Soutenance mémoire
Introduction
Le riz est la première céréale destinée à l’alimentation humaine. La consommation au niveau mondiale est d’environ 468 millions de tonnes par an (Faostat, 2015). A Madagascar, elle est de l’ordre de 125 kg par habitant par an (Dabat et al., 2008). Avec environ 120 000 ha de surface cultivée et une production annuelle de 350 000 à 575 500 T, la région Alaotra Mangoro constitue un de ses greniers à riz (DRDR, 2015). Or, à cause des nombreux problèmes rencontrés par le secteur et d’une forte croissance démographique, cette production est de plus en plus insuffisante. La saturation des zones de bas-fonds induit le développement de la riziculture pluviale sur les bas-fonds exondés et sur les sols des collines (Ramahatoraka et al., 2011). Cependant, ces dernières sont des zones sensibles à l’érosion hydrique. En outre, la riziculture pluviale fait face à de nombreuses contraintes biologiques dont les adventices.En effet, pour le riz pluvial, la concurrence des adventices peut être si forte que, sans une lutte efficace en temps voulu, la récolte serait complètement anéantie. Les adventices diminuent les rendements et la qualité du produit ainsi que l’efficacité de la récolte, et ils intensifient les problèmes de maladies, d’insectes et d’autres ravageurs en leur servant d’hôtes (Pande et al., 1997).L’agriculture de conservation, qui repose globalement sur trois principes fondamentaux dont le travail minimal du sol, la couverture permanente du sol par un mulch végétal et la diversification systématique des rotations culturales, est une option technique potentielle pour répondre à ces contraintes. En effet, l’agriculture de conservation est capable d’améliorer la rentabilité de l’activité agricole, d’améliorer la productivité du sol, de protéger le sol et contribue ainsi à la durabilité des systèmes de production (FAO, 2007).En théorie, l’application simultanée des trois principes de l’agriculture de conservation, permet de maîtriser les adventices (Mollier, 2014). Seulement, dans la pratique, la contrainte réside dans le manque de références et de maîtrise techniques, notamment en termes de production de biomasse de la plante de couverture (FAO, 2007). Ainsi, les intérêts de cette étude sont de pouvoir mettre en évidence l’efficacité de l’agriculture de conservation par rapport à l’agriculture conventionnelle mais aussi de démontrer l’importance de la plante de couverture dans cette lutte. La problématique se pose : Les différentes techniques appliquées en agriculture de conservation permettent-elles de contrôler les mauvaises herbes de la riziculture pluviale ?
Historique du concept « agriculture de conservation »
L’agriculture de conservation a été officiellement définie par la FAO en 2001, comme une méthode de gestion des agro-écosystèmes reposant sur trois grands principes : couverture permanente des sols, absence de labour, rotations longues et diversifiées. L’agriculture de conservation est née dans des régions de forte érosion hydrique ou éolienne et avait pour but initial de protéger les sols contre cette érosion, essentiellement par la couverture des sols. La première des trois composantes de l’agriculture de conservation qui s’est développée est la couverture des sols, en réponse à de graves phénomènes d’érosion des sols, apparus en particulier aux Etats-Unis dans les années 1930. Les techniques d’implantation des cultures en semis direct sous couvert ont commencé à apparaître dans les années 50: les agriculteurs enfoncent directement les semences dans le sol à travers les couverts sans labourer. Le contrôle des adventices se faisait par l’utilisation des herbicides (Mollier, 2014).En 2011, l’agriculture de conservation couvre 117 millions d’ha dans le monde englobant tous les types de culture dont l’essentiel se trouve en Amérique du Nord et en Amérique du Sud notamment en Argentine, Brésil, Paraguay et Uruguay. En Europe, les techniques de l’agriculture de conservation sont encore peu développées. Plus récemment, les problèmes environnementaux causés par l’agriculture conventionnelle ont amené la Chine, le Laos ou encore le Vietnam à adopter l’agriculture de conservation. Une quinzaine de pays africains vulgarisent l’agriculture de conservation mais avec des surfaces relativement faibles de l’ordre de 5 à 10.000 ha par pays (GSDM, 2015).
