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Les systèmes fourragers des zones montagneuses: contraintes et intérêts des fabacées dans la fixation des sols et l'accroissement des ressources herbagères des petites exploitations


par Slim Slim
Institut national agronomique de Tunisie - Docteur en sciences agronomiques 2012
Dans la categorie: Sciences
   
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REPUBLIQUE TUNISIENNE

Institut National Agronomique de Tunisie
THESE

POUR L'OBTENTION DU DIPLOME DE DOCTEUR EN SCIENCES AGRONOMIQUES

Discipline : Sciences de la production végétale
Soutenue publiquement par

SLIM Slim

Les systèmes fourragers des zones montagneuses:
contraintes et intérêts des fabacées dans la fixation des sols
et l'accroissement des ressources herbagères des petites exploitations

Devant le jury composé de

Mr. Rezgui Salah Président de jury

Mr. Ben Jeddi Fayçal Directeur de thèse

Mr. Ben Younes Mongi Membre rapporteur

Mr. Sanaa Mustapha Membre rapporteur

Mr. Najjar Taha Membre examinateur

Dédicaces

A la mémoire de mon père Salah
A ma mère khadija
A tous mes frères: Mounir, Nabil, Hafedh et Yassine
A toutes mes soeurs: Zahia, Zoubida, Hager, Najla, Faiza et Afef
A ma chère Imtinene
A tous mes amis
Pour leurs soutiens et encouragements
tout au long de mes études.

Remerciements

J'adresse mon plus haut respect et ma sincère gratitude, qu'il trouve dans ces quelques mots l'expression de mon profond remerciement, à mon encadreur et directeur de thèse Dr. F. Ben Jeddi pour tout ce qu'il a fait afin que je puisse défendre cette présente thèse, pour son encadrement précieux, son aide, son encouragement continu et ses conseilles afin que je puisse terminer à bien mes travaux.

Ma considération et respect sont adressés au directeur général de l'INAT (Institut National Agronomique de Tunisie) M. E. Hamza qu'ils trouvent ici mes remerciements les plus sincères.

J'adresse particulièrement mes remerciements aux membres du Jury. Je profite de l'occasion pour leur adresser mes sincères respects. Leurs remarques et suggestions m'ont été très utiles et fructueuses pour la finalisation de cette thèse.

Un devoir pour moi de remercier les Pr. M. Zouaghi et Y. Harbeoui qui m'ont orienté au cours des années de préparation de ma thèse et qui se sont intéressés spécialement à cette recherche.

Mes remerciements vont aussi au personnel de l'INAT (S. Cherif, F. Elwati, H. Saoudi, Y. Guessmi, R. Bouassida, M. Kouki, S. Mlouki, H. Hamdi), du projet FAO/DGACTA (Direction Générale de l'Aménagement et conservation des Terres Agricoles) spécialement MM. C. Dichiara, J. ElFaleh, H. Chourabi A. Rajeh et de l'ODESYPANO (Office de Développement Sylvo-Pastorale du Nord Ouest) spécialement MM., H. Dellai et A. Trabelsi; qui m'ont permis et aidé par tous les moyens à effectuer les différents déplacements et études sur terrain afin de finaliser mes travaux de recherche en thèse.

De même, je profite de l'occasion pour adresser mes sincères remerciements à M. S. Rezgui pour tout ce qu'il m'a présenté comme soutien et conseil précieux pour les analyses statistiques des différentes données expérimentales.

Par la même occasion, je ne peux pas me retenir à remercier MM., M. Sanaa, T. Najjar et A. Sahli pour leurs conseils et aides durant toute la période de préparation de ma thèse. J'espère qu'ils trouvent ici l'expression de ma sincère gratitude.

Je me fais un plaisir de remercier M. A. Jerbi pour ses multiples aides et ses remarques utiles lors des nombreux traitements statistiques des données de l'enquête.

Je remercie sincèrement mes amis, S. Labidi, S. Dhane, K. Bouajila, Z. Jmel, A. Marouani R. Azouzi, B. Mouelhi, K. Khammesi, S. Adib, S. Khoufi et S. Bakouri, K. Raouf, J. Temimi, M. Zarrouk, M. Khlil, N. Bibi, S. Ben Othmen et M. Hbibi qui ont été très serviables et gentils, je leurs souhaite un avenir plein de succès.

Je n'oublie jamais le personnel du laboratoire productions fourragère et pastorale et le laboratoire d'agronomie de l'INAT je cite: J. Chrigui, H. Ftaimya, S. Jaha, F. Belgaied, H. Elhamdi, N. Hafnewi, S. Goudjil, B. Ezendini et A. Agrbi A. Mohaimen à qui j'adresse ma sincère gratitude et remerciement.

Je dis encore une fois Merci à tous ceux que j'ai oublié.

Je dédie cette recherche à tous les chercheurs qui bataillent pour un développement durable de l'agriculture des zones montagneuses.

Slim SLIM

Table des matières

Titre Pages

L~~A i

Résumé iii

Summary v

Liste des abréviations vii

Liste des tableaux ix

Liste des figures x

Introduction générale 1

Partie 1

Analyses bibliographiques 4

1. Système agro-sylvo-pastorale 5

1.1. Permaculture 7

1.2. Agriculture durable 10

1.2.1. Concept du développement durable 11

1.2.2. Systèmes de production durables 12

1.3. Agriculture raisonnée ou intégrée 13

1.4. Agriculture biologique 14

2. Erosion hydrique 14

2.1. Principaux facteurs et causes de la dégradation des sols 14

2.2. Processus d'érosion hydrique 15

2.2.1. Détachement des particules constitutives du sol et leur entraînement par l'eau qui ruisselle 16

2.2.2. Mouvement du sol en masse 16

2.3. Conséquences de l'érosion 18

2.3.1. Conséquences de l'érosion sur le sol 18

2.3.2. Conséquences et impacts environnementaux de l'érosion sur la désertification 19

2.4. Rôles du couvert végétal dans la lutte contre l'érosion hydrique 19

2.5. Les procédés de conservation du sol sur les pentes 20

2.5.1. Travaux selon les courbes de niveau 20

2.5.2. Culture en bandes alternantes 20

2.5.3. Construction des terrasses 20

2.6. Aménagement durable des forêts 21

2.7. Aménagement durable des pâturages naturels 21

2.8. Conservation du sol dans les forêts 25

2.8.1. Procédés de conservation du sol 25

2.8.2. Végétation 26

2.8.3. Végétation forestière naturelle 26

2.8.4. Végétation pastorale 27

2.8.5. Végétation cultivée 28

2.8.6. Végétation agro-forestière 28

2.8.7. Pratiques culturales en tant que moyen de conservation des sols cultivés 29

3. Rayonnement électromagnétique 31

3.1. Propriétés du rayonnement électromagnétique 32

3.2. Signatures spectrales des surfaces naturelles 33

3.2.1. Comportement spectral des sols 34

3.2.2. Comportement spectral de l'eau 35

3.2.3. Comportement spectral des couverts végétaux 35

4. Présentation du matériel végétal Sulla du Nord (Hedysarum coronarium L.) et de sa culture. 36

4.1. Taxonomie et description botanique 36

4.2. Ecologie et exigences du sulla 37

5. Etude quantitative de la végétation 38

5.1. Principes généraux de l'étude quantitative de la végétation 38

5.1.1. Eléments constitutifs d'une méthode d'échantillonnage 38

5.1.2. Choix d'une méthode 38

5.2. Mesures et appareils de mesure 39

5.2.1. Mesures relatives à échantillons de surface fine 39

5.2.2. Mesures relatives à échantillons linéaires 39

5.2.3. Mesures ponctuelles 40

5.2.4. Mesures relatives à un échantillon non délimité 40

5.2.5. Mesures de vigueur ou de productivité individuelle 40

5.2.6. Mesure de la biomasse et de la productivité primaire 41

5.2.7. Expression des résultats 41

5.3. Plans d'échantillonnage 41

5.3.1. Echantillonnage subjectif 42

5.3.2. Echantillonnage au hasard 42

5.3.3. Echantillonnage systématique 42

6. Conservation des fourrages 42

6.1. Principe de la fenaison 44

6.2. Raisons du conditionnement 44

6.3. Faucheuses-conditionneuses 46

6.4. Intérêt de l'ensilage 50

6.5. Principe de l'ensilage et appréciation 50

6.5.1. Phases de l'ensilage 50

6.5.2. Principales conditions de réussite d'un ensilage 53

6.6. Qualité des ensilages 54

6.6.1. Méthodes subjectives d'appréciation 54

6.6.2. Méthodes chimiques d'appréciation 55

6.7. Valeur alimentaire des ensilages 57

6.8. Ingestibilité des ensilages 59

6.8.1. Ingestion volontaire des ensilages 60

6.8.2. Action du pH 60

6.8.3. Action des acides gras volatils et des composés azotés 61

6.8.4. Teneur en constituant membranaire des ensilages 61

6.8.5. Influence du préfanage et de la finesse de hachage 62

6.8.6. Amélioration de l'ingestion des ensilages 62

6.9. Pertes par ensilage 62

Partie 2

Matériels et méthodes 66

1. Caractérisation géo-climatique des sites expérimentaux 67

1.1. Zones de l'enquête 67

1.2. Régions expérimentales 68

2. Enquête sur la pratique de la rotation culturale dans les zones montagneuses de la Tunisie 72

2.1. Objectifs de l'enquête 72

2.2. Identification et choix des zones de l'étude 73

2.3. Différentes étapes de l'analyse statistique 74

2.4. Traitement statistique des données de l'enquête 75

3. Installation des essais expérimentaux 75

3.1. Essai érosion hydrique 75

3.1.1. Conduite de l'essai érosion 77

3.1.2. Analyses physico-chimiques des charges solides collectées dans les eaux de ruissellement 80

3.2. Essai système fourrager 83

3.2.1. Matériel biologique 83

3.2.2. Conduite de l'essai système fourrager 84

3.2.3. Paramètres analysées 85

3.3. Essai caractérisation spectrale de la culture du sulla 86

4. Conservation du fourrage par ensilage 88

4.1. Conception du conditionneur de fourrage à poste fixe 88

4.2. Technique d'ensilage 91

4.2.1. Confection des silo-labo 92

4.2.2. Désilage 93

4.2.3. Appréciation des ensilages 93

4.2.4. Analyse chimique de l'ensilage 93

4.3. Traitement statistique des données 99

Partie 3

Résultats et discussions 100

1. Enquête sur la pratique de la rotation culturale dans les zones montagneuses de la Tunisie et

typologie des exploitations 101

1.1. Etude descriptive et croisement des variables 101

1.1.1. Données générales sur l'exploitation 101

1.1.2 Etude du Profil des personnes enquêtées 103

1.1.3. Exploitation 107

1.1.4. Activités agricoles 110

1.1.5. Rotation culturale 114

1.2. Analyse croisée des variables regroupés 118

1.2.1. Croisement du groupe 1 (profil de l'exploitant agricole) par région 119

1.2.2. Croisement du groupe 2 (Environnement de l'exploitant agricole) par région 120

1.2.3. Croisement du groupe 3 (Profil de l'exploitation agricole) par région 121

1.2.4. Croisement du groupe 4 (la rotation culturale et sa pratique dans les systèmes de culture) par

région 122

1.3. Segmentation 123

1.3.1. Segmentation selon un modèle simple 123

1.3.2. Segmentation selon un modèle de croissance 124

1.4. Analyse factorielle de correspondances multiples (AFCM) 126

1.5. Conclusion 130

2. Système fourrager à base de sulla 132

2.1. caractérisation spectrale de la culture du sulla 132

2.1.1. Spectres de réflectance de l'évolution de la culture du sulla 132

2.1.2. Spectres de réflectance du sulla et des cultures témoins 133

2.1.3. Indice de réflectance dans le visible 134

2.2. Caractéristiques herbagères de la culture du sulla 135

2.3. Caractérisation floristique des prairies de sulla 142

2.4. Conclusion 145

3. Conservation du fourrage de sulla par ensilage 147

3.1. Taux de matière sèche du sulla 147

3.2. Pertes subies par l'ensilage 149

3.2.1. Pertes par les jus 150

3.2.2. Pertes par inconsommable 151

3.3. pH des ensilages 153

3.4. Rapport azote ammoniacal sur azote total 154

3.5. Cellulose brute 156

3.6. Cendres totales 157

3.7. Digestibilité de la matière organique 158

3.8. Modification de la composition des acides du sulla par ensilage 159

3.8.1. Acide acétique 159

3.8.2. Acide butyrique 161

3.8.3. Acides gras volatils 162

3.9. Cartographie de la qualité des ensilages du sulla 163

3.10. Conclusion 164

4. Protection des sols des zones montagneuses de la Tunisie par le sulla du nord 165

4.1. Ruissellement selon la culture et la pente 165

4.2. Infiltration de l'eau sous différents couverts végétaux 167

4.3. Vitesse de ruissellent de l'eau 168

4.4. Evaluation des pertes solides sous différents couverts végétaux 170

4.5. Analyse physico-chimique comparative 171

4.6. Conclusion 173

Conclusion générale et perspectives 174

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iii

Résumé

Les systèmes agropastoraux des régions montagneuses du nord de la Tunisie connaissent de profondes transformations liées à des changements qui portent à la fois sur l'organisation sociale, sur l'économie et sur les pratiques culturales. Dans le cadre d'étude des zones de Zaghouan, Siliana et Béja, ce travail a montré l'importance de l'introduction des légumineuses principalement la culture du sulla (Hedysarum coronarium L.) variété Bikra 21 dans les systèmes de cultures des zones montagneuses et spécialement chez les petits agriculteurs. L'enquête de terrain sur la pratique de la rotation culturale dans les zones montagneuses de la Tunisie et la typologie des exploitations, a montré que les profils favorables à la pratique de la rotation se trouvent chez les agriculteurs pratiquant ce métier depuis une décennie, mariés, âgés de plus que 40 ans et d'un niveau de scolarisation primaire ou plus. L'environnement favorable à la rotation est représenté par un agriculteur propriétaire résidant sur les lieux de son exploitation et dont l'activité principale est l'agriculture, se trouvant à moins de 10km du marché hebdomadaire, et parcourant une route asphaltée ou semi asphaltée. Le modèle d'exploitation mixte à élevage (bovins, ovins ou les deux), ayant une topographie en plaine ou en pente avec un sol de type argileux ou sableux, une surface utile de plus de 10ha représente le profil favorable à la pratique de la rotation. Cette situation se présente dans 25,7, 16,4 et 15,4% des cas respectivement à Béja, Siliana et Zaghouan. L'analyse multidimensionnelle a permis de mieux cerner la nature des liaisons qui existent entre les différents paramètres de productions d'une région donnée, montrant ainsi que, les agriculteurs des régions précédemment citées, sont caractérisés par une connaissance de la rotation du type croissant allant respectivement de l'absente, faible à moyenne. L'analyse des performances de Bikra 21 a montré les aptitudes d'adaptation de la variété aux contextes climatiques, édaphiques et sociaux de la région. Les vitesses de croissance de la végétation du sulla pour la fauche et le pâturage ont varié entre 0,176 et 1,236 cm/mm de pluie. Les rendements en matière sèche du sulla obtenus sont compris entre 974 et 5490kg MS/ha. L'efficience d'utilisation de l'eau par le sulla varie selon l'ordre et le mode d'exploitation entre 0,77 et 4,58 kg MS/m3 pour la fauche et 0,78 et 4,11 kg MS/m3 de pluie pour le pâturage. Les productions énergétiques des prairies à sulla sont comprises entre 828 et 4666UFL/ha. Les techniques d'exploitations de la culture du sulla lui confèrent le statut d'une culture nettoyante.

Des essais de traitements du sulla par voie humide, ont montré que l'effet positif de l'éclatement des tiges ne se manifeste qu'après 48h de préfanage pour un ensilage issu d'un sulla de 1ère et 2ème année respectivement sans et avec retournement. La technique de préfanage avec éclatement des tiges permet un gain gratuit en matière sèche et une bonne conservation du fourrage par ensilage. Les analyses chimiques ont montré que seuls les ensilages de sulla ERP31-2, RP31-2, EP31-2 et RP21 sont classés dans la catégorie des ensilages excellents. Les essais comparatifs de simulation de pluie artificielle cumulée de 170mm, en 60 minutes, entre des parcelles de Sulla, de blé dur (Triticum durum Desf.) et de jachère non travaillée, présentant des pentes variant entre 4 , 8 et 12% ,ont mis en évidence que l'installation du sulla a engendré un ruissellement d'eau de 1,2 à 5,8l alors que pour la jachère non travaillée la perte d'eau a varié de 6,3 à 36,2l. A 12% de pente, les taux de ruissellement ont été de 3,4 et 23,2% respectivement pour le sulla et le blé dur. Dans les mêmes conditions, le sulla favorise une infiltration d'eau de 99%, contre 76,6% pour le blé. Par rapport à une jachère non travaillée, un couvert végétal à base de sulla sur une pente de 12% réduit plus que 10 fois la quantité de terre érodée. Dans les charges solides transportées par l'érosion pluviale, l'argile représente 55% du total, avec une teneur en azote de 32ppm, et un taux de matière organique de 3,5%. Donc, l'amélioration de la couverture végétale ainsi que l'état organique des terres tend à redynamiser et surtout sécuriser les secteurs de production céréalière, fourragé et l'élevage.

Summary

Agropastoral systems in mountainous regions of northern Tunisia are undergoing profound transformations related to the changes that are both on the social and economic organizations and cultural practices. As part of study of the following areas Zaghouan Siliana and Beja, this work showed the importance of introducing the cultivation of legumes mainly sulla (Hedysarum coronarium L.) variety Bikra 21 in the farming systems in mountain areas especially for small farmers. The field survey on the practice of crop rotation in Tunisian mountains and the typology of the farms showed that the propitious profiles for the practice of rotation are among the farmers using this profession more than a decade, married, 40 years old and has an elementary school level or more. The environment for the rotation is represented by the landlord and whose principal activity is farming, located within 10km of the weekly market, and browsing a paved or a semi paved road. The model for mixed farming (cattle, sheep or both), having a plain or a sloping topography with a sandy soil or clay, a useful surface of over then 10 ha profile is favorable for the practice of rotation. This situation is found in 25.7, 16.4 and 15.4% of cases respectively in Beja, Siliana and Zaghouan. The multivariate analysis allowed a better understanding of the nature of links between the different production parameters of a given region, showing that the farmers in Zaghouan, Beja and Siliana are characterized by a knowledge of the rotation type growing up, respectively, absent, low to medium. The performance analysis of Bikra 21 has shown the ability of the variety to adapt climate, soil and social area contexts. The growth rates of the vegetation of sulla for mowing and grazing varied between 0.176 and 1.236 cm / mm of rain. The dry matter yields of sulla are obtained between 974 and 5490kg DM / ha. The efficiency of water use by sulla varies with the order and the operating way between 0.77 and 4.58 kg MS/m3 for mowing and 0.78 and 4.11 kg MS/m3 Rain for grazing. The energy production of prairie of sulla is between 828 and 4666UFL/ha. Operating techniques of sulla, give it the status of a cleaning plant. Trials of treatments of sulla wet, showed that the positive effect of the bursting of the stems only appears after 48 hours wilting for silage from a sulla 1st and 2nd years respectively without and with reversal .

vi

The technique of wilting stems bursting with saves free dry matter and good silage for fodder conservation. Chemical analysis showed that only ERP31 sulla silage-2, RP31-2, EP31-2 and RP21 are classified as excellent silage. Comparative testing of artificial rain simulation cumulative 170 mm in 60 minutes between patches of sulla, durum wheat (Triticum durum Desf.) and unworked fallow, with slopes ranging from 4 , 8 and 12%, have revealed that the installation of sulla has created a stream of water from 1.2 to 5.8 while for the unworked fallow water loss ranged from 6.3 to 36.21.A 12% slope, runoff rates were 3.4 et 23.2% respectvely for sulla and durum wheat . Under the same conditions, the sulla promotes water infiltration by 99%, against 76.6% for durum wheat. Compared to the unworked fallow, a cover based on sulla on a slope 12% reduced by 10 times the amount of soil eroded. In the sediment loads carried by rainfall erosion, clay represents 55% of the total, with a nitrogen content of 32ppm, and organic matter content of 3.5%. Therefore, improved vegetation cover and the organic state land tends to revitalize and especially secure areas of grain production, fodder and livestock.

Liste des abréviations

AF arboriculture fruitière

AFCM analyse factorielle de correspondances multiples

AGV acide gras volatile

B culture de blé

C céréaliculture

Tc taux de couverture des espèces

CB cellulose brute

CI cultures industrielles

CM cultures maraichères et

Cs charge solide

CT cendres totaux

D sulla directe

DMO digestibilité de la matière organique

E éclatement des tiges

EP1 éclatement et préfanage 24h

EP2 éclatement et préfanage 48h

EP3 éclatement et préfanage 72h

ERP1 éclatement, retournement et préfanage 24h

ERP2 éclatement, retournement et préfanage 48h

ERP3 éclatement, retournement et préfanage 72h

EUE efficience d'utilisation de l'eau

Fr fréquence de chaque espèce

F cultures fourragères

I surface irriguée

JNT jachère non travaillée

L cultures légumineuses

m moindre

MAT matière azotée totale

MAT matières azotées totales

MG matière grasse

MM matière minérale

MS matière sèche

P préfanage

p puissant

P1 préfanage 24h

P2 préfanage 48h

P3 préfanage 72h

ppds plus petite différence significative

Qt quantité de sol érodé

R opération de retournement du fourrage

RP1 retournement et préfanage 24h

RP2 retournement et préfanage 48h

RP3 retournement et préfanage 72h

S culture de sulla

SAP sol avant perturbation par la pluie

SAT surface agricole totale

SAU surface agricole utile

SMVDA sociétés de mise en valeur et développement agricole

Sulla 1 sulla de 1ère année

Sulla 2 sulla de 2ème année

TE terre érodée

Ti taux d'infiltration

TP terre de la parcelle

Tr taux de ruissellement

UC unité chaleur

UFL unité fourragère lait

Liste des tableaux

Titre

pages

1

Classification de la qualité de conservation des ensilages selon %N-NH3/Nt

56

2

Barème d'appréciation de la qualité des ensilages

57

3

Composition chimique des principaux ensilages produits en Tunisie

58

4

Valeurs énergétiques et protéiques des ensilages produits en Tunisie

58

5

Pluviosité mensuelle moyenne (en mm sur 50 années) des sites expérimentaux

70

6

Pluviosité mensuelle et température minimale et maximale des années 2005, 2006 et 2007 des

 
 

sites expérimentaux

71

7

Répartition des dimensions des particules de sol par ATTERBERG

82

8

Caractéristiques variétale de la variété de sulla Bikra 21

83

9

Répartition des exploitations enquêtées par gouvernorat

101

10

Répartition des enquêtés par sexe

103

11

Répartition selon le niveau d'Instruction des personnes enquêtées

106

12

Répartition des enquêtées selon l'ancienneté l'activité agricole

106

13

Lieu de résidence de l'exploitant agricole

108

14

Répartition des enquêtées selon la place de l'agriculture parmi les activités de l'agriculteur

110

15

Statistiques sur la topographie des surfaces exploitées

112

16

Les espèces animales élevées dans les exploitations

113

17

Ancienneté de la connaissance de la rotation culturale

114

18

Type de rotations dans la région

116

19

Les motifs de la rotation pratiquée

116

20

Services attendus du conseiller agricole

117

21

Méthodes évoquées pour avoir l'information à propos de la rotation culturale

118

22

Table de contingence complète des agriculteurs selon les groupes de variables

127

23

Tableau des inerties selon les axes

128

24

Proximité des points sur la projection

129

25

Les sous ensembles des régions

130

26

Evolution de la vitesse de croissance moyenne (cm/°Cj) d'une prairie de sulla dans les trois sites

 
 

expérimentaux et selon deux modes d'exploitation au cours des deux années de culture.

137

27

Evolution de la vitesse de croissance (cm/mm) des prairies de sulla selon le cumul

 
 

pluviométrique et le mode d'exploitation en deux années de culture.

137

28

Fréquences (Fr) en % et taux de couverture (Tc) des adventices recensées par site

144

29

Mesure de la perte en terre sous différents Couvert végétaux

170

30

Analyse granulométrique des substrats sols et charges solides

171

31

Composition organo-minérale des sols avant pluie et des charges solides transportées par

 
 

érosion

172

Liste des figures

Titre

Pages

1

Profil idéalisé sur un terrain en pente

9

2

Spectre électromagnétique

31

3

O pérations initiales les plus couramment pratiquées pour la récolte des fourrages

44

4

Différents principe de conditionneurs à rouleaux

47

5

Tassement et couverture d'un silo taupinière de maïs ensilage

53

6

Zones de l'enquête

67

7

Situation géographique des sites expérimentaux

68

8

Les sites expérimentaux; A: Djebel Arbi, B : Tlil Salhi et C : M'nara

69

9

Représentation schématique d'un simulateur de pluie

76

10

Simulateur de pluie installé dans diverses conditions de culture.

78

11

Clinomètre optique portable

79

12

Le sulla du nord (Hedysarum coronarium L.), variété Bikra 21 au stade début floraison

83

13

Les espèces animales utilisées dans les différentes expériences; A: Bos taurus et B: Ovis aries.

84

14

Parcelle expérimentale du sulla

84

15

Caractérisation de la flore spontanée des prairies à sulla à l'aide du quadrat

85

16

Présentation du spectroradiomètre

87

17

Tambours du conditionneur à poste fixe.

89

18

Eclatement des tiges de sulla à l'aide du conditionneur de fourrage à poste fixe

91

19

Représentation schématique récapitulatif des traitements d'ensilage du sulla

92

20

Représentation schématique des divers types d'analyses réalisées sur les ensilages

94

21

Répartition des enquêtes par gouvernorat et délégation.

102

22

Répartition des enquêtés par groupes d'âges

104

23

Pourcentage de répartition des personnes enquêtées selon l'état Civil

105

24

Répartition des enquêtées selon le Statut de l'exploitant agricole

107

25

Distance entre l'exploitation et le marché le plus proche

109

26

Répartition des emblavures moyennes par exploitant des trois gouvernorats.

111

27

Nature du sol des surfaces exploitées

112

28

Principales sources d'information relative à la connaissance de la rotation culturale

115

29

Raisons invoquées de non pratique de la rotation culturale

117

30

Croisement du groupe 1 (profil de l'exploitant agricole) par région

120

31

Croisement du groupe 2 (Environnement de l'exploitant agricole) par région

121

32

Croisement du groupe 3 (Profil de l'exploitation agricole) par région

122

33

Croisement du groupe 4 (la rotation culturale et sa pratique dans les systèmes de culture) par

 
 

région

122

34

Segmentation selon le modèle simple

123

35

Segmentation selon le modèle croissance

125

36

Projection plane des groupes de variables étudiés par la méthode AFCM

129

37

Evolution du spectre de réflectance d'un couvert de sulla selon les stades biologiques.

132

38

Spectres de réflectance d'une culture de sulla, blé dur et d'une jachère non travaillée

133

39

Evolution des densités de végétation en fonction de l'accumulation de chaleur dans les trois prairies à sulla au cours des deux années de culture.

135

xi

40 Evolution de l'hauteur de végétation en fonction de l'accumulation de chaleur dans les

différentes parcelles sous les modes pâturage (A) et Fauche (B) en deux années de culture. 136

41 Evolution des biomasses fourragères vertes des prairies de sulla des trois sites (Zaghouan,

Siliana et Béja) selon le mode d'exploitation par fauche (A) et par pâturage (B) 138

42 Evolution des rendements en matière sèche des prairies de sulla des trois sites (Zaghouan,

Siliana et Béja) selon le mode d'exploitation par fauche (A) et par pâturage (B) 139

43 Evolution de l'EUE du sulla selon le mode d'exploitation 140

44 Evolution des productions énergétiques (UFL) des prairies de sulla des trois sites (Zaghouan,

Siliana et Béja) selon le mode d'exploitation par fauche (A) et par pâturage (B) 141

45 Les adventices des prairies de sulla dans les différents sites d'expérimentations 143

46 Fréquence des adventices des prairies de sulla dans les parcelles d'études avant la première

exploitation (A) et avant la quatrième exploitation (B). 145

47 Effet de divers traitements sur l'évolution des taux de matière sèche (MS) de l'ensilage de sulla. 148

48 Pertes de jus en % (MS) des ensilages du sulla. 150

49 Estimation des pertes en jus lors de la conservation du sulla par ensilage 151

50 Effet des divers traitements sur le taux de pertes par inconsommable de l'ensilage du sulla. 152

51 Effet des divers traitements sur le pH de l'ensilage du sulla. 153

52 Effet des divers traitements sur le rapport Azote Ammoniacal/Azote Total (N-NH3/NT) de

l'ensilage du sulla. 155

53 Effet des divers traitements sur le taux de Cellulose brute de l'ensilage du sulla. 156

54 Effet des divers traitements sur le taux cendres totaux de l'ensilage du sulla. 157

55 Effet des divers traitements sur le taux de digestibilité de la matière organique de l'ensilage du

sulla. 158

56 Effet des divers traitements sur le taux d'acide acétique de l'ensilage du sulla. 160

57 Variation du taux d'acide butyrique de l'ensilage du sulla selon les divers traitements. 161

58 Evolution du taux d'acides gras volatils selon le pourcentage en matière sèche des ensilages de

sulla. 162

59 Cartographie relative à la qualité des ensilages du sulla selon les traitements 163

60 Pluviométrie et température moyenne de la période de préfanage 164

61 Evolution du volume d'eau ruisselé dans diverses conditions de culture selon de pentes de 4, 8

et 12%. 166

62 Evolution du taux de ruissellement selon la pente dans diverses conditions de culture. 167

63 Evolution du taux d'infiltration d'eau selon la pente dans diverses conditions de culture. 168

64 Evolution de la vitesse de ruissellement dans diverses conditions de culture selon différentes

pentes. 169

65 Système racinaire schématisé du sulla du nord 171

Introduction générale

Située au nord du 30ème parallèle, la Tunisie est classée dans la zone subtropicale méditerranéenne, avec un climat caractérisé par une alternance régulière de saisons hivernale froide et pluvieuse plus ou moins longue et estivale sèche. Ce climat se trouve largement influencé par une aridité affectant l'ensemble du pays (Boudabous et al., 2000). La Tunisie couvre une superficie de 16,4 millions d'ha dont 9 sont considérés aptes à l'agriculture et au pâturage; avec seulement 50% cultivable. Les conditions physique, géomorphologique, bioclimatique et socio-économique, affectant les terres sont à l'origine de leur dégradation. L'érosion hydrique concerne environ 3 millions d'ha dont la moitié est gravement menacée. La détérioration croissante des ressources en eau et sol nécessite une rationalisation de leur gestion.

Dans ce système de production agricole, la production animale occupe une place de choix, malgré le déficit chronique particulièrement en matière de protéines végétales. Le développement de cultures fourragères, principalement de fabacées présente de nombreux avantages rendant leur utilisation justifiée encore plus dans les zones à risque d'érosion édaphique (Slim et Ben Jeddi, 2011; Tibaoui, 2008). Avec 354 000ha de forêts, le secteur nord-ouest contribue à l'alimentation d'un effectif animal représentant 34 et 14% du total national, respectivement bovins et petits ruminants (DGF, 1994). Le relief est caractérisé par une prédominance de terres en pente, associé dans certaines situations à des précipitations abondantes (1500 mm/an), et l'inadaptation des systèmes de culture. Cette combinaison des facteurs rend les terres fertiles très vulnérables aux variations climatiques. Dans ce contexte, les petites exploitations se trouvent souvent poussées à s'étendre sur des terres fragiles accidentées et à vocation forestière. Les fabacées fourragères, en particulier le sulla du nord (Hedysarum coronarium L.) joue un rôle floristique et agronomique fondamental dans l'amélioration de la fixation biologique et la fertilité organo-chimique du sol (Gounot, 1958; Trifi Farah et al., 2002; Slim et al., 2008). Comme précédent cultural, cette espèce a contribué à croître la production grainière du blé dur (Triticum durum Desf.) de 30% avec zéro apport d'azote minéral. De plus, une amélioration des ressources fourragères énergétique et protéique respectivement 6500UFL/ha et 1200kg/ha a été observée (Ben jeddi, 2005).

Ces contraintes de diverses natures incitent à poser des questions et des hypothèses à propos du rôle et impact que peuvent avoir les fabacées fourragères comme le sulla du nord dans des systèmes de production agricole particuliers aux régions montagneuses.

Les objectifs visés touchent un ensemble de fonctions de production déterminant dans la durabilité des petites exploitations du nord ouest:

- caractérisation de la typologie des exploitations agricoles;

- amélioration des ressources herbagère; protéique; et céréalière;

- fixation biologique des sols; et

- sécurisation des ressources fourragères par le conditionnement et la conservation.

Ainsi, ce travail de recherche est présenté en trois parties:

- Partie 1: Analyse bibliographique; - Partie 2: Matériels et méthodes; et - Partie 3: Résultats et discussions.

L'analyse bibliographique présentera, dans sa première partie, le système agro-sylvopastoral; ainsi que les différents modèles agricoles (la permaculture, l'agriculture durable, l'agriculture raisonnée ou intégrée, et l'agriculture biologique). L'impact des activités humaines sur l'environnement et la dégradation des sols ont été traités. La deuxième partie sera consacrée à l'érosion hydrique et les principaux facteurs intervenant dans la dégradation des sols avec et les conséquences qui en découlent. Le rôle important que le couvert végétal peut jouer dans la lutte contre l'érosion hydrique sera ainsi présenté. La troisième partie caractérisera l'espèce Hedysarum coronarium L., ses exigences naturelles, son potentiel de production fourrager et sa qualité nutritionnelle. La partie suivante traitera des principes généraux de l'étude quantitative de la végétation (mesures et appareils de mesure et plans d'échantillonnage). Enfin, les différents moyens de conservation des fourrages seront étudiés.

La deuxième partie méthodologique commencera par l'identification des objectifs, choix et présentation des sites expérimentaux de l'enquête. Cette dernière portera sur la pratique de la rotation culturale dans les zones montagneuses, la typologie des exploitations, les différents outils et étapes de l'analyse statistique de l'enquête. La présentation du matériel biologique, paramètres de production et paramètres nutritionnels constitueront la deuxième partie méthodologique.

Seront présentées ensuite les combinaisons des traitements de conservation manipulés pour l'ensilage du sulla. Enfin, la technique utilisée pour la quantification de l'érosion des sols montagneux sera détaillée.

Enfin, Nous discuterons les résultats de l'intérêt de la caractérisation de la typologie des exploitations agricoles des régions du nord-ouest; de l'amélioration des ressources herbagère et la fixation biologique des sols par le sulla du nord et la sécurisation des ressources fourragères par le conditionnement et la conservation.

Partie 1

Analyse

bibliographique

1. Système agro-sylvo-pastoral

L'agroforesterie et le sylvo-patoralisme sont deux voies anciennes de gestion des forêts, elles permettent l'augmentation de la productivité à petit, moyen et long terme (en comparaison avec la forêt seule), la biodiversité (en comparaison avec les zones agricole) et la durabilité des terres (système multi-productif). Le sylvo-patoralisme pose des problèmes importants reliés aux multiples bénéfices de la forêt comme le risque de réduction des feux et de l'érosion (Mosquera et al., 2004). Selon McAdam (2004), l'agroforesterie est un nom utilisé pour des pratiques dans des terres où les arbres sont combinés avec des cultures et/ou des animaux, où il existe une interaction économique entre l'arbre et les composantes agricole. La définition du sylvo-patoralisme est le développement des arbres avec les pâturages. L'évolution des objectifs et des utilisations des terres pour le sylvo-patoralisme détermine essentiellement les types du sylvo-pâturage et du système pratiqué. L'intensité de l'utilisation des terres engendre : i) une faible biodiversité dans les terres agricoles; ii) une augmentation de l'eutrophisation des cours d'eaux et des eaux souterraines; iii) une détérioration de la structure du sol et une diminution de la fertilité; iv) une diminution de la production agricole; et v) une diminution de la couverture forestière.

