Importance de la culture du caféier en Amérique centrale

Importance de la culture du caféier en Amérique centrale

Changement climatique en Amérique centrale

La réalité du réchauffement climatique qui s’opère depuis l’ère industrielle est aujourd’hui une évidence (Oreskes, 2004). Les conséquences du changement climatique arrivent plus rapidement et de façon plus prononcée dans les basses latitudes (Mahlstein et al., 2011; Bunn et al., 2014). Les scénarios climatiques montrent que dans cette région les températures vont augmenter de 2,0 à 2,5 °C et les précipitations diminueront d’ici la fin du siècle (Neelin et al., 2006; Rauscher et al., 2008; Imbach et al., 2015). De plus, des événements extrêmes tels que de fortes pluies, pics élevés de températures, surviendront plus fréquemment et intensément (Houghton, 2003). Les saisons sèches seront plus sèches et chaudes et les saisons humides présenteront des pluies plus intenses. Le changement climatique représente un défi majeur pour l’agriculture et particulièrement dans les pays en développement où les petits agriculteurs sont fortement dépendants des ressources naturelles (Baca et al., 2014).

Chute des productions de café

Les modélisations de la distribution de C. arabica suite aux changements climatiques prédisent une grave réduction de l’aire de production en Amérique centrale (Ovalle-Rivera et al., 2015).Les diminution des précipitations et l’augmentation des températures vont affecter négativementles productions de café (Houghton, 2003; FAO, 2013). En effet, en conditions de hautes températures la fermeture des stomates provoque la chute du taux photosynthétique (Rapidel et al., 2015). Les températures maximales que subit le caféier actuellement sont proches des maximales de tolérance. Par conséquent, l’augmentation des températures extrêmes réduira inévitablement les rendements potentiels (Houghton, 2003). La modification de la répartition des pluies va également avoir des conséquences sur la production de café. Effectivement la floraison du caféier dépend du passage de la saison sèche à la saison des pluies marqué par de fortes précipitations couplées à une chute des températures et leurs atténuations provoqueront ainsi des récoltes plus tardives (Descroix and Snoeck, 2004). Un climat plus chaud conduira à des récoltesinférieures en quantité comme en qualité. Les hautes températures ont comme conséquence d’accélérer la maturation du fruit, conduisant à une dégradation de la qualité des grains de café (Läderach et al., 2010).

Dégradation de la qualité du sol

Le sol apporte au caféier un support de production mais également une source d’eau et de nutriments et son état conditionne la productivité du caféier. Les plus longues périodes de sécheresse provoqueront des déficits hydriques et auront un impact négatif sur l’alimentation hydrique et minérale de la culture. La diminution de la production primaire dans ces conditions de sécheresse conduira, à plus long terme, à réduire le taux de matière organique du sol (St.Clair and Lynch, 2010), la biodiversité et en conséquence limitera la dégradation de composés organiques plus récalcitrants (complexes humiques). Par ailleurs, la minéralisation de la matière organique peut augmenter avec la température. Si celle-ci est accompagnée de fortes pluies, les éléments minéraux seront perdus plus facilement par lixiviation. Le résultat est une diminution de la disponibilité des nutriments du sol pour la plante. Enfin les pluies de forte intensité peuvent provoquer de pertes de nutriments par érosion du sol et ainsi réduire sa fertilité (Bazzaz and Sombroek, 1996).

Augmentation de la pression des bioagresseurs

Les changements climatiques pourraient produire des conditions de développement favorables aux bioagresseurs jusqu’à modifier leurs fenêtres climatiques et donc exposer de plus grandes surfaces de culture au risque de pertes de production dues aux bioagresseurs (Läderach et al., 2010). Par exemple les récentes épidémies de rouille en Amérique centrale seraient principalement expliquées par l’augmentation des températures et la diminution des précipitations au cours du second semestre (Avelino et al., 2015).