L’agriculture de conservation { Madagascar
Les premiers tests de l’agriculture de conservation à Madagascar datent des années 1990 à Antsirabe. Dans un premier temps, elle vise la protection et la mise en valeur des bassins versants des périmètres irrigués puis la restauration de la fertilité du sol, la gestion de l’eau. Puis des études sur l’effet de l’agriculture de conservation sur les problèmes phytosanitaires tels que les mauvaises herbes et les maladies ont été entreprises.De nombreuses recherches sur le rôle que peut avoir l’agriculture de conservation dans la maitrise de la pyriculariose en riziculture pluviale ont été effectuées. La pyriculariose étant la principale maladie fongique des cultures de riz dans le monde. L’étude effectuée par Randrianandrasana (2007) portant sur l’effet de la nutrition azotée sur la pyriculariose du riz pluvial dans la région de Vakinankaratra a montré que la maladie est atténuée en agriculture de conservation car ce système régule l’offre en azote. Une autre étude effectuée en 2012 par Randriamanana a également montré que les parcelles conduites en l’agriculture de conservation présentent une attaque de la maladie plus faible que dans les systèmes conventionnels. L’étude de Sester et al. (2013) a aussi montré que l’amélioration du bilan hydrique et la réduction de l’évapotranspiration par l’agriculture de conservation ont contribué à réduire l’incidence de la pyriculariose du riz pluvial. La diffusion de l’agriculture de conservation à Madagascar se trouve surtout dans le Moyen Ouest, au Lac Alaotra, dans le Sud Est, dans les zones sèches de l’Androy et autour des aires protégées. Les agriculteurs de ces régions ont bénéficié d’appuis et de formations, mais la diffusion à grande échelle reste freinée par des contraintes liées à l’environnement de la production agricole dont principalement la vaine pâture, les feux de brousse, le statut foncier et les infrastructures (GSDM, 2015). Dans toute la Grande Ile, les surfaces totales conduites en agriculture de conservation sont estimées en 2009 à plus de 5000 hectares répartis chez plus de 8000 exploitants dont la plupart sont de petits paysans appuyés par des projets (Rakotondramanana et al., 2010). Depuis 2002, par exemple, AVSF1 appuie des paysans souhaitant expérimenter l’agriculture de conservation et près de 1655 paysans sont appuyés sur 402 ha en 2010 à Tuléar, Vohipeno, Manakara et au Lac Alaotra (Dupin, 2011).Pour le cas du Lac Alaotra, l’agriculture de conservation a été introduite dans la région en 1998, mais le développement ne démarre qu’en 2003 avec le projet BV-Lac2. En 2013, le projet BV-Lac a touché plus de 1 000 paysans qui ont adopté l’agriculture de conservation depuis plus de cinq années sur environ 600 ha mais aucune diffusion significative des systèmes SCV n’a été observée hors projet. Une enquête menée de septembre 2013 à février 2014 sur les 83 paysans adoptant les plus anciens montre que 40 % d’entre eux ont abandonné à la fin du projet (Penot et al., 2014).