L'agroforesterie, selon Le Houérou (2004), est la combinaison sur une même parcelle des cultures classiques avec des arbres forestiers plus ou moins espacés et alignés. Ce sont le plus souvent des arbres de la famille des légumineuses en raison de leur contribution au bilan azoté du système. C'est une technique de production qui s'est développée dans des civilisations paysannes au cours des siècles. L'agroforesterie a commencé depuis des centenaires. Depuis ces temps l'Homme a commencé l'aménagement des arbres, la production agricole et les animaux d'élevage dans une zone donné de terre. Par contre l'étude scientifique de l'agroforesterie est nouvelle. Le système sylvopastoral est un type d'agroforesterie qui combine différentes plantes dont les grasses et les légumineuses avec les arbres pour la nutrition animales et autres utilisations complémentaires. Au cours des dernières années, l'agroforesterie pour la production animale est une voie qui inclut le sylvopatoralisme (McAdam, 2004). La distribution annuelle de la production est irrégulière et on observe 70% de la production au printemps et 30% à l'automne et pas de croissance en été. La moyenne annuelle de production des pâturages naturels est environ de 1440kg MOD/ha. La qualité de ces pâturages est très limitée, avec une moyenne de production de protéine nette de 10,3 kg/ha et un taux d'incorporation des légumineuses de 8,5%. Ces faibles quantités et qualité rendent la gestion de ces ressources très difficile.

L'amélioration des pâturages nécessite l'introduction de différentes actions pour l'obtention d'une production de bonne qualité et quantité. Parmi les méthodes qui peuvent être utilisé on cite la fertilisation des parcours naturels avec un aménagement approprié, ou l'introduction de nouvelles espèces et variétés. Le sylvo-patoralisme utilise des arbres et arbustes fourragers en combinaison ou non avec des espèces cultivées, habituellement des céréales : orge ou blé en zones méditerranéenne, mil ou sorgho en zone tropicale. Parmi les espèces les plus utilisées en zone méditerranéenne on cite : Acacia cynophylla, Atriplex halimus, Atriplex nummularia,Cerratonia siliqua, Chamaecytisus palmensis, Colutea arborescens, Colutea istria, Gleiditsia traiacanthos, Robinia pseudo-acacia, Medicago arborea, Medicago citrinia, Morus alba, Morus nigra, et Opuntia ficus-indica. Les haies de ces espèces établies en courbes de niveau permettent un contrôle efficace du ruissellement, de l'érosion et la mise en place de limites visibles des parcelles ou des propriétés. En outre elles apportent un complément fourrager de qualité, riche en minéraux et protèines (Le Houérou, 2002).

Selon Boudabous et al. (2000) les agro-écosystèmes de la Tunisie sont situés dans un climat largement affecté par l'aridité qui se pose pour l'ensemble du pays, mais qui n'a pas partout la même acuité. D'une manière générale le climat et l'aridité constituent un facteur déterminant dans l'occupation et l'aménagement de l'espace et la valorisation de ces ressources à des fins agricoles. En effet, toute chose étant égale par ailleurs, la disponibilité en eau conditionne largement l'occupation humaine d'un espace donné et, par la suite, son utilisation à des fins de production agricoles et/ou pastorales.

Donc en considérant le territoire tunisien, les caractéristiques climatiques permettent de distinguer trois grands ensembles naturels, ou agro-écosystèmes, par rapport aux possibilités et contraintes de mise en valeur agricole :

- les agro-écosystèmes du Sud-Ouest : caractérisé par la présence d'une aridité très marquée, l'occupation humaine de cette région et l'aménagement de son espace se trouvent totalement hypothéqués par la disponibilité et la mobilisation des eaux souterraines. Dans l'ensemble, ce groupe d'agro-écosystèmes, qui correspond aux milieux présahariens et sahariens, est caractérisé par la prédominance de systèmes de production typiques déterminés par la combinaison de l'agriculture oasienne et l'élevage extensif. Ceux-ci peuvent être classés en cinq sous-ensembles : l'atlas saharien, les Matmatas et le Dhahr, les Jeffara et El Ouâra, les chotts et l'erg occidental;

- les agro-écosystèmes de la Tunisie tellienne : caractérisée à la fois par une abondance de ces ressources en eau en hiver et un déficit hydrique en été, l'occupation humaine de l'espace de cette région est très diffuse. En effet, ces caractéristiques climatiques n'imposent pas de contraintes majeures à la mise en valeur agricole si ce ne sont pas les caractéristiques édaphiques qui imposent certaines limites (fortes pentes, topographie, pédologie, sensibilité à l'érosion hydrique). Dans l'ensemble ce groupe est caractérisé par la prédominance d'un complexe de production agro-sylvo-pastoraux intensifs et extensifs à haut potentiel, qui peuvent être classés en cinq sous ensembles : Khroumirie-Mogods, Nord-Est, Tell, Dorsale et Dorsale occidentale; et

- les agro-écosystèmes de la Tunisie centrale : cette région est caractérisée par une grande variabilité du climat et la disponibilité en eau, qui confèrent au milieu naturel une fragilité notable. Cette grande variabilité fait que l'occupation de l'espace d'une manière permanente est très aléatoire et dépend largement des interventions en matière d'aménagement de l'espace. Dans l'ensemble ce groupe d'agro-écosystèmes, qui correspond aux milieux steppiques, est caractérisé par la prédominance des systèmes de production agro-pastoraux aussi variés que complexes, axés sur l'oléiculture, la céréaliculture aléatoire et l'élevage extensif. Ceux-ci peuvent être classés en six sous ensembles : la steppe agricole, le Sahel de Sousse, le Sahel de Sfax, la basse steppe, la steppe alfatière et la steppe méridionale (Boudabous et al., 2000).

Loi et Sitzia (2004) affirment que, durant les 200 dernières années, les systèmes agropastoraux se sont rapidement développés dans les régions méditerranéennes et les régions tempérées de l'Australie du sud. Actuellement, ils sont classés parmi les systèmes les moins exigeants en intrants, et un de leur point fort est la fixation symbiotique de l'azote atmosphérique par le biais des cultures fourragères à base des légumineuses qui font une partie indispensable de ces systèmes.

1.1. Permaculture

La permaculture selon Couplan (1993) est une méthode d'agriculture planifiée, dont le choix, la disposition sur le terrain et la conduite des plantes et des animaux constituent la base. La permaculture est une méthode pratique d'obtenir des bénéfices énergétiques, depuis l'environnement domestique jusqu'aux superficies importantes.

Les plantes ne sont pas seulement intéressantes par elles-mêmes, mais elles modifient également le climat local et diminuent les nombreuses formes de pollution. La permaculture est un système d'organisation des individus ou des groupes, son objectif premier est le bien être de l'homme et la satisfaction des besoins de ceux qu'elle prétend servir. L'agriculture permanente, est la permanence et la stabilité entre la terre et la société. Les raisons principales pour planifier sont les suivantes :

- économiser notre énergie à l'intérieur du système;

- mobiliser les énergies pénétrant le système de l'extérieur (soleil, vent, feu);

- associer les plantes pour qu'elles s'aident mutuellement à vivre en bonne santé;

- disposer de façon optimale tous les éléments (plantes, terrassements et constructions,

maisons) dans le paysage;

- s'adapter au climat et au site (plan spécifique);

- y intégrer l'homme et la société;

- économiser le combustible pour cuisiner et se chauffer; et

- fournir à l'homme de quoi couvrir ses multiples besoins d'une façon réalisable par chacun.

La règle d'or dans la planification du périmètre est de commencer à développer la zone la plus proche, de bien la contrôler, puis d'en étendre le périmètre. La stabilisation et l'utilisation du paysage est une question morale dont les implications sont globales. La vie des nomades dénués de tout se déplaçant avec d'immenses troupeaux de chèvres est l'une des pires stratégies dans la gestion de l'environnement que l'on puisse imaginer. La figure 1 présente un profil de terrain typique de nombreux climats tempérés ou tropicaux humides. Les hauts plateaux (A), surface d'érosion supérieure où les arbres et les arbustes empêchent l'écoulement trop rapide des eaux, et où le cours des ruisseaux cherche le sens de la pente, cèdent la place à la pente supérieure abrupte (B), dans le cas où elle est utilisée pour l'agriculture (dont le couvert forestier protecteur a souvent été coupé, ce qui cause une érosion catastrophique. La pente inférieure est une zone agricole potentiellement très productive, bien adaptée à recevoir les structures édifiées par l'homme, ses animaux domestiques et ses instruments. Plus bas, de doux vallonnements mènent à une plaine (D) où il est possible de stocker facilement l'eau au moyen de grands barrages peu profonds, et où l'on peut pratiquer des cultures extensives (Couplan, 1993 et McAdam, 2004).

Figure 1. Profil idéalisé sur un terrain en pente (Couplan, 1993)

Des systèmes fragiles comme celui-ci, en équilibre souvent précaire, doivent être préservés du surpâturage et de l'érosion du sol si l'on veut conserver toute l'eau possible pour la production d'électricité et l'agriculture aux altitudes inférieures. Il est donc nécessaire de gérer soigneusement tous les éléments et d'éviter tout ce qui pourrait avoir des conséquences fâcheuses. Ceci implique de réduire s'il le faut le nombre des animaux ainsi que de planter et de prendre soin d'autant d'arbres, d'arbustes et de végétaux couvrant le sol qu'il est possible, pour retenir l'humidité. Les pentes permettent à l'homme de gérer une grande variété d'aspects, d'exposition, d'ensoleillement et d'abris (Loi et Sitzia, 2004).

Très souvent, on a affaire à des systèmes agro-sylvo-pastoraux qui sont des systèmes d'élevage qui, à un moment ou à un autre de l'année, utilisent des espaces boisés d'un point de vue fourrager, ces espaces boisés étant eux-mêmes le plus souvent l'objet de traitements sylvicoles orientés vers des objectifs de production ligneuse. Ce sont des systèmes complexes, constitués de formations végétales variées et diversifiées, à plusieurs strates (herbacée, arbustive et arborée) qui interagissent fortement entre elles et qui de ce fait, fonctionnent globalement assez différemment d'un point de vue écologique. La gestion de ces systèmes demande une approche intégrée qui prend en considération les différentes productions fourragères, ligneuses et agricoles en fonction des conditions écologique, sociales et culturelles locales, en vue de tirer le meilleur profit durable tout en les protégeant de la dégradation.

Un programme d'aménagement des pâturages naturels doit prendre en considération la nécessité de procéder à des améliorations permanentes de terrains des parcours par : la mise en défens, la réglementation du pâturage, la limitation des époques du pacage, le calcule de la charge du pâturage, la lutte contre les plantes nuisibles ou indésirables et l'enrichissement des pâturages par l'introduction d'espèces fourragères (Nahal, 1998).

1.2. Agriculture durable

Selon McAdam (2004) le concept d'agriculture durable fait partie intégrante du concept de développement durable. Le rapport sur les stratégies relatives à l'agriculture durable présenté par BIFAD (1988) (Borad of International Food and Agricultural Development Task Force), a donné plusieurs définitions de l'agriculture durable dont on site :

- c'est la gestion réussie des ressources naturelles qui permet à l'agriculture de satisfaire les changements des besoins humains, tout en maintenant et, si possible, en augmentant la base des ressources et en évitant la dégradation de l'environnement.

- C'est l'habilité d'un système agricole de maintenir sa production à travers le temps sous l'influence des pressions sociales et économiques.

- L'agriculture durable est celle qui devrait conserver et protéger les ressources naturelles et permettre à la fois une croissance économique à long terme, par la gestion rationnelle de toutes les ressources exploitées, en vue de d'aboutir à des rendements durables.

- C'est l'agriculture qui : i) assure la conservation et l'utilisation des ressources internes et externes aussi efficacement que possible ; ii) est écologiquement saine ; c.à.d. qu'elle améliore l'environnement naturel et n'y provoque aucune nuisance ; et iii) est économiquement viable en ce qu'elle assure des revenus raisonnables relatifs aux investissements agricoles.

Le concept d'agriculture durable et les pratiques qui en découlent ont été rénovés dans divers pays depuis environ 20 à 25 ans. Ils en ont pris leur essor comme conséquences des abus de l'agriculture industrielle promue en Europe occidentale par le Marché Commun (PAC, politique agricole industrielle).

L'agriculture productiviste se caractérise par des apports massifs, et souvent irrationnels, d'intrants : machinisme, énergie, engrais, pesticides des assolements simplifiées à l'extrême ou même la monoculture, qui favorise significativement les photogènes (le piétin des céréales, par exemple) et l'amélioration de la résistance des mauvaises herbes ce qui se traduit par des doses de plus en plus élevées de pesticides. Elle se singularise aussi par un élevage intensif avec des effluents non contrôlés qui polluent les rivières et les nappes phréatiques. La réduction des taux de matière organique dans les sols et leur compaction corrélative accroissent le ruissellement et son corollaire les inondations. Les labours favorisent la minéralisation rapide de la MO par oxygénation et oxydation, d'où la réduction de la porosité et la compaction des sols. Cette compaction résulte aussi des passages répétés de grosses machines et par la formation et le maintien de la semelle de labour. La diminution de l'activité biologique favorise la prolifération des pathogènes résultants de l'élimination organismes producteurs d'antibiotiques et des amibes (nettoyeuses). En somme l'agriculture productiviste est une utilisation excessive des engrais, des pesticides, des semences (OGM) et du machinisme agricole. Dans la culture du blé, par rapport à l'AP, l'AD diminue les rendements de l'ordre de 10 à 12% en moyenne et les coûts de production d'environ 30%. Les traitements d'herbicides et pesticides sont de 4 à 6 annuels en AP, mais seulement 1 à 2 en AD. La gestion de l'AD nécessite peu de matériel agricole spécialisé (Le Houérou, 2004).

1.2.1. Concept du développement durable

Le développement durable peut être défini comme un développement qui satisfait les besoins des sociétés actuelles sans compromettre l'aptitude des générations futures à satisfaire leurs propres besoins; qui exige la gestion prudente des ressources disponibles et des capacités de l'environnement et la réhabilitation de l'environnement dégradé à cause de la surexploitation; et qui adopte les objectifs critiques suivants relatifs au développement et à l'élaboration des politiques de développement :

- l'amélioration de la croissance et de la qualité;

- la nécessité de remédier aux problèmes de la pauvreté et de satisfaire les besoins

humains;

- la prise en considération des problèmes de la croissance de la population et de la

conservation des ressources naturelles;

- la réorientation de la technologie de façon qu'elle soit plus adaptable aux

conditions locales;

- la gestion du risque; et

- la fusion des problèmes environnementaux et économiques dans la prise des

décisions dans le domaine du développement durable (Nahal, 1998 et McAdam, 2004).

1.2.2. Systèmes de production durables

Selon Nahal (1998) un système de production est étroitement lié à la localité où il existe et il est déterminé sur la base de l'interaction entre les facteurs physico-chimiques, biologiques, technologiques, socio-économiques et de gestion, en vue de satisfaire les objectifs spécifiques locaux.

Dans un système de production durable donné, il doit y avoir en permanence une coordination de plus en plus grande entre :

- des facteurs physico-chimiques, tels que le sol, le climat (pluviosité, radiations, longueur du jour,...) et la façon dont ils changent et interactent entre eux, de façon que l'agriculteur puisse les orienter en vue de la création de conditions favorables pour :

- les éléments biologiques du système de production (végétaux et animaux) dans leur interaction dans les agro-systèmes, avec les mauvaises herbes, les ravageurs, et ceci sur la base :

- des technologies appropriées mises à la disposition de l'agriculteur, de façon qu'elles
soient acceptables par lui et convenables à ses propres circonstances, sur la base :

- de son niveau social et culturel et de son expérience dans le domaine de l'agriculture, du système légal du pays, de l'organisation communautaire et du marché, dans la mesure où ils interactent entre eux pour :

- déterminer la viabilité économique du système de production et la bonne santé de l'environnement qui dépendent, en principe, de l'aptitude de gestion de l'agriculteur, des structures du marché et des prix, des méthodes rationnelles de lutte contre la dégradation de l'environnement (drainage des sols peu perméables, lutte biologique contre les ravageurs).

Selon Loi et Sitzia, (2004) les mesures qui assurent une durabilité à long terme du système de production peuvent être attractives pour l'agriculteur à court terme. Les sujets considérés dans l'agriculture durable sont complexes et étendus, ils comprennent :

- des activités sectorielles telles que : l'agriculture, la foresterie, l'agroforesterie, la

pisciculture et la zootechnie ;

- des problèmes de gestion des sols, des eaux, des ressources naturelles et des bassins versants.

- Des problèmes environnementaux tels que la désertification des sols, la salinisation des terres irriguées, la perte de la biodiversité, la pollution des eaux, etc. ;

- La formation des cadres et le développement des ressources humaines ;

- Les rôles du gouvernement et du secteur privé ;

- La recherche agricole et la vulgarisation.

Tout ceci montre que la durabilité dans la production et le développement agricoles affectent des aspects variés de la gestion des ressources naturelles et de l'aménagement de l'environnement et exigent une approche globale et multidisciplinaire, interdisciplinaire, nécessitant l'interaction entre les disciplines physiques, biologiques et socioéconomiques dans la planification, la formulation des politiques et dans les activités de recherche et de développement (Le Houérou, 2004).

1.3. Agriculture raisonnée ou intégrée

L'agriculture raisonnée ou l'agriculture intégrée occupent une place intermédiaire entre l'agriculture productiviste et l'agriculture durable. Le labour, les pesticides de synthèse et les engrais chimique sont admis, mais avec parcimonie. L'accent est mis sur des assolements longs et rationnels avec l'incorporation obligatoire d'au moins une légumineuse, une sole fourragère et l'utilisation opportune des résidus de l'élevage (fumier, purin, lisier). Les assolements longs et rationnels et l'inclusion de soles fourragères et de légumineuses sont un moyen efficace de prévention et de lutte contre les mauvaises herbes, les insectes et les champignons pathogènes. Il en résulte un cout de production réduit de 20 à 25% par rapport à l'agriculture productiviste (Le Houérou, 2004).

1.4. Agriculture biologique

L'agriculture biologique diffère de l'agriculture durable par le fait qu'elle s'interdit les engrais chimiques et les pesticides de synthèse. Par contre les insecticides naturels pyrèthroïdes, extraits d'une marguerite afro-alpine et son dérivés la roténone sont autorisés. Les fongicides à base de sels de cuivre comme la bouillie bordelaise et la bouillie bourguignonne et le soufre sont également autorisés. Par ailleurs le non-labour l'intégration au sol des résidus de culture, les engrais verts et les amendements en matière organique (fumier, compost, engrais vert) sont fortement recommandés et même indispensables.

L'agriculture biologique est soumise à de gros risques du fait de la non-utilisation de pesticides lors de la pullulation de certains pathogènes ou ravageurs dans certaines zones au cours de certaines années. Mais le contrôle biologique vient de plus en plus à son secours, mais pas dans tous les domaines (Bellon et al., 2000).

2. Erosion hydrique

L'érosion (du verbe latin erodere = ronger), évoque l'usure de la surface terrestre (Fournier, 1960), c'est l'action exercé par des agents climatiques ou naturels (vents, pluie, rivières, glaciers) souvent amplifié par l'action de l'homme (déforestation, surpâturage) et qui a pour effet d'enlever la couche superficielle des sols et des roches meubles ou des talus des rivières (Benzarti, 1996). L'érosion hydrique constitue un problème environnemental endémique des plus importants que présentent les régions semi-arides de par l'importance de ses impacts écologiques et agronomiques. La perte de sol par érosion hydrique, peut occasionner, d'une part une nette diminution du potentiel biologique et productif et d'autre part, l'appauvrissement et la fragilisation des écosystèmes. La conjonction des deux formes de dégradation peut conduire à la rupture de l'équilibre écologique et aboutie inexorablement à la désertification du territoire.

2.1. Principaux facteurs et causes de la dégradation des sols

L'érosion du sol est causée par l'interaction de plusieurs facteurs : le sol, les précipitations, la pente, la végétation et l'utilisation du sol.

Ces facteurs naturels ou induits qui causent la dégradation des sols sont :

- Biologique : détérioration de la couverture végétal, diminution de la teneur en matière organique, diminution de la population, diminution de la diversité et de l'activité de la faune (Lopez Bermudez, 1996).

- Facteurs climatiques (agressivité et irrégularités des pluies) : la Tunisie fait partie de la zone méditerranéenne subtropicale, caractérisée par l'agressivité des pluies et des crues. La moyenne annuelle de pluie varie du Nord au Sud entre 1200 et 50 mm et elle est caractérisée par une irrégularité inter-annuelle et intera-annuelle et inter-saisonnière importante : les crues sont violentes, brutales et épisodiques ; les pluies d'automne sont les plus intenses et les plus dangereuses pour les sols, elles surviennent à une période où la couverture végétale est faible ou inexistante et les sols sont ameublis par les labours et après la saison sèche de l'été. Ce sont les crues d'automne qui causent le plus d'érosion. Cette action érosive de la pluie est liée à son intensité et sa répartition.

- Le sol : les caractéristiques de classification pédologique d'un sol permettent de déterminer, après corrélation avec des données quantitatives, un coefficient de sensibilité de l'érodibilité.

Ces éléments de classification comprenant, la structure, la texture, la teneur en matière organique, la capacité de rétention de l'eau et la perméabilité.

- Le relief : la Tunisie est caractérisée par un relief peu élevé mais il présente en général des terrains à pente raide favorisant l'accélération du phénomène de l'érosion.

- Facteurs socio-économiques : l'accroissement démographique est à l'origine d'un important défrichement des terres de parcours ; ce qui s'est traduit par une surexploitation des surfaces pâturées, accélérant ainsi leur dégradation et par conséquent favorisant les phénomènes d'érosion et des transports solides à l'aval.

- Pratiques culturales inadéquates : la dégradation du sol est intimement liée à la conduite humaine, le labour par des engins inadaptés dans le sens de la pente et l'absence d'assolement favorisent l'érosion des terres (Benzarti, 1996).

2.2. Processus d'érosion hydrique

Le phénomène de l'érosion se manifeste dans la nature en créant divers aspects de terrain. Selon Fournier (1960) deux formes fondamentales d'érosion du sol par l'eau existent:

2.2.1. Détachement des particules constitutives du sol et leur entraînement par l'eau qui ruisselle

Cette forme est due à l'action des précipitations et du ruissellement :

- L'érosion en nappes: Elle résulte d'un détachement d'éléments constitutifs du sol par la pluie et le ruissellement et d'un écoulement superficiel, relativement homogène dans l'espace, de l'eau tenant en suspension ou tractant les éléments terreux arrachés. Le mélange d'eau et de terre s'écoule le long des pentes comme une nappe et le sol se trouve décapé par couches successives. Il est évident que pour ce type d'érosion ce sont surtout les particules fines du sol qui sont entraînées.

- L'érosion en rigoles: Elle consiste essentiellement à l'entraînement des particules du sol par l'eau suivant de petits sillons qui s'inscrivent sur la surfaces topographique perpendiculairement aux isohypses. Le fait générateur de ce phénomène est un écoulement de l'eau, non pas d'une manière uniforme sur toute une surface, mais par concentration en filets liquides dont le débit et la vélocité sont aptes à engendrer une action érosive. C'est à l'action de ces filets d'eau qu'est dû le creusement d'incisions dans le sol, ces incisions sont élémentaires, temporaires, le plus souvent non hiérarchisées, qui apparaissent pendant une averse à la suite d'une concentration locale de l'eau guidée, canalisée, par le réseau des arbustes, les façons culturales.

- L'érosion en ravins: Elle apparaît lorsque les types précédents sont exagérés et que les entailles s'approfondissent considérablement. Les formes résultantes sont caractéristiques de l'érosion naturelle, et d'une surexploitation du milieu naturel. Les dimensions peuvent être très importantes : profondeur supérieure à 2 - 3 m, largeur 10 à 20 m et longueur de plusieurs centaines de mètres. Ses traces ne peuvent pas être effacées par le labour.

2.2.2. Mouvement du sol en masse

Selon Fournier (1960) cette forme est due à l'attaque du sol par l'eau sur une épaisseur de son profil, à la mise en déséquilibre du sol et à l'action de la pesanteur:

- Les coulées boueuses: L'action la plus simple que puisse exercer l'eau à l'intérieur du sol est la saturation d'un horizon supérieur lorsque surviennent des pluies très abondantes. Si le sol est dénudé ou si la végétation qu'il porte n'a aucune propriété cohésive, une masse terreuse est susceptible de se transformer en un véritable fluide visqueux. Si la topographie est inclinée, cette masse, en cet état, s'écoule lentement vers l'aval suivant les impératifs de la valeur de la pente : il existe alors une coulée boueuse.

- Les glissements de terrain: L'eau, quand elle s'infiltre, peut exercer une action plus complexe. Lorsqu'il existe en effet un niveau imperméable soit à l'intérieur du sol, soit au niveau de la roche mère, soit même dans la masse rocheuse mais à faible profondeur, l'eau qui percole est arrêtée. En cas de percolation d'un volume d'eau important, il s'établit à ce niveau un plan sursaturé, un plan en quelque sorte « lubrifié » la masse de matériaux qui le surmonte peut alors glisser sur lui si les forces qui la retiennent sur la pente disparaissent : il se produit un glissement de terrain.

- La reptation du sol: C'est un mouvement par cascades, lent et imperceptible, d'une mince pellicule superficielle du sol vers l'aval des pentes. Cette forme de mouvement de masse est universellement répandue. Ses causes sont extrêmement variables : le piétinement du bétail, la croissance des racines ou le creusement de trous par les animaux. Mais l'eau peut être également responsable de ce type de mouvement. En effet, la variation de sa quantité dans la partie superficielle du sol peut provoquer le phénomène suivant : une expansion du volume de la masse terreuse pendant les périodes d'humidification et une rétraction pendant les périodes de dessèchement. Ces deux mouvements inverses amènent une élévation et un abaissement des particules.

- L'érosion en tunnel: L'eau peut exercer une action érosive interne. Celle-ci est bien illustrée par les observations que l'on peut faire en zone tropicale en milieu cuirassé. La cuirasse lorsqu'elle s'épaissit et se durcit nettement, joue le rôle d'un toit imperméable. Dans ces conditions, l'eau, vraisemblablement en fonction de la topographie, empreinte une voie souterraine de circulation préférentielle où elle se rassemble. Ce type d'érosion consiste au développement d'un drainage sub-superficiel dans des matériaux non consolidés en milieux secs. La précipitation saisonnière ou très variable qui est à l'origine de l'apparition de crevasses dans le sol (par où l'eau de ruissellement pénètre) pendant les périodes sèches.

- Les éboulements: Elles sont dues à la mise en déséquilibre d'une masse terreuse à la suite d'un sapement. Lopez Bermudez (1996) ajoute un autre processus qui est l'érosion par battance ou « splash erosion » qui représente l'énergie cinétique des gouttes d'eau qui est le premier élément déterminant de l'érosivité d'une pluie. C'est la plus importante caractéristique des averses, par son impact sur l'érosion des sols, spécialement sur les sols sans couverture végétale. Cette action des gouttes de pluie (battance ou splash) associe des actions mécaniques, comme libération des agrégats instables et de particules de sol nu.

Par les chocs de gouttes de pluie les particules sont déplacées, pouvant atteindre 100 à 150cm, les sables fins sont les plus affectées. En fonction de la pente des déplacements sont certainement importants mais difficilement mesurables et séparables des autres processus. Ce lent mouvement des particules vers la base du versant avec une trajectoire en dents de scie est le « splash creep ».

2.3. Conséquences de l'érosion

2.3.1. Conséquences de l'érosion sur le sol

Selon Jebari et al. (2010) les différents processus d'érosion du sol ont plusieurs conséquences écologiques et économiques par sa répercussion sur la dégradation du sol (la Tunisie perd chaque année plus que 15000ha de terres agricoles) et sur le risque de désertification :

- Perte accéléré et irréversible de la base du soutien des racines des plantes, qui retient et emmagasine l'humidité et les éléments nutritifs.

- Perte d'éléments nutritifs naturels ou agrégés au sol avec les engrais, et arrachage et perte de semences ou de plantes encore peu développées. Ce qui affecte les revenues et la production.

- Amincissement progressif du sol, accroissement de la pierrosité et affleurement des couches plus profondes du sol, même de la strate rocheuse sous-jacente.

- Possibilité de la perte totale de la capacité productive du sol en un temps très court
(de l'ordre de quelques années) par rapport à celui qu'il a fallu pour sa formation.

- le décapage et l'ablation du sol par l'érosion, peuvent entraîner le transport de particules et des éléments nutritifs de l'amont vers l'aval du versant. Ce qui engendre un développement et une densité plus petite des cultures en arrivant même à l'absence totale dans les zones les plus exposées à l'érosion.

- L'érosion du sol se traduit aussi par la faible végétation même son absence. En

plus, la mise à découvert des racines des arbres, buissons et arbustes. L'invasion

d'espèces végétales spécifique des sols dégradés est un autre indicateur.

- Formation de topographie ravinée ou « badlands » constituée par : sillons, ravins,

ravines et rigoles.

- Effondrement et affaissement de la chaussée par mouvement et évacuation de matériaux par galeries au dessous de la masse du sol.

- Ecoulements de boues produites lors des pluies abondantes et saturation en eau des horizons supérieurs

- Les effets indirects de l'érosion sont : les inondations, la pollution des courts d'eau, particulièrement par matériaux en suspension, accumulation de sédiments à l'aval des versants, vallées, plaines, lits fluviales, canaux d'irrigations et de drainage, voies de communication, aires urbaines, industrielles et barrages.

2.3.2. Conséquences et impacts environnementaux de l'érosion sur la désertification

Selon Jebari et al. (2010) les conséquences et impacts environnementaux de l'érosion sur la désertification sont:

- Réduction de la productivité et diversité biologique. Réduction et même disparition de biomasse.

- Réduction de la superficie de terre fertile et perte de valeurs économique de la terre. - Dégradation, diminution et manque d'eau pour approvisionnement humain et

l'irrigation, par pollution et surexploitation des eaux superficielles et souterraines.
- Détérioration des conditions de vie de la population rurale à cause de la

dépréciation des systèmes support de la production et de la vie.

- Abondant des terres et émigration de la population

- Altération micro-climatique régionale par augmentation de l'albédo et de la teneur en poudre de l'atmosphère.

- Affectation, en général, du développement économique et social et, en définitive, augmentation de la restriction de la possibilité de développement soutenable des territoires affecté par l'érosion.

2.4. Rôles du couvert végétal dans la lutte contre l'érosion hydrique

Des expériences réalisées par Kaabia (1994) à l'aide d'un dispositif métallique de collecte des sédiments érodés et de ruissellement ont permis de dégager des comparaisons entre différentes cultures, montrant une quantité de terre érodée et d'eau ruisselée très élevées sur la jachère traditionnelle avec une différence significative par rapport aux autres types de cultures. Par contre, la jachère en courbes de niveau et le médic ont enregistré un faible taux d'érosion hydrique. Les assolements blé-médic et blé-jachère en courbes de niveau ont présenté les quantités les plus faibles de transport solide et de ruissellement en comparaison avec les autres assolements préconisés.

La perte du taux de matière organique (passe de 1,5% sur la terre de la parcelle à 9,6% sur la terre érodée), d'éléments minéraux (N, P, K) et d'argile (passe de 32,5% à 48%) par l'érosion hydrique est considérable dans les terres cultivées en pente (Jebari et al., 2010).

2.5. Procédés de conservation du sol sur les pentes

2.5.1. Travaux selon les courbes de niveau

La conduite des travaux de labour, semis, plantations et récolte selon les courbes de niveau constitue un moyen efficace de protection des pentes contre l'érosion et de conservation du sol et de l'eau dans les terres cultivées de faible pente ne dépassant pas 4%. Sur ces pentes, ce type de travail suffit généralement à empêcher l'érosion en couche. Si cette technique est suffisante pour protéger des sols perméables à pente dépassant 4%, elle s'avère insuffisante pour protéger des sols peu perméables, même si leur pente ne dépasse pas 4%, surtout dans les régions à moyenne et forte pluie. Dans ces conditions, on aura intérêt à faciliter l'infiltration de l'eau en effectuant une scarification profonde ou sous-solage selon les courbes de niveau (Jebari et al., 2010).

2.5.2. Culture en bandes alternantes

C'est un procédé en bandes parallèles, deux bandes successives ne portant pas la même culture ou n'étant pas travaillées en même temps, de façon que l'eau concentrée sur l'une d'elles trouve un obstacle sur la bande immédiatement inférieure. Cette technique est utilisée lorsque la pente du terrain augmente mais ne dépassant 10% pour des sols mal drainés, 15% pour des sols moyens et 20% pour des sols bine drainés et résistants à l'érosion (Kaabia, 1994).

2.5.3. Construction des terrasses

Ce procédé est très efficace pour la conservation de l'eau et du sol, en effet les terrasses permettent d'intercepter et de détourner l'écoulement superficiel de l'eau ou de le capter en augmentant la puissance d'absorption du sol pour l'eau (Jebari et al., 2010).

2.6. Aménagement durable des forêts

Le concept de durabilité a toujours été profondément enraciné dans la forêt et chez les forestiers. L'aménagement durable des forêts est perçu désormais comme un aménagement polyvalent de la forêt qui produira non seulement du bois d'oeuvre sur une base durable, mais continuera de fournir à ses habitants et à ceux qui vivent aux alentours du bois de feu, des aliments et d'autres biens et services. En outre la forêt maintiendra son rôle dans la conservation des sols et de l'eau, des ressources génétiques et de la diversité biologique ainsi que dans la protection de l'environnement dans son ensemble. L'aménagement durable de la forêt recouvre trois dimensions : une écologique visant la conservation perpétuelle des ressources, une économique qui embrasse la production des denrées et des services et une sociale qui fait intervenir les populations dans les processus décisionnels concernant la gestion des forets et la répartition des avantages forestiers. L'aménagement forestier selon la FAO couvre tous les aspects administratifs, économiques, juridiques, sociaux, techniques et scientifiques de la conservation et de l'utilisation des forêts. Elle implique divers degrés d'intervention humaine délibérée, allant de la sauvegarde et de l'entretien de l'écosystème forestier et de ses fonctions à intérêt particulier pour certaines espèces précieuses sur le plan social ou économiques, visant à améliorer la production des biens et des services liés à l'environnement. Il ne faut pas oublier les zones où les forêts disparaissent du fait de l'empiétement et du défrichage à des fins agricoles, où le surpâturage interdit la régénération des arbres et où l'abattage pour la production de charbon de bois et de feu entraîne la dégradation ou la disparition des forêts claires dans les zones méditerranéennes et tropicales (Jebari et al., 2010).

