7MODA
Cette recherche a été effectuée, durant treize ans, dans le cadre d’une collaboration entre l’ESSA-Forêts, le FOFIFA et le Département Génie minéral de l’ ESPA. Elle est intitulée : « Evaluation de l’efficience de diverses techniques biologiques de gestion conservatoire de la fertilité des sols ». Les objectifs étaient d’étudier et de comparer l’influence des diverses techniques conservatoires du sol sur l’amélioration des propriétés chimiques, physiques, hydrodynamiques et biologiques du sol. Ainsi, on en déduit quelles sont les meilleures techniques culturales conservant le sol et améliorant sa productivité afin d’apporter des solutions efficaces aux paysans et de contribuer au développement durable du pays.
En effet, la majeure partie des terres malgaches s’appauvrit chimiquement et physiquement, ce qui fait diminuer leur productivité agricole et engendre la pauvreté du monde rural. Plusieurs facteurs peuvent être cités : les feux de brousse détruisant la végétation et exposant le sol à l’agressivité climatique, la pratique paysanne de culture traditionnelle sans restitution des éléments exportés. Or, l’entretien de la fertilité du sol est le fondement de l’agriculture durable.
Situation géographique et administrative
Localisation
La zone d’étude Manankazo se trouve dans la partie des Hauts plateaux de Madagascar . Elle est située au niveau de la Latitude 18°08’ Nord et de la longitude 47°14’ Ouest. Se trouvant dans le relief dénommé « Tampoketsa », Manankazo est traversée par la route nationale RN°4, se situant entre Ankazobe et Manerinerina, sur une altitude allant de 1565m au Sud et 1580 m au Nord. Le site se trouve à 140 Km d’Antananarivo.
Le FOFIFA mène essentiellement les activités de recherche dans une sous zone indiquée par les cartes n°02 et n°03 qui est représentée d’Ouest en Est par les bassins versants de Firarazana (appelé aussi Kiova). L’ESSA-Forêts en collaboration avec le FOFIFA a effectué les travaux de recherche dans un compartiment du programme FOFIFA.
Hydrographie et dynamique de l’eau
Quant à la dynamique de l’eau, les eaux de précipitation entraînées immédiatement vers les thalwegs, augmentent brusquement le débit des fleuves, ce qui accélère leur creusement. Les eaux de ruissellement sont réduites sous couverts forestiers. En absence de forêt, l’écoulement superficiel devient plus important et favorise les entraînements de surface, avec érosion en nappe et formation de rigoles.
Géomorphologie
D’après DIXEY en 1956, le Tampoketsa constitue un pédiplaine, surface d’érosion culminante. La planéité de ces surfaces est parfois renforcée par la présence de cuirasses riches en fer.
L’aspect général des vallonnements est assez doux. Dans la partie Sud, les vallées sont des entailles peu profondes, occupées en majorité par des tourbières. La partie Nord-Est dominant le Manankazo est marquée par des affleurements rocheux beaucoup plus importants. La présence de « lavaka » pourrait être due à une rupture de l’équilibre climatique, consécutive à la disparition de la forêt et à l’action répétée des feux des brousses.
Géologie
Le Tampoketsa est inclus dans le système précambrien à formation de migmatites et migmatites granitoïdes qui donnent un aspect uniformément cristallin à toute cette zone. La discontinuité de la roche est remarquable. La présence de filons de quartz se traduit sur le terrain par l’apparition de gros cailloux ou de tapis de gravillons quartzeux qui indiquent bien souvent un remaniement de surface ; Les différences dans la dureté de la roche sont à l’origine d’affleurements rocheux et de seuil rocheux. Ces phénomènes provoquent des accumulations d’eau en amont et donnent naissance à des sols hydromorphes de bas fonds.
Les pendages de ces formations reflètent sensiblement le mouvement général de plateau : un anticlinal de granites migmatitiques, subhorizontaux dans la partie Sud Est du périmètre qui s’inclinent très légèrement dans le Nord Ouest et accusent un pendage Nord Ouest plus marqué en approchant la partie septentrionale de Manankazo.
