS à 0-20 et 0-40 cm de profondeur, (2) l’activité biologique des sols en surface (0-10 cm, minéralisation du COS et activité β-Glucosidasique) et (3) sur les rendements subséquents de l’igname (Dioscorea alata). La minéralisation du carbone (C_min) a été mesurée sur des échantillons de sol incubés à 28°C pendant 7 jours (Anderson et Domsch, 2010) et l’activité β-glucosidasique sur des échantillons incubés à 37 °C pendant 2 heures (Hayano, 1973).

11Les agrosystèmes étaient installés après forêt ou savane. La jachère à C. odorata installée après forêt (J_FOR, n = 7) a été comparée à la forêt (FOR, n = 10) ; la jachère à C. odorata installée après savane (J_SAV, n = 3) a été comparée à la savane (SAV, n = 3) selon l’approche synchrone, avec le postulat que les caractéristiques initiales du sol dans les deux types de parcelles en comparaison étaient semblables (Bernoux et al., 2006). Les stocks de COS ont été calculés selon la formule suivante :

12  

13où C est la teneur en COS, Da, la densité apparente du sol, % EG le pourcentage d’éléments grossiers, dont les valeurs moyennes sont affichées dans le tableau 2.

Tableau 2 – Paramètres chimiques et physiques du sol dans les différents types de parcelles étudiés (moyenne ± erreur standard).

14Les résultats montrent que les stocks de COS sont similaires sous les forêts et sous les successions de cycles culture d’igname-jachère quelle que soit la profondeur de sol considérée (fig. 2A). Les stocks à 0-20 cm de profondeur sont significativement plus élevés sous les successions culture-jachère que sous les savanes (fig. 2B). La quantité de COS stockée s’élevant à 7,2 Mg C.ha^-1 en moyenne pendant 10 années depuis l’installation des jachères à C. odorata après savane (J_SAV).

Figure 2 – Stocks de COS dans les forêts (FOR), les savanes (SAV) et les jachères à C. odorata associées (J_FOR et J_SAV respectivement).

15L’activité biologique est semblable dans les sols des successions culture-jachère à C. odorata et dans les sols forestiers, avec respectivement 382 ± 37 et 333 ± 21 mg CO₂-C.kg^-1 de sol, et 49 ± 4 et 42 ± 4 μg p-nitrophenol.h^-1.g^-1 de sol. En revanche, l’activité biologique est plus élevée dans les sols des successions culture-jachère que dans ceux des savanes, avec respectivement 249 ± 15 vs. 129 ± 25 mg CO₂-C.kg^-1 de sol et 33 ± 1 vs. 20 ± 2 μg p-nitrophenol.h^-1.g^-1 de sol. Ces résultats s’expliquent par une production importante de litière de C. odorata de bonne qualité (Edoukou et al., 2013 ; Kassi et al., 2017).

16Les rendements des cultures d’igname après jachère à C. odorata sur sols de forêts (J_FOR) étaient semblables à ceux des cultures installées sur défriches de forêt (17,9 ± 2,3 et 17,7 ± 0,8 t.ha^-1 respectivement). En revanche, les rendements sont significativement plus élevés (p = 0,02) après jachère à C. odorata sur sols de de savane (J_SAV) que sur défriche de savane (19,5 ± 3,0 vs. 7,9 ± 1,4 t.ha^-1). Une régression simple (fig. 3) a montré une influence nette des stocks de COS entre 0 et 20 cm de profondeur sur ces rendements (R² = 0,6, F = 24, p ˂ 0,001). Ceci explique pourquoi la majorité des producteurs d’igname dans le centre de la Côte d’Ivoire, 80 % selon Bouadi (2009), cultivent ces jachères.

17Malgré les potentialités agronomiques des jachères à C. odorata, les jachères à légumineuses sont fréquemment rencontrées en Côte d’Ivoire.

Figure 3 – Régression entre les stocks de carbone (0-20 cm) et les rendements des cultures d’igname.

