POTENTIEL DU LOMBRICOMPOST ET DES VERS DE TERRE A AMÉLIORER LA RÉSILIENCE CLIMATIQUE DU RIZ PLUVIAL : ESSAI EN SITUATION CONTROLÉE

Sur les Hautes Terres centrales de Madagascar, le riz pluvial occupe une place importante dans la
sécurité alimentaire. Pourtant, cette culture est particulièrement vulnérable au changement
climatique. De plus, les problèmes liés à la fertilité des Ferralsols limitent sérieusement la
production de cette culture. En vue de redresser la fertilité de ces sols, mais aussi d’améliorer le
rendement et la résilience climatique du riz pluvial, le projet Innov’Earth vise à proposer des
pratiques de fertilisation innovantes prenant en compte le lombricompost et les vers de terre. Cette
étude, inclut dans le cadre du projet Innov’Earth, a pour principal objectif de comprendre, par une
approche en situation contrôlée, si des fertilisations innovantes prenant en compte le
lombricompost et/ou les vers de terre pourraient améliorer la résilience climatique du riz pluvial.
Une expérimentation en salle d’incubation a donc été lancée dans laquelle nous avons appliqué
différentes situations climatiques au riz, en modifiant d’une part la température dans la salle pour
appliquer un stress thermique, et d’autre part, le régime hydrique du sol pour appliquer un stress
hydrique. Pour chaque situation climatique, deux facteurs ont été étudiés : (i) le type de fertilisant
organique, regroupant le fumier (en tant que témoin représentant la pratique paysanne) et le
lombricompost, et (ii) l’inoculation de vers de terre, regroupant des situations avec et sans vers de
terre. Au bout de 6 semaines de croissance, les résultats ont montré que dans toutes les situations
climatiques, le lombricompost a toujours montré une meilleure performance que le fumier sur tous
les paramètres de croissance du riz qui ont été mesurés. En effet, en assurant une bonne nutrition
à la plante, le lombricompost permet non seulement d’avoir une bonne croissance, mais favorise
également l’activation des différents mécanismes d’adaptation aux stress climatiques. D’autre part,
l’inoculation de vers de terre n’a pas montré d’effet significatif en absence de stress climatique,
mais en a montré en situation de stress, notamment un effet positif en situation de stress thermique
et un effet négatif en situation de stress hydrique. Il semblerait que ces effets soient dus à la
capacité des vers de terre à produire dans leurs turricules des substances similaires aux
phytohormones. Toutefois, des études plus approfondies sont à prévoir afin de confirmer et de
mieux comprendre les mécanismes réels régissant à travers les effets des phytohormones secrétées
par les vers de terre sur le comportement des plantes en situation de stress climatique. 
 

Indicateurs multicritères de performance de pratiques de restauration des fonctions écologiques des sols : Le contexte de la riziculture pluviale des hautes terres de Madagascar

Résumé 

Dans le contexte de la riziculture pluviale des Hautes-Terres de Madagascar, la restauration des fonctions écologiques des sols s’avère être pertinente pour améliorer la production et maintenir une fertilité acceptable des terres ferralitiques très pauvres en éléments essentiels. Le projet SECuRE a été mis en place pour restaurer ces fonctions écologiques des sols à partir de 16 pratiques de fertilisation différentes « SFR ». Le but de cette étude est l’évaluation de ces SFR sur trois axes de performance écologique, agronomique et de perception paysanne permettant d’aboutir à un « indicateur global multicritères ». Après deux années d’expérimentation, une série de descripteurs des performances agronomiques, écologiques ainsi que de perception paysanne ont été mesurés sur les différents traitement SFR et constitue le jeu de donnée de départ.

Les résultats de l’étude ont montré que les approches « statistiques » notamment pour sélectionner et pondérer les variables sont les plus robustes. Ce type d’indicateur a alors permis d’évaluer les pratiques SFR. De manière générale, les indicateurs ont permis d’identifier les pratiques apportant le plus de matières organiques mélangées à des matières minérales comme étant les plus performantes. Ces pratiques apportent en effet le plus de phosphore, calcium, magnésium et azote, éléments limitant dans le contexte d’étude. 