Sol
Les sols de Manankazo évoluent sur une roche mère constituée de migmatites et de migmatites granitoïdes, et sur une surface d’aplanissement ancien formée au crétacé terminal (BESAIRIE 1960). L’encaissement du réseau hydrographique a engendré des vallonnements assez doux et des versants de pente faible à moyenne. Les formes de rajeunissement donnent ainsi des collines à larges replats sommitaux. En général, les sols de la région sont variés selon l’exposition des versants. Ce sont des sols généralement classés dans le groupe de sols ferrallitiques jaune sur rouge lessivés et à pH bas, qui prennent naissance sur un matériel profondément désaturé, concrétionné, et remanié. Sur les hauteurs, dans les conditions de mauvais drainage, il y a concentration du fer sous l’action de l’hydromorphie. Ceci engendre le cuirassement ou la formation de tâches qui durcissent en concrétions dans les horizons supérieurs. Ces concrétions sont abondantes sous l’horizon humifère. Elles sont recouvertes d’une pellicule ferrugineuse jaune rouille ou rouge violacée, présentant une cassure rouge violacée et contiennent des grains de quartz.
Le profil général du sol est du type jaune sur rouge selon HERVIEU (1967). La couleur jaune de l’horizon supérieur est due à la présence en forte proportion de la goethite (hydroxyde de fer ) selon BOURGEAT (1972), et au lessivage du fer selon THIBOUT (1966).
Milieu social, culturel et économique
Cette région est caractérisée par une faible densité démographique et par une population jeune dont la moitié ont au moins de 18 ans. Cette population est composée en majorité par l’ethnie « Merina ». D’autres groupes d’immigrants comme les «Betsimisaraka » et « Betsileo »…se sont aussi installés dans la région.
Dans ce village où nous avons effectué notre étude, la production du riz constitue la principale activité de la population, surtout la riziculture irriguée. Les cultures pluviales et le système agropastoral ne constituent qu’un complément des besoins alimentaires. Néanmoins, la culture légumineuse à graines a son importance dans l’activité économique de la population.
Quant à l’élevage des bovins, cette région présente un effectif peu élevé (537 têtes l’année 2001 selon la monographie de la commune Ankazobe). Senourrissant de Graminées, Ces bovins divaguent sur d’immense surface de versants.
PRESENTATION DES METHODES EXPERIMENTALES
Présentation des agroécosystèmes étudiés
Choix des agroécosystèmes
On rappelle que les objectifs de notre étude étaient :
– Evaluer et comparer l’influence de diverses techniques conservatoires du sol sur l’amélioration des propriétés chimiques, physiques, hydriques et biologiques du sol.
– Rechercher quelles sont les meilleures techniques culturales conservant le sol et améliorant sa productivité afin de les appliquer au développement rural.
Ainsi, nous avons effectué le choix de plusieurs agroécosystèmes permettant de réaliser ces objectifs. En effet, plusieurs études ont montré que les caractéristiques des sols sous forêt naturelle sont connues les plus idéales, grâce à l’abondance de matière organique fournie par une biomasse importante. Nous avons considéré cet écosystème comme une référence de fertilité maximale du sol à atteindre. A l’opposé, le témoin de référence à fertilité minimale est montré par les prairies à steppe d’Aristida multicaulis à sols dégradés par les feux de brousse très fréquents. Cette situation couvre la majorité de la région de Tampoketsa et nécessite la recherche de techniques d’amélioration de la fertilité du sol pour aider les paysans à accroître leur production agricole. En outre, cette situation permet de démontrer les effets néfastes des feux de brousse pour sensibiliser les paysans à ne plus les pratiquer. Ainsi, c’est par rapport à ces deux conditions extrêmes que nous allons situer les différents dispositifs agroforestiers à espèces légumineuses arbustives, reconnues très efficaces pour l’amélioration de la fertilité des sols.
Ces dispositifs agroforestiers seront comparés pour en déduire les meilleures techniques de conservation des sols et d’amélioration de la productivité à proposer aux paysans. On note que la durée de la jachère légumineuse d’un minimum de 2 ans jusqu’à 10 ans a été entreprise pour pouvoir obtenir le maximum d’efficacité sur l’amélioration de la fertilité des sols dégradés.