2.7. Aménagement durable des pâturages naturels

D'après Jebari et al. (2010) les pâturages sont les terrains de parcours utilisés pour le pacage des animaux et se rapportant aussi bien à la prairie (constituée de graminées vivaces), à la lande découverte, à la pelouse, à la steppe, à la savane, à la garigue, au maquis ou au bois. Très souvent, on a affaire à des systèmes agro-sylvo-pastoraux qui sont des systèmes d'élevage qui, à un moment ou à un autre de l'année, utilisent des espaces boisés d'un point de vue fourrager, ces espaces boisés étant eux-mêmes le plus souvent l'objet de traitements sylvicoles orientés vers des objectifs de production ligneuse.

Selon Jebari et al. (2010) et McAdam (2004) il est extrêmement rare d'observer des élevages utilisant ce type d'espace à l'exclusion de tout autre ; la plupart d'entre eux s'appuie aussi sur des espaces fourragers plus classiques : prairies cultivées, pelouses naturelles, chaumes de céréales, pelouses d'altitude. Ce sont des systèmes complexes, constitués de formations végétales variés et diversifiées, à plusieurs strates (herbacée, arbustive et arboré) qui interagissent fortement et fonctionnent globalement assez différemment d'un point de vue écologique. La gestion de ces systèmes demande une approche intégrée qui prend en considération les différentes productions fourragère, ligneuse et agricole en fonction des conditions écologiques, sociales et culturelles locales, en vue de tirer le meilleur profit durable tout en les protégeant de la dégradation. Il convient d'adopter une approche globale qui comprend la planification de l'utilisation des terres et le développement rural et agricole. Un bon programme d'aménagement des pâturages naturels doit prendre en considération la nécessité de procéder à des améliorations permanentes des terrains de parcours par la prise en considération de:

-La mise en défens: C'est le moyen le plus simple et il est utilisé dans les conditions suivantes : i) quand il reste des porte-graines des bonnes espèces fourragères spontanées sur le terrain de parcours à améliorer; et ii) quand on envisage de remettre sous pâturage les terrains protégés dans un délai de temps assez court ne dépassant pas cinq ans. La mise en défens d'une zone pastorale peut présenter des inconvénients majeurs si elle n'est pas suivie d'autres mesures. En effet, la mise en défens peut conduire à un accroissement de la charge sur les autres zones et contribue ainsi à la détérioration de ces dernières. Les mesures supplémentaires qui peuvent êtres suivies sont : - un affouragement et approvisionnement en eau - une diminution de l'effectif des troupeaux (Jebari et al., 2010);

-Réglementation du pâturage: La mesure la plus importante à prendre en considération dans un programme d'aménagement des pâturages est la réglementation du pâturage. En effet, le pâturage doit être conçu de façon à pouvoir assurer le maintien des espèces de bonne valeur fourragère et la conservation du sol et de l'eau. Une bonne croissance des plantes est très importante pour le maintien de la fertilité des sols et la prévention de l'érosion (Jebari et al., 2010);

-Epoques de pacage: Le pacage doit être aussi léger que possible au début du printemps dans la majorité des cas, c'est-à-dire, au début de la saison de croissance des plantes qui est la phase la plus critique dans la vie des plantes, qu'elles soient vivaces ou annuelles. Le temps opportun pour le pâturage dépend de la nature et de l'état de la végétation naturelle de la zone soumise au pâturage. Une végétation très dégradée et épuisée se régénère plus vite que n'importe quel autre moyen lorsqu'on restreint le pâturage et lorsqu'on la protège pendant la saison de croissance des plantes. Cette mesure est vitale pour les pâturages en mauvais état, parce que les plantes doivent non seulement se maintenir en vie, mais aussi développer un supplément de vitalité indispensable à l'amélioration de la prairie. Le meilleur moyen de régénérer une prairie naturelle est d'appliquer un système de rotation qui donne à chaque pâturage au moins une fois tous les 3 à 4 ans la possibilité de laisser sa végétation pousser et se développer jusqu'à maturité. Ce repos des prairies naturelles devient impératif dans les zones à végétation très dégradée ou dans celles qui sont soumises à une forte érosion où il faudra favoriser le développement des plantes fourragères utiles par rapport aux plantes indésirables (McAdam 2004 ; Jebari et al., 2010);

-Charge de pâturage: Un pâturage équilibré est celui qui permet de produire le plus grand gain possible en poids dans une zone donnée avec le plus petit nombre possible d'animaux. Les experts du pâturage doivent déterminer la charge à l'hectare ne fonction de la nature de la végétation, du climat et de la nature du bétail. Dans les zones arides les charges à l'ha seront inférieures à celle des zones semi arides ; subhumide et humide. De même pendant les années sèches, on aura intérêt à diminuer la charge dans chaque zone par rapport aux années normales. Le pâturage excessif d'une prairie pendant une année sèche pourra devenir tellement nuisible que la productivité de cette prairie restera affaiblie lorsque les conditions climatiques deviennent favorables. Par contre, pendant les années à pluviométrie supérieure à la normale, on peut dépasser la charge à l'ha sans risquer de détériorer la végétation. L'adaptation du nombre d'animaux à l'ha pendant les années de sécheresses est une mesure impérative qui ne doit pas être sous estimé sous peine de voir subir des pertes de bétail, un épuisement extrême du sol est une diminution considérable de bonne espèces fourragères. En Afrique du nord les terrains de parcours amélioré à Echiochilon fruticosum, Helianthemum sessiliflorum, Plantago albicans peuvent nourrir un peu moins de 1 tête de moutons de race

barbarine par l'ha et pendant 12 mois. Les terrains de parcours à base d'alfa (Stipa tenacissima) peuvent nourrir 0,75 mouton de race locale par ha et par an (McAdam, 2004).

Il est conseillé de bien répartir les points d'eau et les abreuvoirs dans la zone pâturée et de bien situer les clôtures, pour éviter que certaines parties n'aient pas à souffrir d'un surpâturage alors que d'autres parties de la même zone ne subiront qu'un pacage insuffisant. L'excès de piétinement des animaux autour des points d'eau peut aussi amener à une forte dégradation du sol et le soumettre à l'érosion. Il est souhaitable que les points d'eau ne soient pas éloignés plus d'un Km et demi environ dans les terrains accidentés et montagneux. Dans des conditions favorables de température et sur un terrain relativement plat, on peut permettre au bétail de parcourir jusqu'à 3 à 5Km pour les bovins et 7Km pour les ovins (Ben Salem, 2002 ; Jebari et al., 2010);

-Lutte contre les plantes nuisibles ou indésirable: Certaines prairies et, en particulier, celles qui sont dégradées sont infestées de plantes nuisibles au bétail. Toutes ces plantes ne sont pas vénéneuses, mais elles provoquent affaiblissement de la valeur alimentaire et on peut signaler aussi la présence de quelques genres et espèces qui sont considérés parmi les plus toxiques dans les terrains de parcours. Les plantes nuisibles sont, en plus de faible valeur fourragère ou de leur toxicité, beaucoup moins efficace, en général, que l'herbe pour la conservation de l'eau et du sol (Jebari et al., 2010); et

-Enrichissement des pâturages par l'introduction d'espèces fourragères: Il est utile d'envisager l'introduction d'espèces fourragères spontanées ou étrangères dans les terrains de parcours qui se sont appauvris en bonnes espèces fourragères. Chaque fois qu'il est possible d'utiliser des espèces spontanées, on aura intérêt à le faire. Mais si la zone à enrichir ne possède plus de bonnes espèces fourragères, ou s'il existe d'écotypes étrangers de meilleure valeur fourragère que les écotypes locaux on devra penser à faire appel à ces espèces et écotypes étrangers. L'enrichissement des pâturages naturels dégradés par l'introduction d'espèces fourragères est connu en Amérique sous le terme de `artificial reseeding' (réensemencement artificiel) et réalisé par semis ou plantation et cette pratique vise l'augmentation de la capacité fourragère des terrains de parcours dégradés, le contrôle de l'érosion et l'amélioration du sol. Ils utilisent aussi bien les plantes fourragères cultivées que les plantes spontanées (Jebari et al., 2010 ; Slim et Ben Jeddi, 2011).

2.8. Conservation du sol dans les forêts

Selon Jebari et al. (2010) la conservation du sol englobe la protection du sol lui même en contrôlant son érosion que le maintien, voire l'accroissement, de sa fertilité. Le but de conservation du sol est l'obtention du plus grand bénéfice permanent du sol. Ceci veut dire qu'il est nécessaire d'utiliser le sol en essayant de maintenir, voir d'accroître, sa capacité de production. Les produits du sol sont variés : des produits agricoles ou fourragers, des produits forestiers, de l'eau, voire même la faune sauvage. Pour qu'un sol conserve sa capacité de production, il faut qu'il y ait un équilibre entre les pertes en éléments nutritifs que peut subir ce sol (à cause des exportations liées aux récoltes, de lessivage et de drainage), son contenu en ces éléments et les éléments nouveaux qui peuvent y prendre naissance. En plus, il faut également qu'il ne se produise aucune détérioration dans les caractéristiques physiques de ce sol (dégradation de la structure, diminution de la perméabilité pour l'air et pour l'eau), qu'il n'y ait pas de décapage des horizons supérieurs riches en matières organiques et en microorganismes ou l'accumulation de sels nocifs, ou n'importe quel phénomène qui sera à l'origine d'une augmentation excessive de l'acidité ou de l'alcalinité. Par conséquent, les traitements ayant pour objet la conservation du sol peuvent avoir les buts suivants :

- obtention d'une couverture végétale adaptée au milieu qui protège le sol contre le

ruissellement des eaux et l'action nocive des vents;

- traitement du sol en améliorant sa structure pour le rendre plus résistant à l'érosion,
plus perméable aux eaux de surface, et plus favorable au développement des plantes ;

- compensation des pertes du sol en éléments fertilisants;

- diminution du ruissellement des eaux et de la vélocité des vents par des procédés appropriés; et

- orientation des eaux de ruissellement vers des exutoires aménagés.

2.8.1. Procédés de conservation du sol

D'après Lopez Bermudez (1996) les procédés de conservation du sol sont assez nombreux, et un choix doit être fait selon le cas étudié. Il n'y a pas de méthodes valables pour tous les cas et pour tous les sols. Le conservateur du sol, l'agriculteur et le forestier doivent adapter la méthode de conservation aux cas qui se présentent à eux. Chaque cas doit être examiné et étudié séparément pour déterminer la technique à appliquer. Tantôt, il sera nécessaire de construire des terrasses pour conserver le sol.

C'est le cas des terrains en forte pente. D'autres fois il suffit de labourer selon les courbes de niveau et d'appliquer les bonnes pratiques agricoles pour protéger le sol. C'est le cas des sols profonds et à très faible pente. Quelquefois, on sera amené à évacuer très rapidement une quantité d'eau excédentaire. C'est le cas des régions à grande pluviosité et des sols argileux à forte pente qui peuvent être exposés à des glissements ou à des écoulements boueux lorsqu'ils sont engorgés d'eau.

2.8.2. Végétation

Dans la planification d'un programme de conservation des sols, la couverture végétale doit être placée au premier rang parmi les moyens dont nous disposons pour lutter contre l'érosion, empêcher la dégradation des sols et assurer une production agricole durable. Les effets favorables sur la conservation des sols varient selon la nature de la couverture végétale : végétation forestière naturelle, végétation pastorale, végétation cultivée ou végétation agroforestière (Jebari et al., 2010).

2.8.3. Végétation forestière naturelle

Selon Lopez Bermudez, (1996) la forêt constitue un moyen très efficace de conservation du sol, surtout si elle est biologiquement équilibrée et bien aménagée. Pour que la forêt puisse jouer pleinement son rôle de conservation du sol, il faut qu'elle soit maintenue en permanence en équilibre biologique. Cet équilibre exige l'application d'un plan d'aménagement qui aura pour but de concilier sagement les objectifs économiques de production et les objectifs de conservation du sol et du maintien de sa fertilité. Ces mesures se rapportent à l'exploitation rationnelle de la forêt, à l'organisation des voies de vidange, à la réglementation du pâturage, aux méthodes de coupe, au mode de traitement et à la protection contre les incendies. Il est utile de signaler que la forêt conserve la fertilité de son sol par l'intermédiaire de son cycle biologique des éléments minéraux. Il faut tenir en compte :

-Exploitation rationnelle des forêts: Le forestier ne doit couper que le volume de bois correspondant à son accroissement. Dépasser l'accroissement annuel, c'est appauvrir la forêt et provoquer une diminution de la fertilité de la station qui se répercute sur l'état général de la forêt et, par conséquent, sur son effet protecteur et sur sa production durable à long terme;

-Choix des méthodes de coupe: La méthode de coupe doit être choisie de façon à conserver l'efficacité de la couverture forestière en matière de conservation du sol et de l'eau, garante d'une production forestière durable. Les coupes uniques ou totales qui consistent à coupe toute la surface de la forêt en une seule fois dénudent le sol et le soumettent à l'action des forces érosives. Elles sont à proscrire dans les forets dites de protection, c'est à dire dans massifs forestiers ayant pour but principal la protection des terrains très sensibles à l'érosion. Les coupes sélectives et successives sont conseillées dans les forêts sur pente.

Elles consistent à supprimer, à intervalles réguliers et fréquents, certains arbres mal formés ou dominés qui doivent êtres coupés pour améliorer la forêt et l'éclaircir;

-Réglementation du pâturage: Le pâturage mal réglementé et abusif est très nuisible à la forêt et provoque, à la longue, sa dégradation. En vue de maintenir la forêt en bon équilibre biologique et maintenir sa productivité durable, il est recommandé de suivre ce qui suit :

- interdire complètement le pâturage en forêts en état de régénération, dans les jeunes

plantations et dans les forêts de protection ;

- règlementer le pâturage dans les massifs forestiers en calculant le nombre de têtes de bétail en fonction de la capacité du sol et sa sensibilité au tassement; et

-Protection des forêts contre les incendies: Les incendies répétés détériorent la forêt et provoquent sa dégradation jusqu'à la disparition totale du manteau forestier et du sol. C'est pourquoi, il est important de protéger les forêts contre ce fléau par tous les moyens, tels que : la création de tranchées pare-feu cultivées ou nues - la construction de routes forestières - l'organisation dans les massifs résineux importants d'un service de lutte contre l'incendie bien équipé.

2.8.4. Végétation pastorale

D'après Lopez Bermudez (1996) les prairies permanentes bien aménagées constituent, comme la forêt, un moyen très efficace de conservation du sol. Cette efficacité provient de la permanence de la végétation, de la densité de la couverture qui est constituée principalement de graminées et de légumineuses vivaces et de la bonne structure du sol. Cependant, pour jouer leur plein rôle dans la conservation des sols, il faudra les maintenir en bon état, en leur appliquant un aménagement équilibré, en leur apportant une fumure minérale suffisante et en réglementant le nombre de têtes de bétail des espèces ainsi que les périodes de pacage.

La prairie assolée constitue une possibilité exceptionnelle d'augmenter la productivité de nombreuses terres dont les propriétés physiques laissent à désirer et constitue un moyen très efficace de la protection des sols contre l'érosion. C'est même la seule solution pour les sols nécessitant des restitutions humiques très importantes.

2.8.5. Végétation cultivée

La mise en culture d'un sol le rend plus sensible à l'érosion et plus fragile quant au maintien de sa fertilité. Il est donc nécessaire, dans le but de préserver le sol et conserver sa fertilité pour une production durable, de suivre des procédés de cultures antiérosives, de choisir des plantes cultivées et des rotations de culture adéquates et d'orienter les travaux du sol de façon à réduire au minimum les dégâts. Une mention spéciale doit être faite en ce qui concerne les plantes de couverture qui sont plantées tout spécialement pour réprimer l'érosion du sol, lui ajouter la matière organique et améliorer sa fertilité. Les cultures en larges sillons de plantes telles que le coton, le maïs, la pomme de terre et le tabac, entraînent des pertes considérables d'humus. On doit les cultiver selon un plan de rotation systématique et faire entrer dans la rotation des cultures de couverture, si l'on veut réduire au minimum les pertes d'humus, et maintenir les rendements. Le procédé consistant à utiliser les plan tes de couverture comme engrais verts constitue un excellent procédé de conservation du sol. Des plantes telles que la luzerne, le trèfle, le mélilot, le lupin, la vesce, les pois chiches, les bromes, le blé et l'avoine peuvent être utilisées comme plantes de couverture sur les terres cultivées. Toutes ces plantes, lorsqu'elles sont employées dans un but de conservation du sol, doivent être semées à la volée (Lopez Bermudez, 1996).

2.8.6. Végétation agro-forestière

L'approche agro-forestière dans l'exploitation des terres repose essentiellement sur les interactions délibérées entre des végétaux ligneux (arbres ou arbustes) à usages multiples d'une part, et d'autres productions du sol, animales ou végétales. Un système agro-forestier présente les caractères suivants :

- il implique au moins deux espèces dont au moins un ligneux pérenne à usages multiples;

- il y a toujours une interaction biologique et/ou économique entre les arbres et arbustes et les plantes de culture et les animaux;

- Il donne fournit plusieurs produits (bois, fruits, fourrages, produits agricoles) ce qui contribue à accroître la stabilité de l'approvisionnement alimentaire;

- Son cycle est supérieur à un an; et

- Il est plus complexe écologiquement (par sa structure et ses fonctions) et économiquement qu'un système de monoculture.

Les systèmes agro-forestiers jouent un rôle important dans la conservation du sol. En effet, les ligneux, par leur feuillage, protègent le sol du choc des gouttes de pluie, et permettent ainsi de réduire l'érosion. Mais aussi, par le chevelu de leurs racines, ils ameublissent le sol et facilitent la pénétration de l'eau du sol. Grace à leurs racines, ils exploitent le sol en profondeur et remontent des nutriments jusque dans leurs feuilles, qui, en se décomposant à la surface du sol, les mettent à la disposition des cultures. Certains ligneux, notamment les légumineuses, sont fixateurs d'azote atmosphérique et améliorent donc la fertilité du sol.

Par la décomposition de leurs feuillages, les ligneux améliorent aussi la structure du sol par l'humus qui en dérive. L'une des techniques agro-forestière les plus prometteuses à ce sujet est la culture en allées qui consiste à intercaler une ligne de ligneux à usages multiples, de préférence fixateurs d'azote, entre quelques lignes d'une culture vivrière (Lopez Bermudez, 1996).

2.8.7. Pratiques culturales en tant que moyen de conservation des sols cultivés

Selon Lopez Bermudez (1996) les pratiques culturales en tant que moyen de conservation des sols cultivés sont:

-L'amélioration de la structure du sol: Un des premiers objectifs de l'amélioration des sols, du point de vue du contrôle de l'érosion est l'amélioration de la structure du sol et de sa stabilité, en vue d'augmenter l'infiltration de l'eau et l'amélioration de ses caractéristiques physiques. En effet, maintenir une bonne structure constitue probablement la partie la plus importante dans un programme d'aménagement d'un sol contre l'érosion. L'agriculteur ne peut avoir qu'une action très limitée sur la texture, la nature de l'argile et la profondeur du sol, alors qu'il peut fortement influencer la structure du sol. Dans ce domaine, la matière organique joue un rôle prépondérant, d'où l'importance de l'utilisation du fumier et des engrais verts dans l'amélioration de la structure du sol et de sa stabilité.

-La fertilisation: Dans la planification d'un système de contrôle de l'érosion et de conservation de la fertilité des sols dans une ferme, le problème de la fertilisation équilibrée doit être mis au même plan que la rotation des cultures et des procédés mécaniques de protection des sols contre l'érosion. En effet, en améliorant la fertilité d'un sol par la fumure, on améliorera la croissance des plantes, les quelles couvriront mieux le sol et donneront plus de déchets qui seront incorporés au sol après récolte et on compensera les pertes d'éléments nutritifs exportés par les récoltes. Les engrais verts jouent un rôle important dans l'amélioration de la fertilité des sols et leur protection contre l'érosion.

-Le travail du sol: Le travail du sol n'a qu'un faible avantage dans la conservation des sols. En rendant le sol plus perméable, il favorise la pénétration de l'eau et diminue le ruissellement, mais ce bénéfice est temporaire, car le sol lui-même devient plus sensible à l'érosion à la suite de la détérioration de la structure par destruction rapide de la matière organique. Pour concilier les buts agronomiques recherchés par le travail du sol et les exigences de la conservation du sol, c'est ainsi que Lopez Bermudez (1996) conseille de faire ce qui suit :

- ne pas travailler le sol d'une façon excessive. L'état motteux d'un sol est celui qui permet le mieux de lutter contre l'érosion.

- Travailler le sol quand il contient une quantité optimale d'humidité.

- Fournir au sol la matière organique pour compenser les pertes dues à l'oxydation. - Adapter les façons culturales à la nature du sol (sol argileux, sol sableux).

-La rotation des cultures: La rotation des cultures est un moyen efficace de lutte contre l'érosion et de conservation du sol.

-Le paillage: Le paillage qui consiste à couvrir le sol par les résidus des récoltes est recommandé pendant la période où le sol reste nu et, par conséquent, soumis aux actions des forces érosives. Cette couverture du sol augmente la capacité d'infiltration et diminue le ruissellement et les pertes par érosion, pratiquement dans tous les cas.

3. Rayonnement électromagnétique

Selon Guyot (1989) le spectre du rayonnement électromagnétique est la distribution des fréquences depuis les rayons gamma jusqu'aux ondes hertziennes. La figure 2 montre que le rayonnement visible, auquel notre oeil est sensible, ne représente qu'une très faible fraction du spectre électromagnétique.

Film photographique

Capteurs de télédétection

0.01 nm

0.1 nm

1 nm

10 nm

0.1 um 1 um 10 um

Rayons Gamma

Rayons X

0.4 um Violet

Bleu

0.5 um Vert

Ultra Violet Visible

Proche-Infra-Rouge Infra-Rouge-Moyen

Hyperfréquences Ondes radar

Ondes radio

Figure 2. Spectre électromagnétique (Guyot, 1989)

Le rayonnement électromagnétique se caractérise par une fréquence, une vitesse de propagation, une polarisation et un angle de dissipation. Il s'agit d'une forme dynamique d'énergie qui se manifeste lors de son interaction avec la matière.

3.1. Propriétés du rayonnement électromagnétique

- La luminance énergétique (L) d'une source est le flux de rayonnement émis par unité de surface apparente selon la direction è pour une source non ponctuelle rayonnant à travers un angle w.

- L'éclairement énergétique (E) est le rapport du flux énergétique reçu, par la surface d'un élément infiniment petit. Dans le cas d'une surface terrestre, l'éclairement est fourni essentiellement par le rayonnement solaire après diffusion et atténuation partielle par l'atmosphère. En un lieu donné, il varie essentiellement en fonction de l'angle solaire, donc de l'heure, de la saison et de la latitude du lieu. Lorsqu'un rayon de lumière de longueur d'onde donnée atteint la surface d'un milieu particulière dont l'épaisseur est importante par rapport à la longueur d'onde, il peut se comporter de plusieurs façons : réfraction, réflexion, absorption ou diffusion.

- La transmission : tout corps recevant une certaine quantité d'énergie rayonnante peut en transmettre une partie. Le rapport entre l'énergie transmise ou réfractée et l'énergie incidente est appelée coefficient de transmission ou transmittance, un objet transparent a une transmittance élevée dans la bande du visible.

- L'absorption : tout corps dont la surface reçoit un rayonnement en absorbe une partie. Cette partie absorbée modifie l'énergie intense de ce corps. Le rapport entre l'énergie absorbée et celle reçue (incidente) est appelé coefficient d'absorption ou absorptance.

- La réflectance : tout corps dont la surface reçoit un rayonnement électromagnétique d'une source extérieure peut en réfléchir une partie. Le rapport entre l'énergie réfléchie et celle incidente est appelé coefficient de réflexion ou de réflectance, ou albédo dans le cas de l'énergie solaire réfléchie par les surfaces terrestres. Le rayonnement peut être réfléchi suivant deux processus, soit directement par la surface soit après avoir traversé une partie du milieu. Si on considère uniquement la surface, il existe en fait deux sortes de rayons réfléchis : spéculaire et diffus. Lorsqu'un rayonnement arrive sur un réflecteur spéculaire parfait, les angles d'incidence et de réflexion sont égaux et situés dans un plan perpendiculaire à la surface de réception. Alors qu'un réflecteur diffusant correspond à toute surface qui réfléchit les rayons incidents dans de multiples directions à cause de l'irrégularité de celle là.

Une surface parfaitement diffusante est dite Lambertienne, sa réflectance est indépendante de l'angle de visée. Cependant, les surfaces naturelles sont généralement des réflecteurs diffusants non-Lambertiens (Cervelle et al., 1996). Selon la géométrie définie par la source d'énergie, la surface réfléchissante et le capteur, qui on distingue deux formes de réflectance :

- La réflectance hémisphérique : c'est le rapport de l'énergie réfléchie dans tout l'hémisphère à celle provenant de toutes les directions de l'espace situé au-dessus de la cible mesurée. Elle est mesurée par des appareils munis d'une sphère intégratrice.

- La réflectance bidirectionnelle : c'est le rapport de l'énergie réfléchie par un élément de surface dans un cône (angle solide) pour une direction donnée, à l'énergie provenant d'une autre direction. Elle peut être mesurée par les spectroradiomètres de terrain et se caractérise par un angle d'éclairement solaire et par un angle de visée du capteur, elle correspond au rapport de l'énergie réfléchie dans la direction du capteur à l'énergie solaire incidente (rayonnement diffusé négligé). Le facteur de réflectance est obtenu en faisant l'étalonnage sur une surface Lambertienne. Cette forme de réflectance constitue une propriété intrinsèque de la surface et peut être utilisée pour dériver les descripteurs géométriques de la surface, tels que la taille, la forme et l'orientation des éléments de surface « rugosité » (Huete, 1996).

3.2. Signatures spectrales des surfaces naturelles

En télédétection, on a pris l'habitude de caractériser les surfaces observées par sept signatures différentes (Royer, 1991 cité par Bonn et Rochon, 1992):

- La signature par mesure de l'intensité du signal émis ou réfléchi;

- La signature spectrale proprement dite, associée à la couleur au sens large; - La signature spatiale exprimant la forme des objets et leur arrangement;

- La signature angulaire, associée à l'anisotropie de la surface et de l'atmosphère;

- La signature temporelle, associée aux modifications de la surface comme la croissance de la végétation;

- La signature par polarisation du signal, appliquée surtout dans le domaine du radar; et - La signature par la mesure de la phase du signal, utilisée aussi dans le domaine du radar.

L'étude des signatures spectrales s'appuie sur celle des termes du bilan d'énergie à la surface. La plupart des observations faites dans le visible et le proche infrarouge utilisent le phénomène de réflexion du rayonnement solaire par la surface, alors que dans le domaine thermique et celui des hyperfréquences passives, c'est le phénomène de l'émission naturelle des surfaces qui domine.

3.2.1. Comportement spectral des sols

Le sol est un milieu hétérogène complexe. Il comprend une phase solide, incluant des éléments minéraux et organiques, une phase liquide et une phase gazeuse. La phase minérale comprend la fraction sableuse, la fraction argileuse et la fraction lmoneuse, la phase organique comprend l'humus et la matière organique non décomposée. La fraction colloïdale du sol comprend les argiles et les humus, souvent associés sous forme de complexes argilohumiques qui agit sur la structure du sol. La phase aqueuse comprend l'eau hygroscopique, l'eau capillaire (absorbable ou non) et l'eau de gravité. La phase gazeuse comprend l'air interstitiel et la vapeur d'eau (Bonn et Rochon, 1992).

Les méthodes de télédétection visant à identifier les types de sols s'appuient sur les caractéristiques spectrales du rayonnement réfléchi par les sols. Selon Shockley et al. (1962) cité par (Bonn et Rochon, 1992), une mesure de la réfectance à 1.4, 1.75, 1.94, 2.25, 4, 4.5 um devrait permettre une identification de la plupart des types de sols. Cependant, selon Condit (1970) cité par (Bonn et Rochon, 1992), les longueurs d'onde les plus appropriées sont 0.45, 0.54, 0.64, 0.74, 0.86 um.

La courbe de réflectance d'un sol nu présente, contrairement à celle d'un végétal chlorophyllien, la particularité d'être régulièrement croissante et convexe dans la portion du spectre 0.4 à 1.3um (du visible jusqu'au proche infrarouge). Elle présente à 1.45um, comme celle d'un végétal chlorophyllien, une diminution importante, suivi d'une augmentation vers 1.5um. Les sols nus ont une réflectance plus ou moins forte suivant leurs état des surfaces, mais l'allure générale de la courbe reste toujours la même. La réflectance des sols diminue lorsque leur humidité augmente. Les composants minéraux les plus facilement identifiables sont les ions ferreux et ferriques. La présence de carbonate de calcium ou de gypse se traduit par une augmentation de la réflectance dans le visible et le proche infrarouge. En plus de la teneur en eau et de la composition minérale, la rugosité et la teneur en matière organique réduisent également la réflectance (CNT, 1998).

Khebour (2000) a montré que les spectres de réflectance des sols diffère en fonction de la nature des états de surfaces, les voiles éoliens se caractérisent par une forte réflectance par rapport aux pellicules et/ou aux croûtes de battence, alors que la roche calcaire se caractérise par une faible réflectance (40%), ceci est attribué à l'effet assombrissant crée par la patine qui recouvre la roche et aux blocs calcaire avoisinants (ombres).

3.2.2. Comportement spectral de l'eau

L'eau a des propriétés optiques très différentes selon qu'elle soit à l'état liquide ou à l'état solide. La signature de l'eau est caractérisée par celle des molécules d'eau (l'eau pure) et par celle des constituants dissous ou en suspension, comme les particules, les algues ou la matière organique. Une partie du rayonnement solaire qui atteint la surface de l'eau est réfléchie de manière spéculaire et une autre partie est réfractée et pénètre donc dans la masse d'eau. Cette partie réfractée est ensuite partiellement absorbée et diffusée (Bonn et Rochon, 1992).

La courbe de réflectance de l'eau décroît du bleu du visible jusqu'au proche infrarouge, là où elle s'annule. L'eau voit sa réflectance croître lorsqu'elle est chargée en particules solides mais cela tout en gardant la même allure. La présence d'organismes chlorophylliens (algues, végétations flottantes,...) peut modifier très fortement ses caractéristiques spectrales (CNT, 1998).

3.2.3. Comportement spectral des couverts végétaux

Le comportement spectral de la végétation diffère sensiblement de celui des sols et des roches. La végétation est un milieu complexe et changeant dans le temps, dont les propriétés spectrales varient avec la saison et les phases de croissance (Bonn et Rochon, 1992).

Le flux de rayonnement qui est émis ou réfléchi par un couvert végétal provient à la fois des organes végétaux et du sol sous-jacent. La contribution de réflectance du sol s'estompe au fur et à mesure de l'installation de la culture et est remplacée par celle des feuilles. On assiste ainsi à une diminution de la réflectance dans le visible et l'infrarouge moyen et à son augmentation dans le proche infra rouge. Le phénomène s'inverse durant la phase de sénescence. Au cours de la phase active de la croissance de la végétation, la réflectance du couvert diminue dans le visible et l'infrarouge moyen alors qu'elle augmente dans le proche infrarouge.

Par contre, les phénomènes s'inversent durant la phase de sénescence (maturation). La sénescence se manifeste tout d'abord par un accroissement de la réflectance dans le visible, notamment dans le jaune et le rouge suite à la disparition de la chlorophylle. La réflectance croit alors de manière continue dans le domaine du visible. Dans l'infrarouge et dans l'infrarouge moyen les propriétés optiques ne changent que plus tard lorsque la structure anatomique interne est altérée au cours du dessèchement. On peut noter l'effet très net du dessèchement dans l'infrarouge moyen où l'on voit s'estomper progressivement les bandes d'absorption de l'eau (INRA, 1983).

4. Présentation du sulla du nord (Hedysarum coronarium L.)

4.1. Taxonomie et description botanique

Le Sulla du nord de l'arabe « ~~) », est connu sous le taxon Hedysarum coronarium L., dans les flores méditerranéennes. Cette plante appartient à la :

Classe : Dicotylédones

Sous classe : Dialypétales Série : Calciflores

Ordre : Rosales

Famille : Légumineuses Sous famille : Papilionacées

C'est une espèce bisannuelle, diploïde (2n = 16), allogame à faible degré d'autogamie (Grimaldi, 1961). Elle croit en jours courts. Les tiges sont dressées, cylindrique et pleines. A l'état naturel, sa hauteur de végétation varie de 0,3 à plus de 1,5m. Le système raçinaire est puissant, pivotant ou fasciculé et peut atteindre 2 m de profondeur (Bigourdan, 1933).

Les feuilles sont imparipennées de 5 à 15 folioles elliptiques à arrondies. Les fleurs vont du rouge foncé au rose violet parfois blanches ou bigarrées. Elles sont disposées sur une inflorescence par 10 à 100 en raçèmes dressés. Les gousses sont droites, plates, articulées et comprennent ordinairement 3 à 5 articles, La graine est réniforme ou discoïde, Son tégument lisse et luisant est uniformément coloré en jaune. Il brunit en vieillissant, selon la provenance, il peut y avoir une assez forte proportion de graines dures qui ne brunissent pas dont le taux varie de 4 à 95% selon le génotype (Ben Jeddi et Zouaghi, 1996).

4.2. Ecologie et exigences du sulla

L'espèce s'installe bien sur des sols argileux sur marne, argilo - limoneux à pH = 7, plus rarement limono sableux (Villax, 1963). Le sulla peut valoriser les terres pauvres, compactes et dégradées où il joue le rôle de plante pionnière. En Algérie, l'espèce se trouve sur des sols variés dont il permet la protection contre l'érosion (Batout et al., 1976).

Sa présence est signalée dans tout le Tell à partir de l'isohyète 300 mm, et en altitude jusqu'à 1000m (Lapeyronie, 1982).

Le sulla est une espèce qui résiste au froid et à la gelée jusqu'à la température de - 4°C, - 6°C (Piccioni, 1965). Elle est donc conseillée dans les zones où la température moyenne du mois le plus froid (janvier ou février) est supérieure à 3°C (Lapeyronie, 1982).

Au stade adulte elle est connue par sa grande résistance à la sécheresse printanière. Les jeunes plantules sont plus sensibles à l'excès d'eau et à la concurrence des herbes indésirables (Ben Jeddi, 2001).

Dans le but d'améliorer le sulla du nord et de sélectionner une variété adaptée aux besoins de productivité, de résistance aux maladies et de richesse en protéine des systèmes fourragers dans le nord du pays, le laboratoire de production fourragère et pastorale de l'INAT a réussi la création d'une nouvelle variété de Sulla appelée « Bikra 21 ». C'est le résultat d'un travail de recherche qui a duré 10 ans (1989-1998) durant lesquelles, il y a eu prospections et collectes du matériel génétique local puis une évaluation des populations et des sélections successives pour enfin retenir les descendants qui présentent les meilleurs critères fourragers (Ben Jeddi, 2001). En 1988, a commencé la multiplication de la variété et en 2001 a eu lieu la sélection des semences de base et le dépôt d'inscription de la variété au catalogue officiel des variétés fourragères.

5. Etude quantitative de la végétation

Selon Gounot (1969) l'étude quantitative d'une espèce ou d'une communauté nécessite une méthode qui est le résultat d'un certain nombre de choix théoriques et pratiques.