Patron de mémoire : Mario CANNAVACCIUOLO

Maître de stage : Eric BLANCHART

Soutenance : Indicateurs multicritères de performance de pratiques de restauration des fonctions écologiques des sols : Le contexte de la riziculture pluviale des hautes terres de Madagascar

Soutenance du mémoire de fin d’étude ESA Anger

Patron de mémoire : Mario CANNAVACCIUOLO

Maître de stage : Eric BLANCHART

Interaction entre matières organiques, vers de terre et mycorhizes sur la croissance du riz pluvial

Résumé

Actuellement, l’agriculture s’oriente vers des systèmes plus durables comme l’agroécologie. Généralement, la plupart des pratiques agroécologiques se focalisent sur la manipulation de la biodiversité aérienne au sein de l’agrosystème. Rares sont les pratiques axées sur l’intensification des processus écologiques du sol. Cependant, le sol joue un rôle primordial dans la fourniture des services écosystémiques. Notre étude a donc pour objectif de tester, dans une démarche agroécologique, l’effet de l’interaction des matières organiques, vers de terre et mycorhizes sur la croissance du riz pluvial. Une expérimentation en mésocosmes a été effectuée pour tester l’effet des matières organiques et des organismes du sol sur le riz. Cet essai s’est déroulé dans l’enceinte du Laboratoire des Radio Isotopes pendant huit semaines. Différents types de matières organiques sont utilisés comme le fumier traditionnel, le fumier amélioré, le compost, la corne de zébus, la poudrette de parc, le taroka, le terreau d’Andralanitra, le vermicompost, le lisier de porc et la fiente de volaille. Trois individus de vers de terre (Pontoscolex corethrurus) par pot sont introduits dans 1 kg de sol natif venant d’Imerintsiatosika. Les grains de riz sont inoculés avec une poudre de mycorhize avant le semis. Après huit semaines de croissance, notre étude a montré que les différents types de matières organiques ont une influence positive sur la croissance du riz (hauteur et biomasse) surtout la fiente de volaille et le lisier de porc. Les traitements avec fiente de volaille et lisier de porc offrent une augmentation en hauteur et en biomasse deux fois plus important que le témoin. L’interaction entre vers de terre et mycorhizes n’a pas d’effet remarquable sur le riz. Par contre, la présence de vers de terre seul a un effet plus important sur la croissance du riz comparé à l’interaction des matières organiques, des vers de terre et des mycorhizes.

Mots clés : Agroécologie, mycorhizes, matières organiques, Pontoscolex corethrurus, Ferralsol, nutrition.

Essai sur les pratiques de restauration des fonctions écologiques du sol sous riz pluvial dans le Moyen-Ouest du Vakinankaratra

Résumé

Face à l’imminence d’assurer la sécurité alimentaire dans le cadre des Objectifs de Développement Durable (ODD), l’agroécologie se présente comme un moyen pour atteindre cet objectif. La restauration des fonctions écologiques des sols est ainsi devenue primordiale. C’est pourquoi l’essai qui a été effectué se focalise sur cette restauration des fonctions écologiques du sol en testant différentes pratiques afin de déterminer lesquelles sont les plus performantes d’un point de vue écologique mais aussi agronomique. Cet essai s’est déroulé dans le Moyen-Ouest du Vakinankaratra sur le dispositif expérimental d’Ivory avec le riz pluvial comme culture. Vingt-deux traitements ont été testés avec quatre répétitions. Le paramètre étudié a été le type et la quantité d’amendements apportés. D’autres paramètres ont également été pris en considération tels que l’introduction de mutualistes sur certains traitements et l’année de culture des parcelles. Des mesures ont été effectuées au cours du cycle cultural que ce soit au niveau des descripteurs écologiques ou des descripteurs agronomiques. L'étude a pu démontrer que le pH est le principal descripteur écologique affecté par les amendements apportés. Le fumier amélioré à 6 t MS ha-1 ainsi que les assemblages organiques à base de fumier traditionnel, compost et lombricompost avec apport d’engrais minéraux sont les pratiques qui ont permis la meilleure augmentation de pH du sol. Concernant les descripteurs agronomiques, la plupart de ces descripteurs tels que le rendement en grains et en paille, la hauteur, la colonisation par les adventices ont été affecté par les amendements organiques mais aussi par la modification du pH du sol et par l’introduction de mutualistes. Ainsi les traitements les plus performants d’un point de vue écologique sont également performants d’un point de vue agronomique. Pour le cas de l’inoculation de vers de terre qui a été effectuée, la survie de l’espèce au sein des parcelles a été vérifiée et la densité de Pontoscolex corethrurus au niveau des parcelles a permis d’influencer positivement les performances agronomiques et écologiques des traitements. En effet, les traitements qui se sont avéré les plus performants au cours de cet essai sont les traitements à base de fumier amélioré à 6 t MS ha-1 ainsi que les traitements à base d’assemblages organiques de fumier traditionnel, compost et lombricompost à 2 t MS ha-1 chacun ; ce sont également des traitements qui ont bénéficié de l’introduction de mutualistes. Cependant, parmi ces traitements performants, la pratique à base de fumier amélioré est celle qui démontre de loin le meilleur rendement. Les recherches futures devraient donc s’orienter vers une plus grande valorisation de cet intrant.