|
Table des matières
INTRODUCTION
Ière PARTIE : PRESENTATION DU MILIEU D’ETUDE ET DES METHODES EXPERIMENTALES
Chapitre I : Présentation du milieu d’étude
1.1 – Situation géographique et administrative
1.1.1 – Localisation
1.1.2 – Situation administrative
1.2 – Milieu physique
1.2.1- Climat
1.2.2- Hydrographie et dynamique de l’eau
1.2.3- Géomorphologie
1.2.4- Géologie
1.2.5- Sol
1.2.6- Végétation
1.3 – Milieu social, culturel et économique
Chapitre II: Présentation des méthodes expérimentales
2.1 – Présentation des agroécosystèmes étudiés
2.1.1- Choix des agroécosystèmes
2.1.2- Description des agroécosystèmes
2.2 – Démarches méthodologiques
2.2.1- Etude bibliographique
2.2.2- Expérimentations sur terrain et collectes des données
2.2.3- Méthodes d’analyse des sols au Laboratoire
2.2.4- Méthodes d’analyse des tissus végétaux
2.2.5- Traitements et Analyses des données
2.3- Résumé de la méthodologie
2ème PARTIE : RESULTATS OBTENUS
Chapitre I : Description du profil pédologique sous chaque agroécosystème
1.1- Profils pédologiques
1.2- Analyse granulométrique
Chapitre II : Caractérisation de la biomasse à la fin de la période de jachère légumineuse arbustive
2.1- Résultats d’analyse chimique des plantes des divers agroécosystèmes
2.1.1- Composition moyenne de la biomasse totale
2.1.2- Classement des différents agroécosystèmes par ordre de grandeur décroissant selon la teneur en éléments minéraux de la biomasse
2.1.3- Poids de la biomasse totale pour chaque agroécosytème
2.1.4- Poids des éléments minéraux dans la biomasse totale
Chapitre III: Caractérisation de l’état du sol à la fin de la période de jachère légumineuse arbustive
3.1- Caractéristiques physico-chimiques et hydriques du sol avant enfouissement de la biomasse de jachère
3.2- Caractéristiques physico-chimiques et hydriques du sol après coupe et enfouissement de la biomasse de jachère dans le sol
3.3 – Caractéristiques chimiques finales du sol après de la récolte du haricot
Chapitre IV: Résultats de comptage des diverses espèces de pédofaune présentes dans chaque agroécosystème
3ème PARTIE : IMPORTANCE DU ROLE DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS L’AMELIORATION DE LA FERTILITE DU SOL
Chapitre I : Cycle et Processus de la décomposition de la matière organique
Chapitre II : Relation entre le taux de matière organique dans le sol et la quantité de végétation du sol
Chapitre III : Relation entre les caractéristiques du sol et celles de la biomasse végétale du sol
Chapitre IV : Relation entre les paramètres de fertilité du sol et le taux de matière organique du sol
4.1- Etude de la corrélation entre les différentes caractéristiques du sol par l’analyse des variables en composantes principales (ACP)
4.2- Corrélation entre le taux de matière organique du sol et les autres caractéristiques du sol
4.3 – Détermination de la relation entre les paramètres de fertilité chimique du sol et le taux de matière organique
4.3.1- Augmentation des éléments minéraux du sol en fonction du taux de matière organique
4.3.2- Augmentation du pH du sol en fonction du taux de matière organique
4.3.3- Augmentation de la capacité d’échange cationique du sol en fonction du taux de matière organique
4.4- Détermination de la relation entre les paramètres de fertilité physique du sol et le taux de matière organique du sol
4.4.1- Augmentation de la porosité du sol en fonction du taux de matière organique
4.4.2- Augmentation de la stabilité structurale du sol en fonction du taux de matière organique
4.5- Détermination de la relation entre la conductivité hydrique du sol à saturation et le taux de matière organique
Chapitre V : Conclusion partielle sur les rôles bénéfiques de la matière organique pour l’amélioration de la fertilité des sols
5.1- Fertilité physico-hydrique
5.2- Fertilité chimique
5.3 – Fertilité biologique
4ème PARTIE : EVALUATION DE L’AMELIORATION DE LA FERTILITE DU SOL SOUS JACHERE LEGUMINEUSE ARBUSTIVE PAR RAPPORT AU TEMOIN PRAIRIE BRULEE ANNUELLEMENT ET PAR RAPPORT A LA FORET NATURELLE
Chapitre I : Evaluation du pourcentage d’amélioration de la fertilité du sol à la fin de la période de jachère légumineuse (situation avant et après enfouissement de la biomasse)
Chapitre II : Classification par AFD des différents types d’agroécosystèmes selon le degré d’efficacité pour l’amélioration de la fertilité du sol
2.1- Détermination des différentes classes d’agroécosystèmes par l’AFD
2.2- Synthèse des pourcentages d’amélioration des caractéristiques de fertilité du sol par rapport à PBA