Gestion des plantes adventices en agriculture de conservation
La gestion des adventices est reconnue comme un problème critique dans les systèmes sans labour. Plusieurs études ont montré que l’absence de labour modifie le stock semencier d’adventices, qui se trouve concentré dans les cinq premiers centimètres du sol, favorisant les plantes à germination rapide, en particulier les graminées, ainsi que les vivaces qui se propagent via des organes végétatifs tels que les stolons ou les rhizomes. Cependant, la présence de plantes de couverture peut apporter des solutions mais à des conditions bien précises. Les plantes de couverture vivante agissent sur les adventices soit par concurrence pour les ressources et soit par l’allélopathie3 soit les deux à la fois. Cela comprend des cultures telles que l’orge, l’avoine, la vesce velue, et le ray-grass anglais (Frick et Johnson, 2012).Les couvertures mortes agissent sur les adventices par effet ombrage. Ainsi, elles doivent être découpées finement, afin qu’elles soient suffisamment couvrantes pour contenir les adventices, sans pour autant étouffer la culture principale (Mollier, 2014).Des études concernant la maîtrise des mauvaises herbes par l’agriculture de conservation ont été déjà entreprises. Par exemple, une étude menée en Grèce a montré qu’à plus de 60 % de couverture du sol par les paillis, une diminution significative de la biomasse d’adventice par rapport à celle sur témoin sans couverture est observée (Bilalis et al., 2003). Dans la zone du Lac Alaotra, les résultats les plus récents ont montrés que d’une part l’effet de la couverture du sol dépend du type de mulch utilisé. Une diminution de l’émergence des adventices à 50% par rapport au témoin sans couverture s’observe à une quantité de couverture de 9,2 T/ha et 4,3 T/ha respectivement pour maïs et dolique et stylosanthes. En ce qui concerne la biomasse, une diminution significative à par rapport au témoin sans couverture à partir d’une quantité de couverture de 12 t/ha sur stylosanthes, et à partir de 18,4 t/ha sur maïs et dolique. D’autre part, les parcelles en agriculture de conservation sous paillage de stylosanthes sont significativement les moins infestées par rapport aux parcelles en agriculture de conservation sous paillage de maïs et dolique et par rapport aux parcelles conduites en agriculture conventionnelle, tant à l’émergence qu’au développement des adventices (Rakotonjanahary, 2014).Mais pour mieux approfondir ce sujet de maîtrise des plantes adventices par l’agriculture de conservation, cette présente étude a été entreprise. Afin de définir une bonne stratégie de maîtrise des adventices, il est primordial de bien reconnaître les espèces présentes dans les parcelles en question (Schaub, 2010). Ainsi, dans cette étude, les espèces présentes sur les parcelles expérimentales sont identifiées dès leurs émergences. Les autres mesures déjà effectuées par les études ultérieures telles que la mesure de l’émergence des adventices ainsi que la mesure de la biomasse ont été effectuées. Mais de plus, l’interception lumineuse des adventices et de la culture principale qui est le riz ainsi que l’humidité du sol ont été mesurée. En effet, parmi les sources d’énergie ou de matière dont les adventices font concurrence avec la culture, les plus connus sont la lumière, les éléments nutritifs du sol tout particulièrement l’azote et l’humidité du sol (Caussanel, 1989).
Matériel végétal
Riz
La variété de riz B22 dénommé aussi « Fotsiambo » a été choisie comme culture principale car c’est l’une des variétés recommandé dans la région Alaotra Mangoro. C’est une lignée introduite venant du Brésil dont l’obtenteur est le « Foibem-pirenena momba ny fikarohana ampiharina ho fampandrosoana ny ambanivohitra » ou FOFIFA et le Centre de coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ou CIRAD. Elle a été introduite à Madagascar en 1987.Concernant les caractères morphologiques, la panicule est longue de type intermédiaire.L’angle de la feuille paniculaire est horizontal. Le paddy est de couleur jaune foncée et mesure 9,3 mm. L’apex est jaune. Le caryopse est blanc et mesure 7,5 mm. Pour les caractères agronomiques, elle se cultive en saison pluviale, de variété non photopériodique. Elle a un cycle de 120 jours. C’est une variété à cycle long. Il s’agit d’une variété haute avec un tallage est moyen. Avec un rendement de 3 à 4 T/ha, le rendement à l’usinage est de 70%. Le poids de 1 000 grains de paddy est de 35,2 g. C’est une variété résistante à la pyriculariose (FOFIFA, 2014).