5.1. Principes généraux de l'étude quantitative de la végétation

5.1.1. Eléments constitutifs d'une méthode d'échantillonnage

Une méthode d'échantillonnage est composée de quatre éléments constitutifs:

- Modèle théorique : tout processus d'échantillonnage suppose un ensemble théorique de tous les échantillons possibles, d'où l'on extrait par un processus défini les échantillons réellement étudiés, à partir desquels on fait des inférences sur l'ensemble théorique. Ceci suppose nécessairement que l'on se fait une idée implicite ou explicite de la structure de l'ensemble théorique. On peut soit admettre cette structure comme un postulat, soit chercher à vérifier la compatibilité de l'échantillon prélevé avec la structure, considérée alors comme une hypothèse à tester;

- Mesures : dans chaque échantillon analysé, il est nécessaire de choisir la (ou les) quantité que l'on mesurera (poids, densité, fréquence, ...);

- Plan d'échantillonnage : les échantillons eux mêmes sont prélevés suivant une technique définie, plus ou moins élaborée et complexe; et

- Interprétation statistique : enfin les résultats devront être synthétisés par plusieurs paramètres (moyennes, écart type, ...) on cherchera à leur donner la meilleure signification statistique possible, en particulier en calculant leurs intervalles de confiance. L'interprétation dépendra alors du plan d'échantillonnage adopté et des tests disponibles.

5.1.2. Choix d'une méthode

La méthode d'étude doit être adaptée à la végétation. Les techniques utilisées seront différentes suivant le but poursuivi qui peut être :

- L'estimation quantitative d'une ou quelques espèces (ou groupes d'espèces) ce qui est souvent le cas pour le forestier ou le pastoraliste.

- La description de la structure complète de la communauté, qui intéresse le phytosociologue ou le pastoraliste.

- La comparaison des communautés entre elles, ce qui implique qu'on ne dispose que d'un temps limité pour la description de chacune d'elles.

5.2. Mesures et appareils de mesure

5.2.1. Mesures relatives à échantillons de surface fine

Les mesures les plus classiques sont celles qui sont effectuées sur des échantillons présentant une certaine surface (carrés, rectangles ou cercles).

- Densité : c'est le nombre d'individus par unité de surface;

- Poids : seul le poids de l'appareil aérien est mesurable commodément et avec précision. On utilisera de préférence le poids sec après passage à l'étuve à 105°C jusqu'à poids constant;

- Recouvrement : le recouvrement d'une espèce est défini théoriquement comme le pourcentage de la surface du sol qui serait recouvert si on projetait verticalement sur le sol les organes aériens des individus de l'espèce;

- Recouvrement basal : c'est la surface occupée par les parties aériennes des individus de l'espèce au niveau du sol ou, dans le cas des arbres, à hauteur de poitrine. Exprimé en m2/ha;

- Fréquence : c'est le pourcentage de placettes contenant une espèce par rapport au nombre total de placettes étudiées; et

- Influence de la forme de la surface : la définition des limites de la surface est toujours délicate et le plus ou moins subjective. Il y a « effet de bordure ». de ce point de vue les cercles, qui ont le périmètre minimal pour une surface donnée, sont plus avantageux que les carrés, eux-mêmes plus avantageux que les rectangles.

5.2.2. Mesures relatives à échantillons linéaires

La plupart des mesures réalisables sur une surface sont transposables sur une ligne, sauf la pesée.

- Densité linéaire : c'est le nombre d'individus par unité de longueur;

- Recouvrement linéaire : le principe consiste à mesurer la longueur recouverte par les diverses espèces le long d'une ligne tendue à travers la végétation;

- Fréquence linéaire : c'est le pourcentage de segments d'une ligne où l'espèce est présente; et

- Relations de succession le long d'une ligne ou d'une bande : on peut pousser
d'avantage l'analyse et noter l'ordre de succession des espèces le long de la ligne.

5.2.3. Mesures ponctuelles

- Point quadrat : le point quadrat est la limite d'une surface devenant infiniment petite dans toutes les directions. Le plus souvent matérialisé par une aiguille glissant verticalement ou obliquement dans un bâti. En général on note tous les contacts entre l'aiguille et la végétation obtenus mais on pourrait aussi convenir de noter simplement les espèces touchées (mesure équivalente à une fréquence). Le point quadrat est une méthode simple, rapide, relativement objective et utilisable dans tous les types de végétations basse;

- Estimation de la surface foliaire au moyen du point quadrat : il est possible, moyennant certaines précautions, d'utiliser le point quadrat pour la détermination de la surface foliaire. Pour cela il faut tout d'abord que l'épaisseur de l'aiguille soit aussi faible que possible; et

- Groupement des points : le plus souvent on n'utilise pas des points isolés mais des groupes de points.

5.2.4 Mesures relatives à un échantillon non délimité

Ces méthodes permettent des mesures sans délimitation préalable d'un échantillon.

- Espacement : la mesure de la distance entre individus permet de calculer la densité sans être obligé de travailler sur les échantillons délimités; et

- Remarque sur l'échantillonnage sans placettes délimitées: cette méthode permet la suppression de l'effet de bordure et évite la nécessité de délimiter un échantillon. Par contre, il ne permet aucun contrôle de l'homogénéité du peuplement, sauf si on stratifie l'échantillonnage.

5.2.5. Mesures de vigueur ou de productivité individuelle

Les mesures utilisables sont assez nombreuses et dépendent du type biologique de l'espèce. Le poids de l'individu a l'inconvénient d'être une mesure destructive. Le recouvrement est commode à utiliser pour les espèces buissonnantes à contour net. La surface foliaire peut être une mesure estimée à l'aide du point quadrat. Le recouvrement basal peut être commode pour les graminées, surtout après une fauche. La vigueur est fonction de l'âge des individus et que ceci est souvent en rapport étroit avec l'évolution cyclique de la végétation. Par planimétrie on peut mesurer directement la surface foliaire.

5.2.6. Mesure de la biomasse et de la productivité primaire

La biomasse est la détermination de la quantité de matière végétale par unité de surface (exprimée en poids de matière sèche ou en kilocalories) et la productivité primaire définie comme l'accroissement de matière végétale par unité de surface et de temps (exprimée en poids de matière sèche ou en kilocalories par unité de surface et de temps). L'estimation de la productivité peut se faire directement grâce à l'étude des flux de CO2. L'estimation du poids de matière sèche peut se faire directement, ce qui implique la destruction de la végétation, ou indirectement de façon non destructive.

- Méthode directe : dans ce cas on coupe toute la végétation, on déterre les racines et on détermine le poids sec et éventuellement l'équivalent calorifique des différentes catégories de matériel végétal distinguées; et

- Méthodes indirecte : il s'agit d'établir des relations aussi précises que possible entre une mesure non destructive (diamètre des troncs, point quadrat, ...) et la biomasse au cours d'essais préliminaires effectués par la méthode directe sur des échantillons convenable.

5.2.7. Expression des résultats

- Résultats bruts;

- Proportions : (% de recouvrement, % de recouvrement de l'espèce par rapport à l'aire totale, % relatif de l'espèce dans le couvert végétal, nombre moyen de contacts d'une espèce par aiguille par rapport aux aiguilles où il y a eu contact, ...); et

- Indices complexes : (abondance-dominance, DFD index, fréquence et rang combiné...).

5.3. Plans d'échantillonnage

L'échantillonnage des communautés végétales doit comprendre deux phases : la première est constituée par l'analyse des échantillons eux même, pour vérifier s'ils peuvent satisfaire aux critères d'homogénéité et de représentativité, la deuxième correspond à la comparaison des échantillons pour en tirer des conclusions valables sur la communauté entière, ou pour comparer les communautés.

5.3.1. Echantilonnage subjectif

C'est la forme la plus simple et la plus intuitive d'échantillonnage. Le chercheur choisit comme échantillon des zones qui lui paraissent particulièrement homogènes et représentatives d'après son expérience.

5.3.2. Echantilonnage au hasard

C'est la méthode qui a été la plus utilisée, parce qu'elle est la plus courante dans l'expérimentation biologique et qu'elle permet d'appliquer les tests classiques (test X2, analyse de la variance, coefficient de corrélation, ...).

5.3.3. Echantilonnage systématique

C'est une méthode d'échantillonnage anciennement pratiquée sous la forme du transect. Sous sa forme moderne, il utilise tout les types d'échantillons élémentaires (méthodes de vries, méthode linéaire, point quadrat, points alignés, espacement, ...).

6. Conservation des fourrages

La croissance des plantes prairiales s'arrête pendant les saisons sèches, qui durent de deux mois par an dans les zones les plus favorables (pays tropicaux humides) à presque dix mois dans les régions subdésertiques chaudes ou froides. Durant ces périodes où l'herbe ne pousse pas, les éleveurs sont confrontés aux difficultés d'alimentation de leur cheptel. En Tunisie, l'herbe sèche, le feuillage des arbres fourragers et les résidus de culture sont généralement les seuls aliments utilisés pendant la saison sèche, mais les pertes de poids des animaux peuvent être importantes. En Europe et dans tous les pays à hiver marqué, la conservation des fourrages s'est développée et cela d'autant plus que l'élevage devenait plus intensif et nécessitait le développement de fourrages cultivés spécialement pour être stockés (ensilage de maïs par exemple), afin d'assurer la couverture permanente des besoins des animaux.

La conservation des fourrages se pratique de deux façons :

- La voie sèche, le plus souvent par fenaison, qui consiste à amener le fourrage à une teneur en matière sèche supérieure ou égale à 85 %. A ce niveau de teneur en matière sèche, la plante est déjà morte, ses enzymes sont devenus inactifs et le développement des moisissures devient impossible, car elles ne disposent plus de suffisamment d'eau pour rester actives et se multiplier; et

- La voie humide, c'est-à-dire l'ensilage, où la stabilisation du fourrage n'est obtenue que s'il y a anaérobiose (l'absence d'oxygène supprime les bactéries et les moisissures aérobies putréfiantes) et une acidité suffisante pour empêcher la fermentation butyrique, elle-même putréfiante, mais anaérobie aussi (Suttie, 2004).

Dans les deux cas, ces pratiques nécessitent généralement les mêmes opérations initiales de coupe, de fanage et d'andainage. Selon les itinéraires de récolte, le temps disponible, les conditions climatiques et la disponibilité des équipements, la coupe, le fanage mécanique et l'andainage peuvent être réalisés en opérations séparées ou en opérations combinées avec des faucheuses-conditionneuses-andaineuses. L'action de ces machines conduit à accélérer la dessiccation (conditionnement) et à former un andain aéré:

- pour le fourrage destiné à l'ensilage en coupe fine ou par autochargeuse, cet andain est directement repris par les récolteuses-hacheuses;

- pour le fourrage destiné à l'enrubannage, l'obtention d'une teneur suffisante et homogène en matière sèche peut nécessiter de retourner les andains (1/2 tour) avec un andaineur, voire d'effectuer un fanage préalable; et

- pour la récolte par la voie sèche, on réalise un ou plusieurs fanages mécaniques intermédiaires et un andainage final avant d'effectuer le ramassage. Si les conditions climatiques le permettent, on peut se contenter de retourner les andains réalisés avec une faucheuse-conditionneuse-andaineuse (Sansoucy et Soltane, 1979).

La figure 3 montre les deux opérations les plus couramment adoptées pour la récolte des fourrages:

Figure 3. Opérations initiales les plus couramment pratiquées pour la récolte des fourrages

6.1. Principe de la fenaison

C'est la pratique la plus ancienne qui conduit à stabiliser le fourrage en le séchant sous l'action combinée de l'air et du soleil. Suivant la teneur en matière sèche de départ du fourrage vert à conserver, il faut évaporer 2 à 5 kg d'eau par kg de matière sèche.

En situation climatique favorable, la dessiccation s'effectue en deux phases :

- une phase de dessiccation rapide, au départ, car l'eau est perdue par les stomates et parce qu'une partie (les 2/3 environ) de l'eau des tiges migre vers les feuilles qui se dessèchent plus vite que les tiges; et

- une phase de dessiccation lente, pour l'eau restante (1/3 environ) qui doit être évacuée à travers la cuticule dont la partie externe cireuse est très imperméable (Sansoucy et Soltane, 1979 et Suttie, 2004).

6.2. Raisons du conditionnement

Au moment de la coupe, les plantes fourragères contiennent 75 à 85 % d'eau. Une grande partie de cette eau doit être éliminée afin d'obtenir un produit apte à être conservé par la voie sèche (teneur en eau inférieure à 15 à 20 %) ou par la voie humide.

En étudiant le principe de la fenaison, on observe que l'eau contenue dans les limbes ou les feuilles s'évacue assez rapidement sous l'action du soleil et du vent ; en revanche, celle contenue dans les tiges est nettement plus difficile à évacuer, car leur rapport surface/volume est plus défavorable que pour les feuilles ; de plus, la cuticule cireuse des parois externes des tiges est très imperméable. Le conditionnement consiste à dégrader mécaniquement la structure des tiges par pliage, frottement, laminage, brossage, chocs, percussion, lacération ou écrasement. Ces actions mécaniques conduisent à une altération de la cuticule, à un accroissement de la porosité des tissus, à une augmentation de la surface d'évaporation (favorables aux échanges gazeux) et finalement à une vitesse de séchage des tiges voisine de celle des feuilles. L'agressivité du conditionnement doit être cependant mesurée, afin d'éviter les pertes dues à la création de jus, au morcellement des tiges et à l'arrachement ou à l'émiettement des feuilles. Il convient donc de surveiller la qualité du travail obtenu et de corriger si nécessaire les réglages, sachant que les résultats sont très dépendants de la nature du fourrage, de sa densité, du mode de conditionnement et de la vitesse d'avancement de la machine. En plus des actions mécaniques sur les tiges et les feuilles, le conditionnement conduit aussi à la formation d'un andain suffisamment aéré pour faciliter la circulation de l'air et les échanges gazeux. Il convient d'éviter un tronçonnement trop important des tiges qui a pour effet d'entraîner un affaissement de l'andain et une réduction de son aération.

Si les conditions météorologiques sont favorables, le conditionnement réduit le temps de séjour du fourrage sur le sol et la récolte est ainsi plus rapidement mise à l'abri et de meilleure qualité grâce à la réduction des pertes d'éléments nutritifs.

Toutefois, si le fourrage conditionné perd plus vite son eau, il devient beaucoup plus sensible aux aléas climatiques ; en cas de pluie, un lessivage des éléments les plus solubles est à craindre, d'autant plus que le fanage est avancé.

Le conditionnement est particulièrement indiqué pour les graminées à grosses tiges et les légumineuses; on estime que, par beau temps, le conditionnement mécanique peut conduire à gagner en 36 heures sur le temps de séchage du foin, 10 à 15 points de matière sèche, en plus, par rapport au fanage naturel ; cet écart varie bien entendu en fonction des conditions atmosphériques : soleil, vent, humidité du sol et hygrométrie de l'air.

Le conditionnement est réalisé au moment de la coupe en utilisant une faucheuseconditionneuse. La faucheuse est généralement rotative et le système de conditionnement peut être soit du type à rouleaux, à doigts, à brosses ou à fléaux (Sansoucy et Soltane, 1979 et Suttie, 2004).

6.3. Faucheuses-conditionneuses

Selon Suttie (2004) les premières machines de conditionnement n'étaient pas combinées aux faucheuses. Elles comportaient des rouleaux métalliques, plus ou moins agressifs, entre lesquels passait le fourrage ; elles effectuaient un travail très énergique et brutal, avec pertes de feuilles et de jus. Leur utilisation séparée augmente la durée des chantiers et elles ont été rapidement abandonnées au profit de conditionneuses associées aux faucheuses.

Vers 1962 sont apparues des faucheuses conditionneuses andaineuses à barre de coupe alternative et à système de conditionnement à doigts ou à rouleaux. Ces machines ont sensiblement simplifié les chantiers en permettant d'effectuer en un seul passage coupe, conditionnement et andainage ; la seule limite étant le fonctionnement des barres de coupe alternatives, peu aptes aux vitesses élevées et aux fourrages denses. Depuis 1975, les faucheuses-conditionneuses à systèmes de coupe rotatifs (disques ou tambours) se sont développées et ont supplanté les autres types.

Le conditionnement peut être obtenu par:

- Laminage: le fourrage est laminé sur toute la longueur de la tige entre deux

rouleaux lisses appliqués plus ou moins fortement l'un contre l'autre;

- Ecrasement: les tiges sont écrasées et pliées en certains points, entre des rouleaux

cannelés;

- Laminage et écrasement: association d'un rouleau cannelé assurant le pliage et d'un rouleau lisse réalisant l'aplatissement; et

- Hachage: la matière est lacérée par des fléaux.

- Systèmes de conditionnement à rouleaux

Ce mode de conditionnement est réalisé par deux rouleaux parallèles horizontaux tournant en sens inverse et placés derrière les organes de coupe. Le fourrage coupé est happé par ces rouleaux qui laminent les tiges, les plient et les éclatent plus ou moins selon les profils utilisés. Le conditionnement à rouleaux a une action efficace sur les tiges et noeuds des légumineuses et des graminées à grosses tiges (dactyle,...) ; moins agressif que les systèmes à doigts ou fléaux, il est plutôt conseillé pour la récolte des légumineuses car son action provoque moins d'effeuillage. Leur écartement et leur pression sur le fourrage sont réglables par des paliers mobiles à ressorts. Selon les cas, on rencontre des conditionneurs à rouleaux lisses ou à rouleaux crénelés.

- Conditionneurs à rouleaux lisses

Les rouleaux totalement lisses ne sont pratiquement plus utilisés en raison de leur faible capacité d'absorption. Ils sont constitués de deux cylindres d'acier ou de fonte qui entraînent le fourrage par adhérence. La capacité d'absorption et l'adhérence peuvent être améliorées en utilisant des surfaces gaufrées ou striées. Le plus souvent, le diamètre des rouleaux et leur vitesse sont identiques, mais certaines machines peuvent présenter des rouleaux de diamètres différents ou des rouleaux ayant des vitesses circonférentielles différentes.

- Conditionneurs à rouleaux crénelés

Fréquemment utilisés pour les légumineuses, ces conditionneurs comportent deux rouleaux synchrones munis de nervures ou de barrettes qui augmentent le pouvoir d'absorption et conditionnent les tiges et les feuilles par pression, laminage et pliage.

Figure 4. Différents principe de conditionneurs à rouleaux (Suttie, 2004)

Les systèmes conditionneurs à rouleaux sont surtout utilisés pour les légumineuses et les jeunes graminées ; leur action agit préférentiellement sur les parties présentant une certaine épaisseur : tiges, noeuds. Quel que soit le type de rouleau retenu, le conditionnement n'est efficace que si le système est alimenté régulièrement et sur toute la largeur de la machine ; dans le cas contraire, le fourrage passe par paquets et il est conditionné irrégulièrement.

- Systèmes conditionneurs à doigts

Ce système de conditionnement connaît un développement important, car il permet de traiter correctement pratiquement tous les types de fourrages (davantage les graminées que les légumineuses, plus sensibles à l'effeuillage). Les conditionneurs à doigts comportent généralement un seul rotor horizontal placé au- dessus ou juste derrière les organes de coupe. Le conditionnement s'effectue de manière non sélective par percussion, frottement et lacération. Il résulte de l'action conjointe des doigts (vitesse, comportement élastique ou vibratoire), et du frottement du fourrage contre les parois du carter du conditionneur.

- Systèmes conditionneurs à brosses

Après la coupe, la récolte passe entre deux rotors synchrones, parallèles, horizontaux et tournants en sens inverse l'un de l'autre. Ces rotors peuvent être comparés à des conditionneurs à doigts, dont les lamelles seraient remplacées par des groupes de fils radiaux en matière plastique. Disposés sur deux, quatre ou six rangées, les groupes de fils, retenus radialement par des brides boulonnées, se comportent comme des éléments de brosses rotatives. Au travail, la rotation de ces brosses et le recouvrement de leurs « poils » entraînent le fourrage et le conditionnent en le soumettant à de nombreuses micro-percussions et à un effet de brossage intense. Les micro-percussions tendent à froisser les tiges et feuilles, tandis que l'effet de brossage tend à rayer la cuticule cireuse imperméable qui recouvre les tiges. Ce mode de conditionnement, sans effet de fléau et de compression, limite les pertes de limbes et de jus lors de la récolte d'herbe jeune; ce système ne convient pas, en principe, aux légumineuses.

- Systèmes conditionneurs à fléaux

Contrairement aux doigts qui ne possèdent pas d'articulation, les fléaux des systèmes conditionneurs sont constitués par des pièces d'attaque articulées au rotor horizontal qui les entraîne, à l'image des fléaux jadis utilisés pour battre les épis des céréales. Soumis à la force centrifuge, Ils peuvent s'incliner plus ou moins selon la résistance du produit, ou s'effacer en cas de choc. Ils agissent par chocs, lacération et frottement. Trop agressifs pour les légumineuses, ils sont bien adaptés aux fourrages des prairies naturelles ou des graminées à grosses tiges, surtout destinés à être ensilés et préfanés. L'intensité du conditionnement est obtenue par le réglage de la position d'un écran pivotant situé à l'arrière du carter.

- Systèmes conditionneurs à doigts articulés et peignes

Ils comprennent un rotor garni de doigts mobiles (fléaux tubulaires), lesquels passent entre les dents d'un peigne. L'intensité du conditionnement est déterminée par l'interpénétration des doigts du rotor et des dents du peigne. Le peigne de conditionnement est réversible et son angle d'attaque par rapport à l'axe du rotor est réglable il comporte d'un côté des dents à profil large et arrondi pour le traitement des fourrages délicats ; de l'autre côté, les dents présentent un arrondi plus aigu pour un conditionnement plus énergique. Si un corps étranger pénètre dans la machine, les doigts s'escamotent et le peigne peut s'effacer et reprendre automatiquement sa place sous l'action d'un ressort de rappel.

- Système «Mat»

Le terme «Mat» (qui signifie «tapis» en anglais) s'applique à une technique de conditionnement très violente et agressive qui désagrège la structure des plantes et forme au sol une sorte de tapis végétal de faible épaisseur appelé «Mat». Cette action aboutit à une dessiccation beaucoup plus rapide du fourrage en éliminant les barrières ou les protections naturelles qui freinent l'évaporation de l'eau de constitution des cellules des plantes. Alors que l'action des systèmes de conditionnement classiques est volontairement limitée pour éviter la perte de jus, l'action du système «Mat» permet de dépasser largement ce stade en essorant par pression le fourrage écrasé et en le réimprégnant des jus extraits. A sa sortie du système de coupe à fléaux, le flux de fourrage est écrasé par un conditionneur essoreur à rouleaux. A la sortie de ce conditionneur, le fourrage est repris par un système de laminoir à rouleaux qui le plaque au sol (tel un tapis) tout en lui restituant les jus.

6.4. Intérêt de l'ensilage

La conservation par ensilage permet la récolte du fourrage à un stade optimal assurant une meilleure valeur nutritive du produit. D'où l'intérêt que portent les éleveurs à ce mode de conservation depuis déjà longtemps. Il importe donc de récolter la plante dès l'apparition des premiers épis pour les graminées et au stade boutons floraux pour les légumineuses, si on veut obtenir à la fois un produit de bonne qualité et une quantité maximale d'éléments nutritifs à l'hectare. Une fauche à ce stade permet en outre d'obtenir des repousses plus importantes et plus précoces dans les conditions favorables (Demarquilly, 1973).

L'ensilage présente d'autres intérêts comme:

- intérêt agronomique (cultures nettoyante);

- intérêt fourrager (avoir des fourrages verts à des périodes où il n'est pas possible de l'avoir); et

- intérêt économique (permet une réduction du coût de l'unité fourragère et améliore la production des animaux).

6.5. Principe de l'ensilage et appréciation

L'ensilage est une méthode de conservation des fourrages à l'état humide. Son but essentiel est de conserver les plantes avec le minimum de perte de nutriments. L'ensilage est une technique qui repose dans la plupart des cas sur une acidification de la masse végétale; résultant de l'activité fermentaire d'espèces bactériennes au métabolisme lactique dominant et qui a pour objectif de conserver les fourrages à l'état frais avec la plus grande partie de leur valeur nutritive (Demarquilly, 1995).

6. 5.1. Phases de l'ensilage

Afin de mieux comprendre les principes de l'ensilage, on doit examiner de plus près les différentes phases qui se passent dans le silo et qui sont :

La respiration : Après la coupe du fourrage, tant qu'il y a de l'oxygène, les cellules continuent à respirer, ce qui entraîne une dégradation des hydrates de carbone et la production d'acide carbonique, d'eau et de chaleur. Cette respiration engendre donc une perte d'éléments nutritifs de l'aliment. Tant qu'il y a de l'air dans le silo, la respiration se poursuivra longtemps et plus grande sera la quantité de chaleur dégagée, ce qui se traduit par une élévation de la température.

Des températures supérieures à 30°C ne doivent pas se produire dans un silo, sinon les pertes seront considérables (Soltner, 1989).

L'acidification: L'acidification consiste à bloquer l'action protéolytique des enzymes végétales qui se manifeste dès la coupe du fourrage et inhibe le développement d'espèces bactériennes nuisibles (Gouet, 1968).

L'acidification peut être subdivisée en quatre étapes:

- Le début de l'acidification par des colibactéries ou pseudo-bactéries lactiques: après remplissage du silo, l'air est chassé petit à petit et il s'opère une sélection graduelle de la flore microbienne. Avec la disparition de l'oxygène, la majorité des bactéries aérobies est éliminée. Le groupe des colibactéries se développe en premier lieu. Deux facteurs freinent essentiellement leur développement, la température élevée et le faible degré d'acidité (Gouet, 1989). Dans un ensilage direct de graminée (sans préfanage), un pH inférieur à 4,5 est fatal aux colibactéries. Plus le pH est élevé plus il se forme d'acide formique. Cette dégradation ne se fait pas en aérobiose. Outre les sucres, ces colibactéries décomposent aussi les protéines, provoquant la formation d'ammoniaque et d'amines toxiques (Gouet, 1989).

- Le démarrage de la fermentation lactique: à peine 1% du nombre total. Des bactéries présentes sur la plante appartiennent au groupe le plus important pour l'ensilage, à savoir le groupe des bactéries lactiques (anaérobies strictes). C'est de leur développement que dépend la réussite ou l'échec de l'ensilage. Leur activité est influencée par trois facteurs: i) le nombre des bactéries d'acide lactique présents sur le fourrage au moment de la récolte; ii) la présence des sucres fermentescibles en quantité suffisante et libérés de façon opportune dans le fourrage au moment de la récolte; et iii) - l'absence totale de l'air dans le silo.

- Stabilisation par production optimale d'acide lactique: si les conditions sont bonnes, les sucres se transforment en grande partie en acide lactique, qui est le véritable agent conservateur de l'ensilage. Il s'ensuit une forte acidification du silo qui, après stabilisation, le pH varie entre 3,5 et 4,2. Dans un ensilage de fourrage vert, cette acidité est obtenue avec une concentration de 1,5 à 2,2% d'acide lactique sur la matière fraîche. Si bien que la croissance de toutes les autres bactéries est paralysée; toute activité enzymatique, et finalement la croissance des bactéries lactiques ellesmêmes, est inhibée.

Une stabilité est alors atteinte, qui permet de conserver les fourrages de façon presque indéfinie. Le silo reste stable tant qu'il est maintenu en anaérobiose. Car un bon silo peut être détruit, une fois ouvert, par le développement de moisissures, qui résistent à un pH faible (Gouet, 1979).

- Les fermentations nocives: si pour l'une ou autre raison, les conditions nécessaires à assurer la multiplication des bactéries lactiques (absence d'air et présence des sucres fermentescibles) ne sont pas atteintes dans le silo, le pH reste supérieur à 4,2 des processus indésirables de dégradation de la matière végétale se développent. Ceux-ci provoquent des pertes pouvant atteindre 20 à 50% de la matière sèche. Le silo ne devient jamais stable, au contraire les bactéries butyriques et de putréfaction deviennent prédominantes et l'emportent dans la lutte contre les microorganismes.

Il existe en effet un risque de développement des bactéries butyriques (qui sont strictement anaérobies). Ces dernières, amenées via le sol, transforment les sucres en acide butyrique, acide acétique, CO2 et hydrogène. En même temps, ces bactéries peuvent faire fermenter l'acide lactique initialement formé. Deux molécules d'acide lactique se transforment en une seule molécule d'acide butyrique et le milieu devient moins acide. Les bactéries butyriques agissent également sur les protéines qu'elles décomposent en ammoniac (Gouet, 1979). Les bactéries protéolytiques agissent par oxydoréduction, désamination et décarboxylation (Soltner, 1989):

- 1 alanine + 1 glycine 3 acides acétiques + NH3 + 1 CO2 (Oxydoréduction)

- 3 alanines 2 acides propioniques + 1 acide acétique + 3 NH3 + 1 CO2
(Désamination)

- Histidine Histamine

- Lysine Cadaverine

- Arginine Putrescine (Décarboxylation)

Il y a donc une dégradation importante de la valeur azotée du fourrage avec formation des produits diminuant l'appétibilité de l'ensilage (NH3, AGV (acides gras volatils), et amines) et plus ou moins toxiques pour l'animal (amines). Selon l'intensité de ces transformations, la qualité de conservation peut être médiocre ou mauvaise (Gouet, 1989).

6.5. 2. Principales conditions de réussite d'un ensilage

-Anaérobiose

D'après Moule (1971), en absence d'air, la température de la masse végétale reste inférieure à 35°C (ensilage à froid), ce qui limite le développement des ferments butyriques et favorise la prolifération de l'activité de la microflore lactique, ainsi que l'asphyxie rapide des cellules végétales. De ce fait, la couverture rapide suivant le remplissage du silo est une opération obligatoire qui doit être respectée impérativement par les éleveurs (Figure 5).

A B

Figure 5. Tassement et couverture d'un silo taupinière de maïs ensilage (Teskraya, Septembre 2007);
A: tassement à l'aide du tracteur; et B: couverture du silo taupinière.

- Teneur en matière sèche

Une teneur élevée en matière sèche stimule la fermentation lactique, diminue l'acidité de l'ensilage et réduit presque totalement les pertes par drainage. Une matière sèche de l'ordre de 35% est souhaitable pour que la fermentation butyrique soit totalement inhibée (Demarquilly, 1973). Pour la majorité des fourrages, le taux optimum de matière sèche se situe aux environs de 30%. Une teneur élevée de la matière sèche (>35%) rend beaucoup plus difficile (sauf silo hermétique) l'obtention rapide de l'anaérobiose (Moule, 1971).

- Concentration en sucres fermentescibles

Selon Marcello (1965), les fourrages peuvent être classés en trois catégories:

- fourrages riches en sucres, faciles à conserver: il s'agit surtout du maïs, sorgho, et pulpes de betteraves... ;

- fourrages moins riches en sucres, mais relativement pauvres en protéines comme les

graminées récoltées au stade floraison et non associées avec des légumineuses; et

- fourrages pauvres en sucres et riches en protéines: il s'agit essentiellement d'herbes de

prairie permanente riche en fabacées ou de fabacées pures dont la conservation n'est

pas toujours facile d'où l'intérêt d'apporter des substances riches en sucres.

- Pour les fourrages jeunes, ou pauvres en matière sèche, ou riches en protéines

(Luzerne, trèfle,...) le facteur limitant de l'acidification est l'insuffisance de réserves

glucidiques solubles et fermentescibles par les bactéries lactiques (Moule, 1971).

- Impuretés

Marcello (1965) et Demarquilly et Andrieu (1988) ont signalé que l'herbe à ensiler doit être dépourvue d'impuretés. Les impuretés peuvent contenir des micro-organismes nocifs comme les bactéries butyriques, qui pourraient dominer le reste de la flore bactérienne (Demarquilly, 1973).

6.6. Qualité des ensilages

La qualité des ensilages peut être appréciée par la couleur et l'odeur du produit, mais également par l'analyse des produits de fermentations. Ces derniers sont les acides gras volatils (AGV), les alcools et les produits azotés qui constituent avec le pH les caractéristiques fermentaires des ensilages.

6.6.1. Méthodes subjectives d'appréciation

- La couleur: un bon ensilage doit conserver la couleur initiale du fourrage vert. Ce critère est un indice d'une bonne conservation lactique (Moule, 1971). Parmi les facteurs qui influencent la couleur de l'ensilage, se trouve la température (Vambelle et al., 1981).

Température basse couleur voisine de celle de la plante ensilée;

Température > 30°C couleur jaune foncée; et

45°C < Température < 60° couleur brune.

La couleur brune constitue un signe de putréfaction, liée à une mauvaise fermeture du silo (Najjar, 1990).

La couleur des jus représente aussi un indice de la qualité fermentaire du silo. Plus le jus est de couleur claire mieux l'ensilage est réussi (Moreau et al., 1982).

- L'odeur : L'odeur doit être fruitée et acide, mais agréable. Une odeur de vinaigre, indice d'un excès d'acide acétique, traduit un tassement insuffisant (Moule, 1971). Une odeur nauséabonde de beurre rance et de butyrate, renseigne sur le développement de fermentations butyriques néfastes pour l'animal. En effet, l'excès de butyrate traverse la paroi du rumen et se transforme en corps cétoniques dont l'accumulation dans le sang provoque l'acétonémie (Vambelle et al., 1981).

- La structure : La structure de la plante doit être complètement reconnaissable après ensilage. Une structure détruite est signe d'une putréfaction avancée. Un aspect visqueux, glaireux de l'ensilage dénote l'action des microorganismes péctolytiques (sporulant) dans l'ensilage (Moreau et al., 1982).

6.6.2. Méthodes chimiques d'appréciation

Elles visent la connaissance de la qualité de conservation et en particulier à savoir si les techniques mises en oeuvre pour conserver le fourrage ont été maitrisées pour permettre une acidification de la masse végétale. Il s'agit essentiellement, de la détermination de l'acidité du produit et du dosage des principaux métabolites de fermentation tels que les acides organiques (acétique, propionique, butyrique et lactique) mais également l'ammoniac et l'azote soluble (Vambelle et al., 1981).

- Critères de conservation de l'ensilage: un ensilage de fourrage direct est considéré d'une excellente qualité de conservation, lorsqu'il répond à certaines normes établies par Dulphy et Demarquilly (1981) et Demarquilly et Andrieu (1988): teneur en acide acétique inférieure à 20-25 g/kg MS; pH inférieur à 4; azote ammoniacal inférieur à 5-6% de l'azote total; azote soluble inférieur à 50% de l'azote total; et acides propionique et butyrique: absence ou traces.

Au-delà de ces valeurs, la qualité de conservation est considérée mauvaise. Les légumineuses s'ensilent difficilement d'où le recours à un critère d'appréciation qui est le rapport sucres sur protéines qui est un bon indice pour apprécier la facilité avec la quelle un fourrage se prête à l'ensilage:

- r > 1,2 l'ensilage ne mérite aucun conservateur;

- r > 0,8 l'ensilage est facile;

- 0,4 < r < 0,7 l'ensilage est difficile à réussir;

- r < 0,4 l'ensilage est toujours raté (Moreau et al., 1982).

- Le rapport N-NH3 / Nt : le rapport azote ammoniacal sur azote total de l'ensilage nous donne des indications sur l'état de dégradation plus ou moins avancé des protéines. Il représente indiscutablement un test d'appréciation de la conservation des protéines ensilées (Tableau 1).

Tableau 1. Classification de la qualité de conservation des ensilages selon %N-NH3/Nt Vambelle (1992)

Qualité de conservation

% N-NH3 / Nt

Très bonne

0-5

Bonne

5-10

Satisfaisante

10-15

Médiocre

15-20

Mauvaise

20-30

Très mauvaise

> 30

Nt: azote total ; N-NH3: azote ammoniacal

 

- Autres critères d'appréciation de la qualité des ensilages

Dulphy et Demarquilly (1981) ont mis au point un barème d'appréciation de la qualité des ensilages en 5 classes en délimitant les classes selon les teneurs en acides gras volatils et en N-NH3 (% N total de l'ensilage). La première borne a été fixée à 330 moles d'AGV par kg de MS (soit 20g d'acide acétique et pas de butyrique); l'écart entre 2 bornes a également été fixé à cette valeur. Cet écart permet, avec 5 classes, de couvrir pratiquement toute la gamme des teneurs en acides gras volatils des ensilages. Ils ont ensuite fixé les bornes correspondantes pour N-NH3 % Nt (Tableau 2).