Chapitre III : Relation entre le pourcentage d’accroissement des caractéristiques de fertilité du sol et la quantité de la biomasse végétale du sol
Chapitre IV : Processus d’amélioration des caractéristiques de fertilité du sol par la biomasse végétale arbustive légumineuse
4.1- Processus d’amélioration des caractéristiques de fertilité chimique du sol
4.2- Processus d’amélioration des caractéristiques de fertilité physicohydrique du sol
5ème PARTIE : IMPORTANCE DES ROLES DE LA PEDOFAUNE DANS L’AMELIORATION DE LA FERTILITE DU SOL POUR LES DIVERS AGROECOSYSTEMES ETUDIES
Chapitre I : Description des caractéristiques des diverses espèces de pédofaune observées dans les différents types d’agroécosystèmes
1.1- Description morphologique des diverses espèces de pédofaune observées dans les différents types d’agroécosystèmes
1.2- Classification des organismes du sol selon leur mode de nutrition
Chapitre II: Rôles de la pédofaune dans l’amélioration de la fertilité du sol
2.1- Rôles de la pédofaune pour la décomposition de la matière organique
2.1.1- Relation d’accroissement du taux de matière organique du sol en fonction de la quantité de pédofaune présente dans le sol
2.1.2- Activités biologiques de la pédofaune dans la décomposition de la matière organique et interaction avec la microflore (DEPRINCE, 2003)
2.2- Rôles de la pédofaune dans l’amélioration de la structure du sol
2.2.1- Relation d’accroissement de la porosité du sol et de la conductivité hydraulique du sol en fonction de la quantité de pédofaune du sol
2.2.2- Actions de la pédofaune sur l’amélioration de la porosité et de la conductivité hydraulique du sol
2.2.3- Actions de la pédofaune sur l’amélioration de la stabilité structurale du sol
Chapitre III: Rôles bénéfiques de l’agroforesterie à espèces légumineuses dans l’amélioration de la fertilité des sols par le processus biologique
3.1- Les organismes bioindicateurs de la fertilité du sol
3.2- Haute biodiversité de la pédofaune et fertilité du sol liées au type d’humus Mull
3.3- Importance des jachères légumineuses arbustives sur l’amélioration de la fertilité du sol par le processus biologique
Chapitre IV: Utilisation de la pédofaune pour l’amélioration de la productivité agricole et la protection du sol contre le ruissellement et l’érosion
Chapitre V : Effets néfastes des feux sur la destruction de la pédofaune et la dégradation de la fertilité du sol
6ème PARTIE : ETUDE DE L’EVOLUTION STRUCTURALE DE LA SURFACE DU SOL SOUS LA PLUIE ET ETUDE DE LA PRODUCTIVITE AGRICOLE APRES ENFOUISSEMENT DE LA JACHERE LEGUMINEUSE
Chapitre I: Etude de l’évolution de l’état structural de surface du sol nu sous la dégradation par les pluies au cours du cycle cultural
Chapitre II : Amélioration de la productivité agricole du sol après enfouissement de la biomasse totale de la jachère légumineuse
2.1- Rendement de haricot obtenu sur les différents agroécosystèmes après enfouissement de la biomasse de jachère
2.2- Relation entre le rendement agricole et les caractéristiques de fertilité du sol
2.2.1- Influence des caractéristiques chimiques du sol sur le rendement agricole
2.2.2- Influence des caractéristiques physico-hydriques du sol sur le rendement agricole
7ème PARTIE : ETUDE DE LA SUSCEPTIBILITE A L’EROSION DES SOLS NUS ET DES SOLS PAILLES AMELIORES APRES ENFOUISSEMENT DE JACHERE LEGUMINEUSE ASSOCIEE DE COURTE DUREE
Chapitre I : Résultats obtenus
1.1- Analyse chimique des plantes
1.1.1- Composition en éléments minéraux des plantes
1.1.2- Poids des éléments minéraux dans la biomasse de chaque parcelle (valeur x 10-2)
1.1.3- Résultats de mesure de la biomasse totale enfouie
1.2- Analyse physico-chimique et hydrique des sols avant et après enfouissement de la biomasse et avant mesure d’érosion
1.3- Résultats de mesure d’érosion totale
Chapitre II : Evaluation de l’amélioration de la fertilité du sol après enfouissement de la biomasse de jachère légumineuse associée de courte durée – Comparaison par rapport au témoin de prairie dégradée nue (PTE)
Chapitre III : Evaluation de la susceptibilité à l’érosion des sols nus améliorés par enfouissement de jachère légumineuse de courte durée
Chapitre IV : Relation entre l’érosion totale obtenue et les caractéristiques initiales du sol avant mesure d’érosion
Chapitre V : Evaluation de la susceptibilité à l’érosion des sols paillés améliorés par enfouissement de jachère légumineuse de courte durée
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
