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Analyse des flux de biomasse et des transferts de la fertilité à l'échelle du territoire villageois en Afrique sub-sahélienne : opportunités d'intégration fonctionnelle agriculture - élevage

Diarisso Tidiane. 2015. Analyse des flux de biomasse et des transferts de la fertilité à l'échelle du territoire villageois en Afrique sub-sahélienne : opportunités d'intégration fonctionnelle agriculture - élevage. Montpellier : Montpellier SupAgro, 138 p. Thèse de doctorat : Sciences Agronomiques : Montpellier SupAgro

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Encadrement : Tittonell, Pablo ; Corbeels, Marc

Abstract : Dans les systèmes agropastoraux d'Afrique de l'ouest les résidus de récolte disponibles sur les parcelles récoltées au sein des territoires villageois constituent une source capitale de fertilisants organiques pour l'entretien de la productivité des sols des exploitations agricoles. Leur accès est régi par les règles de vaines pâtures instaurées par les autorités traditionnelles qui autorisent la consommation des résidus de récolte par les troupeaux du village et ceux des troupeaux transhumants. Des contrats de fumure entre producteurs sans troupeaux et producteurs détenteurs de troupeaux permettent ainsi des restitutions de fumure sur les parcelles des premiers en échange de résidus. Ces règles et contrats se traduisent par des flux de biomasses (résidus de récolte et fumure organique) et des transferts de fertilité des sols entre exploitations agricoles au sein du territoire villageois. La croissance démographique rapide observée en Afrique de l'Ouest accompagnée du développement de la traction animale a conduit à une augmentation des surfaces cultivées, des effectifs animaux et à une saturation de l'espace agricole. La disparition associée des contrats de fumure entre les exploitations s'est traduite par une accumulation de fertilité sur les parcelles des producteurs détenteurs de troupeaux au détriment de ceux sans troupeaux. L'objectif de cette thèse est d'explorer différents scénarios de changements de flux de nutriments à l'échelle du territoire villageois sur le fonctionnement des systèmes agropastoraux et la productivité du sol afin de contribuer à l'élaboration de cadres de gestion des ressources agropastorales (résidus de récolte et herbes de pâturage). On a construit quatre types d'exploitation sur la base de leurs capacités de production (nombre d'animaux, main d'oeuvre, équipement, etc.) et des objectifs de production. On a choisi trois exploitations par type (12 exploitations au total par village) pour lesquelles on : i) a quantifié tous les flux de ressources organiques et inorganiques à trois niveaux : l'exploitation, les sous-systèmes de l'exploitation, et les parcelles de l'exploitation ; et ii) évalué l'efficacité de l'utilisation des nutriments et réaliser les bilans en nutriments. Un modèle multi-agents a été développé prenant en compte les transferts de biomasses et des nutriments entre les différentes exploitations agricoles. Les effets de changements climatiques (baisse de 25 % de la pluviométrie par rapport à celle observée dans la zone d'étude) et de l'introduction de 10 % ou 30 % de l'agriculture de conservation sur la production de grain de maïs et la fumure organique chez les exploitations agricoles ont été explorés. Quatre types d'exploitation ont été identifies : producteur d'agriculture de subsistance (SO), producteur intégré au marché (MO), l'agriculteur –éleveur (AE) et l'éleveur – agriculteur (EA). Les deux derniers types d'exploitation collectent au moins 50 % de leurs résidus de récolte qu'ils conservent comme stock fourrager, contre 30 % pour les autres types. Les animaux des types, AE et EA consomment aussi 90 % des résidus restant sur leurs parcelles avant de consommer ceux sur les parcelles des autres types d'exploitation. Le fumier de bovins disponibles dans le village est principalement utilisé pour fertiliser les champs des types d'exploitation, AE et EA. Ces dernières présentent souvent des bilans en nutriments positifs. Les rendements moyens de cultures principales et l'efficience agronomique de l'azote moyen observé étaient beaucoup plus faibles, et de larges écarts ont été révélés entre les types d'exploitations. La conversion de 30 % de superficie cultivable en agriculture de conservation a un résultat négatif sur la production en grain de maïs à l'échelle du territoire villageois mais positif à l'échelle de l'exploitation pour les types SO et MO. Dans le scénario climatique, les types éleveur – agriculteur et agriculteur -éleveur subissent de manière générale les plus grandes baisses de productions en grain et en fumure organique que les autres types. L'amélioration de la gestion interne de nutriments grâce à un meilleur recyclage des biomasses, et l'utilisation plus efficace des engrais disponible est la première option pour les exploitations à faible facultés en ressources de production. (Résumé d'auteur)