Tableau 2. Barème d'appréciation de la qualité des ensilages (Dulphy et Demarquilly, 1981)

AGV mmole/kg MS

C4 N-NH3 % Nt Ns (%Nt)

g/kg

MS

 
 
 
 

Classe

 
 
 

Maïs

Luzerne

Autres plantes

 

Excellent

< 330

<20

0

<5

<8

<7

<50

Bon

330-660

20-40

<5

5-10

8-12

7-10

50-60

Médiocre

660-1000

40-55

>5

10-15

12-15

10-12

60-70

Mauvais

1000-1330

55-75

>5

15-20

16-20

15-20

>65

Très mauvais

>1330

>75

>5

>20

>20

>20

>75

AGV: acides gras volatils; : acide acétique; C4: acide propionique; N: azote; N-NH3: azote ammoniacal; Nt: azote total; Ns: azote soluble

6.7. Valeur alimentaire des ensilages

Les conditions édapho-climatiques dans le monde sont très diversifiées. Elles influencent ainsi directement, la nature des espèces végétales cultivées et déterminent en conséquence le types d'ensilage qu'ont peut exploiter en rapport avec la nature de l'élevage. Selon ces conditions, divers types d'ensilage à travers le monde sont pratiqués:

- ensilage de maïs;

- ensilage d'herbe prairiales;

- ensilage de céréales immatures; et

- ensilage divers (fabacées, brassicacées...).

En Tunisie, les ensilages les plus pratiqués sont à base de céréales immatures (avoine, orge et triticale), et parfois de maïs ou de sorgho dans les périmètres irrigués.

Les travaux réalisés pour caractériser les ensilages produits en Tunisie restent peu nombreux. Cependant, la valeur nutritive de ces ensilages présente certaines déficiences (Tableau 3).

Tableau 3. Composition chimique des principaux ensilages produits en Tunisie (Nefzaoui et Chermiti, 1989)

Ensilages

MS

g/kg MF

MM

CB

MAT

g/kg MS

Ca

P

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Maïs

282

 

73

263

84

 

3,2

2,2

Sorgho

239

 

116

348

66

 

6,1

2,2

Orge

295

 

75

330

64

 

5,0

2,4

Avoine

264

 

112

348

82

 

6,2

2,5

Vesce-avoine

260

 

111

331

105

 

10,4

2,5

Orge-vesce

239

 

115

318

113

 

16,0

2,9

MS: matière sèche; MM: matière minérale; CB: cellulose brute; MAT: matières azotées totales; Ca: calcium; P: phosphore.

La qualité de conservation des ensilages produits en Tunisie est rarement déterminée. Seule la valeur du pH est parfois rapportée (Sansoucy et Soltane, 1979; Najjar, 1990). Dans la majorité des cas, ce pH dépasse de loin 4,2 (Mehouachi, 2001).

En revanche, de nombreuses analyses, effectuées en Tunisie, ont montré que la valeur énergétique des ensilages produits dans les fermes est en moyenne égale à 0,65 UFL/ kg MS.

Nefzaoui et Chermiti (1989) ont rapporté, cependant, des valeurs plus élevées (0,76 UFL/kg MS) (Tableau 4). De même, les teneurs en matières azotées totales (MAT) des ensilages ainsi que leurs valeurs azotées restent faibles (8 à 10 % de MAT et 40 à 60g de PDIN/ kg MS).

Tableau 4. Valeurs énergétiques et protéiques des ensilages produits en Tunisie (Nefzaoui et Chermiti, 1989)

Ensilages

UFL/kg MS

UFV/kg MS

MAD (g/kg MS)

Maïs

0.85

0,79

45

Sorgho

0,79

0,73

34

Orge

0,70

0,62

34

Avoine

0,72

0,64

50

Vesce-avoine

0,69

0,60

63

Orge-vesce

0,69

0,60

67

UFL: unité fourragère lait; UFV: unité fourragère viande; MAD: matières azotées digestibles.

Plusieurs causes peuvent expliquer cette faible valeur alimentaire des ensilages produits dans la majorité des exploitations tunisiennes. D'abord, le fourrage est souvent récolté à un stade tardif comme en témoignent les teneurs en cellulose brute et matières azotées de certains ensilages provenant de différents sites (Najjar, 1990). D'autres facteurs, non moins importants, expliquent aussi ces résultats. Ils concernent essentiellement les conditions de récolte, de préparation et de conservation (Haddad, 1997).

Dans les périmètres irrigués, le maïs et le sorgho sont souvent utilisés pour produire de l'ensilage. Le maïs connu comme plante fourragère suffisamment riche en glucides solubles et à pouvoir tampon très faible (c'est-à-dire qu'elle offre peu de résistance à la diminution de son pH), sa fermentation lactique entraîne une diminution très rapide du pH inhibant ainsi l'action des enzymes liées à la respiration et la protéolyse. Sa teneur en matière sèche, plus élevée (25-35%) que celle des autres fourrages classiques récoltés en coupe directe, lui confère une meilleure conservation.

Par ailleurs, l'ensilage de maïs est très bien ingéré, compte tenu de sa valeur énergétique élevée (0,82-0,96 UFL/kg MS). Il permet de bonnes performances animales, à condition d'être correctement complémenté (Demarquilly et Andrieu, 1988). Une partie de la complémentation azotée pourra être apportée par l'azote non protéique (urée, ammoniac...) comme le suggèrent Demarquilly et Andrieu (1988).

6.8. Ingestibilité des ensilages

Les ruminants sont généralement nourris avec des fourrages verts ou conservés et des aliments concentrés distribués selon l'objectif de la production. Maximiser la part de fourrage dans la ration est le principal moyen pour réduire le coût d'alimentation.

La capacité d'ingestion d'un aliment dépend étroitement de sa valeur nutritive et des performances de l'animal (Jarrige, 1988; Jarrige et al., 1995). L'ingestibilité d'un fourrage est définie par la quantité de matière sèche ingérée lorsque ce fourrage est distribué à volonté comme seul aliment à un animal dit standard dont la capacité ne varie pas. L'ingestibilité des fourrages ainsi que la capacité d'ingestion des animaux s'expriment en unité d'encombrement (UE). C'est ainsi qu'il est bon de prévoir l'ingestibilité des fourrages et les performances des animaux pour établir et gérer les stocks (Dulphy et Doreau, 1981).

6.8.1. Ingestion volontaire des ensilages

Outre la valeur nutritive, les performances animales sont étroitement liées à la quantité d'aliments ingérée. La connaissance de ce paramètre est donc d'une grande importance en vue de maximiser la productivité des animaux à partir des fourrages. Malheureusement, il n'est pas aisé de connaitre avec précision l'ingestion volontaire des aliments parce qu'elle est très variable. Cette variation semble être accentuée dans le cas des ensilages plutôt qu'avec les autres fourrages à cause, sans doute, des effets négatifs supplémentaires qu'exercent certains éléments intrinsèques de cet aliment (Haddad, 1997). L'ingestibilité des ensilages est en général, inférieure à celle des fourrages verts correspondant comme l'avait déjà montré Demarquilly (1973). Cette ingestibilité de l'ensilage (QE) dépend de l'ingestibilité de la plante verte (QV). Dulphy et Doreau (1981), ont établi la liaison suivante, pour les graminées, quel que soit le type de machine de récolte :

QE = 13,1+ 0,571 QV #177; 9.0 (QE et QV sont exprimées en g MS/ kg P0,75 )

La conservation des fourrages par ensilage n'affecte directement ni la digestibilité, ni la conservation de l'énergie métabolisable, mais résulte dans une ingestion plus faible que celle du fourrage frais correspondant (Wilkins, 1974). Demarquilly (1973) a montré chez des moutons que l'ensilage entraîne une diminution importante de 33% en moyenne, et très variable de 1 à 64% de l'ingestion comparée aux fourrages frais (graminées ou légumineuses) à partir de quel l'ensilage a été réalisé. La réduction est plus forte chez les ovins que chez les bovins (Dulphy et Michalet, 1975). En outre, elle est plus forte avec l'ensilage d'herbe que celui du maïs.

6.8.2. Action du pH

L'alimentation peut influencer le pH du jus de rumen. Une chute de pH ruminal est observée suite à l'ingestion d'une grande quantité d'aliments rapidement fermentescibles. A cet effet, l'acidité peut inhiber l'appétit par différentes voies, notamment au niveau de la digestion microbienne dans le rumen. Martens (1979) a montré qu'un pH inférieur à 6 du jus de rumen a un effet dépressif sur la cellulolyse entraînant ainsi une réduction de l'appétit. Par contre Bouchet (1980) a montré qu'une augmentation de pH d'un aliment de 3,2 à 4,4 et 4,8 avec l'addition de magnésium a amélioré son appétibilité. En effet, un pH optimum de 5,7 augmente l'ingestion du fourrage et la production laitière (Erdman, 1988).

6.8.3. Action des acides gras volatils et des composés azotés

Lors de l'étude des liaisons entre les quantités d'ensilage ingérées et leurs caractéristiques fermentaires, Wilkins et al., (1971) ont montré que l'ammoniac et les acides gras volatils particulièrement l'acide acétique, sont responsables de la dépression de l'ingestion des ensilages.

Cependant, l'acide lactique est corrélé positivement avec l'ingestion. Sur des génisses recevant de l'ensilage d'herbe avec un mélange d'acide acétique et d'acétate, Deswysen (1980) a observé une réduction de l'ingestion volontaire de la matière sèche. En outre, Wilkins et al., (1971) et Demarquilly (1973) ont observé une liaison négative entre la quantité d'ensilage ingérée et la teneur d'ensilage en azote ammoniacal. Cependant, une teneur élevée en ammoniac ne semble pas la cause directe de la faible ingestibilité de l'ensilage.

La formation d'ammoniac dans les ensilages de mauvaise qualité est toujours accompagnée d'une production importante d'acides aminés en amine, histamine, putrescine et cadaverine. Or, ces produits résultant de la dégradation des protéines ont une action directe sur les quantités d'ensilage ingérées et peuvent aussi être simplement l'indice de présence d'autres substances non connues (Neumark et al., 1964).

Les variations d'ingestion entre les différents ensilages seraient donc liées aux modifications de la qualité fermentaire de ces ensilages plutôt qu'à leur teneur en acides gras volatils.

Mais l'ensilage peut aussi exercer une action inhibitrice sur l'ingestibilité du fourrage par sa teneur en acides gras longs ou en acides du type isobutyrique et isovalérique qui existent à des concentrations relativement élevées dans les ensilages mal conservés (Bueno et Ruckebusch, 1974).

6.8.4. Teneur en constituant membranaire des ensilages

Lorsqu'ils sont distribués seuls, les fourrages sont ingérés en quantité d'autant plus importante qu'ils sont plus riches en constituants cellulaires et plus pauvres en membranes. L'ingestibilité d'un fourrage donné diminue quand la plante vieillit. De même, la quantité de fourrage ingérée par le ruminant dépend essentiellement de l'effet d'encombrement de ce fourrage au niveau du rumen donc de sa teneur en paroi végétal (Jarrige et al., 1978).

6.8.5. Influence du préfanage et de la finesse de hachage

Le préfanage avant ensilage permet l'augmentation de la teneur en matière sèche du fourrage sans atteindre celle du foin (Teller et al., 1991).

Chez les bovins, des ensilages hachés finement préparés en coupe directe avec un bon conservateur ou préfanés à 35-40% de MS, permettent des ingestions d'environ 2 à 4,2kg de MS/100 kg de poids vif, similaires à celle du fourrage vert correspondant (Vambelle et Deswysen, 1978). Par contre selon De Brabander et al., (1988) la quantité d'ensilage ingérée est peu ou pas améliorée par un hachage fin.

6.8.6. Amélioration de l'ingestion des ensilages

La présence d'acides organiques issus de la fermentation ou apportés par additifs et conservateurs influence le goût et l'odeur de l'ensilage. Ceci peut réduire considérablement les quantités ingérées par l'animal (Huber et Soejono, 1976).

Les minéraux de leur part peuvent augmenter l'ingestion des ensilages par leur pouvoir neutralisant. En effet, un nombre important de sels peut influencer directement le pH de ces ensilages (Bouchet, 1980).

Khorchani (1984) a noté que la supplémentation azotée n'a eu aucun effet sur l'ingestion de l'ensilage au cours des deux derniers tiers de lactation des vaches laitières. Cependant, Heni (1990) a constaté que l'augmentation de la quantité de fientes dans une ration d'ensilage de maïs donnée à des taurillons à l'engraissement est en corrélation positive avec l'ingestion.

6.9. Pertes par ensilage

Tout système de récolte entraîne des pertes. La qualité et l'acceptabilité d'un fourrage conservé sont et resteront tributaires des efforts déployés pour le perfectionnement des méthodes de récolte, de stockage et de manutention.

Le principal objectif de ces techniques reste la limitation des pertes de matières nutritives à toutes les étapes entre la coupe et la conservation.

Malgré les précautions prises au cours de la confection de l'ensilage, des pertes plus ou moins importantes pourront avoir lieu à la récolte et en cours de conservation.

A la récolte: les pertes à ce niveau sont liées surtout à la hauteur de coupe, donc au matériel de récolte et surtout à l'état de la parcelle.

Elles peuvent atteindre 30% si l'on pratiquait une coupe à 14-16cm de hauteur au lieu de 7cm (Mosnier et al., 1978). Si l'on pratique le préfanage, les pertes seront encore plus importantes à cause de la multiplication des opérations mécaniques; sans oublier les dépenses supplémentaires. Quoi qu'il en soit, ces pertes paraissent inévitables. Il semble difficile de les réduire au dessous de 7% même en coupe directe et à une hauteur normale (Zelter, 1970).

En cours de conservation, l'importance des pertes par stockage au silo a longtemps été mal connue ou très mal évaluée. Depuis l'application au niveau de l'élevage des méthodes de gestion alimentaire convenable, il est apparu nécessaire de connaître l'importance de ces pertes dans une masse de fourrage stocké.

Les pertes de stockage aux silos sont loin d'être négligeables. Il est rare que la perte de matière sèche soit inférieure à 8% et celles de matières azotées à 2-3% dans les ensilages les plus réussis. En cas d'échec sérieux, les pertes peuvent s'élever respectivement à 75 et 68% en particulier s'il s'agit d'une plante très difficile à conserver par la voie fermentaire (Hendrix, 1960).

- Les pertes gazeuses: elles résultent de la conjugaison de l'action des enzymes de la plante et de la microflore dans le silo. L'activité respiratoire est sans doute la principale responsable de la phase des fermentations gazeuses explosives qui se manifestent parfois s'il règne dans le silo une pression partielle d'oxygène assez élevée (Dulphy, 1979).

Les pertes par respiration dépendent aussi de la vitesse de remplissage du silo et de son degré d'étanchéité à l'air. Elles sont de l'ordre de 0,27% de matière sèche ensilée dans les meilleures conditions, mais peuvent dépasser 5% dans le cas contraire (Demarquilly, 1979).

Les pertes gazeuses lors de la fermentation anaérobie dépendent de l'intensité et de la nature des fermentations donc de la matière sèche du fourrage ensilé (Annie et al., 1975).

- La plasmolyse et les pertes par drainage: elle est liée à la teneur en matière sèche initiale du fourrage ensilé et sa finesse de hachage. Au-delà de 25% de matière sèche, le fourrage n'élimine plus son exsudat. Inférieure à 20% de matière sèche, le fourrage peut subir une perte sous forme de jus de 10% (Hendrix, 1960).

L'exsudat contient essentiellement des éléments hautement assimilables comme les glucides solubles, l'azote non protéique, et éléments minéraux.

- Influence de l'ensilage sur la composition chimique et la valeur alimentaire des

fourrages: la composition chimique réelle est peu modifiée par l'ensilage.

Pour le vérifier, il faut que l'analyse soit correctement effectuée (dosage de l'azote effectué sur l'ensilage frais non séché) et que les teneurs soient exprimées sur la base de la teneur en matière sèche corrigée pour les pertes de produits volatils (notamment l'ammoniac, les acides gras volatils et les alcools) lors du séchage à l'étuve (INRA, 1980).

Les modifications les plus importantes portées sur les glucides, les acides organiques et les constituants azotés sont:

- les glucides solubles et les acides organiques (malique et citrique) disparaissent et sont remplacés par l'acide lactique, les acides gras volatils et les alcools; et

- les constituants azotés sont particulièrement transformés en NH3, acides aminés libres et amines.

La conservation par ensilage diminue peu ou pas la digestibilité de la matière organique et la valeur énergétique du fourrage, sauf en cas de très mauvaise qualité de conservation ou de pertes importantes d'éléments nutritifs très digestibles par les jus. La valeur énergétique des fourrages est donc supérieure à celle des foins correspondants récoltés à la même date et peut être égale à celle du fourrage vert au moment de la fauche (Demarquilly, 1995).

Toutefois, l'ensilage entraîne une diminution plus ou moins importante de la valeur azotée et de la qualité ingérée.

- Diminution de la valeur azotée réelle: cette diminution est plus ou moins importante de la teneur en PDI (Protéines Digestibles au niveau de l'Intestin). Alors que la teneur en MAD (Matière Azotée Digestible) n'est pas modifiée, pour deux raisons essentielles:

- une partie des protéines a été transformée en acides aminés (azote soluble) et même en ammoniac. Elle est donc beaucoup plus rapidement dégradée dans le rumen; et

- les produits de la fermentation dans le silo, bien qu'entièrement digestibles, ne fournissent pas d'acides gras volatils ou peu d'acide lactique et d'énergie aux microbes du rumen pour synthétiser des protéines (Moreau et al., 1982).

- La diminution de la quantité ingérée: la quantité de matière sèche ingérée par les bovins dépend de:

- la teneur en matière sèche: elle augmente avec cette dernière, notamment pour les ensilages sans conservateur jusqu'à des teneurs de 35%;

- la finesse de hachage de l'ensilage: pour des teneurs en matière sèche inférieures à 30% et pour une même qualité de conservation, la quantité ingérée augmente avec la finesse de hachage. L'augmentation est de l'ordre de 15 à 20% quand on passe des ensilages à brins longs (10-15cm) à des ensilages à brins courts (1-3cm); et

- la qualité de conservation de l'ensilage: un ensilage d'une teneur en matière sèche et d'une finesse de hachage donnée est ingéré en quantité d'autant plus élevée qu'il contient moins d'acides gras volatils et d'azote en ammoniac (Demarquilly, 1995).

Partie 2

Matériels

et

Méthodes

1. Caractérisation géo-climatique des sites expérimentaux

1.1. Zones de l'enquête

Trois gouvernorats du nord de la dorsale tunisienne ont été touchés par une enquête (annexe1). Il s'agit de Béja, Siliana et Zaghouan groupant respectivement 5, 8, et 4 délégations (Figure 6).

Figure 6. Zones de l'enquête

1.2. Régions expérimentales

Dans chaque gouvernorat enquêté, un agriculteur a été pris comme modèle représentatif de la région pour installer des essais expérimentaux relatifs à l'amélioration des systèmes fourragers et la gestion de l'érosion pluviale (Figure 7).

Djebel ArbiLatitude 40°36.137N

Longitude 32°504.700E
Altitude 349m

M'nara

Latitude

35°57.076N

Longitude

009°17.554E

Altitude

944 m

Tlil SalhiLatitude 36°14.702N

Longitude 009°41.733E
Altitude 546 m

Figure 7. Situation géographique des sites expérimentaux

La parcelle expérimentale de Béja est située dans la région de Djebel Arbi de la délégation de Thibar (Figure 8A). Le site de Zaghouan est située dans la région Tlil Salhi de la délégation Fahs (Figure 8B). Le site de Siliana est située dans la région de M'nara de la délégation Siliana (Figure 8C).

A

B

C

Figure 8. Sites expérimentaux; A: Djebel Arbi, B : Tlil Salhi et C : M'nara

Le climat des régions expérimentales est caractérisé par une irrégularité des pluies annuelles et inter-annuelles. La pluviosité moyenne annuelle sur 50 années varie entre 476 et 616mm. Ces pluies s'étalent entre septembre et avril mais la variabilité mensuelle est grande, surtout en début de saison (Tableau 5).

Tableau 5. Pluviosité mensuelle moyenne (en mm sur 50 années) des sites expérimentaux
(ONAGRI, 2004 et INM, 1999)

sites

J

F

M

A

Ma

J

Ju

Ao

S

O

N

D

Total

M'nara

56

47

64

47

46

22

11

28

51

74

48

48

542

Tlil Salhi

55

59

60

42

24

12

2

10

31

70

53

58

476

Tibar

99

74

58

53

26

23

10

21

46

36

75

102

616

J: janvier ; F: février ; M: mars ; A: avril ; Ma: mai ; J: juin ; Ju: juillet ; Ao: aôut ; S: septembre ; O: octobre ; N: novembre ; D: décembre.

Le tableau 6 présente la pluviosité mensuelle et les températures minimale et maximale des années d'études et d'expérimentation 2005, 2006 et 2007 des différents sites expérimentaux.

Tableau 6. Pluviosité mensuelle et température minimale et maximale des années 2005, 2006 et 2007 des sites
expérimentaux (INM, 2010)

Année 2005 2006 2007

Mo Pluie Température Température Pluie Température Température Pluie Température Température Station is mm min max mm min max mm min max

01 73,7 5,4 14,2 172,9 4,2 13,4 24,2 5,8 17,8

02 139,0 4,5 13,1 107,0 4,8 15,7 60,1 7,0 17,7

03 36,8 6,4 19,4 53,3 6,4 19,9 149,3 6,3 18,6

04 105,6 9,6 21,9 23,9 10,3 24,6 67,0 9,7 22,1

05 5,6 11,7 29,8 32,6 13,2 30,0 17,8 12,2 27,5

Béja 06 10,6 16,7 33,2 13,4 15,6 35,0 12,6 16,0 34,2

07 5,1 19,6 36,7 6,0 18,6 37,1 1,4 18,3 36,2

08 29,7 19,2 34,6 5,4 19,8 35,0 1,2 19,2 36,7

09 14,5 16,9 31,0 31,5 16,9 32,0 17,8 18,1 31,8

10 22,1 14,4 28,1 23,9 14,4 29,4 186,1 14,9 25,2

11 37,0 9,2 21,3 36,6 9,4 22,5 74,2 9,2 19,4

12 95,3 5,6 15,0 108,6 7,1 16,3 122,0 6,9 15,6

01 41,0 3,3 12,8 216,0 3,3 11,8 10,6 5,0 16,7

02 84,4 2,9 11,8 38,1 4,4 14,3 32,2 6,0 16,6

03 16,6 5,8 18,6 14,2 5,9 19,4 149,6 5,6 17,1

04 37,8 8,9 20,7 24,2 10,2 24,1 90,2 9,3 19,7

05 7,2 11,7 29,3 38,8 14,3 29,8 13,6 11,3 26,7

Siliana 06 19,2 16,4 32,9 26,6 16,6 33,2 61,2 16,6 34,0

07 3,3 19,0 37,3 32,2 18,6 35,5 0 17,8 35,4

08 45,2 18,2 34,3 2,8 18,4 34,4 8,2 18,9 36,4

09 24,8 15,9 29,8 16,0 15,7 30,4 39,3 16,4 31,0

10 17,9 13,6 26,3 31,0 13,9 28,0 84,1 13,7 23,9

11 19,4 8,6 20,1 17,6 8,9 20,8 7,0 7,7 19,2

12 71,4 4,3 13,8 79,6 5,7 15,8 30,8 5,2 14,3

01 50,7 5,2 14,2 260,6 4,8 13,7 11,0 6,9 17,7

02 100,9 4,5 13,2 48,6 5,4 15,7 37,0 7,9 17,5

03 23,7 7,0 19,2 26,4 7,2 19,6 134,0 7,2 18,4

04 49,6 9,8 20,8 2,8 11,6 24,0 32,9 10,8 21,3

05 8,0 12,8 29,3 27,2 14,7 29,7 7,6 13,4 27,8

Zaghou 06 21,4 17,4 32,9 5,4 16,6 33,2 37,7 18,1 33,3

an

07 5,8 20,2 36,3 0,6 19,3 36,3 0 18,9 35,6

08 16,6 19,9 34,2 5,3 20,3 34,5 28,4 20,1 36,2

09 31,4 17,7 30,7 23,8 17,0 30,4 35,0 18,0 31,2

10 15,2 15,0 27,2 66,0 15,6 28,5 84,0 14,7 25,0

11 40,0 10,4 21,5 6,2 10,3 22,3 21,0 9,8 19,5

12 90,4 6,2 15,3 203,4 7,4 17,5 49,0 6,8 15,9

Les faibles quantités de pluies irrégulières associées à la topographie (terrains souvent accidentés et exposés à l'érosion) réduisent leur efficacité suite aux pertes d'eau sous forme de ruissellement et d'évaporation. De plus, les gelées précoces survenant entre décembre et janvier ralentissent la croissance et limitent la production. En fin de cycle végétal, les fortes chaleurs précoces sous forme de sirocco tendent à induire le phénomène d'échaudage sur les grandes cultures. Toutes ces contraintes climatiques interagissent pour provoquer des fluctuations des rendements agricoles (Ben Salem, 2002).

2. Enquête sur la pratique de la rotation culturale dans les zones montagneuses de la Tunisie

2.1. Objectifs de l'enquête

S'il existe un consensus qui admet que le développement de la Tunisie peut passer par son agriculture, il n'en va pas de même lorsqu'il s'agit d'identifier les voies à suivre avec cette agriculture pour arriver à ce développement. Vu que ce développement doit passer par plusieurs voies, les cultures fourragères occupent alors une place importante. En effet, l'introduction des cultures fourragères dans nos systèmes de production a pour principal objectif d'accroître et d'améliorer la production animale particulièrement en viande et en lait. Par conséquent, une restauration et une augmentation de la fertilité bio-organique des sols est observée dans les rotations culturales à composante fourragère (Floret et al., 2000).

La présente étude a pour objectif principal, la conception d'une typologie des exploitants agricoles basée sur la pratique de la rotation dans les trois gouvernorats de Béja, Siliana et Zaghouan. Des variables qualitatives et quantitatives liées aux diverses exploitations sont mise en jeux et interviennent comme des fonctions basiques dans cette conception. Cette dernière va nous permettre de définir ou circonscrire les possibilités d'une adoption d'abord puis d'une adaptation des cultures fourragères dans les systèmes de productions durables relatifs aux zones étudiées.

L'introduction d'une nouvelle technique agraire dans un milieu est toujours une entreprise nécessitant la mise en jeu de plusieurs facteurs: sociaux, culturels, économiques, et écologiques. Toute nouvelle technique, qui engendre des dépenses substantielles exige pour être adaptée et adoptée par les producteurs, une étude attestant sa rentabilité. La typologie des exploitants recherchées pouvant constituer des bases d'une intensification de la production chez les agro-éleveurs. Elle permet ainsi, de connaître les caractéristiques et les limites des productions et les actions à mener pour une éventuelle amélioration.

2.2. Identification et choix des zones de l'étude

Des enquêtes socioéconomiques et des études de projets de développement des zones agricoles spécifiques aux petits et moyens exploitants ont été mise au point dans trois gouvernorats de Béja, Siliana et Zaghouan. Ce choix est justifié par le fait que les agriculteurs relatifs à ces zones présentent approximativement les mêmes conditions et contraintes de production

La contribution de la direction générale de la production agricole du ministère de l'agriculture et de l'environnement ainsi que les trois commissariats régionaux de développement agricoles a été nécessaire pour le déroulement des enquêtes. Les missions exploratrices précédent les enquêtes ont montré que la majorité des exploitations agricoles sont des petites à moyennes exploitations avec un faible taux de grandes exploitations comme les sociétés de mise en valeur et développement agricole (SMVDA). Ces dernières ont été par conséquent écartées de cette étude. L'échantillonnage des exploitants appliqué et du type aléatoire simple, basé sur les réflexions de Norman (1988). Pour ce faire, nous avons recensé dans toutes les zones les noms des producteurs disposant de terres à petite et moyenne surface (inférieur à 30ha). Un tirage aléatoire a été par la suite réalisé permettant ainsi de connaître les noms des personnes retenues pour les enquêtes systématiques. Selon les zones d'étude, le taux de sondage a varié entre 58 et 79% par souci de représentativité. En conséquence, 782 exploitants ont été touchés par l'enquête, dont 253 à Béja, 269 à Siliana et 260 à Zaghouan.

Les éléments de l'enquête sont au nombre de 47 se subdivisant en trois groupes:

- le profil de l'agriculteur: région, nom de l'agriculteur, âge, niveau d'instruction

et ancienneté dans le domaine

- la nature de l'exploitation: position géographique, superficie, relief, vocation agricole

- les pratiques culturales: cultures pratiquées, emblavures, rotations, moyens de la vulgarisation

2.3. Différentes étapes de l'analyse statistique

Le dépouillement des enquêtes a été suivi par une analyse statistique en 3 étapes:

Etape 1: Réalisation de l'étude uni-variée descriptive et simple permettant de décrire l'ensemble des données recueillies pour tous les exploitants.

Etape 2: Restructuration des données dans le sens d'un regroupement des valeurs en modalités cohérentes et découpage des variables quantitatives en classes modales. L'information retenue a été notée sur deux modalités (soit positivement, soit négativement selon l'objectif recherché) et ce pour chaque variable. Une étude bi-variée de toutes les variables et des groupes de variables a été ainsi réalisée.

Etape 3: Réalisation de l'AFCM (analyse factorielle de correspondances multiples) sur les groupes de variables: une table de contingence complète a été élaborée à partir de plusieurs variables qualitatives. L'objectif est de mettre en évidence les facteurs influant sur la pratique de la rotation. La classification des résultats a été réalisée par la technique de segmentation. Cette dernière permet de visualiser la jonction des variables d'une manière hiérarchique. L'ensemble est configuré en arbre selon les branchements possible des paramètres inclus dans le modèle par rapport à la variable cible. Afin de mieux cerner les corrélations entre les groupes de variables, une AFCM a été réalisée. Cette technique d'analyse multidimensionnelle est la mieux adaptée aux données de l'étude. L'analyse de correspondance multiple quantifie les données qualitatives nominales en attribuant des valeurs numériques aux observations (objets) et aux modalités, pour que les objets faisant partie de la même modalité soient proches les uns des autres et ceux de différentes modalités, éloignés les uns des autres. Chaque objet se trouve aussi près que possible des points de modalité qui s'appliquent. Ainsi, les modalités divisent les objets en sous-groupes homogènes. Cette technique repose sur le principe de réduction des distances généralement euclidiennes entre les facteurs pouvant expliquer les modalités de la variable cible comme la connaissance et la pratique de la rotation. Mais, devant un nombre assez important de variables initiales, une réorganisation des données a été rendue nécessaire afin de dégager la contribution de chaque information dans la typologie des exploitations.

2.4. Traitement statistique des données de l'enquête

Le traitement des données recueillies par les enquêtes a été réalisé par les logiciels suivants:

· Excel (version 2007) : statistique descriptive et construction des graphiques,

· SPSS (version 16) : étude bi-variée, table de contingence complète et segmentation des groupes de variables.

· Statistica (version 7): Analyse Factorielle des Correspondances Multiples (AFCM).

3. Installation des essais expérimentaux

3.1. Essai érosion hydrique

Pour quantifier les effets d'une pluie sur le sol selon la nature de la couverture végétale, nous avons utilisé le dispositif de simulation de pluie. Le simulateur de pluie (Figure 9) est un outil de recherche destiné à l'application d'eau sous forme semblable aux averses naturelles. Il est souvent utilisé pour quantifier l'érosion et le ruissellement (Maaati, 2001; Charollais et Shaub, 1999 et Mahjoub, Bergaoui et Pontanier, 1992).

Les principaux avantages du simulateur de pluie sont la rapidité, l'efficacité, la précision du contrôle des mesures, une meilleure commodité du travail de recherche que celui effectué sous la pluie naturelle. On peut, ainsi, mesurer la perte de particules de sol ou l'efficacité des aménagements dans un temps relativement limité. Les averses simulées peuvent être appliquées pour des durées choisies à des conditions de traitement sélectionnées. La préparation de la parcelle qui précède l'application des averses, prend souvent moins de temps que la préparation des études sous une pluie naturelle. Les parcelles et l'équipement peuvent être contrôlés immédiatement avant et durant la collecte des données. Le simulateur de pluie est facilement adapté aux laboratoires contrôlant l'infiltration, le ruissellement et les processus d'érosion.

Rampe de pulvérisation

Fermeture de la rampe

Trépieds

Bocal de réception

Conduite
d'aspiration

Parcelle de réception

Gicleur

Sens de la pente

Réservoir

Pompe
mécanique

Manomètre

Conduite de
refoulement

Chronomètre

Figure 9. Représentation schématique d'un simulateur de pluie (Slim et Ben Jeddi, 2011).

Le simulateur de pluie est composé de trois parties :

> Réservoir avec une alimentation en eau sous pression

- Citerne de 5000 litres;

- Motopompe délivrant une eau sous pression constante par un moteur à 4 temps, avec une capacité de 500 l/min;

- Manomètre de contrôle de pression fonctionnant entre un intervalle de 0,6 à 10 bars, permettant la variation de la pression à la sortie du pulvérisateur et par la suite la forme du cône et de la taille des gouttes de pluie; et

- Conduite d'alimentation sous pression.

> Système de pulvérisation

- Rampe de pulvérisation avec 4 supports. Il s'agit de conduites en fer galvanisé

(rampes) dont chacune contient deux gicleurs en bronze. Les rampes ont un diamètre

intérieur de 24mm et un diamètre extérieur de 32,5mm et une longueur de 2m; et - Deux gicleurs de type Spraying systems co. Tee jet TG SS 14w, séparés de 1m.

> Système de délimitation de la superficie de travail, d'évacuation et de collecte des échantillons

- La parcelle de réception du simulateur est de 2m2 (2 x 1m) installée dans le sens de la pente;

- Trois plaquettes de Zinc galvanisé de hauteur 20cm pour délimiter le haut et les côtés de la parcelle de réception;

- Une trémie de réception des écoulements située en bas de la parcelle;

- Un bocal de réception des échantillons (récipient en plastique ayant un diamètre de 8cm et un volume de 1l); et

- Un chronomètre.

3.1.1. Conduite de l'essai érosion

Le simulateur de pluies a été utilisé sous trois types de couverture végétale (Slim et Ben Jeddi, 2011):

- Une culture de sulla (Hedysarum coronarium L.) de deuxième année (variété Bikra 21) ;

- Une céréale de blé dur (Triticum durum Desf.) ; et

- Une jachère non travaillée.

Ces parcelles sont installées dans trois niveaux de pente 4, 8, et 12% (Figure 10).

B

A

C

Figure 10. Simulateur de pluie installé dans diverses conditions de culture.
A : culture de sulla; B : jachère non travaillée et C : culture de blé dur (Slim et Ben Jeddi, 2011).

Les pentes de chaque parcelle ont été déterminées par un clinomètre optique portable (Figure 11).

