La fertilité du sol et le changement climatique

Un article de Ngoma.

La fertilité des sols est en baisse dans de nombreuses régions de l’Afrique sub-saharienne. Le changement climatique devrait occasionner des événements météorologiques plus extrêmes comme des inondations, des sécheresses et du temps plus imprévisible. Ces changements ne feront vraisemblablement qu’accentuer les problèmes rencontrés au niveau de la fertilité des sols. La fertilité des sols diminue pour diverses raisons. Certaines pratiques agricoles courantes, dont le brûlage des résidus de culture et l’abandon des sols à nu et sans protection contre le soleil et le vent, font partie du problème. L’utilisation excessive ou insuffisante d’engrais et les rotations de cultures inadéquates entraînent également une diminution de la fertilité des sols. Mais il existe de nombreuses pratiques traditionnelles et modernes qui peuvent contribuer à améliorer la fertilité des sols et aider les agriculteurs à rendre leurs fermes plus résilientes et résistantes au climat changeant. Elles englobent le micro-dosage des engrais, l’utilisation plutôt que le brûlage des résidus de culture et des autres matières organiques, la plantation de cultures et d’arbres fixateurs d’azote, le bon usage du compost et du fumier, ainsi que la prise de mesures pour prévenir l’érosion éolienne et hydrique. Une bonne stratégie en matière de fertilité des sols consiste pour les agriculteurs à faire le meilleur usage de toutes les sources organiques de nutriments pour les végétaux. Il est également sage de recourir à des pratiques qui conservent le sol et l’eau et, dans la mesure du possible, d’utiliser avec prudence de petites quantités d’engrais inorganiques coûteux. Les sources organiques de nutriments englobent les légumineuses, les engrais verts et les plantes-abri, ainsi que les composts et les fumiers animaux. La meilleure des pratiques variera selon la région et s’appuiera souvent sur les connaissances locales.

• Informations documentaires

Un sol fertile possède les propriétés suivantes.

• Il est riche en nutriments qui sont nécessaires pour la nutrition des plantes, notamment l’azote, le phosphore et le potassium (N-P-K). • Il contient des oligo-éléments qui sont également essentiels pour la nutrition des plantes, mais qui sont nécessaires en quantités beaucoup plus faibles que N-P-K. Ils englobent le boron, le cobalt, le cuivre, le fer et plusieurs autres éléments.

• Il contient de bons niveaux de matière organique, ce qui améliore la structure du sol et sa capacité de rétention de l’eau.

• Le pH du sol (indicateur de l’acidité ou de l’alcalinité) est équilibré.

• Il a une bonne structure du sol, si bien qu’il se draine bien.

• Il contient toute une gamme de macro-organismes (vers de terre, termites, etc.) et de micro-organismes (champignons, bactéries, etc.) qui aident à supporter la croissance et la santé des plantes.

Comment le sol est-il dégradé?

Lorsque les nutriments qui engendrent la fertilité des sols sont éliminés sans être remplacés, ou lorsque les conditions qui favorisent la fertilité des sols ne sont pas conservées, le sol devient dégradé, ce qui aboutit à des rendements faibles. Les sols africains sont souvent pauvres en nutriments au départ. Si vous y ajoutez l’effet combiné des périodes de jachère plus courtes et de la monoculture, de l’agriculture sur brûlis, ainsi que d’autres facteurs, les sols peuvent devenir fortement dégradés ou épuisés. La dégradation du sol peut survenir à la suite d’un excès de labourage des terres, qui endommage la structure du sol. De même, la surutilisation d’intrants, comme les engrais synthétiques et les herbicides, peut laisser des résidus et des accumulations qui gênent le travail des micro-organismes. Une accumulation de sel dans le sol, souvent associée à l’irrigation, peut tarir la fertilité et limiter les rendements des cultures.

Le sol qui est laissé à nu après le brûlage des résidus ou la récolte des cultures est vulnérable à l’érosion éolienne et pluviale. La couche arable qui est lessivée ou soufflée au loin contient la majorité des nutriments du sol. Dans les régions sèches, certains sols sont fortement dégradés. Certains sols nus et croûtés sont virtuellement « morts ». Cependant, un projet a démontré au Burkina Faso que les agriculteurs peuvent obtenir de bons résultats même avec ces genres de sols. Les agriculteurs ont appliqué du paillis pour attirer les termites. Ces dernières cassent ensuite le sol durci, ce qui augmente l’infiltration d’eau. La terre devient suffisamment productive pour la culture en quelques mois.