Utilisation de rotation à base de légumineuses herbacées et arbustives non alimentaires

Effet à court terme de M. pruriens,
de P. phaseoloides et L. purpureus

18Une première étude a été effectuée par Koné et al. (2008b ; 2017b) entre 2003 et 2004 à la périphérie de la réserve de Lamto (6°13’N, 5°20’W), dans une savane arbustive dominée par l’espèce Hyparrhenia diplandra (Andropogoneae). L’objectif était d’évaluer l’effet à court terme de différents modes de gestion de la fertilité du sol intégrant ou non des légumineuses dans une rotation. La fertilité a été évaluée par la teneur en COS et sur certaines propriétés microbiologiques du sol (minéralisation, biomasse microbienne, etc.). Un dispositif en blocs aléatoires avec trois répétitions a été utilisé. Il y avait huit traitements qui consistaient (1) en des successions culturales : légumineuses-maïs une année sur deux et (2) en une culture continue de maïs avec ou sans apports d’engrais chimiques. Les espèces de légumineuses utilisées étaient Mucuna pruriens (L.) DC., variété utilis, Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth. et Lablab purpureus (L.) Sweet, soit en culture pure soit en culture mixte. Les engrais chimiques utilisés étaient l’urée 46 % N (à la dose de 50 kg.ha^-1) et le superphosphate triple 45 % P₂O₅ (à la dose de 30 kg.ha^-1). Sur chacune des parcelles élémentaires, des échantillons de sols ont été prélevés à l’état initial (t = 0 mois) puis 12 mois plus tard (t = 12 mois), à 0-10 et 10-20 cm de profondeur, afin de mesurer les teneurs en COS et en N total. La minéralisation du COS (0-10 cm) a été mesurée après réhumidification des échantillons à 80 % de la capacité au champ et incubés 21 jours à 30°C (Bekku et al., 1997). La comparaison des moyennes a été faite à l’aide du test U de Mann-Whitney entre 0 et 12 mois et à l’aide du test de Kruskal-Wallis entre les traitements.

19Les résultats ont montré une augmentation de la teneur en COS sur les parcelles à légumineuses, de même que sur celles où les résidus de récolte (maïs) étaient laissés sur place et associés à l’urée et au superphosphate triple (tabl. 3). La teneur du sol en azote total a augmenté sur ces mêmes parcelles ainsi que dans la parcelle ayant reçu de l’urée. Les accroissements les plus importants des teneurs en COS et en azote total (à 0-10 cm de profondeur) ont été observés sous L. purpureus et sous l’association des trois légumineuses. En général, le rapport C/N a baissé d’une unité au bout de douze mois (de 14 à 15,5 au début de l’essai à 13,5). La baisse moyenne était significativement plus importante (p = 0,04) sous les parcelles à légumineuses (– 6,77 %) qu’en culture continue de maïs (– 4,77 %). La minéralisation potentielle du COS était en moyenne plus élevée dans les parcelles à légumineuses (42 ± 7,6 mg CO₂.g C^-1) qu’en culture continue de maïs (33,1 ± 1,6 mg CO₂.g C^-1).

Tableau 3 – Évolution des teneurs en COS et en azote total (0-10 cm) et rendements de maïs grains (moyenne ± erreur standard) sur les parcelles en rotation avec des légumineuses ou en culture continue de maïs.

20Les stocks et le stockage de COS ont été estimés en utilisant des valeurs moyennes de densité apparente de 1,4 et 1,45 g.cm^-3 et de pourcentage d’éléments grossier de 0,8 et 1,05 % pour respectivement des profondeurs de 0-10 cm et 0-20 cm (tabl. 4). Ces valeurs ont été mesurées dans des savanes arbustives de la zone d’étude.

Tableau 4 – Stocks (Mg C.ha^-1) et stockage de COS (ΔStock moyen ± erreur standard en Mg C.ha^-1 an^-1) pour les profondeurs de sol 0-10 cm et 0-20 cm selon les différents traitements.

21Les tendances observées sur les stocks de COS à 0-10 cm sont les mêmes que celles observées sur les teneurs en COS. Pour la couche 0-20 cm, le stockage du COS était significatif dans les parcelles de P. phaseoloides et de L. purpureus ainsi que dans celles ayant reçu les apports combinés d’urée et de superphosphate triple.

22Le stockage du COS sur les parcelles à légumineuses après une année s’élève en moyenne entre 1,1 et 2,1 Mg C.ha^-1.an^-1 contre 0,7 et 1,6 Mg C.ha^-1.an^-1 en culture continue, respectivement sur 0-10 et 0-20 cm (fig. 4).