Mots clés : amendements organiques, Pontoscolex corethrurus, pH, densité apparente, performances écologiques, macrofaune

Mise au point des pratiques innovantes de restauration de la fertilité des sols par des assemblages de matières organo-minérales

Des variétés de riz pluvial tolérantes à l’altitude ont été introduites à Madagascar dans les années 1990 pour palier à la faible production de riz. Ces variétés ont été plantées sur les Tanety dominés par des sols ferrallitiques très peu fertiles. Ce type de sol, en plus de son acidité, est carencé en plusieurs éléments : phosphore, azote et les bases échangeables (calcium et magnésium). Pour faire face à cette situation, la fertilisation par des matières fertilisantes organo-minérales (MAFORS) constitue une alternative. Les carences dans les sols ferrallitiques sont multiples ainsi des assemblages sont nécessaires pour favoriser l’interaction et la complémentarité des MAFORS. L’objectif est d’identifier des assemblages de MAFORS qui vont favoriser (i) la croissance, (ii) la nutrition de la plante cultivée ainsi que (iii) les fonctions écologiques du sol, i.e. stockage en carbone et nutriment. Un panel de dix-sept MAFORS disponibles sur les Hautes-Terres malgaches ont été sélectionnées et mélangées par trois dans des pots en PVC contenant 5 kg de sol sec. Une semence de riz pluvial de la variété Chomrhong Dhan a été plantée dans chaque pot pendant 60 jours. Au total, 150 pots ont été installés afin de voir les effets de chaque assemblage sur les fonctions de la plante et du sol. Les MAFORS ont ensuite été classées dans des groupes fonctionnels (GF) à l’aide d’un modèle combinatoire. Les MAFORS réunies dans un même GF ont les mêmes effets sur les fonctions étudiées : (i) croissance des plantes, (ii) nutrition des plantes et (iii) écologie du sol. La fonction de croissance est expliquée par 4 GFs alors que celle de la nutrition par5GFs. La corne de zébu est une matière clef qui forme un groupe à elle seule pour les deux fonctions citées. La fonction écologique du sol est expliquée par 4GFs dont un groupe clef formé par des fumiers, la poudrette de parc et le Taroka. Des orientations sur la stratégie de fertilisation du sol par des assemblages de fertilisants peuvent être conclues à l’issue des résultats de cette étude. Elle servira de guide sur des expérimentations du même contexte et sur des essais au champ.

Mots-clés : complémentarité des MAFORS, Chomrhong Dhan, croissance des plantes, nutrition des plantes, écologie du sol, modèle combinatoire

Pratiques agricoles et gestion de la fertilité des sols par les exploitations agricoles des hautes terres malgaches : cas des Communes d'Imerintsiatosika et de Morarano, District d'Arivonimamo, Région Itasy

A Madagascar, l’Agriculture reste une activité incontournable pour le développement socio-économique du pays. La mise en valeur des sols ferrallitiques des Hautes terres  qui sont fragiles et peu fertiles, la faible utilisation d’intrant, et la réduction de la jachère due à la pression foncière et démographique font de la gestion de la fertilité un enjeu majeur de la durabilité de production agricole. En ce sens, l’exploitation agricole (EA) doit recourir à différentes pratiques pour gérer et améliorer la fertilité. Cette étude a pour objectif  d’identifier et d’analyser les pratiques de  gestion  de  la  fertilité des exploitations agricoles dans les Communes de Morarano et d’Imerintsiatosika dans la région d’Itasy. Des enquêtes individuelles ont été menées auprès de 171 exploitations agricoles réparties dans quatre Fokontany concernant les pratiques agricoles et la gestion de la fertilité des sols. Grâce à la base de données ainsi constituée, les résultats ont montré que les pratiques de gestion de la fertilité du sol sont diversifiées. L’apport exogène d’éléments fertilisants revêt une grande importance parmi ces pratiques. Chaque exploitation dispose de fumures organiques  mais la différence repose sur la qualité et la quantité disponible avec une moyenne de 2,2t par exploitation  (CV 90%), sur le type de culture fertilisée et sur la quantité moyenne utilisée à l’hectare. Les fertilisants organiques et engrais minéraux sont destinés principalement aux cultures maraichères. La pratique de gestion de la fertilité par l’apport des engrais organiques et minéraux influe la performance économique des EA.