Un peu de pédologie

Les caractéristiques physiques du sol déterminent la quantité d’eau qu’il retiendra. Les sols qui retiennent une bonne quantité d’eau ont de nombreuses petites pores qui gardent l’eau jusqu’à ce qu’elle puisse être absorbée par les racines des plantes. Le sol doit aussi être convenablement aéré. L’air est stocké dans des pores plus larges dans le sol. Les sols qui ont été comprimés par le poids constant du matériel ou du bétail n’aura pas une bonne structure, contiendra peu d’eau ou d’air et aura donc une mauvaise fertilité. La chimie du sol affecte la disponibilité des nutriments végétaux qu’il contient. Le niveau du pH du sol, de concert avec son aération, affecte la forme sous laquelle les nutriments se trouvent dans le sol. Une mesure appelée CEC (capacité d’échanges de cations) mentionne la quantité et le genre d’argile contenu dans les sols, ainsi que la teneur en matière organique. Un bon niveau de CEC indique qu’un sol peut retenir des nutriments sous une forme qui est facilement disponible pour absorption par les racines des plantes. En général, les sols qui contiennent de grandes quantités d’argile (plutôt que du sable) et un pourcentage élevé de matière organique ont de meilleurs niveaux de CEC.

La vie biologique dans le sol – abritant des macro-organismes et des micro-organismes qui vivent dans le sol (endogés) – décompose les résidus de culture en matière organique. Une vie biologique saine dans le sol restreint également de nombreuses maladies des plantes et les parasites endogés qui endommagent les récoltes.

Le niveau de matière organique dans le sol est crucial pour la fertilité des sols. Les niveaux de matière organique affectent la structure du sol, la capacité d’échange de cations, la quantité d’eau que le sol peut retenir et le niveau de nutriments disponibles pour la croissance des végétaux.

Gérer la fertilité des sols : principes et pratiques

Un système appelé gestion intégrée des nutriments végétaux recommande que les agriculteurs utilisent les trois principes suivants pour obtenir la meilleure fertilité des sols :

• maximiser l’usage de sources organiques d’engrais;

• minimiser la perte de nutriments du sol en utilisant des méthodes de conservation de la terre et de l’eau;

• utiliser avec précaution des engrais inorganiques selon les besoins.

Utilisation de matière organique pour fertiliser le sol : Mode de fonctionnement

Les micro-organismes décomposent les matières organiques comme les résidus de culture. Cette décomposition libère des nutriments que les racines des plantes peuvent absorber. L’azote est minéralisé par les micro-organismes. Cela signifie que les micro-organismes décomposent l’azote en le transformant sous des formes qui sont plus faciles à utiliser par les plantes. Mais les micro-organismes eux-mêmes consomment des nutriments comme le carbone et l’azote.

Toutes les matières organiques sont constituées d’environ la moitié de carbone. Mais le niveau d’azote varie considérablement entre les différents types de matières. En général, la matière organique qui est vieille et coriace a un ratio élevé carbone/azote (ratio C:N). La teneur en azote est donc faible par rapport à la quantité de carbone. La matière jeune et succulente a généralement un faible ratio C: N et donc une teneur plus élevée en azote.

Si on ajoute de la matière organique vieille et coriace (comme de la paille) au sol ou à un tas de compost, les micro-organismes du sol auront tout d’abord besoin de plus d’azote que la paille peut en libérer. Alors, ils absorberont non seulement tout l’azote qui est libéré de la paille, mais également tout l’azote qui est disponible dans le sol. Par conséquent, après avoir incorporé la paille dans le sol, il y a une période de temps durant laquelle tout l’azote disponible dans le sol est absorbé par les micro-organismes. C’est ce qu’on appelle l’immobilisation. Peu ou pas d’azote est ensuite disponible pour les plantes. Lorsque la paille est complètement décomposée, il n’y a plus assez de nourriture disponible pour tous les micro-organismes. Une grande proportion des micro-organismes meurent alors et sont eux-mêmes décomposés. L’azote que les micro-organismes avaient immobilisé est alors disponible pour les plantes. Dans des conditions chaudes et humides, ce cycle survient rapidement et la période d’immobilisation est courte, mesurée en semaines. Dans les régions plus sèches, la période d’immobilisation est plus longue, durant plus d’une saison de croissance.

Cultures de légumineuses

Les légumineuses ajoutent de l’azote dans le sol, surtout par les feuilles qui tombent, mais aussi lorsque leurs racines et leurs nodules riches en azote se décomposent sous terre. La matière organique produite par les légumineuses est riche en azote, se décompose rapidement et représente une bonne source d’azote pour les autres plantes. Les légumineuses herbacées (non ligneuses) à enfouir comme engrais vert (souvent appelées plantes-abri) et les arbres légumineux à croissance rapide constituent d’excellents moyens d’améliorer la fertilité des sols. Les plantes-abri fournissent également une couverture dense qui peut empêcher l’érosion du sol, l’évaporation de l’eau et supprimer les mauvaise herbes.