Stylosanthes
Le stylosanthes ou Stylosanthes guianensis a été choisi comme un des sources de couverture car il s’agit d’une des légumineuses de couverture les plus adaptées au contexte pédoclimatique de la région du lac Alaotra. Il convient à toutes les zones agro écologiques de Madagascar en dessous de 1200 m d’altitude et pour tous types de sols. S.guyanensis est particulièrement bien adapté aux sols acides. Le stylosanthes a une forte capacité de fixer l’azote et de décompacter les sols grâce à son système racinaire composé de nombreuses racines, avec un pivot principal et des racines secondaires rondes concentrées à 80 % dans les 20 premiers centimètres du sol, et sur lesquelles se développent des nodosités en abondance. Sa forte capacité de produire une biomasse allant jusqu’à 20 T/ha de matière sèche pour les parties aériennes lui permet de dominer les adventices. S.guyanensis est une légumineuse herbacée, érigée à semi-érigée, non volubile, originaire d’Amérique du Sud. Il forme de petits buissons de 1 m à plus de 1,8 m. C’est une espèce pérenne, de durée de vie assez courte de 3 ans environ. Le stylosanthes est utilisé en agriculture de conservation pour créer une couverture morte. Dès que la biomasse produite est suffisante pour assurer une bonne couverture du sol (après deux ou trois années de culture), il est possible de remettre la parcelle en culture. Ainsi, une simple fauche au ras du sol vers la fin de la saison sèche est suffisante pour le tuer (Husson et al., 2008). Dans notre expérimentation, le stylosanthes est fauché en mi-octobre, pendant la phase végétative en troisième année.
Maïs et dolique
L’association de graminée et d’une légumineuse alimentaire volubile permet une couverture rapide du sol et assure une bonne restructuration du sol. Dans notre expérimentation,l’association maïs et dolique a été choisie comme une autre source de couverture. Après la récolte des grains, les résidus de maïs et de dolique sont utilisés comme couvertures mortes pour la riziculture. C’est un bon précédent pour le riz pluvial car si la dégradation du mulch de dolique est rapide, celle du maïs est plus lente. Ce qui fait que la nutrition minérale du riz est continue. L’utilisation de l’association maïs et dolique est aussi facile à mettre en œuvre car ce sont deux plantes annuelles.Le maïs ou Zea mays appartient à la famille des graminées. Le maïs préfère les sols à structure légère du type décrue (baiboho). Le maïs est une plante exigeante en eau, en chaleur et en espace. Ses besoins en eau sont d’environ 600 mm de pluie. Le maïs est très utilisé en alimentation humaine et en alimentation animale ainsi, il offre de meilleures opportunités de commercialisation. La dolique ou Dolichos lablab appartient à la famille des Fabaceae. C’est une légumineuse annuelle à port volubile ou semi dressé. C’est une plante très tolérante du point de vue des sols. Elle peut être cultivée sur sols argilo-sableux ou limoneux, entre 750 et 2500 mm de pluie. Elle résiste bien à la sécheresse grâce à la puissance de son système racinaire. Ses tiges se décomposent moins vite que celles des autres légumineuses comme le niébé, la vesce. Ce qui permet de maintenir une biomasse importante sur le sol plus longtemps. Elle tolère les sols acides.Le rendement en biomasse moyen du résidu de culture (maïs et dolique) est de 6 T de matière sèche par ha (Husson et al., 2010)
Impact des adventices sur le riz:
a. Mesure de l’interception lumineuse
La mesure de l’interception lumineuse du riz s’effectue dans les cinq placettes destinées pour la mesure de rendement. Comme pour la mesure de l’interception lumineuse des mauvaises herbes, trois mesures sont prises dans chaque placette.