Figure 11. Clinomètre optique portable

Le même dispositif expérimental a été installé dans les trois gouvernorats (Zaghouan, Béja, et Siliana). Le simulateur de pluie a concerné des superficies de 2m2 relatives à toutes les parcelles. Le temps pluviométrique pour chaque essai a été de 60mn pour une hauteur de pluie de 170mm. Chaque 20mn, la quantité totale d'eau ruisselée a été collectée dans un collecteur se trouvant à l'aval de la micro-parcelle. Le volume d'eau ruisselée a été mesuré ensuite au laboratoire. Trois échantillons de 0,08 l (Ve) chacun ont été prélevés du volume d'eau total collecté de chaque parcelle (Vt). Ces échantillons ont été placés dans une étuve à 120°C pendant 48 h, pour déterminer le poids de charge solide (Cs). La charge solide totale (Cst) se trouvant dans les eaux de ruissellement a été déterminée comme suit:

Cst = %Cs x Vt

La quantité de sol érodé par hectare et par heure (Qt) a été calculée selon: Qt = (Cst / 2) 10000

Le taux de ruissellement (Tr) est égal à:

Tr = (Vr / Vp) 100

Avec Vr est le volume d'eau ruisselée dans le temps et Vp est le volume de pluie simulée dans le temps.

Le taux d'infiltration (Ti) est égal à:

Ti = (Vi / Vp) 100

La vitesse de ruissellement (VTr en litre/minute) est égale à: VTr = (Vri - Vrj) / (ti - tj)

Avec ti et tj, les temps respectifs entre deux prélèvements successifs.

3.1.2. Analyses physico-chimiques des charges solides collectées dans les eaux de ruissellement

Les différentes analyses physico-chimiques des charges solides ont été réalisées selon Naanaa et Susini (1988).

· Dosage des matières humiques

L'humus contenu dans les charges solides collectées a été extrait par le pyrophosphate de sodium qui en complexant le fer et le calcium le libère de ces ions. Pour éviter une néogénèse à pH>10, du chlorure de sodium a été ajouté à la solution d'extraction afin d'abaisser le pH. L'humus séparé subit ainsi une oxydation par le bicarbonate de potassium en milieu sulfurique et le dosage de la forme réduite a été réalisé par colorimètre à une longueur d'onde de 500 nm.

· Mesure du pH

La mesure du pH a été effectuée sur une suspension sol-eau par la méthode électrométrique au moyen d'un pH mètre à lecture directe utilisant une électrode de verre et une électrode de référence au calomel.

· Dosage de l'azote total Kjeldahl

La minéralisation de la matière organique contenue dans 0,1g de terre a été réalisée par attaque à l'acide sulfurique concentré à l'ébullition en présence d'un catalyseur (sulfate de Sélénium) rendant la réaction plus rapide. Dans ces conditions la matière organique est entièrement détruite, libérant ainsi l'azote sous forme d'ammonium (NH4+). Cette minéralisation est effectuée à une température de 400°C. Cette opération est suivie par la distillation, avec ajout au contenu du matras de 20ml d'eau distillée et 5ml d'une solution de soude 1 N. L'azote est ensuite récupéré dans une solution d'acide borique en présence d'un indicateur coloré. Enfin, la titration de l'ion ammonium se fait avec l'acide chlorhydrique (0.1 N) jusqu'au virage de l'indicateur du vert au rose.


· Dosage du phosphore total

Le phosphore total est extrait par une solution d'acide perchlorique à 60% et dosé par colorimétrie du complexe phospho-molybdique réduit par l'acide ascorbique. 2g de terre tamisée à 2mm sont mis dans des erlenemeyers de 250 ml, on ajoute 30 ml d'acide perchlorique à 60%. On couvre avec un verre de montre et on met sur bain de sable à ébullition douce jusqu'à résidu blanc pendant 3h. On laisse refroidir, on ajoute de l'eau distillée jusqu'à 100 ml. On filtre dans des fioles de 250 ml. On lave le résidu et on complète à 250 ml. Le dosage est effectué par photométrie de flamme.

· Dosage du potassium total

Le potassium total est extrait comme le phosphore total à l'aide de l'acide perchlorique à 60% et dosé par photométrie de flamme.

· Détermination de l'humiditéL'humidité de la terre est déterminée sur un échantillon fraichement prélevé par

différence entre le poids de l'échantillon humide et le poids de l'échantillon séché à l'étuve à 105°C.

· Dosage du calcaire total

Les carbonates se décomposent sous l'action d'un acide fort en sel et dégagent du gaz carbonique. On recueille le gaz et on mesure le volume dégagé. La mise en oeuvre de ce dosage se fait à l'aide du calcimètre de BERNARD.

· Dosage du calcaire actif

Dans le sol une partie plus ou moins importante du calcaire total se trouve à l'état de fines particules actives pour les végétaux et facilement solubilisées par les eaux riches en gaz carbonique. A finesse égale, la solubilité n'est souvent pars la même selon l'origine du calcaire et sa structure, les formes amorphes semblent être plus facilement attaquables. La méthode ne convient qu'aux sols contenant moins de 2% de matière organique. Le calcium se combine à oxalate pour donner de l'oxalate de calcium insoluble. L'excès de solution d'oxalate est ensuite dosé par une solution de permanganate.

Par différence de l'oxalate en excès, on déduit l'oxalate ayant réagi, ce qui permet de calculer la quantité de carbonate de calcium actif. Le pH d'extraction est de 9 pour éviter que l'oxalate d'ammonium ne dissolve le calcaire des nodules.


· Analyse granulométrique

Le principe de la méthode d'analyse granulométrique à la pipette Robinson se base sur la destruction de la matière organique qui stabilise les argiles et les limons fins par l'eau oxygénée. Un échantillon de terre est mis en suspension dans de l'eau additionnée d'hexametaphosphate de sodium, un dispersant puissant qui neutralise l'action floculante des colloïdes, des ions minéraux, principalement le calcium. Les argiles et les limons sont mesurés dans cette suspension de terre selon le temps de chute qui dépend des diamètres des particules. Les sables sont eux déposés très rapidement. Ils sont séparés après lavage et séchage en fractions 0,05 - 0,2 et 0,2 - 2 mm.

Pour les besoins de classement et d'interprétation, une répartition des dimensions a été établie par ATTERBERG (Tableau 7) et est adopté par l'association internationale des sciences du sol.

Tableau 7. Répartition des dimensions des particules de sol par ATTERBERG

Fractions Ø des particules (mm) Noms

I X < 0,002 Argiles

II 0,002 < X < 0,02 Limons fins

III 0,02 < X < 0,05 Limons grossières

IV 0,05 < X < 0,2 Sables fins

V 0,2 < X < 2 Sables grossières

VI 2 < X < 20 Graviers

3.2. Essai système fourrager

3.2.1. Matériel biologique

- le végétal :

L'espèce utilisée est le sulla du nord (Hedysarum coronarium L.), variété Bikra 21 (Figure 12) dont les principales caractéristiques sont résumées dans le tableau 8.

Figure 12. Le sulla du nord (Hedysarum coronarium L.), variété Bikra 21 au stade début floraison
Tableau 8. Caractéristiques variétales de la variété de sulla Bikra 21

Critère Type

Hauteur atteint 110 cm et dépasse 200 cm en 2ème année de culture et au stade
floraison

Densité ramification 130 par mètre carré

Levée 7-10j après semis

Première feuille composée 40 - 45j après semis

Première ramification 77j après semis

Bouton floral 138j après semis

Floraison 155j après semis

Durée de la phase florale 32j

Durée de la maturité des graines 30 - 40j

Pérennité après la 1ère année >= 80 %.

Tolérance au froid supporte les gelées occasionnelles

Tolérance à l'oïdium et verticillium bonne

Fleurs/inflorescence 70 +/- 12

Inflorescences/plante 58 +/- 21

Reproduction 90-95 % allogame à pollinisation entomophile

Couleur des gousses marron clair

Couleur des graines brun clair

Forme des graines ovoïde avec radicule proéminente et bords de la graine aiguë

Poids de mille graines 5,06 g +/- 0,41

- les animaux :

Deux espèces animales ont été manipulées, il s'agit de deux vaches (Bos taurus) de race locale (Figure 13A) et un troupeau de 50 ovins (Ovis aries) de race Barbarine (Figure 13B).

A

B

Figure 13. Les espèces animales utilisées dans les différentes expériences; A: Bos taurus et B: Ovis aries.

3.2.2. Conduite de l'essai système fourrager

Dans chaque site expérimental, trois placettes de 9m2 (3x3m) chacune ont été installées selon un gradient de pente de l'amont à l'aval de la parcelle (Figure 14). Ces placettes sont entourées d'un grillage sur une hauteur de 1,5m.

Figure 14. Parcelle expérimentale du sulla

3.2.3. Paramètres analysées

- Caractérisation de la flore spontanée des prairies à sulla

Afin de déterminer la nomenclature botanique des espèces spontanées poussant dans les prairies à sulla installées dans les trois sites expérimentaux (Béja, Zaghouan, et Siliana), des échantillons de plantes ont été prélevés dans des quadrats de 0,25m2 posés aléatoirement sur la couverture végétale de chaque parcelle (Figure 15). Cet échantillonnage a été réalisé avant chaque coupe et suivi durant tout le cycle biologique de l'espèce sulla.

Figure 15. Caractérisation de la flore spontanée des prairies à sulla à l'aide du quadrat

Selon Gounot (1969), la fréquence de chaque espèce (Fr) est le pourcentage de placettes contenant une espèce par rapport au nombre total de placettes étudiées a été calculée comme suit :

Fr (%) = nombre de placette espèce / nombre total de placette étudiées

Le taux de couverture (Tc) est égale au nombre d'une espèce par m2

Afin d'évaluer le sulla à travers les sites bioclimatiques, un certain nombre des paramètres liés à la croissance, développement, production et qualité des ensilages ont été analysés. Une caractérisation thermique des divers stades de développement des sulla a été réalisée en se basant sur la détermination des cumuls thermiques en unités chaleur (UC) (Maas, 1993).

GDD = (( Tn+Tm)/2 - Tb)

Tn: température minimale journalière;

Tm: température maximale journalière; et

Tb: température de base correspondant au zéro de végétation de l'espèce sulla (5°C).

- Estimation de l'efficience d'utilisation de l'eau

L'efficience d'utilisation de l'eau pour la production végétale (EUE) est définie comme étant le rapport entre le rendement et la consommation de l'eau correspondante (Zwart et Bastiaannssen, 2004 et Mellouli et al., 2006).

Rendement

EUE =

Consommation en eau

L'EUE du sulla est exprimée en kg de matière sèche/ha/m3 et elle définit la quantité de production obtenue par une unité d'eau utilisée.

3.3. Essai caractérisation spectrale de la culture du sulla

Les mesures spectroradiométriques ont porté sur la culture du sulla du nord (Hedysarum coronarium L.) variété Bikra 21. Les témoins utilisés sont la jachère non travaillée et le blé dur (Triticum durum, Desf.). Les parcelles ont été choisies au voisinage immédiat du sulla. Chaque mesure spectrale a été répétée trois fois à différents stades agronomiques des cultures. Une mesure est elle-même la moyenne de cinq sur le même matériel biologique. Pour cela, nous avons utilisé le spectroradiomètre Personal Spectrometer ASD II (Figure 16) (Slim, 2002 et Slim et al., 2008).

Figure 16. Présentation du spectroradiomètre (Escadafal, 1995)

Pour réussir nos mesures spectrales, nous avons suivi les règles de terrain suivantes afin d'éviter toute contrainte de nature environnementale:

- les mesures ont été faites par temps clair entre 10 et 14h ;

- le capteur a été placé verticalement à un mètre de la cible couvrant une tache au sol d'environ 70 cm de diamètre ;

- le temps d'intégration doit être ajusté entre 44 milli-secondes et 5,6 secondes en fonction de l'énergie lumineuse reçue. Si les valeurs sont faibles, on doit l'augmenter, dans le cas inverse (saturation), on doit le diminuer. La durée d'intégration doit être gardée constante le long de chaque mesure ;

- la mesure du bruit de fond doit être réalisée au début de chaque séquence de détermination et après chaque changement de temps d'intégration. Ce bruit sera par la suite retranché systématiquement ; et

- le rayonnement incident a été mesuré à partir d'un panneau de référence qui représente un étalon de surface parfaitement réfléchissant (sulfate de baryum BaSO4) de surface 1 m2. L'éclairement incident est égal à l'énergie réfléchie par cet étalon.

Pour étudier les différences qui existent entre les cultures, on a calculé l'indice de végétation (Normalized Difference Vegetation Index) (Gates, 1980) appliqué au visible (IRV). Cet indice représente le rapport entre une soustraction et une somme des réflectances mais, seulement dans le domaine du visible, entre la réflectance dans la bande du vert et celle dans la bande du rouge, respectivement dans les longueurs d'onde 525 et 675nm (Slim et al., 2008).

IRV = (Rvert - Rrouge)/(Rvert + Rrouge)
= (R525 - R675)/(R525 + R675)

4. Conservation du fourrage par ensilage

L'expérimentation a intéressée le sulla du nord Hedysarum coronarium L. à tiges érigés fournissant une biomasse assez concentrée dans le temps, la technique d'exploitation par ensilage peut valoriser. Cette production se caractérise par un taux de matière sèche relativement bas engendrant une mauvaise conservation humide, d'où l'intérêt de ce présent travail dont l'objectif est de mettre au point une technique de conservation simple, efficace et produisant un ensilage de bonne qualité.

Le sulla de première année est coupé au stade floraison le 11 avril. 3 unités expérimentales de 27m2 chacune ont fait l'objet de cette manipulation. Une estimation des matières fraiche et sèche est faite sur place au moment de la coupe. En parallèle, une autre parcelle de même dimensions (27 m2 x 3) comporte un sulla de deuxième année qui a été coupé plus tôt ; le 22 mars au même stade biologique (floraison). Nous estimons de la même manière les productions en matière verte et sèche au moment de l'exploitation.

4.1. Conception du conditionneur de fourrage à poste fixe

La conception mécanique du conditionneur à fourrage est adoptée aux possibilités offertes par l'utilisateur tout en tenant compte des contraintes socio-économiques des agriculteurs. La solution retenue pour assurer la mise en oeuvre de la machine est un moteur électrique. La machine est livrée avec deux cylindres métalliques animés d'un mouvement de rotation en sens inverses allant de l'extérieur vers l'intérieur pour aspirer le fourrage.

Les rouleaux prennent de manière régulière le fourrage, qui subit un écrasement par frottement lors du passage entre les parois des rouleaux. Les deux rouleaux sont animés mécaniquement. L'un des deux rouleaux est mobile transversalement à fin de régler l'effort optimum de pression selon la nature du produit à conditionner les fabacées ou les graminées (Figure 17).

Figure 17. Tambours du conditionneur à poste fixe.

Les deux tambours conditionneurs reçoivent leurs mouvements de rotation à partir du moteur à l'aide d'un système classique constitué d'une série de pignons accouplés par chaîne. L'inversion du sens de rotation est assurée par un troisième pignon qui joue aussi le rôle d'un tendeur. Cette partie introduit les principaux organes constituants l'appareil, et leur principe de fonctionnement.

- Bâti : Le bâti permet le soutien de la machine, du fait qu'il supporte le poids des différents organes.

- Organes de transmission: La transmission de puissance entre deux arbres parallèles à entraxe non nul n'est prévenue que dans le but d'assurer la réduction ou la multiplication de la vitesse de rotation. Cette transmission est constituée généralement par des chaînes et pignons.

- Source de mouvement: Il est prévu que cette machine fonctionne aux champs pour servir à plusieurs agriculteurs. La conception de cette machine doit tenir compte de ses trois sources sans qu'il y ait un changement de la structure générale de l'appareil.

- Organes de conditionnement: Un conditionneur doit briser la cuticule superficielle des tiges en permettant ainsi à l'eau extra cellulaire de s'évaporer tout en préservant l'eau intercellulaire riche en sels minéraux et en vitamines. L'organe de conditionnement est constitué de deux tambours métalliques lisses destinés à éclater la tige. L'alimentation du fourrage est manuelle, sa masse et le mouvement rotatif des tambours de l'extérieur vers l'intérieur, fait que le fourrage est pressé entre les deux parois métalliques des cylindres. L'effort optimum de pression est obtenu à l'aide d'un réglage de l'espace entre-rouleaux

- Organes annexes: i) trappe de sortie: elle constitue la sortie du fourrage conditionné et un allongement pour la machine afin d'éviter la tombée du produit conditionné au dessous la machine; ii) tendeur de chaîne: il permet le réglage de la tension de la chaîne afin d'assurer une transmission correcte; et iii) organes de protection: ils sont destinés à la protection des utilisateurs. Cependant, il est important que certaines parties du dispositif de protection soient facilement démontables pour effectuer les travaux de réglages et de maintenance de la machine.

Pour une réalisation du prototype (Figure 18), nous avons eu recours à :

- un moteur électrique asynchrone monophasé d'une puissance 3 Cv, avec un régime de rotation 1400 tr/mn.

- deux rouleaux de diamètre 180mm.

- une poutre UPN 80.

- le diamètre de l'arbre de transmission est 35mm.

- palier à roulement de diamètre intérieur 35mm.

- pignon menant de 17 dents, alors que le pignon mené est 28 dentus, pour un pas de 12.7mm à double rangée.

- un chaîne de transmission double de longueur 3000mm

Le débit théorique de la machine est de 2.4 Kg/s, soit: 8.64 t/h de fourrage vert éclaté. - Bâti PBati = Longueur totale × masse par mètrelinéaire = 7.64 × 8.64 =66 Kg

- Trémie Ptrémie = 30 Kg

- trappe de sortie Ptunnel 45 Kg.

- Tambour conditionneur

- Moteur + support

Ptambour = 30 Kg Pm + s = 26 Kg

- Transmission P transmission = P chaine + P pignons = L . m l + n . m p = 3 × 1.5 + 4 × 1 = 8.5 Kg

Ainsi, le poids de la machine est de l'ordre : PT = P = 205.5 Kg

.

 
 

Figure 18. Eclatement des tiges de sulla à l'aide du conditionneur de fourrage à poste fixe

4.2. Technique d'ensilage

Nous essayons de mettre au point une technique où une combinaison de techniques (Figure 19) qui contribue à améliorer l'ensilage de sulla. Il est à signaler que dans tous les traitements, l'ensilage est coupé en bruns courts (1 à 1,5cm).

Sulla directe (D) : Ce traitement consiste à conserver la plante directement après la coupe et sans aucun apport.

Le préfanage (P) : Juste après la coupe, le couvert végétal est exposé sur place à l'air libre pour subir un dessèchement contrôlé. La durée de préfanage varie de 24; 48 à 72h. Le cycle de préfanage est de 24h, 4 prélèvements sont effectués pour évaluer les variations des taux de la matière sèche.

L'éclatement des tiges (E) : L'opération des tiges éclatées est effectuée mécaniquement avec le conditionneur à fourrage à poste fixe. Cette opération est combinée avec les traitements précédents.

Opération de retournement du fourrage (R) : le retournement de l'herbe est pratiqué sur certains traitements à fin de faciliter la déshydratation du fourrage au cours du préfanage.

Le 1er traitement est réalisé juste après la coupe c'est-à-dire vers 12h. Cette opération est suivie par un deuxième retournement vers 16h.

Le lendemain un troisième retournement est effectué au moment où la couche superficielle de l'herbe, soit plus sèche que le dessous vue l'humidité excessive du fourrage durant le 1er

jour suivant la coupe, 3 retournements sont effectuées avant la conservation. sont nécessaires

Alors que pour le préfanage 48 et 72h , un seul retournement par cycle est

Le

suffisant car l'herbe devient plus sèche et plus sensible à la perte de ses feuilles. retournement est combiné de même aux autres traitements.

Figure 19. Représentation schématique récapitulatif des traitements d'ensilage du sulla

4.2.1. Confection des silos-labo

Dans le cadre de ce travail, nous avons eu recours à des sachets en plastique noir ayant

e

une capacité de 20 kg de matière fraiche. L'herbe finement hachéet entassée à l'intérieur du

'extérieur.

sachet au fur et à mesure du remplissage et ce pour chasser l'air vers l Immédiatement après le remplissage du silo labo, un fil sert à assurer une fermeture hermétique de l'ensemble. Chaque traitement comporte 6 répétitions. Un suivi de l'évolution du poids des sachets est assuré en cours de la conservation et ce dans le but de déterminer les pertes en poids des divers traitements lors du processus fermentaire.

4.2.2. Désilage

L'opération du désilage est réalisée 4 mois après la mise en silo. Avant l'ouverture une pesée de l'ensemble est prise. Une fois ouvert, le contenu de chaque sachet est versé dans un bac puis homogénéiser. La moitié de chaque sachet est pesée puis mise à l'étuve à 60°C pour le séchage et ce dans le but de réduire les taux de matière sèche, cendres, la matière organique, la digestibilité et la cellulose brute. L'autre moitié est ensachée dans un sac en Nylon et mise au congélateur (-18°C) pour servir ultérieurement aux analyses fermentaires après extraction du jus et des protéines brutes dans le produit frais.

4.2.3. Appréciation des ensilages

L'appréciation des ensilages est basée principalement sur l'évolution des pertes liquides (jus) et solides (inconsommables).

Les pertes par jus : sur un échantillon bien homogénéisé, la quantité de jus facilement libéré par la masse d'herbe est évaluée après avoir passé l'ensilage conservée, au pressoir sans forcer. Le volume du jus extrait est récupéré dans un bêcher pour l'estimation de son volume. Les pertes liquides sont déterminées en pourcentage du poids total de l'ensilage.

Les pertes par inconsommables : l'inconsommable représente la partie de l'ensilage moisie qui devient impropre au bétail. Juste après le désilage certains échantillons comportent à leur surface une couche de moisissure dont l'épaisseur varie d'un traitement à l'autre. Cette partie est récupérée dans bécher et pesée pour être exprimée en pourcentage de la masse totale de l'ensilage.

4. 2.4. Analyse chimique de l'ensilage

Le diagramme ci-

dessous récapitule les divers types d'analyses

ensilages :

Figure 20. Représentation schématique des divers types d'analyses réalisées sur les ensilages

- Analyse des jus

Le jus à analyser est extrait après pressage de l'ensilage. Dans certains traitements les taux de matière sèche sont relativement élevé d'où l'impossibilité d'extraire le jus à partir de

: 200g d'échantillon frais

l'ensilage direct. Dans ce cas, nous avons eu recours à la macération

sont mis dans un

cristallisoir de 2l, on ajoute 800 ml d'eau distillée et on m

pendant

15 à 20 minutes, avant de le conserver à +4°C pendant 24h.

Les jus récupérés sont ensuite centrifugés à 3000 tr/mn pour servir aux analyses nécessaires. Entre temps, ces jus sont versés dans des tubes à essai hermétiquement fermé

chlorure de mercure (HgCl2) puis conservés à -18°C.

- Détermination du pH

Un échantillon de

25g d'ensilage frais a été pesé et mis dans un bêcher d'un litre dans lequel on a ajouté 225 ml d'eau distillée. Après macération, l'ensemble a été f

récupéré le jus dans un flacon. Le pH a été mesuré immédiatement à l'aide d'un pH mètre préalablement étalonné par deux solutions tampon de pH= 4 et 7.

- Dosage de l'azote ammoniacal

Un échantillon de 20g d'ensilage frais a été pesé et mis dans un bêcher d'un litre dans lequel on a ajouté 80 ml d'eau distillée. Après 24 heures, le mélange a été filtré afin de récupérer le jus dans un flacon. Un volume de 2,5 ml de filtrat a été utilisé pour la détermination de l'azote ammoniacal selon la méthode Kjeldahl sans minéralisation de l'échantillon.

Le principe de la méthode utilisée est que le jus d'ensilage en contact avec l'acide borique (H3BO4) libère l'ammoniac (NH3) par simple diffusion vers la solution acide (Conway, 1957). Pour notre série d'analyse, nous avons utilisé l'autoanalyser II (Technicon) (Dulphy et Denarquilly, 1981). La solution mère utilisée pour l'étalonnage de l'appareil est l'oxalate d'ammonium à 200 g/l d'azote ammoniacal.

- Dosage de l'azote total

Les teneurs en azote ammoniacal doivent être complétées par les dosages de l'azote total. C'est le rapport azote ammoniacal sur azote total de l'ensilage qui donne une idée sur l'état de dégradation plus ou moins avancée des protéines. Ainsi le dosage de l'azote total de l'ensilage est nécessaire. Il se fait sur un échantillon frais selon la méthode kjeldahl adapté au technicon (Ben Jeddi et al., 1998). La première étape est la minéralisation : dans un tube en verre spécial pour digestion, on mélange 10 grammes d'ensilage frais et finement coupé avec 25ml d'acide sulfurique concentré et un catalyseur (5g de K2SO4 et 0,005g de Se). Les tubes sont ensuite placés dans un digesteur pour transformer tout l'azote organique en azote minéral, à une température de 460°C pendant 50 minutes au moins. Afin d'éviter le débordement des tubes, il est nécessaire de commencer la digestion avec une faible température (180°C) et de l'augmenter par la suite au fur et à mesure que la réaction s'amorce et le liquide vire du noire au jaune clair. Après refroidissement, le contenu des tubes est versé dans des fioles de 100ml, on complète alors avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge pour la dilution. Ces fioles sont portées sur un agitateur magnétique pendant quelques minutes pour bien homogénéiser le mélange. Les échantillons sont ainsi prêts à être analyser par l'autoanalyseur II « Technicon ». La teneur en matière azotée totale (MAT) est alors égale à = NT x 6,25.

- Digestibiité in sacco

La méthode suivie se base sur la technique d'incubation in vitro en seringues ou méthode in vitro de production de gaz. La technique décrite par Menke et Steingass (1988), consiste à la simulation de la fermentation d'un échantillon d'aliment dans le rumen. Elle permet de suivre la cinétique de production de gaz et d'en déduire la digestibilité in vitro de la matière sèche.

En effet, le taux de production de gaz est proportionnel au taux de dégradation de l'aliment (France et al., 1993). Cette méthode permet une prédiction acceptable de la dégradabilité de la matière organique et la teneur en énergie métabolisable des aliments des ruminants à partir des équations de régression multivariées utilisant la production de gaz et les paramètres chimiques: matière azotée totale (MAT), acid detergent fiber (ADF), matière minérale (MM), matière grasse (MG), (Menke et al., 1979; Menke et Steingass, 1988).

On a ajusté par barbotage au CO2 le pH de liquide ruminal filtré à 6,3#177; 0.15; et celui de la salive artificielle à 7,1#177; 0.15. Puis on a fait un mélange des deux liquides respectivement à la proportion (1:2).

Pour l'incubation, on a mis 30ml de mélange préparé dont le pH est ajusté aussi à 6,9#177; 0.1 dans des seringues préchauffées à 39°C contenant 300mg de matière sèche broyée de sulla ensilage, et dans 3 seringues témoins vides sans échantillons (blanc). L'air est chassé par pression sur le piston jusqu'à arriver au niveau du liquide, ce niveau représente le volume liquide initial V0. Ensuite, les seringues ont été fermées et placées immédiatement dans l'incubateur, après une légère agitation. Les seringues ont été agitées doucement toutes les 30 mn pendant les premières heures. La lecture du volume de gaz produit a été effectuée aux temps d'incubation: 1, 2, 4, 6, 12, 24, 36, 72 et 96 heures.

La production de gaz (GP) de l'échantillon est définit comme étant l'augmentation totale du volume (Vt - V0) corrigé par le volume de gaz dégagé par les témoins (GP0), et par le facteur de correction de la prise d'essai de l'échantillon (300/ poids exacte).

GP (ml/300 mg MS) = (Vt - V0 - GP0) x 300/P

- Vt : volume de gaz au temps (t);

- V0: volume de liquide initial à t0;

- GP0: volume de gaz moyen des 3 témoins; et - P: prise réelle de l'échantillon en mg de MS.

La digestibilité de la matière organique (%DMO) peut être calculée à partir de la production de gaz (GP) et la teneur en matière azotées totales (MAT, g/ kg de MS) et les cendres totaaux (CT, g/kg de MS):

% DMO = 14,88 + 0,889 GP + 0,045 MAT + 0,065 CT

La teneur en énergie métabolisable peut être alors calculée à partir de la production de gaz (GP) et les teneurs en matières azotées totales (MAT, g/kg de MS) et en matières grasses (MG, g/kg de MS) :

EM = 1,242 + 0,146 GP + 0,007 MAT + 0,0224 MG

- Cellulose brute

Dans les analyses courantes des aliments destinés à nourrir le bétail, le dosage de la cellulose brute est d'un grand intérêt. La cellulose est quantitativement le polysaccharide le plus abondant de la paroi cellulaire des végétaux. La cellulose selon Weende ne comprend pas seulement la cellulose mais aussi quelques impuretés d'où son appellation cellulose brute. La méthode de Weende solubilise en effet 30 à 100% de la cellulose, de 14 à 20% de pentosanes et de 16 à 50% de la lignine selon le matériel végétal analysé. Selon cette méthode, l'échantillon a subi deux attaques consécutives, la première par un acide minéral et la seconde par une base, tous deux dilués.On a pesé 1g de poudre sèche d'ensilage dans un creuset en porcelaine puis on l'a placé sur l'appareil de Weende. Puis on a versé 150ml d'acide sulfurique concentré préchauffé. On a ajouté 2 à 3 gouttes d'anti-mousse dans chaque colonne. Le chauffage a été arrêté après 30mn d'ébullition. On a rincé rapidement chaque creuset avec de l'eau distillée très chaude et avec un peu de solution basique (KOH). On a réalisé ensuite la deuxième attaque basique en versant 150ml de solution préchauffée de KOH. On a laissé une deuxième fois le liquide passer sur un nouveau filtre ambiant. On a rincé aussi 5 fois avec de l'eau distillée chaude et quelque fois à l'acétone jusqu'à l'élimination des matières grasses. Les creusets ont été mis à l'étuve à 150°C pendant 3 heures. Après refroidissement, on a réalisé les pesées (P1). Enfin, ces échantillons sont placés dans un four à 550°C pendant 6 heures pour bruler les matières cellulosiques. Ils sont ensuite mis dans un dessiccateur avant de faire une deuxième pesée (P2). La teneur de la cellulose brute (% CB):

% CB = (P1 - P2) x 100

- Matière sèche des ensilages

Le taux de matière sèche des divers ensilages a été déterminé après avoir mis un échantillon de 250g de poids frais dans une étuve ventilée à une température de 80°C pendant 48h. Une fois desséchés, ces échantillons ont été pesés avec une balance et broyés en poudre pour les analyses chimiques ultérieures.

- Teneur en cendres et en matière organique

La matière sèche végétale est formée de deux parties une de nature organique et l'autre minérale. La teneur en cendres totales (CT) est obtenue après calcination de 3g de poudre d'ensilage de sulla à 550°C. La durée de calcination effective est de 6 heures. Dans tous les cas, il faut attendre la calcination complète qui doit produire des cendres blanches ou grises ne renfermant plus de couleur noirâtre et de particules charbonneuses.

La différence entre la matière sèche et la matière minérale correspond à la matière organique.

% MO = 100 - % CT

- Teneur en acides gras volatils

Les acides organiques sont essentiellement, les acides acétique, propionique, butyrique, valérique et enfin lactique, dont la présence ou non reflète le type de fermentation au sein de l'ensilage. Demarquilly (1979), ne tient compte que de la teneur en acide acétique, butyrique et lactique des ensilages en négligeant les autres. Il attribue des points à chacun des trois acides en fonction de la hiérarchie qu'ils occupent dans le test de classification. Chaque acide est exprimé en pourcentage de l'acidité totale. Préalablement, le pourcentage des acides sur la matière fraiche est multiplié par les facteurs suivants pour des meq:

- L'acide lactique par ? 11,05

- L'acide butyrique par ? 11,356 - L'acide acétique par ? 16,678

La somme des meq des trois acides constituent l'acidité totale. Les AGV ont été analysés selon la methode de Jouany (1982) en appliquant les étapes suivantes :

- Centrifuger du jus de rumen pendant 10 min à 4000 g.

- Prendre 750 ul de surnageant + 150 ul d'acide métaphosphorique, laisser agir pendant 30 min, puis centrifuger 10 min à 20000 g.

- Reprendre 600 ul de surnageant + 100 ul d'étalon interne (acide 4-méthyl-valérique).

1 ul de chaque échantillon était ensuite injecté manuellement à l'aide d'une seringue de 10 ul dans le chromatographe en phase gazeuse composé par une colonne capillaire en silice fondue a été utilisée. La température du détecteur à flamme ionisé était maintenue à 260°C et celle de l'injecteur à 255°C avec un split ratio de 1:50. Le gaz porteur était l'hélium avec une pression constante de 24,6 psi. Le volume d'échantillon injecté était de 0,5 ul. La température initiale du four était de 70°C, maintenue pendant 1 min, puis augmentée de 5°C/min jusqu'à 100°C, maintenue à 100°C pendant 2 min, augmentée de 10°C/min jusqu'à 175°C, maintenue à 175°C pendant 40 min, augmentée de 5°C/min jusqu'à 225°C et maintenue à 225°C pendant 15 min. L'identification et la quantification des pics ont été faites à l'aide de standards commerciaux.

4.3. Traitement statistique des données

Le traitement des données recueillies a été réalisé par les logiciels suivants:

· Excel (version 2007) : statistique descriptive et construction des graphiques,

· Statistica (version 7): Analyse des variances (ANOVA).

Partie 3

Résultats

et

Discussions

1. Enquête sur la pratique de la rotation culturale dans les zones montagneuses de la Tunisie et typologie des exploitations

1.1. Etude descriptive et croisement des variables

1.1.1. Données générales sur l'exploitation

L'enquête rotation culturale spécifique aux zones montagneuses de la Tunisie a touché un total de 782 exploitations réparties presque d'une manière égale entre trois gouvernorats du nord de la dorsale tunisienne Béja, Siliana, et Zaghouan (Tableau 9)

Tableau 9. Répartition des exploitations enquêtées par gouvernorat

Gouvernorat Effectif Proportion

Béja 253 32,35%

Siliana 269 34,40%

Zaghouan 260 33,25%

Total 782 100%

A Béja, 4 délégations sur un total de 9 ont été touchées par l'enquête (Figure 21A). Le nombre d'enquêtés a été plus important au niveau de la délégation de Medjez El bab (104), suivi de Testour (65), puis de Goubelatt (55) et enfin de Teboursouk (29).

A Siliana, 8 délégations ont été enquêtées sur les 11 que compte le gouvernorat (Figure 21B). La délégation de Siliana a absorbé un total de 58 enquêtes, puis Bou Arada et Kesra (45 chacune), et enfin d'autres (15 à 30).

Quant au gouvernorat de Zaghouan, 4 délégations ont fait l'objet de plusieurs enquêtes sur les 6 (Figure 21C). Le nombre d'enquêtés a été plus important à El Fahs (117), suivi de Bir M'chergua (99), Zaghouan (29) et enfin Zriba (15).

A

C

B

5,95%

11,46%

11,15%

21,74%

25,69% GOUBELATT

5,77%

11,15%

21,56%

45%

11,15% 11,15%

16,73%

5,58%

16,73%

41,11%

38,08%

BIR M'CHERGUA EL FAHS

ZAGHOUAN ZRIBA

MEDJEZ EL BAB TEBOURSOUK

TESTOUR

BOUARADA GAAFOUR KESRA LAAROUSSA MAKTHER ROUHIA

SIDI BOUROUIS SILIANA

Figure 21. Répartition des enquêtes par gouvernorat et délégation. A: Béja, B: Siliana et C: Zaghouan.