Mais les légumineuses ont besoin de bonnes conditions pour pousser et les agriculteurs peuvent avoir à améliorer le sol en premier lieu, afin que les légumineuses puissent contribuer à la fertilité des sols. Le problème le plus courant est une carence en phosphore. Dans les sols très acides, le chaulage ou l’ajout de fumier animal peut hausser le pH et accroître la disponibilité de phosphore. Dans la plupart des sols, la seule option consiste cependant à ajouter du phosphore. Comme les engrais phosphatés ne sont normalement pas abordables pour les agriculteurs africains, une bonne stratégie consiste à utiliser des phosphates naturels. Un agriculteur devrait faire preuve de prudence pour trouver des sources de phosphates naturels efficaces en vue de fournir des nutriments à ses cultures. Les sources de phosphates naturels peuvent être obtenues auprès des agents de vulgarisation ou des bureaux agricoles du district.

Certaines pratiques en matière de fertilité des sols sont indigènes à des régions particulières. Par exemple, dans les monts Usambara au nord-ouest de la Tanzanie, les agriculteurs utilisent une plante locale appelée Tighutu pour accroître la fertilité des sols (consulter la ressource 17). Dans le centre de l’Inde, les agriculteurs répandent des coques d’arachides sur la litière du bétail et les retirent lorsqu’elles sont imbibées d’urine, puis les mélangent avec des déjections animales . Dans les régions proches du lac Victoria et ailleurs, on utilise la jacinthe d’eau comme base pour faire du compost.

Expérimentation des agriculteurs – Des tests pour déterminer la meilleure façon d’utiliser différentes sortes de matières organiques pour fertiliser le sol

Des chercheurs analysent la qualité des résidus de culture dans un laboratoire. Ils utilisent du matériel pour effectuer des tests qui mesurent la quantité d’azote, de carbone, de lignine et d’autres substances contenus dans les résidus. Mais des tests peuvent également être effectués par les agriculteurs. Par exemple, les niveaux d’azote dans les feuilles et dans d’autres matières peuvent être estimés tout simplement en se basant sur la couleur. Les feuilles vert foncé ont plus d’azote et font un bon engrais. Les feuilles jaunes ont moins d’azote et ne constituent pas, par elles-mêmes, un bon engrais.

L’utilisation de ce test simple pour l’azote et de tests simples pour deux substances – la lignine et les polyphénols – donne lieu aux lignes directrices suivantes à utiliser pour les matières organiques.

• Les feuilles vert foncé pauvres en lignine mais qui ont un goût astringent (amer) ne devraient pas être incorporées directement, mais peuvent être mélangées à des engrais achetés ou à de la matière organique de haute qualité pour une application ultérieure dans le sol.

• Les feuilles vert foncé qui se déchirent facilement sont pauvres en lignine. Les feuilles vert foncé pauvres en lignine et qui n’ont pas un goût astringent (des polyphénols) font le meilleur engrais et peuvent être incorporées directement aux cultures annuelles.

• Les feuilles qui sont pauvres en azote (jaunâtres, plutôt que vert foncé) et qui se déchirent facilement (faibles en lignine) peuvent également être mélangées à des engrais ou ajoutées à du compost.

• Les feuilles qui sont pauvres en azote et qui ne se déchirent pas facilement sont utilisées au mieux comme fumigation en surface pour le contrôle de l’eau et de l’érosion (comme paillis).

À l’aide de ce genre de tests et de lignes directrices dans une école agricole de terrain au Kenya, des agriculteurs ont cueilli des feuilles vertes fraîches de plantes de haies et les ont incorporées dans des tas de compost pour accélérer la dégradation. Ces agriculteurs vivaient une très grave pénurie de résidus organiques riches en azote. Ces matières étaient surtout utilisées pour fertiliser des tomates et des choux de grande valeur. Des épis de maïs égrenés servaient de combustible pour cuisiner, en particulier chez les ménages plus pauvres. Les agriculteurs ayant des tas de matières organiques de mauvaise qualité les ont utilisées comme litière pour le bétail et ont fini par les ajouter au tas de fumier, ou bien comme paillis pour contribuer à la conservation des sols. Les agriculteurs ont appris que les feuilles ou les matières plus succulentes et fibreuses, comme le sisal et Euphorbia, se sontdégradées lentement, étaient difficiles à broyer, difficiles à composter et/ou peu utiles pour la gestion des nutriments.