b. Mesures destructives de la biomasse du riz
Pour les mesures destructives de la biomasse du riz, six poquets sont pris au hasard dans chaque parcelle. Les poquets sont coupés au ras du sol, puis la hauteur maximale des plants est mesurée avant de peser la biomasse pour avoir le poids frais. Afin d’avoir la teneur en MS, un échantillon de 200 gr est étuvé à 60°C pendant 48 h. Les poquets doivent être prélevés en dehors les placettes A/B/C/D/E et X/X’/Y/Y’.
c. Mesure du rendement
Le rendement sur le dispositif principal est mesuré à partir des carrés de rendement (placette A, B, C, D, E du fig.11) car dans le reste de la parcelle, des mesures destructives ont été effectuées au cours du développement du riz. Tandis que pour le dispositif « mauvaise herbe », le rendement se mesure par la récolte intégrale de chaque parcelle car aucune mesure destructive n’a été effectué sur ce dispositif et de plus les parcelles sont petites. Pour avoir le taux d’humidité des grains, un échantillon de 50 g de grains vides et un échantillon de 50 g de grains pleins de chaque placette sont passés à l’étuve à une température de 60°C pendant 48 h Les résultats de l’identification ont montrés que les parcelles de l’expérimentation hébergent au moins 18 espèces de dicotylédones et seulement 5 espèces de monocotylédones. La majorité de ces espèces sont des espèces annuelles. Des études sur les mauvaises herbes en riziculture pluviale menées au Côte d’Ivoire ont montré que toutes les adventices de la riziculture pluviale sont des espèces annuelles ou du moins se comportant comme telles en milieu cultural (Merlier, 1982). D’après Pande et al., (1997) les graminées, les carex et les adventices annuels à grandes feuilles constituent la flore indésirable du riz pluvial.Les résultats ont aussi montrés que les espèces retrouvées sur LSR sont toutes retrouvées sur SCV mais à des proportions différentes. En effet, d’après Wilson et Froud-williams (1988), la différence de composition est moins nette entre labour et travail superficiel. Néanmoins, d’après Le Bourgeois et Merlier (1995), les espèces vivaces sont favorisées en système « nonlabour ». Ce qui est en accord avec notre résultat en se référant au cas du souchet comestible. En SCV, il constitue 11,70 % de l’ensemble des adventices si en LSR, il ne représente que 1,73 %.Concernant la dynamique d’émergence de l’ensemble des adventices, pour tous les traitements, elle commence à se stabiliser à partir du 50ème jour après le semis, période correspondant au début montaison. En effet, les mauvaises herbes présentes quatre semaines après le semis de la culture, représentent d’habitude la proportion la plus importante de la population totale de mauvaises herbes, au moins du point de vue contrôle des mauvaises herbes dans la culture (FAO, 2005).
Effet de l’agriculture de conservation sur l’enherbement et la production de riz
D’après les résultats, le système de culture et le mode de gestion des sols n’a pas d’effet significatif sur le contrôle de l’émergence des adventices. De plus, les résultats de l’évaluation du stock semencier du sol entre les systèmes labourés et les SCV ont montré qu’il n’y a pas de différence significative pour le contrôle des deux types d’adventices. Ainsi, le labour et le non labour peuvent favoriser ou défavoriser l’émergence des adventices. En effet, le labour a pour effet, d’une part, l’enfouissement des graines qui se trouvent en surface à des profondeurs variables, ce qui concourt à limiter les infestations dans la culture suivante et d’autre part la remontée des semences anciennes depuis les horizons profonds. D’un autre côté, il semble que le travail minimum du sol tend à garder la banque de graines en surface. Les graines sont donc en meilleure position pour germer, lever et interférer avec la culture (Chauhan et al., 2006). Concernant le rôle du système de culture et du mode de gestion de sol dans la maitrise du développement des adventices, aucune différence significative n’a été observée entre les traitements. Ce qui indique qu’une fois que les adventices aient pu traverser la couche de paillis, elles peuvent se développer normalement. Husson