Mots  clés :  Système de production, système de culture, fumure, aménagement des terroirs, stratégie paysanne  

Pratiques agricoles et gestion de la fertilité des sols sur les Hautes-Terres de Madagascar : cas du Moyen-Ouest de la Région Vakinankaratra

Dans le Moyen-Ouest de la Région Vakinankaratra à  Madagascar, la faible superficie des bas-fonds accentuée par la forte densité de la  population a conduit à une valorisation de plus en plus intensive du domaine pluvial malgré la faible fertilité des sols. Cette situation compromet  la performance économique des exploitations agricoles (EA)  et  des  systèmes  de  cultures, principalement des cultures vivrières. Pour répondre à la question : "Comment la fertilité des sols est-elle  gérée  dans  les  exploitations agricoles ?", des enquêtes ont été menées sur  un échantillonnage de 152 EA au terme de la campagne agricole de 2016/2017. Cette étude ressort 17 pratiques agricoles contribuant à la gestion de la fertilité des sols, outre des apports organiques et minéraux. Un lien entre les caractéristiques des exploitations agricoles et les pratiques a été révélé, montrant notamment une importance de l'utilisation d'un intrant non basé sur la déjection animale chez les petites exploitations agricoles, qui est le « zezipako ». En outre, pour les cultures pluviales qui concentrent les allocations en ressources fertilisantes disponibles, une relation étroite a été  établie entre la quantité de l’apport  en fertilisant, et la productivité des trois principales cultures vivrières, à savoir le riz, le manioc et le maïs. D'autres pratiques différentes de gestion de  la fertilité des sols ont été observées à différentes échelles montrant la nécessité  pour les EA dans un contexte de faible disponibilité en engrais de synthèse de développer différentes stratégies.

Mots  clés : Pratiques de gestion de la fertilité des sols,  Typologie  structurelle, Exploitations agricoles, Performances économiques, Moyen-Ouest de la Région Vakinankaratra

Carences nutritives des micro-organismes des sols ferrallitiques malgaches.

La croissance démographique et la pression sur les bas-fonds sont les principales raisons qui obligent les agriculteurs à mettre en culture les collines ou « tanety ». Cependant, les sols ferrallitiques de « tanety » sont caractérisés par leur acidité et l’abondance des oxyhydroxides de fer et d’aluminium qui adsorbent très fortement le phosphore du sol. Les microorganismes du sol qui jouent un rôle essentiel dans la mise à disponibilité des nutriments, semblent être fortement limités par le carbone et le phosphore disponible, mais ce consensus est remis en cause dans la littérature et d’autres éléments pourraient jouer des rôles importants. Ce travail a pour objectif d’identifier, à l’aide d’une approche soustractive, la limitation nutritive microbienne des sols ferrallitiques de « Tanety » de Madagascar. Quels éléments nutritifs limitent l’activité microbienne des sols ferralitiques des Hauts-plateaux malgaches ? Des expériences étudiant la respiration microbienne, la biomasse bactérienne et la quantification des nématodes bactérivores, ont été menées afin de suivre l’évolution de l’activité microbienne en fonction des traitements de fertilisation. A travers cette étude, des critiques ont pu être émises sur les méthodes de mesure de l’activité microbienne.

Diversité des pratiques de fertilisation organique du riz pluvial dans le Moyen-Ouest du Vakinankaratra - Effets sur les performances du riz pluvial

La majorité des agriculteurs utilisent des fumures organiques (FO) à base de fèces de bovins (16 cas sur 20) et peuy d'entre eux utilisent des fèces porcs (2), du lombri-compost (2) ou du compost (1). Les quantités utilisées, estimées au champ par enquête, prélèvement et pesée, ont montré une certaine variabilité (entre 1.6 et 9.8 t MS par hectare) avec une moyenne se situant autour de 4.4 t par hectare, proche de celle obtenue dans d’autres études dans la même région. La variabilité de la qualité de ces apports organiques est également très forte et, pour l’azote (N), le meilleur indice est le taux en matières minérales, lui-même un estimateur de la contamination par le sol. La qualité de la fumure organique dépend donc principalement du taux de sol mélangé aux fèces et résidus de récolte, mais aussi au mode de production exprimée en % N en relation avec la quantité de sol présente et la qualité des matériaux rajoutés. La stratégie de la majorité des agriculteurs semble être de diluer le fumier en le mélangeant avec le sol avant épandage, pour obtenir une quantité de fumures organiques suffisante pour être appliquée partout. Seuls 3 agriculteurs utilisent du fumier dit amélioré et semblent être les plus performants en matière de production de riz. 2 agriculteurs utilisent du lombri-compost mais sa qualité reste limitée en raison d’une contamination avec le sol et dépendant d’apports de fumier à base de bovins. Le compost est utilisé par un seul agriculteur. Les teneurs moyennes en azote (N), phosphore (P), potassium (K), calcium (Ca) et magnésium (Mg) des apports exprimées en %, sont 1.14, 0.25, 1.,39, 0.69, 0.27 et mettent en évidence la pauvreté relative en P dans les FO. K, N et Ca sont donc les principaux éléments apportés par les FO.