Les SAF comme solution pour s’adapter aux changement climatique

Au vu de l’importance que présente la production de café en Amérique Centrale et notamment pour de petits producteurs, la recherche de solutions pour adapter la culture du caféier aux changements climatiques semble indispensable. C’est l’objectif que s’est fixé le projet CASCADE (Central American Subsistence and Coffee farmer ADaptation based on Ecosystems). Ce projet démarré en 2013 et qui terminera en 2017 est conduit par CI (Conservation International), le CATIE (Centre Agronomique Tropical de Recherche et Enseignement) et le CIRAD (Centre de Coopération International en Recherche Agronomique pour le Développement), en particulier l’UPR 106 (Bioagresseurs : Analyse et Maitrise duRisque) et l’UMR System (Unité Mixte de Recherche Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens). La première étape du projet CASCADE est d’identifier les stratégies d’adaptation déjà mises en place par les producteurs, basées sur le fonctionnement des écosystèmes : des EbA (Ecosystem based-Adaptation). Les EbA sont des écosystèmes adaptés au changement climatique via la conservation et l’utilisation de la biodiversité qui est le support de la fourniture de services écosystémiques (Secretariat of the Convention on Biological
Diversity, 2009). L’hypothèse défendue est qu’un agroécosystème capable de fournir une plus grande quantité de services écosystémiques sera plus durable et résilient. Il sera donc plus à même d’affronter les effets du changement climatique. La notion de service écosystémique se définit par les bénéfices que peut apporter un écosystème pour l’humanité (Alcamo et al., 2003). Le caféier est cultivé traditionnellement depuis ses origines et son introduction en Amérique dans des écosystèmes agroforestiers biodivers (Toledo and Moguel, 2012). Un système agroforestier est une association entre au moins deux cultures, dont au moins une est un arbre et au moins une est récoltée. Ce système de culture plaçant le caféier sous l’ombrage d’une canopée est présenté comme solution prometteuse pour lutter contre les effets du changement climatique.

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Table des matières

Introduction.
I.Importance de la culture du caféier en Amérique centrale
II.Changement climatique en Amérique centrale.
I.1.Chute des productions de café.
I.2.Dégradation de la qualité du sol..
I.3.Augmentation de la pression des bioagresseurs.
III.Les SAF comme solution pour s’adapter aux changement climatique
IV.Identifier un SAF adapté pour lutter contre le changement climatique
Matériels et Méthodes
I.Description du réseau de parcelles
II.Quantification de l'ombrage
III.Variables microclimatiques
I.1.Températures..
I.2.Pluviométrie et énergie cinétique des gouttes de pluie.
II.Qualité du sol
II.1.Couverture du sol.
II.2.Prélèvement des échantillons de sol
II.3.Quantification de l’azote minéral et de la vitesse de minéralisation de l’azote organique du sol. .
II.4.Bioessai.
IV.Production des caféiers
II.1.Croissance végétative
II.2.Déterminants du rendement
Résultats.
I.Effets de l’ombrage sur le microclimat.
I.1.Comparaison de la température de la caféière à la température plein soleil.
I.2.Effet du type d'ombrage sur les températures de la caféière.
I.3.Calibration de la mesure d'énergie cinétique.
I.4.Effet des arbres d’ombrage sur l’énergie cinétique des gouttes de pluie.
II.Effet de l’ombrage sur le sol et le cycle des nutriments.
I.1.Couverture du sol des différents systèmes de culture
I.2.Teneur d'azote minérale dans les sols des caféières.
I.3.Analyses de minéralisation de l’azote
I.4.Bioessai : culture de jeunes caféiers sur les échantillons de sol des caféières
III.Effet de l’ombrage sur la production : croissance végétative et rendement
II.1.Croissance végétative des caféiers par système de culture
II.2.Composantes du rendement par système de culture Discussion
I.Effets tampon des systèmes agroforestiers sur les températures.
II.Différentes gestions des caféières et conséquences sur les températures
III.Effet du sol sur les températures du caféier.
IV.Augmentation de l'énergie cinétique des gouttes de pluie par l'arbre d'ombrage
V.Utilisation de « splashcups » pour mesurer l'énergie cinétique des gouttes de pluie.
VI.Effet de l'arbre d'ombrage sur la fertilité du sol.
VII.Effet du type d'ombrage sur la production du caféier..
VIII.Implications dans le choix du système d'ombrage..
Conclusion et Perspectives
Bibliographie.
Annexe 1 : Localisation du réseau de parcelle.
Annexe 2 : Calcul des quantités d'intrant azoté.
Annexe 3 : Calibration des iButtons.
Annexe 4 : Calibration des pluviomètres
Annexe 5 : Photographies de Splashcups
Annexe 6 : Relations entre l'énergie cinétique des gouttes et la quantité de pluie mesurée

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