et al. (2009) affirme que si le paillage est insuffisant, les adventices peuvent se développer, en profitant même de l’amélioration des conditions physiques du sol. De plus, le développement des adventices pendant l’année de culture 2014-2015 a été favorisé par la forte pluviométrie. Doré (2006) affirme que la croissance et le développement des mauvaises herbes levées sont très rapides dans les conditions tropicales à cause des températures et de la pluviométrie élevées. Ce qui n’était pas le cas de l’année de culture précédente où la pluie était mal répartie et de faible quantité. Ainsi, les résultats de Rakotonjanahary (2013-2014) ont montré que le développement des adventices en SCV sur stylosanthes a été limité et présentait une différence significative par rapport aux autres traitements.Le mode de gestion de sol n’a pas d’influence significative sur le développement en hauteur et en biomasse aérienne du riz. Par contre, l’enherbement de la parcelle influence significativement le développement du riz. Selon Caussanel (1989), dans un champ, les mauvaises herbes entrent en compétition avec la culture pour assurer leur développement.Cette compétition se traduit généralement par une baisse de production de la culture contrainte à une utilisation collective des éléments nutritifs.Le niveau d’enherbement des parcelles influence aussi le rendement. Ce résultat montre l’action de compétition des adventices sur le riz. Selon Karkour (2012), la réduction de rendement des récoltes est causée surtout par les mauvaises herbes dans les exploitations agricoles. Concernant l’effet du système de culture sur le rendement, une différence significative a été obtenue entre le rendement sur les parcelles conduites en SCV et en LSR sur stylosanthes. Tandis qu’il n’y a aucune différence significative entre le rendement des parcelles conduites en SCV et en LSR sur maïs et dolique. En effet, si les deux systèmes : agriculture conventionnelle et agriculture de conservation sont pratiqués sur deux parcelles placées dans les mêmes conditions agro-écologiques et de fertilité, on ne peut pas s’attendre à de grandes différences de productivité pendant les premières années. Toutefois, après plusieurs années de culture des mêmes plantes sur les mêmes parcelles, les différences entre les deux systèmes deviennent plus évidentes et nettes (FAO, 2015). Ce qui est le cas du système sous stylosanthes dans notre expérimentation. De plus, à part le contrôle des adventices, d’autres facteurs peuvent également intervenir au niveau des systèmes SCV par rapport aux systèmes conventionnels, par exemple le fait de conserver l’humidité dès le début du cycle, le piégeage des éléments nutritifs par le contrôle de l’érosion (Husson et al., 2010). Aussi, par rapport aux systèmes labourés sans restitution de résidus, les SCV bénéficient des apports d’éléments nutritifs grâce aux paillis. Selon Naudin et al., 2012, les résidus de stylosanthes fournissent au sol une quantité d’azote de l’ordre de 2,7% de la matière sèche dégradé et 1,8% de la MS pour le paillis de dolique
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Table des matières
Introduction
1. Synthèse bibliographique
1.1. Historique du concept « agriculture de conservation »
1.2. L’agriculture de conservation à Madagascar
1.3. Gestion des plantes adventices en agriculture de conservation
2. Matériels
2.1. Zone d’étude
2.2. Matériel végétal
2.3. Matériels de mesures
3. Méthodes
3.1. Principe
3.2. Dispositifs expérimentaux
3.3. Méthode d’observation
3.4. Méthode d’analyse
4. Résultats et interprétations
4.1. Pluviométrie
4.2. Taux de couverture sur les parcelles
4.3. Les principales adventices
4.4. Effet du système de culture et du mode de gestion du sol sur l’enherbement
4.5. Importance des adventices selon le taux de couverture
5. Discussions
5.1. Diversité des adventices observées et leur dynamique d’émergence
5.2. Effet de l’agriculture de conservation sur l’enherbement et la production de riz
5.3. Importance des adventices en fonction du taux de couverture
5.4. Analyse de la méthodologie
Conclusion
Bibliographie
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