Figure 4 – Stockage du COS dans les parcelles de rotation maïs-légumineuses et de culture continue de maïs (avec ou sans engrais minéraux).

23Les rendements en grains de maïs varient significativement entre les traitements (p = 0,002), les plus élevés étant observés sur les rotations avec L. phaseoloides, L. purpureus, et les parcelles mixtes (tabl. 3). Les parcelles de culture continue de maïs, montrent des rendements généralement plus faibles. Néanmoins, après un apport combiné d’urée et de superphosphate triple, les rendements sont proches des rendements observés dans les rotations à base de L. purpureus et les parcelles mixtes.

24Dans les parcelles en rotation avec des légumineuses, l’activité biologique du sol est stimulée par la qualité des résidus (Dinesh et al., 2004 ; Koné et al., 2012) qui alimentent le stock de COS. En culture continue de maïs, l’amélioration du stockage de carbone dans les parcelles ayant reçu de l’urée peut s’expliquer également par l’amélioration de la minéralisation du carbone, probablement due cette fois à une baisse du ratio C/N des résidus comme rapporté dans des travaux antérieurs (Whitbread et al., 2003).

Comparaison du précédent C. odorata
avec les précédents C. cajan ou L. purpureus

25Deux autres études se déclinant en trois tests de comparaison, ont été conduites dans la même région que précédemment, en milieu paysan, de 2009 à 2011 (Koné et al., 2012 ; Edoukou et al., 2013, tabl. 1). Ces études ont porté sur l’effet à court terme (1 an et 2 ans) des précédents culturaux à légumineuses (Cajanus cajan et L. purpureus) par rapport aux couvertures végétales naturelles (savane herbeuse et jachère à C. odorata) sur les teneurs en COS, azote total et phosphore extractible ainsi que sur la minéralisation de l’azote. Les mesures ont été effectuées à 0-10 cm de profondeur du sol.

26Ces trois tests étaient les suivants : C. cajan vs savane (test 1) ; L. purpureus vs jachère à C. odorata (test 2) ; et C. cajan vs jachère à C. odorata (test 3). Ces comparaisons ont été faites sur trois sites distincts (n = 3), selon l’approche synchrone, au bout d’un an pour le test 1 et de 2 ans pour les tests 2 et 3.

27Le phosphore extractible a été dosé par la méthode Bray-1 (Olsen et Sommers, 1982) et l’azote minéral par la méthode de Bremner (1965). La comparaison des moyennes a été faite à l’aide du test Wilcoxon au seuil 5 %.

28Les principaux résultats sont présentés dans le tableau 5. Ces études, comme la précédente, ont montré que le précédent cultural « légumineuse » augmente les teneurs de COS (test 2) et surtout la teneur du sol en phosphore extractible, par rapport aux précédents « savane » ou « jachère à C. odorata ». Le stockage du carbone a également été amélioré sous L. purpureus par rapport à C. odorata.

Tableau 5 – Paramètres de fertilité du sol (0-10 cm) sous précédents légumineuses et sous végétations naturelles (moyenne ± erreur standard).

Amélioration des jachères à C. odorata par association avec C. cajan

29Une quatrième étude, conduite sur des parcelles paysannes dans la même zone entre 2012 et 2015 (Koné et al., 2017b), portait sur l’amélioration des jachères à C. odorata à travers leur association avec la légumineuse arbustive C. cajan. En effet, une des solutions proposées pour améliorer la qualité de la jachère à C. odorata, espèce connue pour augmenter la disponibilité du phosphore (Kassi et al., 2017), serait d’y associer la légumineuse C. cajan qui a l’avantage d’accroître la disponibilité de l’azote. Dans la mesure où l’espèce C. cajan résiste à la concurrence imposée par C. odorata, le temps de travail important dévolu à l’entretien des parcelles serait ainsi éliminé. L’étude a été faite selon l’approche synchrone également, comparant deux traitements par paires sur trois sites distincts : (1) C. odorata et (2) C. odorata + C. cajan (parcelle mixte). Sur la parcelle mixte, les graines de légumineuses ont été semées à un espacement d’environ 2 m. Les parcelles ont ensuite évolué pendant deux années sans intervention. Les paramètres de fertilité du sol (C, N, P extractible, CEC, pH) ont été mesurés à 0-10 cm de profondeur ainsi que les rendements de l’igname cultivée après ces deux années de jachère.