Résumé (autre langue) : In west Africa agro-postoral systems, crop residues available on fields inside village territory constitute the main organic fertilizer to maintain farm sol productivities. Access to them it govern by traditional rules which authorize crop residues consumption by village and transhumant livestock. Organic fertilizer agreements between without livestock farmers and livestock owner farmers enable manure deposition on field of firsts in exchange of crop residues. These rules and agreements involve biomass flows and soil fertility transfers between farms inside village territory. Rapid demographic growths observed in West Africa accompanied with animal traction development has led to an increasing of cultivated area, animal numbers and raised saturation of agricultural lands. Likewise, disappearance of organic fertilizer agreements between farms resulted by an accumulation of fertility on fields of livestock owner farmers to the detriment of without livestock farmers. The objective of this thesis was to explore scenarios of nutrient flows changing at village territory scale on agro-pastoral systems functioning and soil productivity in order to contribute to agro-pastoral resources management framework elaboration. We built four farm types based their endowment resources (animal number, labor, equipment, etc.) et production objectives. We selected three farms per farm type (12 farms in total) for which we (i) quantified all the organic and inorganic resource flows at three levels: the farm, the subsystems of the farm, and the fields of the farm and (ii) assessed nutrient use efficiency and nutrient budgets. We built a multi-agent model to take in account biomass and nutrients transfers between farms types. We explored effects of (i) climatic change (declining of rainfall at 25% compared to that observed in the study area) and of (ii) introduction of 10% or 30% of conservation agriculture on maize grain and organic fertilizer productions of farms types. Subsistence oriented farm (SO), Market oriented farm (MO), Agro-pastoralist farm (AE) and Pastoralist (EA) were the four farm types indentified. The last two farm types collect at least 50% of their crop residue, they retain as feed stock, against 30% for the other farm types. Animals of farm types AE and EA, also consume 90% of the residues remaining on their plots before consuming them on the plots of other farm types. The cattle manure available in the village is mainly used to fertilize the fields of farm types, AE and EA. The latter often have positive nutrient balances. Average yields of the main crops and agronomic efficiency of the average nitrogen observed were much lower, and large differences were found between the types of farms. Conversion of 30% of cropland in conservation agriculture has a negative result on the maize grain production at village territory, but positive at farm level for farm types SO and MO. In climatic scenario, farm types, pastoralist and agro-pastoralist generally suffer the biggest declining of maize grain and organic fertilizer productions than other farm types. Improving internal nutrients management through better recycling of biomass, and more efficient use of fertilizers is the first option available for low resources endowment farms types. (Résumé d'auteur)

Mots-clés Agrovoc : Système agropastoral, Biomasse, Pâturages, Fertilité du sol, Fumure d'entretien, gestion des ressources naturelles, Fertilisation, Utilisation des déchets, Déchet agricole, Cycle de l'azote, Rendement des cultures

Mots-clés géographiques Agrovoc : Afrique au sud du Sahara, Afrique occidentale

Classification Agris : L01 - Animal husbandry
Q70 - Processing of agricultural wastes
P35 - Soil fertility
F08 - Cropping patterns and systems

Axe stratégique Cirad : Axe 1 (2014-2018) - Agriculture écologiquement intensive

Auteurs et affiliations

  • Diarisso Tidiane, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/578768/)

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