1.1.2. Etude du Profil des personnes enquêtées

- Répartition des enquêtés par sexe

La répartition selon le sexe des enquêtés (Tableau 10) montre que le rapport de sexe est en faveur du sexe masculin (0,97).

Tableau 10. Répartition des enquêtés par sexe

Sexe Nombre Pourcentage

Masculin 762 97%

Féminin 20 3%

Total 782 100%

La prédominance de l'homme se présente souvent comme chef d'exploiatation agricole où il est le principal responsable dans 91% des cas (Mbetid-Bessane et al., 2002), alors que la femme est mise à contribution. Dans ces ménages agricoles, elle joue un rôle majeur dans la satisfaction des besoins alimentaires et monétaires, en dégageant un revenu des activités extra-agricoles.

Cependant, l'appât du gain facile tend à mobiliser beaucoup d'hommes tentés à délaisser les travaux agricoles au profit d'autres activités en particulier industrielles autour des grandes villes. En conséquence, les travaux de l'exploiation agricole, sont ainsi confiés aux femmes (Anonyme, 2002). Donc le faible taux de femmes chefs d'exploitation masque en réalité un taux élevé de participation féminine dans les travaux agricoles.

- Répartition des enquêtés par groupes d'âge

Dans 75 % des cas, les exploitants agricoles sont âgés de plus de 40 ans. Les agriculteurs âgés de moins de 40 ans représentent 25 % de l'ensemble (Figure 22).

effectif

250

200

150

100

50

0

400

44,9%

350

300

5,4%

Moins de 25 ans Entre 25 et 40 ans Entre 40 et 60 ans Plus de 60 ans

Tranche d'age

30%

19,8%

Figure 22. Répartition des enquêtés par groupes d'âges

Les chefs d'exploitations dont l'age variant entre 40 et 60 ans regroupent la plus haute fréquence (44,9%). En joignant la tranche d'âge suivante de plus de 60 ans, la fréqence grimpe jusqu'à 74,9% soit les 3/4 des exploitants enquêtés. L'héritage de l'activité agricole de père en fils comme cité par Morou et Rippstein, (2004) explique cette répartition par tranche d'âges. Le test khi-deux de Pearson pour la variable âge est significatif (51,764a), au seuil de 5%, on trouve que les agriculteurs sont plus âgés (âge supèrieur à 40 ans) à Siliana (88,8%) puis à Beja (75,1%) et enfin à Zaghouan (61,9%).

- Répartition des personnes enquêtées selon l'état Civil

La mojorité soit 90% des exploitants enquêtés est mariée (Figure 23).

8,70%

90,66%

0,64%

Marié (e) Célibataire Autres

Figure 23. Pourcentage de répartition des personnes enquêtées selon l'état Civil

L'étude du croisement de la variable état civil par région a montré que le test Khi-deux de Pearson est significatif au seuil de 5% (35,691a). Le taux des agriculteurs mariés varient respectivement de 95,9%, 94,1% et 81,9% à Siliana, puis à Beja et enfin à Zaghouan.

- Répartition selon le niveau d'Instruction des personnes enquêtées

Plus de 38% des enquêtés sont classés comme analphabètes. Le reste avait suivi une formation scolaire entre le primaire, le secondaire, et le supérieur (Tableau 11). La formation professionnelle agricole est faiblement représentée (moins de 2%). La différence inter niveaux d'instruction est statistiquement significative (p < 1%).

Tableau 11. Répartition selon le niveau d'Instruction des personnes enquêtées

Niveau d'instruction Nombre Pourcentage

Néant 220 38,11%

Primaire 295 35,68%

Secondaire 197 19,31%

Formation professionnelle agricole 17 1,79%

Supérieure 53 5,12%

Total 782 100%

Le cumul des taux des responsables des exploitations selon leur niveau d'instruction montre que 74% des cas avaient suivi au maximum un enseignement primaire et dont l'age moyen varie entre 40 plus de 60 ans.

L'analyse de la situation selon le niveau d'instruction des exploitants fait apparaître que le gouvernorat de Zaghouan absorbe le taux le plus élevé d'agriculteurs les moins instruits (53,1%) suivi de Siliana (36,8%) et enfin Béja (24,1%).

- Ancienneté dans l'activité agricole

La majorité des agriculteurs soit 89% pratiquent l'agriculture depuis plus de 10 ans (Tableau 12). L'activité agricole est une activité souvent héritée de père en fils (Morou et Rippstein, 2004).

Tableau 12. Répartition des enquêtées selon l'ancienneté l'activité agricole

Ancienneté culturale Nombre %

Moins de 5 ans 23 2,94%

Entre 5 et 10 ans 62 7,93%

Plus de 10 ans 697 89,13%

Total 782 100,0%

Pour le reste, leur intervention apparaît suite à la cessation d'activité de parents retraités pour des raisons d'age avancé (Gibon, 1998). Les jeunes exploitants diplômés commencent à découvrir l'agriculture après une formation professionnelle sans expérience ultérieure dans le domaine. Les exploitants pratiquant l'agriculture depuis 10 ans et plus sont plus nombreux à Siliana (93,7%), puis à Zaghouan (91,2%) et enfin à Beja (82,2%).

1.1.3. Exploitation

- Caractéristiques de l'exploitation

L'exploitation agricole se manifeste par des titres de propriétés, locations, associations ou autres formes combinées. La majorité des exploitants agricoles (74,55%) sont des propriétaires terriens. Mais, 14,07% des exploitants sont en même temps des propriétaires et locataires (Figure 24).

700

583

600

500

effectif

400

300

200

110

89

100

0

Propriétaire Locataire Autre Cas

Titre de l'exploitation

Figure 24. Répartition des enquêtées selon le Statut de l'exploitant agricole

Les terres louées représentent 11% du total. En Algérie, Benniou et Brenis (2006) ont montré que des régions bioclimatiques similaires, le taux de locataires est de 46%. Cepandant, Morou et Rippstein (2004) expliquent la location des terres par le phénomène de la course vers « les terres neuves » donc les plus fertiles.

Le test khi-deux de Pearson (51,331a) est significatif au seuil de 5%, et montre que les agriculteurs sont plutôt propriétaires de leur exploitation beaucoup plus à Siliana (88,5%), puis à Zaghouan (73,1%) et enfin à Beja (61,3%). Ce classement peut être attribué à la différence de fertilité des terres dans ces zones, qui encourage les agriculteurs locataires de terrains.

- Environnement Résidentiel de l'exploitant agricole

La majorité (58,44%) des agriculteurs résident sur les lieux de l'exploitation (Tableau 13). Le croisement de la variable lieu de résidence de l'exploitant agricole par région a montré que le test est significatif au seuil de 5%. Ainsi, la résidence in-situ dans la ferme est plus représentée à Siliana suivie de Beja et enfin Zaghouan.

Tableau 13. Lieu de résidence de l'exploitant agricole

Résidence Effectifs Pourcentage

Dans l'exploitation 457 58,44%

Ailleurs de l'exploitation 325 41,56%

Total 782 100,0%

Dans 84,5% des cas, le marché le plus proche de l'exploitation se trouve à moins de 10km (Figure 25). L'analyse, de la distance séparant les exploitations par rapport aux marchés les plus proches, a montré que les marchés sont plus proche des l'exploitations (distance moins de 10 km) à Zaghouan (98,1%), puis à Beja (82,6%) et enfin à Siliana (73,2%).

400

43,09%

41,43%

350

 

300 250 200 150

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

effectif

 
 
 
 
 

14,09

 
 
 
 
 
 
 

100 50 0

 
 
 
 
 

1,28%

 
 
 
 
 
 
 
 

<5 5--10 10--20 >20

distance (km)

Figure 25. Distance entre l'exploitation et le marché le plus proche

Le croisement de la variable moyen de transport pour acheminer la production par région a montré que le test de Pearson (33,471a) est significatif au seuil de 5%. Dans ces conditions, la route asphaltée ou mixte représente 86,2%, 81,0% et 65,8% à Beja, puis à Siliana et enfin à Zaghouan.

Généralement l'état de la voie menant au marché à partir de l'exploitation est le plus souvent une route asphaltée (43,86%) ou mixte (33,76%).

La commercialisation de la production auprès d'une clientèle urbaine présente des avantages comme par exemple le prix de vente des produits qui devient plus intéresant comparé au milieu rural. En effet, la distance, mais surtout l'état des routes en saison hivernale, sont des contraintes fortes à la vente journalière par des paysans éloignés de la ville (Hostiou, 2003). La commercialisation des produits agricoles constitue la maille finale de la production qui dépend énormément de la proximité du marché et de l'état des routes y conduisant.

1.1.4. Activités agricoles

- Type d'activités

92% des agriculteurs enquêtés considèrent que l'agriculture est une pratique principale (Tableau 14).

Tableau 14. Répartition des enquêtés selon la place de l'agriculture parmi les activités de l'agriculteur

Activités Effectifs Pourcentages (%)

Principale 720 92,07

Secondaire 62 7,93

Total 782 100%

La pratique de la pluriactivité (7,93%), est principalement liée au travail extérieur des agriculteurs. Cette stratégie associe l'activité agricole avec d'autres sources de revenu. Selon Gibon (1998), chez les jeunes de moins de 35 ans, la pluriactivité est inexistante chez les célibataires. Elles devient systématique dès qu'ils sont mariés, ajoutant à cela la contribution de leurs enfants qui quittent l'exploitation et s'engagent dans d'autres professions pour assurer un revenu supplémentaire à la famille. L'agriculture est la principale activité de l'exploitant à Zaghouan (96,9%), puis à Beja (92,1%) et enfin à Siliana (87,4%).

- Surfaces agricoles exploitées

La surface agricole utile (SAU) représente 90% de la surface agricole totale. Alors que la surface irriguée est de l'ordre de 4,8% par rapport à la surface agricole utile.

Près de 64,6% de la surface agricole utile est reservée aux céréales, suivies des fourrages (18,4%). La surface cultivée en légumineuse ne dépasse pas les 5,3% (Figure 26).

Les exploitations enquêtés sont du type petites (64,34%) à moyennes (35,66%), présentant une SAU respectivement moins de 15ha et entre 15 à 30ha (Gibon, 1998).

Figure 26. Répartition des emblavures moyennes par exploitant des trois gouvernorats. SAT : Surface agricole totale ; SAU : Surface agricle utile ; I : surface irriguée ; C : céréaliculture ; F : Cultures fourragères ; CI : Cultures industrielles ; L : Cultures légumineuses ; CM : Cultures maraichères et AF : Arboriculture fruitière.

La SAU moyenne est de l'ordre de 22,9 ha/exploitant avec une prédominance des
cultures céréalières (14,8 ha/exploitant). Alors que, les fourrages sont de l'ordre de 4,2
revenu

ha/exploitant. Ce déséquilibre entre les diverses spéculations est principalement dû au

fixe qu'assure la vente des céréales chaque année. Selon Mignolet (2008), les surfaces en blé en France ont progressé de 50% en trente ans, alors que les prairies permanentes ont fortement régressé (- 25%). Dans le sud du bassin arachidier sénégala

is, la culture mécanisée a entraîné l'extension des superficies cultivées aboutissant à l'exploitation des terres marginales. Ainsi, avec la saturation de l'espace, la terre devient un facteur limitant. Elle se transmet de père en fils. Ceci traduit l'inégale répartition de la terre entre les exploitations (Morou et Rippstein, 2004).

Le croisement de la variable SAU par région a montré que le test de Khi-deux de Pearson (58,269a) est significatif au seuil de 5%, et on trouve la SAU dépasse les 10 hectares (en moyenne) beaucoup plus à Beja (91,7%), puis à Zaghouan (76,5%) et enfin à Siliana (63,6%).

La surface moyenne réservée à la céréaliculture, dépasse les 10 hectares beaucoup plus à Beja (88,1%), puis à Siliana (77,0%) et enfin à Zaghouan (38,5%).

- Topographie

La majorité des exploitations (34,27%) se trouvent en pente et 35,42% d'entre elles sont situées dans les plaines (Tableau 15).

Tableau 15. Statistiques sur la topographie des surfaces exploitées

Relief Effectif %

Pente 268 34,27

Plaine 277 35,42

Association 1 + 2 11 1,41

Bas fonds 226 28,90

Total 767 100%

Les exploitations présentant des terres accidentées se trouve beaucoup plus à Zaghouan (87,7%), puis à Siliana (65,1%) et enfin à Beja (60,5%).

- Nature du sol exploité

La texture des sols des exploitations enquêtées est fine (argileuse) dans 30,56% des cas. Cependant, 31,07% des sols se trouvent classés comme sableux (Figure 27). Les sols calcaires ne sont pas négligeables vu qu'ils représentent 26,73% de l'ensemble.

11,64%

26,73% 30,56% Argileux

Sableux Association 1 + 2

Calcaire

31,07%

Figure 27. Nature du sol des surfaces exploitées

Les caractéristiques topologiques et topographiques des parcelles de l'exploitation, comme l'éloignement, l'orientation ou la pente (Andrieu et al., 2004), ainsi que des types de végétation qui déterminent la valeur d'usage (Cruz et al., 2002) des cultures sont des

composantes fondamentales déterminant l'allocation des parcelles, en distinguant les cas une même parcelle est affectée ou non à plusieurs usages (Coléno et Duru, 2005).

L'analyse des déclarations des exploitants sur la nature du sol exploité par région a montré que le test Khi-deux de Pearson (60,252a) est significatif au seuil de 5%, et on trouve beaucoup plus des sols du type calcaire à Siliana (37,9%), puis à Beja (32,4%) et enfin à Zaghouan (9,6%).

- Elevage d'animaux

L'activité élevage est présente dans 75,83% des cas (Tableau 16). Les bovins sont les moins représentés (26,98%).

Tableau 16. Les espèces animales élevées dans les exploitations

Elevage Nombre %

Bovins 160 26,98

Ovins 209 35,24

Bovins + Ovins 9 1,52

Autres 215 36,26

Total 593 100,00%

La grande représentativité de l'élevage est expliquée par la spécificité bioclimatique et édaphique des régions enquêtées connues depuis longtemps par leur adaptation à cette spéculation agricole.

Les agriculteurs ajoutent à l'agriculture, l'élevage d'animaux, dans 82,3%, 79,2% et 65,6% des cas, respectivement à Zaghouan, puis à Siliana et enfin à Beja.

1.1.5. Rotation culturale

- Connaissance et pratique de la rotation culturale

A la question avez-vous une idée sur la pratique de la rotation culturale, la majorité (693/782) des enquêtés a répondu oui (plus de 88%). La connaissance de la rotation est plutôt récente, moins de 20 ans dans 50% des cas (Tableau 17).

Tableau 17. Ancienneté de la connaissance de la rotation culturale

Années Nombre %

<10 ans 161 23,23

10-15 ans 73 10,53

15-20 ans 107 15,44

>20 ans 352 50,79

Total 693 100,00

Souvent, il s'agit d'une classification arbitraire des réponses évasives du genre: depuis toujours, depuis mes ancêtres.

Les agriculteurs déclarent connaitre la rotation beaucoup plus à Zaghouan (99,6%), puis à Beja (92,9%) et enfin à Siliana (74,0%). Cependant, l'analyse de l'ancienneté de la connaissance de la rotation montre beaucoup plus d'agriculteurs récemment informés à Zaghouan (55,4%), puis à Siliana (39,0%) et enfin à Beja (36,8%).

Les médias représentent souvent la principale source d'information (dans plus de 54% de cas) relative à la pratique de la rotation culturale. Le reste est partagé entre les études et le recyclage (20%), les proches (1%), le voisinage (0,4%) et le conseiller agricole ou le professionnel agronome (23%) (Figure 28).

400

54,11

Médias Ascendants /

Parents

Conseillers Agricoles et autres / Agronomes

Etudes /
Recyclage

Voisinage

350

300

250

23,38% 20,78%

200

150

100

1,3% 0,43%

50

0

Figure 28. Principales sources d'information relative à la connaissance de la rotation culturale

L'analyse de la variable source d'information sur la rotation par le conseiller agricole a montré que le test khi-deux de Pearson (64,944a) est significatif au seuil de 5%, et on trouve des agriculteurs informés par les conseillers, dans 95,0%, 92,9% et 73,6% respectivement à Zaghouan, Beja et Siliana.

- Nature de la rotation des cultures :

Sur 782 agriculteurs ayant des connaissances à propos de la rotation culturale, la grande majorité (93,36%) prétendent connaître aussi les biens faits de la rotation la plus appropriée à leurs parcelles.

Les agriculteurs qui pratiquent la rotation (84,1% du total) sont beaucoup plus représentés à Zaghouan (98,5%), puis à Beja (83,8%) et enfin à Siliana (70,6%).

Selon l'enquête, 53,25% des agricultures pensent que l'alternance avec les céréales devrait être du type biennal, 36,08% d'entre eux proposent le triennal. Cependant, le quadriennal est très peu recommandé (10% des agriculteurs). Cependant, chez les 658 exploitants pratiquant la rotation, l'assolement biennal est observé dans 45,14% des cas; le triennal avec 45,29%; et enfin le quadriennal dans 9,57% des exploitants. (Tableau 18).

Tableau 18. Type de rotations dans la région

 

Rotation la plus appropriée
selon l'agriculteur

Rotation pratiquée par
l'agriculteur

Type de rotation culturale

Effectif

%

Effectif

%

Biennale

369

53,25%

297

45,14%

Triennale

250

36,08%

298

45,29%

Quadriennale

74

10,68%

63

9,57%

Total

693

100,00%

658

100%

L'objectif principal déclaré par les agriculteurs pratiquant la rotation culturale se résume principalement en l'amélioration des rendements suivie de la prévention contre les maladies (Tableau 19).

Tableau 19. Les motifs de la rotation pratiquée

Item Nombre Pourcentage

Le rendement 334 50,76

La garantie de vente des récoltes 16 2,43

Le rendement et la garantie de vente des récoltes 5 0,76

La prévention contre les maladies 303 46,05

Total 658 100,00

Les résultats obtenus montrent que 39,52% des agriculteurs pensent que la non pratique de la rotation culturale est justifiée en premier lieu par l'ignorance de son rôle dans les systèmes de culture. Alors que dans 11,29% des cas le prix des produits à base de fabacées particulièrement à graines rencontré sur le marché n'est pas compétitif et non encourageant pour la promotion de la rotation (Figure 29).

47,58%

1,61%

11,29%

39,52%

Autres

Problème d'écoulement des autres cultures

Ignore ses bienfaits

Locataire, non concerné par la rotation

Figure 29. Raisons invoquées de non pratique de la rotation culturale

Dans la majorité des cas (47,58%), les agriculteurs font appel à une combinaison de contraintes qui fait une barrière à la pratique des rotations culturales. Sur un total de 782 exploitations agricoles, 700 exploitants (89,51%) expriment leur disponibilité et souhait pour la pratique de la rotation.

Ils attribuent la raison à l'insuffisance des visites des conseillers agricoles dans 73,15% des cas. Ces agriculteurs attendent des conseillers agricoles les services suivants (Tableau 20):

Tableau 20. Services attendus du conseiller agricole

Réponses Effectif %

Encadrement technique 178 22,76

Introduction de nouvelles techniques 155 19,82

Encadrement technique et introduction de nouvelles techniques 51 6,52

Apport de semences, produits sanitaires et engrais chimiques 398 50,90

Total 782 100,00

Mais, 79,54% des exploitants enquêtés prennent l'initiative propre de visiter sur place le conseiller agricole.

Toujours selon l'enquête, le meilleur moyen d'avoir la ou les informations nécessaires se trouve auprès des médias; cette opinion a été trouvée dans 72,51% des agriculteurs. Le contact direct sur le terrain vient en deuxième place avec 18,29% des cas (Tableau 21).

Tableau 21. Méthodes évoquées pour avoir l'information à propos de la rotation culturale

Méthodes Effectif Pourcentage

Contact direct

143

18,29%

Journées d'info

18

2,30%

Journées de formation

54

6,91%

Médias

567

72,51%

Total

782

100,00%

1.2. Analyse croisée des variables regroupés

Le regroupement des variables analysées en groupes spécifiques ayant des affinités communes permet de simplifier la grande masse de données relatives et de présenter une typologie propre à chaque groupe d'agriculteurs comme suit:

- Groupe 1 (G1) : ensemble de quatre variables qui dessinent le profil de l'exploitant agricole à savoir l'âge, l'état civil, le niveau d'instruction et enfin l'ancienneté agricole.

- Groupe 2 (G2) : rassemble cinq variables qui rendent compte de l'environnement immédiat de l'exploitation et de sa place par rapport à l'exploitant. Il s'agit de la place de l'activité agricole, l'état de la route acheminant la production agricole vers le marché, la distance séparant l'exploitation du marché le plus proche, le statut de l'exploitant agricole et sa résidence.

- Groupe 3 (G3): englobe de même cinq variables qui nous renseignent sur le type d'exploitation impliquée comme sa surface utile, sa surface céréale, sa topographie, la nature de son sol et pratique ou non de l'élevage.

- Groupe 4 (G4): composé de huit variables se rapportant aux natures d'informations liées à la rotation culturale et sa pratique dans les systèmes de culture.

L'étude bi-variée réalisée a permis de tester les relations statistiques entre les différents groupes de variables selon la région entant que variable principale et source possible de variation.

1.2.1. Croisement du groupe 1 (profil de l'exploitant agricole) par région

Le profil favorable à la variable cible (rotation) se trouve représenté par un agriculteur pratiquant le métier d'agriculteur depuis plus de 10 ans, marié, âgé de plus de 40 ans et d'un niveau d'instruction du primaire ou plus. Ce profil analysé par région est plus fréquent à Siliana (50,6%), puis à Beja (44,3%) et enfin à Zaghouan (21,9%) (Figure 30). Si on calcule le taux de couverture (Morou et Rippstein, 2004) représenté par le rapport de l'effectif du profil favorable disponible à la pratique de la rotation par rapport au besoin de la région.

Ce taux est égal à 79,43%; 102,25% et 28,07% respectivement pour la région de Béja, Siliana et Zaghouan. Cependant ce taux est de l'ordre de 63,94% pour les l'ensemble des trois régions. L'analyse de ces taux montre qu'il existe un fort déséquilibre inter-régions, la région de Zaghouan semble être la région la plus affecté par les besoins de développement en faveur l'amélioration du profil de l'agriculteur pratiquant la rotation. Par contre la région de Siliana présente un équilibre entre le disponible et le besoin.

Figure 30. Croisement du groupe 1 (profil de l'exploitant agricole) par région

1.2.2. Croisement du groupe 2 (Environnement de l'exploitant agricole) par région

L'environnement favorable à la variable cible (rotation) est représenté par un agriculteur propriétaire résidant sur les lieux de son exploitation et dont l'activité principale est agricole, se trouvant à moins de 10km du marché hebdomadaire, et parcourant

asphaltée ou semi asphaltée. L'analyse par région a montré que l'environnement favorable est plus fréquent à Siliana (40,1%), puis à Beja (26,5%) et enfin à Zaghouan (21,9%) (Figure

Le taux de couverture générale pour les trois régions est

comparaison des taux régionaux par rapport au taux des trois régions

important pour la région de Zaghouan (28,07%), suivi par Béja (36,02%)

avec un taux de couverture de 67,08%. Cette analyse montre qu'il faut renforcer les projets de développement concernant l'environnement de l'e

régions de Zaghouan et de Béja.

Figure 31. Croisement du groupe 2 (Environnement de l'exploitant agricole) par région

1. 2.3. Croisement du groupe 3 (Profil de l'exploitation agricole) par région

Le

modèle d'exploitation mixte à élevage (bovins, ovins ou les deux), ayant une u

topographie en plaine ou en pente avec un sol dtype argileux ou sableux, une surface utile

l analysé

de plus de 10 ha représente le profil favorable à la pratique de la rotation. Ce profi

par région est plus fréquent à Beja (25,7%), puis à Siliana (16,4%) et enfin à Zaghouan (15,4%) (Figure 32

). Le taux de couverture des trois régions est très faible et égale à 23,53%. Répartie comme suit à Béja 34,57%, à Siliana 17,25% et à Zaghouan 18,18%. Ces faibles taux montrent

bien le modèle de l'exploitation agricole doit être pris en charge dans toute étude de développement régionale surtout pour les zones Siliana et de Zaghouan.

250

Profil favorable à la rotation

200

150

Effectif

100

50

0

Figure 32. Croisement du groupe 3 (Profil de l'ex

1.2.4. Croisement du groupe 4 (la rotation culturale et sa pratique dans les systèmes de culture) par région

L'agriculteur pratiquant la rotation culturale dans les systèmes de culture, et dont sa source d'information agricole est plutôt le conseiller agricole, la formation agricole et/ou les médias représente le profil favorable à la pratique de la rotation. Le

exploitants présentant les caractéristiques favorables de pratique et de connaissance de la rotation sont semblables dans les trois régions avec un taux variant entre 34 à 36,4% pour Béja et Siliana (Figure 33). De même, le taux

et 54,76% respectivement pour Béja, Siliana et Zaghouan.

1.3. Segmentation

La technique de segmentation a été utilisée pour la classification des résultats. Cette dernière permet de visualiser la jonction des variables d'une manière hiérarchique. L'ensemble est configuré en arbre selon les branchements possible des paramètres inclus dans le modèle par rapport à la variable cible. Les groupes de variables ont été hiérarchisés en arbre de segmentation. Deux segmentations ont été testées : la première avec la région comme variable cible et la seconde avec la connaissance et pratique de la rotation comme variable cible

1.3.1. Segmentation selon un modèle simple

La variation inter régions est expliquée par le profil de l'exploitant agricole (G1), les conditions environnementales (G2), le profil de l'exploitation (G3) et la connaissance et pratique de la rotation (G4) (Figure 34).

Figure 34. Segmentation selon le modèle simple

Le classement des groupes de variables explicatives de la variation régionale est successivement le profil de l'exploitant (G1), l'environnement (G2) et la rotation (G3) pour les trois régions.

- en première étape, l'ensemble des agriculteurs a été divisé en deux classes caractérisant le profil de l'exploitant favorable (=profil) et non favorable (> profil) à la rotation;

- en deuxième étape, les deux classes précédentes se bifurquent en quatre sous-classes. Les deux premières selon l'environnement de l'exploitation favorable (=environ) ou non (>environ) à la rotation; et les deux autres sous-classes selon la connaissance et la pratique de la rotation favorable (=connais) et non favorable (>connais) à la rotation; et

- Enfin, la sous-classe des exploitants ayant un profil et un environnement favorables à la rotation est subdivisée en deux sous-classes de connaissance et de pratique de rotation favorable et non favorable.

Ce modèle explique la variation régionale à 46,7%.

1.3.2. Segmentation selon un modèle de croissance

La rotation (G4) sera déterminée par le profil de l'exploitant agricole (G1), les conditions environnementales (G2), le profil de l'exploitation (G3) et la région (Figure 35).

Figure 35. Segmentation selon le modèle croissance

Le classement des groupes de variables explicatives de la rotation (G4) est successivement le profil de l'exploitation (G3), le profil de l'exploitant (G1) et la région. En conséquence, l'ensemble des exploitants est classé:

- premièrement, en deux profils de l'exploitation favorable (=exploit) et non favorable (> exploit) à la rotation;

- deuxièment, la sous-classe du profil de l'exploitation favorable à la rotation est de même subdivisée en deux sous autres classes selon le profil de l'exploitant favorable (=profil) et non favorable (> profil) à la rotation; et

- enfin, la sous-classe des exploitants ayant un profil de l'exploitant et de l'exploitation favorables à la rotation est subdivisée en deux sous-classes selon de la région.

Ce modèle explique dans ce cas une variation plus intéressante de l'ordre de 65,3%.

La comparaison des deux modèles de segmentation conduit à opter pour la classification des agriculteurs enquêtés selon la variable cible qui est la rotation (G4), et ce dans la suite du présent travail de recherche.

1.4. Analyse factorielle de correspondances multiples (AFCM)

L'analyse factorielle des correspondances multiples nécessite une organisation des variables afin de pouvoir expliquer au mieux la variable cible qui est la rotation dans les trois régions étudiés.

- La région avec 3 modalités, elle est libellée V1.

- Le profil de l'exploitant ou G1 avec deux modalités. Cette variable est libellée V2. - L'environnement ou G2 avec deux modalités. Cette variable est libellée V3.

- Le profil de l'exploitation ou G3 avec deux modalités. Cette variable est libellée V4.

- La connaissance et la pratique de la rotation (G4) avec deux modalités. Cette variable est

divisée en deux parties dans le modèle:

- V5: variable qui rend compte de la valeur modale « p » avec un recodage des fréquences observées. Les valeurs nulles sont codées « 0 », les valeurs entre 1 et 30 sont codées « 1 », les valeurs entre 30 et 60 sont codées « 2 » et les valeurs au-delà de 60 sont codées « 3 ».

- V6: variable qui rend compte de la valeur modale « m » avec un recodage des fréquences observées. Les valeurs entre 1 et 30 sont codées « 1 », les valeurs entre 30 et 60 sont codées « 2 » et les valeurs au-delà de 60 sont codées « 3 ».

La nouvelle organisation des 4 groupes de variables G1, G2, G3, et G4 de l'enquête correspondant à un total de 782 modalités (agriculteurs), permet de réaliser une typologie issue de l'analyse factorielle des correspondances multiples (AFCM). Les groupes des variables sont retenus car elles reflètent les aspects socio-agronomiques des systèmes d'exploitation étudiés par plusieurs auteurs comme Pelissier (1966); Buldgen et al., (1994); Lericollais, (1980); et Diouf, (1990). Une table de contingence complète à été établie, en reproduisant les résultats de cette organisation des données (Tableau 22).

Tableau 22. Table de contingence complète des agriculteurs selon les groupes de variables G1, G2, et G, avec
G4 comme ensemble de variables cible

Région

Profil

Environ

Exploit

Connaissance et Pratique de la Rotation (G4)

 

(G1)

(G2)

(G3)

p

m

Total

Beja

G1 p

G2 p

G3 p

2

11

13

 
 
 

G3 m

4

14

18

 
 

G2 m

G3 p

4

11

15

 
 
 

G3 m

23

43

66

 

G1 m

G2 p

G3 p

5

5

10

 
 
 

G3 m

16

10

26

 
 

G2 m

G3 p

5

22

27

 
 
 

G3 m

27

51

78

S/Total 1

 
 
 

86

167

253

Siliana

G1 p

G2 p

G3 p

6

9

15

 
 
 

G3 m

16

22

38

 
 

G2 m

G3 p

8

4

12

 
 
 

G3 m

27

44

71

 

G1 m

G2 p

G3 p

4

5

9

 
 
 

G3 m

16

30

46

 
 

G2m

G3 p

1

7

8

 
 
 

G3 m

20

50

70

S/Total 1

 
 
 

98

171

269

Zaghouan

G1 p

G2 p

G3 p

0

10

10

 
 
 

G3 m

0

18

18

 
 

G2 m

G3 p

0

6

6

 
 
 

G3 m

0

23

23

 

G1 m

G2 p

G3 p

0

14

14

 
 
 

G3 m

2

13

15

 
 

G2 m

G3 p

0

10

10

 
 
 

G3 m

90

74

164

S/Total 1

 
 
 

92

168

260

Total

 
 
 

276

506

782

p: puissant; m : moindre

Le tableau 22 met évidence huit groupes par gouvernorat selon les variables puissantes et moindres.

Pour mieux caractériser les groupes définis, une classification des individus a été réalisée selon leur proximité du centre d'inertie des différents agrégats. Les caractéristiques des individus appartenant au même groupe sont celles englobées par l'agrégat sur le plan qui rassemblait le maximum d'informations.

A partir de la table de contingence, trois tableaux de fréquences ont été élaborés : celui des fréquences totales, des fréquences lignes et des fréquences colonnes. Les valeurs du tableau des fréquences lignes correspondent aux probabilités conditionnelles sachant la connaissance et la pratique de la rotation. Par exemple, la probabilité pour qu'un exploitant réponde très favorablement pour la connaissance et la pratique de la rotation est la suivante: 2,8% à Béja; 5,6% à Siliana et 8,3% à Zaghouan.

Il y a une indépendance parfaite entre les variables si tous les profils lignes sont identiques (de même pour les profils colonnes). L'hypothèse nulle est que toutes les lignes du tableau des fréquences soient égales. Ainsi, la probabilité de connaître et de pratiquer la rotation est la même pour toutes les régions.

L'inertie du nuage de points ainsi formé est égale à ÷2/n où ÷2 est égale à la statistique du test de khi2 d'indépendance (Tableau 23).

Tableau 23. Tableau des inerties selon les axes

axes

Valeurs des axes

Inertie

Pourcentage

Pourcentage
cumulé

÷2

1

0,686530

0,471324

28,27944

28,2794

227,1251

2

0,548116

0,300431

18,02588

46,3053

144,7741

3

0,486592

0,236772

14,20631

60,5116

114,0974

4

0,418583

0,175212

10,51271

71,0243

84,4324

5

0,408248

0,166667

10,00000

81,0243

80,3146

6

0,398484

0,158789

9,52737

90,5517

76,5186

7

0,324949

0,105592

6,33553

96,8872

50,8835

8

0,184443

0,034019

2,04116

98,9284

16,3935

9

0,133642

0,017860

1,07160

100,0000

8,6065

10

0,000000

0,000000

0,00000

100,0000

0,0000

 

3,58959

1,66667

100,00000

 

803,14556

Les deux premiers axes absorbent 46,3% de l'inertie totale, En conséquence, les deux axes 1, et 2 peuvent refléter à eux seuls, la typologie recherchée (Figure 36).

Axe 2

Axe 1

Figure 36. Projection plane des groupes de variables étudiés par la méthode AFCM

La proximité de deux points indiqués sur la projection plane signifie que les modalités correspondantes ont des profils qui se ressemblent ou encore que les barycentres des individus ayant choisis ces modalités sont proches (Tableau 24).

Tableau 24. Proximité des points sur la projection

Modalités à forte contribution sur l'axe 1 avec une coordonnée négative

Modalités à forte contribution sur l'axe 1 avec une coordonnée positive

V1: cette variable région a deux modalités Béja et Siliana dont le pourcentage global est de l'ordre de 15%.

V5: représente la connaissance et pratique de la rotation (réponses positives) avec ses trois modalités (1, 2 et 3) dont le pourcentage global est de l'ordre de 23,8%.

V1: la variable région avec une modalité Zaghouan dont le pourcentage global est de l'ordre de 5%.

V6: la variable Connaissance et pratique de la rotation (réponses négatives) avec une modalité (3) dont le pourcentage global est de l'ordre de 6,3%.

Trois sous ensembles ont été mis en évidence (Tableau 25):

Tableau 25. Les sous ensembles des régions

S/Ensemble 1 S/Ensemble 2 S/Ensemble 3

Var1: Beja Var1: Zaghouan Var1: Siliana

Var5: 1 Var5: 0 Var5: 2

Var6: 3 Var6: 1

- S/Ensemble 1: représente la région de Béja caractérisée par une connaissance de la rotation de niveau 1 (faible) et paradoxalement d'une méconnaissance de la rotation de niveau 3 (assez élevée). Ce groupe est logé axialement coté axe 1 (négativement) et coté axe 2 (positivement) et spatialement assez éloigné du centre.

- S/Ensemble 2: spécifique à la région de Zaghouan ayant une connaissance de la rotation de niveau 0 (absente) et d'une méconnaissance de la rotation de niveau 1 (faible). Ce groupe est logé axialement coté axe 1 (positivement) et coté axe 2 (négativement) et spatialement assez éloigné du centre.