30Comme précédemment, les teneurs en COS, azote total (p = 0,04 pour les deux) et phosphore extractible sont significativement (p = 0.03) augmentées avec la présence de la légumineuse dans la jachère (tabl. 6). De même, le stockage du carbone a été amélioré avec le renforcement de la jachère naturelle par C. cajan. Le rendement de l’igname y a également augmenté (p = 0.04) de 35 %. Toutefois, ces rendements étaient largement en deçà des rendements moyens dans la région (9-22 t.ha^-1) et du rendement moyen national, de l’ordre de 8 à 10 t.ha^-1 (FAO-IITA, 1999 ; Ettien et al., 2014b). Ces écarts peuvent s’expliquer par des conditions pluviométriques particulièrement défavorables en 2014 durant la période de culture de l’igname (avril à décembre) − 796 mm de pluies contre en moyenne 994 mm les dix années précédentes, soit un déficit de 200 mm − doublée d’une mauvaise répartition des pluies durant cette même période.

Tableau 6 – Paramètres physiques et chimiques du sol (0-10 cm) deux années après la mise en place des parcelles.

Utilisation de légumineuses herbacées alimentaires

31Cette étude a été effectuée par Konaté (2014) à Gagnoa (7°44 N, 5°04 W, 376 m) dans le Centre-Ouest de la Côte d’Ivoire, en station de recherche pendant deux années consécutives (2010 et 2011). Elle a comparé l’effet des précédents culturaux constitués de soja (Glycine max), de niébé (Vigna unguiculata) et de riz (variété NERICA1) sur la fertilité du sol dans un dispositif en blocs de Fisher avec trois répétitions. Au bout de la première année, des échantillons de sol (0-20 cm) ont été prélevés et les paramètres de fertilité mesurés. La seconde année, toutes les parcelles ont été défrichées, le riz a été semé sur chacune d’elles et les paramètres de fertilité du sol à nouveau mesurés à la récolte du riz. Les moyennes ont été comparées à l’aide d’une analyse de variance (logiciel SAS v 9.0) au seuil de 5 %. Lorsque les différences étaient significatives, le test de Newman-Keul a été utilisé pour la séparation des moyennes.

32Au bout de la première année, la teneur du sol en COS était significativement plus élevée sous le niébé que sous les deux autres couvertures alors que l’azote ne montrait aucune différence (tabl. 7). Au bout de la seconde année, la teneur en COS était significativement plus élevée sur les parcelles à précédent légumineuses (soja et niébé) que sur les parcelles de culture continue de riz.

33La teneur en azote était améliorée avec le soja, mais pas avec le niébé par rapport à la culture continue de riz. Comme dans les études précédentes, on note un rapport C/N plus faible dans les parcelles à précédent légumineuses.

Tableau 7 – Statut organique de la couche 0-20 cm du sol dans les différentes parcelles.

Utilisation de légumineuses arborescentes

34Dans le Centre-Ouest de la Côte d’Ivoire, à Oumé (06°17’ N et 05°31’ W), l’effet du précédent « légumineuses arborescentes » sur la fertilité du sol et sur les rendements d’une culture d’igname a été étudié (Gnahoua et al., 2008). Les espèces utilisées − Acacia mangium et Acacia auriculiformis − ont été comparées à C. odorata, l’espèce dominante dans les jachères non contrôlées (régénération naturelle). Ces trois types de parcelles étaient âgés de 3 ans selon l’historique suivant : au cours des deux premières années, chacune des espèces de légumineuses était associée à une culture vivrière − igname et riz successivement − tandis que la parcelle de C. odorata a été totalement défrichée et plantée d’ignames puis de riz. Au cours de la troisième année, les trois types de parcelles ont été mis en jachères respectives à C. odorata, A. mangium et A. auriculiformis. À la fin de l’année, des échantillons de sol ont été prélevés à 0-15 cm de profondeur pour en mesurer les teneurs en COS et en éléments nutritifs. En quatrième année, les parcelles ont été défrichées et plantées d’ignames dont les rendements ont été estimés à partir des tubercules frais. Chacun de ces traitements était répété quatre fois.