Voici d’autres pratiques utiles pour améliorer la fertilité des sols.

• Compostage : Faire du compost implique de mélanger des matières végétales fraîches « vertes » qui contiennent beaucoup d’azote (par exemple des feuilles fraîches et des déchets alimentaires domestiques) à des matières « brunes » plus vieilles comme des résidus de culture à teneur élevée en carbone. Ces matières sont mélangées et ensuite désintégrées – normalement dans une fosse à compost ou un tas de compost – par la décomposition aérobie (en présence d’oxygène) en un riche sol noir. La décomposition est effectuée par des micro-organismes, surtout des bactéries mais aussi des levures et des champignons. Le processus de compostage est simple et peut être pratiqué par les gens dans leurs maisons, par les agriculteurs sur leurs terres et même par les citadins. Il y a maintes façons de créer et d’utiliser un compost.

• Fumier animal : Le fumier animal contribue à la fertilité des sols en ajoutant de la matière organique et des nutriments, surtout de l’azote. Le fumier du bétail contient souvent des matières végétales comme la paille utilisée comme litière des animaux. La litière du bétail est également utile parce qu’elle a souvent absorbé des déjections et de l’urine animales.

• Usage de phosphates naturels : Il s’agit de pierres de mine qui contiennent du phosphate et qui sont utilisées pour fournir le phosphore minéral, le P dans N-P-K. On trouve des gisements de phosphates naturels au Sénégal, en Afrique du Sud, au Mali, en Tanzanie, au Nigeria, au Niger et dans quelques autres pays africains.

• Agroforesterie : Faire pousser des arbres et des arbustes avec des cultures réduit la perte de nutriments du sol. Étant donné que les arbres et les buissons ont habituellement des systèmes radiculaires très développés, ils peuvent absorber et emmagasiner de nombreux nutriments qui ne sont pas disponibles pour les cultures dotées de racines peu profondes. De cette façon, les arbres et les arbustes empêchent les nutriments d’être lessivés durant les périodes où aucune autre récolte n’est cultivée. Après la chute des feuilles ou des boutures sur le sol, les nutriments deviennent à nouveau disponibles pour les cultures à mesure que les feuilles et les boutures se décomposent. Les arbres et les arbustes peuvent également former des haies qui protègent les cultures et le sol du vent et des fortes pluies qui ruissellent sur la surface du sol. Par exemple, en Afrique de l’Ouest, l’espèce Acacia augmente la fertilité des sols en fournissant de la matière organique dans ses feuilles, en fixant l’azote dans le sol, en capturant des nutriments avec son vaste système radiculaire et en faisant de l’ombre au bétail pendant la saison sèche (les déjections des vaches améliorent aussi la fertilité des sols).

Micro-dosage d’engrais inorganiques

Les engrais inorganiques sont souvent trop chers pour les petits exploitants agricoles, surtout les dosages recommandés habituellement suggérés par les agents de vulgarisation ou les fournisseurs d’engrais. Toutefois, des recherches récentes ont démontré que, moyennant des applications prudentes, des doses nettement plus faibles d’engrais inorganiques peuvent avoir une incidence très positive sur les rendements des cultures. C’est ce qu’on appelle le micro-dosage. De concert avec une utilisation extensive de matières organiques et avec des efforts visant à conserver le sol et l’eau, les engrais inorganiques peuvent constituer un intrant utile.

Le micro-dosage est simple. Voici comment cela fonctionne : on met des engrais comme du diphosphate d’ammonium (DAP) ou du N-P-K (engrais azote-phosphore-potassium) dans des trous de plantation avec la graine et on recouvre ensuite de terre. En Afrique de l’Ouest, les agriculteurs ont trouvé une méthode à faible main d’œuvre pour le micro-dosage. Pendant qu’un agriculteur parcourt le champ en creusant des trous de plantation, un autre le suit avec deux récipients : l’un avec la semence et l’autre avec le DAP ou le N-P-K. Il plante la graine, ajoute une pincée d’engrais et repousse la terre sur le trou avec son pied. La pincée d’engrais pèse environ 2 grammes, même si on doit ajouter que, dans certaines régions, des quantités encore plus faibles ont considérablement accru les rendements. Le micro-dosage est complété par un gramme d’urée par plante trois semaines après le semis. Dans le Sahel de l’Afrique de l’Ouest, le micro-dosage a donné des augmentations de rendement de 44 à 120 % pour le millet perlé (ou millet à chandelles ou millet d’Afrique) et le sorgho.

Source: www.farmradio.org