35Les résultats n’ont pas montré d’amélioration significative des teneurs en COS et azote total. Les teneurs en COS étaient en effet de 19, 21 et 19 g C.kg^-1 sous C. odorata, A. mangium et A. auriculiformis, respectivement et celles en azote total de 1,9, 2,1 et 1,9 g N.kg^-1 respectivement. Toutefois, les rendements de la culture d’igname étaient significativement plus élevés après A. mangium (8,8 t.ha^-1) et A. auriculiformis (5,2 t.ha^-1) qu’après la jachère naturelle à C. odorata (2,7 t.ha^-1). Ces augmentations ont été attribuées à la quantité de résidus de végétaux plus importante sur les parcelles de légumineuses après défriche et à la brièveté de la jachère à C. odorata (1 an contre 3 ans de présence de légumineuses). Il semble que les jachères arborées à légumineuses nécessitent davantage de temps (> 3 ans) pour améliorer la fertilité du sol de façon significative.

Conclusions

36Ces études expérimentales, en station ou en milieu paysan, ont toutes montré des effets bénéfiques des légumineuses sur le stockage du COS et sur les rendements des cultures, parfois significatifs dès les premières années de leur introduction. Ces études confirment que la quantité et la qualité des résidus de légumineuses retournés au sol sont favorables à l’activité biologique et au statut organique des sols (Blanchart et al., 2006 ; Koné et al., 2012). Ces études ont aussi montré que l’effet des légumineuses sur la MO du sol dépend de l’interaction sol-espèce de plante dans l’écosystème d’origine, de l’espèce de légumineuses elle-même et de la durée de son action. En effet, dans les écosystèmes de savane où les sols sont pauvres en COS, toutes les espèces de légumineuses testées ont permis une amélioration significative des teneurs au bout d’un an seulement. Ces espèces, utilisées en jachères, n’ont pourtant pas toujours permis d’améliorer les teneurs de COS, même après un délai de 2 ans, par rapport à une jachère naturelle dominée par l’espèce C. odorata. Cependant, l’association de légumineuses à C. odorata a amélioré significativement la teneur en COS au bout de 2 ans, par rapport à la jachère pure à C. odorata. Dans le cas des espèces de légumineuses arborescentes, une durée de 3 ans n’est pas suffisante pour observer un effet significatif sur le COS. En effet, le développement de ce type de plante a besoin de plus de temps avant de restituer une partie appréciable de biomasse sous forme de litières, y compris racinaires. Même sans être associées avec des légumineuses, les jachères à C. odorata ont montré leur aptitude à améliorer relativement rapidement le stockage du carbone dans le sol, surtout dans les sols de savane, plus pauvres en carbone organique. L’efficacité de cette jachère pourrait être plus grande si la biomasse qu’elle produit n’est pas brûlée après défrichage (N’dri et al., 2019).

37La capacité de certaines espèces de légumineuses, telles que C. cajan, à se développer sans aucune intervention sur les mêmes sites que C. odorata donne la triple opportunité de limiter le temps de travail habituellement dévolu à l’entretien des jachères améliorées, d’améliorer le stockage carbone dans les jachères de courte durée et de promouvoir l’adoption des légumineuses par les agriculteurs. Cette association C. odorata-C. cajan devrait donc faire l’objet d’une promotion auprès des paysans. Des tests agronomiques du même genre devraient être faits sur d’autres espèces de légumineuses dans le même but.

38Même si certaines espèces de légumineuses herbacées améliorent la MO du sol et les rendements des cultures à court terme (1 à 2 ans), le maintien du statut organique du sol nécessite la présence de ces espèces sur les parcelles cultivées pendant les périodes inter-culturales. En effet, les résidus issus des espèces herbacées sont sujets à un turnover accéléré pouvant entraîner une perte rapide de la MO du sol, surtout dans les sols sableux, et entraver ainsi la production vivrière.

39Le stockage du COS étant un processus relativement lent, des études sur la capacité des légumineuses à restaurer les stocks organiques des sols devront être réalisées sur des périodes supérieures à 3 années, afin de tirer des conclusions plus fiables et faire des recommandations plus solides aux utilisateurs dans les différentes zones agro-écologiques de la Côte d’Ivoire.