- S/Ensemble 3: relatif à la région de Siliana présentant une connaissance de la rotation de niveau 2 (moyenne). Ce groupe est logé axialement coté axe 1 (négativement) et coté axe 2 (négativement) et spatialement assez éloigné du centre.

La variable région est dépendante de la variable connaissance et pratique de la rotation. Cette dépendance est dans l'ensemble négative. Ce résultat est en apparence paradoxal avec les réponses des exploitants enquêtés sur les questions relatives à la rotation. Mais l'analyse multidimensionnelle a permis de mieux cerner la nature de cette liaison.

1.5. Conclusion

L'enquête de terrain sur la pratique de la rotation culturale dans les zones montagneuses de la Tunisie et typologie des exploitations, a montré que les profils des exploitants favorables à la pratique de la rotations se trouvent chez les agriculteurs pratiquant le métier d'agriculteur depuis plus de 10 ans, marié, âgé de plus de 40 ans et d'un niveau d'instruction du primaire ou plus. Ce profil analysé est plus fréquent à Siliana (50,6%), puis à Beja (44,3%) et enfin à Zaghouan (21,9%).

Cependant, l'environnement favorable à la rotation est représenté par un agriculteur propriétaire résidant sur les lieux de son exploitation et dont l'activité principale est agricole, se trouvant à moins de 10km du marché hebdomadaire, et parcourant une route asphaltée ou semi asphaltée représenté par 40,1% à Siliana, 26,5% à Beja et 21,9% à Zaghouan. Le modèle d'exploitation mixte à élevage (bovins, ovins ou les deux), ayant une topographie en plaine ou en pente avec un sol de type argileux ou sableux, une surface utile de plus de 10ha représente le profil favorable à la pratique de la rotation, se trouvant dans 25,7, 16,4 et 15,4% des cas respectivement à Béja, Siliana et Zaghouan. L'analyse multidimensionnelle a permis de mieux cerner la nature des liaisons qui existent entre les différents paramètres de productions d'une région donnée, pour montrer que la région est dépendante de la variable connaissance et pratique de la rotation. Cette dépendance est dans l'ensemble négative. Ce résultat est en apparence paradoxal avec les réponses des exploitants enquêtés sur les questions relatives à la rotation, où on trouve, la région de Béja caractérisée par une connaissance de la rotation de type faible, la région de Zaghouan est caractérisée par une absence de la connaissance de la rotation et la région de Siliana présentant une moyenne connaissance de la rotation.

2. Système fourrager à base de sulla

2.1. Caractérisation spectrale de la culture du sulla

2.1.1. Spectres de réflectance de l'évolution de la culture du sulla

La figure 37 décrit l'évolution du spectre de réflectance d'une culture de sulla au cours du temps. Au semis, le spectre observé est celui du sol. Le spectre se présente sous une forme monotone avec une très légère convexité plate dans le visible (500-600nm) avec un sommet à 19% de réflectance. Ce spectre se stabilise à partir de 900nm à une réflectance de 34%. Lorsque la végétation se développe, la réflectance du couvert diminue dans le visible alors qu'elle augmente dans le proche infrarouge.

70

reflectance (%)

60

50

40

30

20

10

0

400 500 600 700 800 900

longueur d'onde (nm)

100

90

80

pleine floraison du Sulla début floraison du sulla sulla verdure : stade végétatif sol nu : Sulla en levée

Figure 37. Evolution du spectre de réflectance d'un couvert de sulla selon les stades biologiques.

On peut noter que l'amplitude des spectres augmente avec l'avancement des stades de développement de la plante, avec un léger intervalle dans le visible de 2 à 3% pour s'élargir jusqu'à 27% dans le proche infrarouge.

On peut dire que la signature spectrale d'un couvert de sulla varie selon les stades de développement de la plante et probablement liée aux transformations internes de la structure cellulaire de ses organes.

Il existe de nombreux facteurs perturbateurs des spectres de réflectance. Ces facteurs peuvent intervenir et introduire une variabilité supplémentaire. Il s'agit de:

-

facteurs externes: la dimension de la surface visée, la hauteur du soleil, la nébulosité, ée ; et

la vitesse du vent et l'angle zénithal de vis

-

facteurs propres au couvert: l'orientation des rangs de culture, les propriétés optiques du sol, et des feuilles et la structure géométrique du couvert végétal.

2. 1.2. Spectres de réflectance du sulla et des cultures témoins

Dans le domaine du

visible de 400 à 700nm, les deux cultures présentent des faibles pourcentages de réflectance se trouvant entre 1 et 10 %, cependant la jachère non travaillée présente un taux de réflectance de l'ordre de 25%.

Figure 38. Spectres de réflectance d'une culture de sulla, blé dur et d'une jachère non travaillée.

La figure 38

caractérise les spectres de réflectance d'une culture de sulla en pleine floraison en comparaison avec une culture de blé dur au stade épiaison et d'une jachère non travaillée. Les spectres de blé dur présentent deux bandes d'absorption dans le bleu et le

-

rouge, avec un maximum de réflectance dans le jaune vert (550 nm). Alors que le sulla se distingue par un maximum de réflectance dans l'orange-

rouge à 625 nm, probablement liée à

e (700 à 950nm),

la couleur rouge distinctive des fleurs. Dans le domaine du proche infraroug

les différentes cultures présentent de forts plateaux de réflectance mais qui diffèrent d'amplitude. Le sulla présente un maximum de 75% de réflectance, alors que le blé dur présente une valeur plus faible de 47%.

Cette différence de niveaux des plateaux de réflectance dans le proche infrarouge dépend de la structure anatomique interne des feuilles (Guyot, 1989). Dans le domaine du visible de 400 à 700 nm, les feuilles et les fleurs du sulla avaient une faible réflectance (10% maximum) et une très faible transmittance. La majeure partie du rayonnement solaire est absorbée par les pigments foliaires (chlorophylles, carotène, xanthophylle, anthocyanes) (Guyot, 1989). Principalement les chlorophylles et la carotène possèdent trois bandes d'absorption dans les violet, bleu et jaune. Cela se traduit par des maximums de réflectance dans le jaune-vert à 550nm et orange-rouge à 635nm (caractéristique de la couleur des fleurs), respectivement 9,63 et 9,58%. Dans le domaine du proche infrarouge (700 à 950 nm), les pigments foliaires ainsi que la cellulose qui constitue les parois cellulaires sont transparents et n'interviennent plus sur le comportement spectral (Guyot, 1989). La quantité de rayonnement absorbée par les feuilles a été très faible (= 10%). Le rayonnement reçu est soit réfléchi soit transmis. La réflectance passe de quelques % à près de 75% en passant du rouge de visible au proche infrarouge. Elle est d'autant plus élevée que les tissus sont constitués de cellule aux formes irrégulières et au contenu hétérogène et du grand nombre d'assises cellulaires (Bariou et al., 1985).

2.1.3. Indice de réflectance dans le visible

Pour étudier les différences qui existent entre les cultures, on a calculé l'indice de végétation (Normalized Difference Vegetation Index) (Gates, 1980) appliqué au visible (IRV). Cet indice représente le rapport entre une soustraction et une somme des réflectances mais, seulement dans le domaine du visible, entre la réflectance dans la bande du vert et celle dans la bande du rouge, respectivement dans les longueurs d'onde 525 et 675nm (Slim et al., 2008).

IRV Sulla = (7,41 - 6,75)/(7,41 + 6,75) = 0.046

IRV Blé dur = (5,57 - 2,57)/(5,57 + 2,57) = 0.368

IRV Jachère non travaillée = (10,19 - 14,44)/(10,19 + 14,44) = - 0,172

Le sulla se caractérise par l'indice de réflectance le plus faible comparé au blé dur, respectivement 0,046 et 0,368. Cette différence est liée à la forte réflectance du sulla dans le rouge par rapport aux autres cultures. Dans ces conditions la jachère se caractérise par une valeur de l'indice négative de l'ordre de - 0,172.

2.2. Caractéristiques herbagères de la culture du sulla

L'étude du couvert végétal des trois prairies à sulla de première année de culture montre une variabilité de densité de végétation significative. A Siliana, Béja, et Zaghouan, les densités moyennes des plants de sulla au stade floraison et en première année d'exploitation sont respectivement de 68 +/- 4,8; 89 +/- 5,8 et 54 +/- 4,6 plants/m2. Cependant, au cours de la deuxième année de culture, ces densités de végétation moyennes des trois cycles de production régressent significativement pour atteindre respectivement à Siliana, Béja, et Zaghouan 59 +/- 1,9 ; 79 +/- 2,3 et 48 +/- 1,8 plants/m2 (Figure 39). Ces états de couverture végétale observés dans les trois prairies dénotent une bonne adaptation de l'espèce (Ben Jeddi, 2005).

100

plants/m2

80

60

40

20

Zaghouan Siliana Béja

1ère année de culture 2ème année de culture

y = -0,009x + 99,33
R2 = 0,699

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

GDD (°CJ)

0

140

120

Figure 39. Evolution des densités de végétation en fonction de l'accumulation de chaleur dans les trois prairies à
sulla au cours des deux années de culture.

En deuxième année de végétation, 21,13; 17,86; et 16,10% des plants formant les couverts respectifs à Zaghouan, Siliana, Béja proviennent des germinations de semences de la première année de culture. En conséquence, le taux moyen de régénération des plantes mères est de l'ordre de 92,53%. En parallèle, la ramification des plantes subit un accroissement substantiel pour passer de 1,83 +/- 0,5 à 4,10 +/- 0,9; 1,95 +/- 0,7 à 3,53 +/- 1,2; et 2,31 +/- 1,23 à 2,93 +/- 1,0 tiges/plante respectivement à Siliana, Zaghouan et Béja.

Dans le même contexte, Ben Jeddi, (2005) et Kheriji, (1999) ont montré le même rythme d'évolution du couvert sulla au cours de deux années de culture. Rondia et al. (1985) ont signalés que le pâturage du sulla provoque des repousses de meilleure qualité en comparaison avec le non pâturé.Sachant qu'une seule exploitation a été réalisée la première année de culture, le couvert sulla a atteint une hauteur variant entre 84 et 92cm. En deuxième année de culture, trois coupes et pâturages ont été réalisées, la hauteur atteinte varie entre 43 et 72cm pour le mode fauche, et entre 34 et 61cm pour le mode pâturage (Figure 40).

6

5

4

I-WuteMr (crs1)

6

5

4

H.Nutegr (ap)

100

90

80

70

30

20

0

0

0

Pâturage 1

Pâturage 2

Pâturage 3

Pâturage 4

Zaghouan Siliana Béja

100

90

80

70

30

20

0

0

0

Coupe 1

Coupe 2 Coupe 4

Coupe 3

10

10

0

0

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

GDD (°CJ)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

GDD (°CJ)

1ère année de culture 2ème année de culture

1ère année de culture 2ème année de culture

A B

Figure 40. Evolution de l'hauteur de végétation en fonction de l'accumulation de chaleur dans les différentes
parcelles sous les modes pâturage (A) et Fauche (B) en deux années de culture.

Au cours des deux années de culture, la vitesse de croissance de la culture de sulla selon le cumul thermique dans les différentes parcelles varie entre 0,051 et 0,239cm/°Cj pour l'exploitation par fauche, et entre 0,051 et 0,208cm/°Cj en pâturage.

Les couverts sulla se caractérisent par des vitesses de croissance significativement égales entre les trois sites expérimentaux. où il existe 3 groupes de vitesse pour les deux modes d'exploitations: groupes d'exploitations 3 et 4 (a) ; groupe d'exploitation 1 (b) et groupe d'exploitation 2 (c) (Tableau 26).

Tableau 26. Evolution de la vitesse de croissance moyenne (cm/°Cj) d'une prairie de sulla dans les trois sites
expérimentaux et selon deux modes d'exploitation au cours des deux années de culture.

 

Fauche (cm/°Cj) Zaghouan Siliana Béja

Pâturage (cm/°Cj) Zaghouan Siliana

Béja

Cycle de production 1

0,051

0,060

0,059

0,051

0,060

0,059

Cycle de production 2

0,181

0,239

0,213

0,167

0,208

0,186

Cycle de production 3

0,121

0,180

0,161

0,076

0,102

0,110

Cycle de production 4

0,082

0,128

0,123

0,072

0,078

0,082

Selon le cumul pluviométrique régional et le mode d'exploitation, les vitesses de croissance de la végétation du sulla varient entre 0,176 et 1,236 cm/mm et 0,176 et 1,092cm/mm respectivement pour la fauche et le pâturage. Le test statistique montre une différence significative entre les modes d'exploitations et pas entre les régions. Pour la fauche on a deux groupes: groupe a formé par les exploitations 1, 2 et 3; et groupe b formé par exploitation 4. Cependant, les exploitations selon le mode pâturage se répartie dans les groupes suivant: exploitation 1 (groupe a), exploitations 2 et 3 (groupe ab) et exploitation 4 (groupe b) (Tableau 27).

Tableau 27. Evolution de la vitesse de croissance (cm/mm) des prairies de sulla selon le cumul pluviométrique
et le mode d'exploitation en deux années de culture.

 

Fauche (cm/mm)

Zaghouan Siliana

Béja

Pâturage (cm/mm) Zaghouan Siliana

Béja

Cycle de production 1

0,176

0,211

0,183

0,176

0,211

0,183

Cycle de production 2

0,305

0,710

0,482

0,281

0,617

0,420

Cycle de production 3

0,496

0,587

0,453

0,313

0,332

0,308

Cycle de production 4

1,236

0,620

0,881

1,092

0,374

0,587

Les biomasses fourragères vertes du sulla exploité par fauche obtenues sont comprises entre 6,93 et 25,38; 10,19 et 24,93; et 11,53 et 26,33t/ha respectivement à Béja, Siliana et Zaghouan. Alors que le système pâturage, fournit des biomasses vertes variant entre 6,35 et 25,38; 9,12 et 24,93; et 10,5 et 26,33t/ha respectivement dans les régions de Béja, Siliana et Zaghouan. Des résultats similaires ont été rapportés par Ben Jeddi (2005); Zouaghi et Tibaoui (1998); Kheriji (1999) et Slim (2002). Le test statistique montre qu'il existe des différences significatives entre les différentes régions et entre les quatre exploitations, puisque pour le mode d'exploitation par fauche on trouve 6 groupes homogènes. Cependant, pour le pâturage on constate la formation de 8 groupes (Figure 41).

Pour les différentes régions expérimentales, le bilan fourrager est négatif entre les exploitations 1 et 2 présentant une baisse de la production variant entre -60 et -75%; et -56 et -73% respectivement pour la fauche et le pâturage. Cependant ce bilan entre la troisième exploitation et la deuxième enregistre une augmentation significative variant entre +75 et +150%; et +83 et 149% respectivement pour le fauchage et le pâturage. Entre la quatrième et troisième exploitation : à Béja, une baisse a été enregistrée de l'ordre de -22% pour les deux modes d'exploitations, cependant, pour Zaghouan et Siliana une augmentation de rendement a été remarquée variant entre 2 et 9% respectivement pour la fauche et le pâturage.

Le pâturage ovin tend à réduire la biomasse fourragère totale de deux années de culture de 11,37% par rapport au mode d'exploitation par fauche.

A

exploitation 1 exploitation 2 exploitation 3 exploitation 4

30

d

d d

production de biomasse (t)

20

10

0

f

e

e

ab

abc

c

abc

bc

a

B

exploitation 1 exploitation 2 exploitation 3 exploitation 4

30

production de biomasse (t)

d

cd c

h

a a

a

abc

b

g

f

e

Zaghouan Siliana Béja

20

10

0

Figure 41. Evolution des biomasses fourragères vertes des prairies de sulla des trois sites (Zaghouan, Siliana et
Béja) selon le mode d'exploitation par fauche (A) et par pâturage (B)

Les rendements en matière sèche du sulla exploité par fauche obtenues sont comprises entre 2028 et 5490; 1757 et 4749; et 1174 et 5304 kg MS/ha respectivement à Béja, Siliana et Zaghouan. Alors que le système pâturage, fournit des rendements en matière sèche variant entre 1701 et 5490; 974 et 5304; et 1446 et 4749 kg MS/ha respectivement dans les régions de Béja, Siliana et Zaghouan. Le test statistique à montré qu'il existe des différences significatives entre les différentes régions et entre les quatre exploitations, puisque pour le mode d'exploitation par fauche on trouve 11 groupes homogènes. Cependant, pour le pâturage on constate la formation de 10 groupes (Figure 42).

A

Kg MS/ha

4000

6000

5000

3000

2000

1000

0

exploitation 1 exploitation 2 exploitation 3 exploitation 4

i

j

k

c

b

d

e

g

a

f

h

a

Kg MS/ha

4000

6000

5000

3000

2000

1000

B

0

exploitation 1 exploitation 2 exploitation 3 exploitation 4

h

i

j

d

e

c

f

a

g

Zaghouan Siliana Béja

b b

a

Figure 42. Evolution des rendements en matière sèche des prairies de sulla des trois sites (Zaghouan, Siliana et
Béja) selon le mode d'exploitation par fauche (A) et par pâturage (B)

bonne adaptation de la culture du sulla et un pouvoir élevée de l'efficience d'utilisation de l'eau (Mellouli et al.

, 2006) surtout après la troisième phase de croissance de la deuxième

année de culture.

b

b'

a a'

a

a'

a a'

Figure 43.

Evolution de l'EUE du sulla selon le mode d'exploitation

Les efficiences d'utilisation de l'eau ont été homogènes entres les exploitations 1, 2, et

3

3 qui varient entre 0,77 et 1,77 kg MS/m . Seulement l'exploitation 4 s'est caractérisée par un

3.

niveau d'EUE plus élevé allant de 4,11 à 4,58 kg MS/m

Les

Cependant, aucune différence significative entre les trois régions n'a été trouvée.
valeurs de production énergétique du sulla Bikra 21 montre un potentiel de production et une

;

grande adaptation de cette culture aux zones du nord ouest tunisien (Abdelrrahim, 1980

44).

Anonyme, 2010; Slim, 2004) (Figure

UFL/ha

A

4000

5000

3000

2000

1000

0

exploitation 1 exploitation 2 exploitation 3 exploitation 4

i

k

j

c

b

d

e

g

a

f

h

a

B

UFL/ha

4000

5000

3000

2000

1000

0

exploitation 1 exploitation 2 exploitation 3 exploitation 4

h

i

j

d

c

e

f

a

g

Zaghouan Siliana Béja

b b

a

Figure 44. Evolution des productions énergétiques (UFL) des prairies de sulla des trois sites (Zaghouan, Siliana
et Béja) selon le mode d'exploitation par fauche (A) et par pâturage (B)

Les productions énergétiques des prairies à sulla exploitées par fauche obtenues sont comprises entre 1724 et 4666; 1494 et 4037; et 998 et 4509 UFL/ha respectivement à Béja, Siliana et Zaghouan. Alors que le système pâturage, fournit des biomasses vertes variant entre 1446 et 4666; 1229 et 4037; et 828 et 4509/ha respectivement dans les régions de Béja, Siliana et Zaghouan.

Anacyclus clavatus (Desf.) Pers. Anchusa azurea Miller. Arum italicum Miller.

Avena sativa L. Bellardia trixago (L.) All. Bromus rigidus Roth.

Carduncellus pinnatus (Desf.) DC. Centaura acaulis L. subsp. Centaurea nicaeensis All.

Balansae B. & R.

Daucus carota L. Diplotaxis eurocoïdes (L.) DC. Echium italicum L.

Eryngium campestre L Fumaria parviflora Lam. Hedypnoïs cretica (L.) Dum-Courset

2.3. Caractérisation floristique des prairies de sulla

sont identifiées (Carême, 1990) dans les différentes parcelles de sulla (Figure 45 et tableau 28).

Rapistrum rugosum (L.) All. Scolymus hispanicus L. Sherardia arvensis L.

Sonchus asper (L.) Hill. Sonchus tenerrimus L. Stellaria media (L.) Vill.

Urospermum dalechampii (L.) Scop.

Lolium multiflorum Lam. Lolium rigidum Gaudin. Mandragora autumnalis Bertol.

Notobasis syriaca (L.) Cass. Plantago afra L. Raphanus raphanistrum L.

Figure 45: Les adventices des prairies de sulla dans les différents sites d'expérimentations

Tableau 28. Fréquences (Fr) en % et taux de couverture (Tc) des adventices recensées par site

Famille

Espèce

Fr1

Siliana Tc1 Fr2

Tc2

Fr1

Zaghouan Tc1 Fr2

Tc2

Fr1

Béja Tc1 Fr2

Tc2

Apiacées

Eryngium campestre L.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1,12

0,37

0,00

0,00

 

Daucus carota L.

13,23

1,85

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

3,80

1,25

0,00

0,00

Aracées

Arum italicum Miller.

3,87

0,54

0,00

0,00

8,13

1,06

4,99

0,11

3,28

1,08

0,00

0,00

Astéracées

Anacyclus clavatus

(Desf.) Pers.

0,00

0,00

0,00

0,00

13,72

1,78

8,41

0,18

8,31

2,74

5,70

0,27

 

Carduncellus

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

pinnatus (Desf.) DC.

0,00

0,00

0,00

0,00

2,47

0,32

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

 

Centaura acaulis L.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

subsp. Balansae B. &

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1,30

0,43

0,00

0,00

 

R.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Centaurea nicaeensis

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

All.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

8,17

2,70

5,61

0,27

 

Hedypnoïs cretica

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(L.) Dum-Courset

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1,64

0,54

0,00

0,00

 

Notobasis syriaca

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(L.) Cass.

17,16

2,40

11,72

0,24

15,24

1,98

9,35

0,20

0,78

0,26

0,00

0,00

 

Scolymus hispanicus L.

17,52

2,45

11,96

0,25

0,07

0,01

0,04

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

 

Sonchus asper (L.)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Hill.

0,00

0,00

0,00

0,00

3,12

0,41

0,00

0,00

0,82

0,27

0,00

0,00

 

Sonchus tenerrimus

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

L.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

5,78

1,91

3,97

0,19

 

Urospermum

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

dalechampii (L.)

7,15

1,00

4,88

0,10

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

 

Scop.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Boraginacées

Anchusa azurea Miller.

0,66

0,09

0,00

0,00

5,81

0,76

3,56

0,08

4,51

1,49

3,09

0,15

 

Echium italicum L.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

11,52

3,80

52,81

2,54

Brassicacées

Diplotaxis eurocoïdes (L.) DC.

0,00

0,00

0,00

0,00

2,39

0,31

0,00

0,00

7,42

2,45

5,09

0,24

 

Raphanus

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

raphanistrum L.

19,19

2,69

13,11

0,27

0,00

0,00

0,00

0,00

0,82

0,27

0,00

0,00

 

Rapistrum rugosum

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(L.) All.

0,00

0,00

0,00

0,00

7,40

0,96

4,54

0,10

8,20

2,71

5,63

0,27

Caryophyllacée

Stellaria media (L.)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

s

Vill.

0,00

0,00

0,00

0,00

1,60

0,21

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

Papaveracées

Fumaria parviflora Lam.

2,03

0,28

0,00

0,00

4,72

0,61

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

Plantaginacées

Plantago afra L.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,45

0,15

0,00

0,00

Poacées

Avena sativa L.

19,19

2,69

58,54

1,20

17,63

2,29

58,02

1,23

3,32

1,10

0,00

0,00

 

Bromus rigidus Roth.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,78

0,26

0,00

0,00

 

Lolium multiflorum

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Lam.

0,00

0,00

0,00

0,00

11,25

1,46

6,90

0,15

9,73

3,21

6,68

0,32

 

Lolium rigidum

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Gaudin.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

8,58

2,83

5,89

0,28

Rubiacées

Sherardia arvensis L.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

8,02

2,65

5,50

0,26

Scrofulariacées

Bellardia trixago (L.) All.

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1,64

0,54

0,00

0,00

Solanacées

Mandragora autumnalis Bertol.

0,00

0,00

0,00

0,00

6,46

0,84

3,96

0,08

0,00

0,00

0,00

0,00

En première année d'installation de sulla, les familles des astéracées et des poacées se trouvent les plus représentées dans les trois sites avec respectivement 10 espèces et 4 espèces.

Dans cette situation, la proportion de l'espèce sulla varie de 73 à 86 %. Après quatre cycles d'exploitation, le taux d'adventices chute pour atteindre 3 à 9%. Après les deux ans d'exploitations de la culture du sulla, le nombre d'espèces présentent dans les prairies de sulla à changé de 9, 14 et 22 pour atteindre 5, 9 et 9 respectivement à Siliana, Zaghouan et Béja (Figure 46), donc on remarque la disparition de certaines espèces d'adventices. Les techniques d'exploitations de la culture du sulla, lui confèrent le statut d'une culture nettoyante. Comme il a été confirmé dans d'autres travaux de Raouf (2002) et de Carême (1986).

2

Frequences d'adventices(/m9

4

0

3

1

A

3

2

Frequences d'wlventices (/m1)

4

0

1

B

Siliana Zaghouan Béja

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

Espèces d'adventices Espèces d'adventices

Figure 46. Fréquence des adventices des prairies de sulla dans les parcelles d'études avant la première
exploitation (A) et avant la quatrième exploitation (B).

2.4. Conclusion

Dans ce travail, l'analyse des performances de Bikra 21, les aptitudes d'adaptation de la variété aux contextes climatiques, édaphiques et sociaux de la région. Les résultats obtenus de la caractérisation herbagères de la culture du sulla dans le système fourrager ont confirmé la bonne adaptation aux divers modes d'exploitations, le pouvoir élevée de l'efficience d'utilisation de l'eau et le grand potentiel de production énergétique. Les vitesses de croissance de la végétation de sulla ont varié entre 0,176 et 1,236 et 0,176 et 1,092cm/mm de pluie respectivement pour la fauche et le pâturage.

Les rendements en matière sèche du sulla exploité par fauche obtenues sont comprises entre 2028 et 5490; 1727 et 5210; et 1195 et 4835kg MS/ha respectivement à Béja, Siliana et Zaghouan. Alors que le système pâturage, fournit des rendements variant entre 1701 et 5490; 974 et 5304; et 1446 et 4749 kg MS/ha respectivement dans les régions de Béja, Siliana et Zaghouan. L'efficience d'utilisation de l'eau par le sulla varie selon l'ordre et le mode d'exploitation entre 0,77 et 4,58 kg MS/m3 pour la fauche et 0,78 et 4,11 kg MS/m3 de pluie pour le pâturage. Les productions énergétiques des prairies à sulla exploité par fauche obtenues sont comprises entre 1724 et 4666; 1016 et 4110; et 1468 et 4429 UFL/ha respectivement à Béja, Siliana et Zaghouan. Alors que le système pâturage, fournit des biomasses vertes variant entre 1446 et 4666; 1229 et 4037; et 828 et 4509/ha respectivement dans les régions de Béja, Siliana et Zaghouan.

L'étude floristique des prairies de sulla, ont révélé l'existence de 28 espèces adventices (09 à Siliana, 14 à Zaghouan et 22 à Béja). En première année d'installation du sulla, les familles des astéracées et des poacées se trouvent les plus représentées. Après quatre cycles d'exploitation, le taux d'adventices chute pour atteindre 3 à 9%. Les techniques d'exploitations de la culture du sulla, lui confèrent le statut d'une culture nettoyante.

La caractérisation spectrale de sulla du nord Bikra 21 par comparaison des spectres au stade en pleine floraison avec celui du blé dur en épiaison et la jachère non travaillée a montré une nette différence dans le domaine du visible surtout dans la bande du rouge. Ainsi, le sulla présente une réflectance nettement supérieure par rapport à la culture de blé dur 57%.

Cette distinction peut être attribuée aux propriétés de couleur dans le rouge spécifique des fleurs de sulla. Pour confirmer cette distinction entre les différents spectres, on a calculé l'indice de réflectance dans le visible. Cet indice, montre une nette différence de valeurs pour le sulla (0,046), le blé dur (0,368) et la jachère non travaillé (- 0,172).

3. Conservation du fourrage de sulla par ensilage

3.1. Taux de matière sèche du sulla

Selon la nature des traitements, les taux de matière sèche de l'ensilage du sulla, varient de 17,64 à 42,05% et 14,1 à 38,5% respectivement pour les cultures de 1ère et 2ème année (Figure 47). La stabilité relative entre les taux de matière sèche avant et après ensilage est un bon indice de qualité de conservation. Les teneurs en matière sèche des ensilages obtenues coïncident avec celles trouvées par Demarquilly (1973), Moule (1971) et Hattab (1989) qui ont rapporté des teneurs respectives de 35; 30 et 37,2% sur des ensilages de maïs.

Une teneur en matière sèche variant entre 30 et 38% stimule la fermentation lactique, diminue l'acidité de l'ensilage et réduit les pertes par drainage. Mais une teneur très élevée (40-50%) rend beaucoup plus difficile l'obtention rapide de l'anaérobiose et diminue par conséquent le degré de réussite d'un tel ensilage. Une matière sèche de l'ordre de 35% est souhaitable pour que la fermentation butyrique soit totalement inhibée (Demarquilly, 1973). Pour la majorité des fourrages, le taux optimum de matière sèche se situe aux environs de 30%. Une teneur élevée de la matière sèche (>35%) rend beaucoup plus difficile (sauf silo hermétique) l'obtention rapide de l'anaérobiose (Moule, 1971).

Matiere seche (%)

45

40

35

30

25

20

15

10

0

5

d

a

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

b

a

d c

g

e

h

d

g

c

Traitements

j

i

j

f

k

m n

ppds 5% : 0,0012

no

m

o

o

l

q

p

Sulla 1

Sulla 2

Figure 47. Effet de divers traitements sur l'évolution des taux de matière sèche (MS) de l'ensilage de sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, éclatement, retournement et préfanage 72h.

Pour un sulla de 1ère année de culture, l'éclatement des tiges et le préfanage pendant 24h produisent un ensilage de même taux de MS que le direct. L'éclatement des tiges n'induit pas un gain en matière sèche comparé au sulla retourné et préfané 24h.

Après 48h de préfanage, l'éclatement ou le retournement du fourrage ont le même effet sur l'évolution du taux de MS de l'ensilage. Le préfanage pendant 48h a le même effet que celui de 24h, mais avec un retournement.

A propos du fourrage de sulla de 2ème année de culture, le préfanage pendant 24h ne fait pas augmenter le taux de MS de l'ensilage par rapport au direct. De même, après 48h de préfanage, aucune évolution de MS n'a été signalée par rapport au fourrage éclaté et préfané 24h.

Cependant, le taux de MS d'un ensilage de sulla de 2ème année de culture éclaté, retourné et préfanné pendant 24h n'a pas évolué significativement par rapport au direct ou éclaté et préfané pendant 24h d'un sulla de 1ère année.

Beauchamp (2008) conseille l'ensilage de l'herbe à partir de 25 à 27% de MS. A cet effet, cette gamme de matière sèche n'est atteinte pour le sulla de 1ère année qu'après préfanage de son fourrage pendant 48h avec retournement ou un éclatement des tiges pour atteindre respectivement 25,52 et 25,61%. Contrairement au sulla de 2ème année où l'opération d'éclatement des tiges est nécessaire pour atteindre le niveau de 25% de MS.

Le préfanage pendant 48h avec éclatement et retournement du fourrage induit un taux de MS largement supérieur (33,53%). Les traitements EP2 et EP3 tendent à fournir des teneurs plus élevées de 8 à 21 points par rapport aux ensilages directes.

La prolongation de la durée de préfanage au-delà de 48h expose souvent le fourrage au risque des orages. Ajouté à cela, le prix de revient du retournement combiné aux pertes suites à la chute foliaire qui rendent la technique de retournement désavantageuse. Fournier (2007) conseille de couper et faire des andains de luzerne larges (environ 70 % de la surface de coupe). Cependant, on peut râteler et regrouper les andains juste avant la récolte, habituellement 5 à 7 heures plus tard, si les conditions de séchage sont bonnes comme au mois de juillet. Il est important de suivre les conditions de séchage du fourrage aux champs : celles-ci peuvent être très rapides (mois de juillet avec un indice d'assèchement élevé) ou plus lentes (mois de juin).

En conséquence, l'effet positif de l'éclatement des tiges ne se manifeste qu'après 48h de préfanage pour un ensilage issu d'un sulla de 1ère et 2ème année respectivement sans et avec retournement.

La grosseur des tiges d'un sulla de deuxième année (1-1,5cm) devenant fistuleuses et lignifiées ralentit la déshydratation des tissus et retarde ainsi le gain en MS (Ben Jeddi, 2005). Cependant, Semadeni (1976) a signalé que les animaux apprécient mieux le fourrage de sulla de première année ayant des tiges moins grosses que celle de deuxième année.

Les faibles taux de matière sèche (15-18%) du sulla empêchent sa conservation directe par ensilage. La technique de préfanage avec éclatement des tiges permet un gain de matière sèche gratuit et une bonne conservation du fourrage par ensilage (Ben Jeddi, 1996). Cet avantage a été confirmé par Charmley et Veira (1991) avec un ensilage de luzerne (Medicago sativa L.).

3.2. Pertes subies par l'ensilage

Les pertes lors de la conservation du fourrage par voie humide ont 4 origines. Deux sont visibles (les jus, et les parties moisies ou inconsommables), et les deux autres sont invisibles représentant la plus grande partie des pertes (les gaz issus de la respiration, des fermentations anaérobies, et les reprises en fermentation après ouverture du silo) (Beauchamp, 2008).

3.2.1. Pertes par les jus

En cours de conservation, les pertes de stockage aux silos sont loin d'être négligeables. Il est rare que la perte de matière sèche soit inférieure à 8% et celle de matières azotées à 2 à 3% dans les ensilages les plus réussis. En cas d'échec sérieux, les pertes peuvent s'élever respectivement à 75 et 68% en particulier s'il s'agit d'une plante très difficile à conserver par la voie fermentaire. La plasmolyse et les pertes par drainage est liée à la teneur en matière sèche initiale du fourrage ensilé et sa finesse de hachage. Au-delà de 25% de matière sèche, le fourrage n'élimine plus son exsudat. Inférieure à 20% de matière sèche, le fourrage peut subir une perte sous forme de jus de 10% (Hendrix, 1960). L'exsudat contient essentiellement des éléments hautement assimilables comme les glucides solubles, l'azote non protéique, et les éléments minéraux. L'ensilage du sulla a présenté des pertes par les jus variant entre 0 et 32,09% pour le sulla de 1ère année et 0 et 36,62% pour le sulla de 2ème année (Figure 48).

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Traitements

40

ppds 5% : 0,0034

Pertes en jus (%)

35

30

25

20

15

10

0

5

o

r s

q

o

p

k

n

j

o

l

p

g

i

g

m

f

c

h

h

d

b

b

e

a a

Sulla 1

Sulla 2

Figure 48. Pertes de jus en % (MS) des ensilages du sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

Selon le niveau de pertes en jus des ensilages du sulla, 19 groupes distincts ont été observés. Tous les ensilages de sulla préfané 72h de 1ère et 2ème année ayant subi l'éclatement des tiges et ou le retournement des andains se sont caractérisés par des pertes sous forme de jus inférieures à 5% voire nulles. Seul le traitement ERP2 a fourni un ensilage avec une perte en jus inférieure à 10%.

L'évolution des pertes en jus par l'ensilage du sulla selon les taux de matière sèche montre que les jus s'annulent lorsque le taux de MS de l'ordre de 38% et ce pour ERP3 (Figure 49).

40

y = 0,040x2 - 3,499x + 76,41

R2 = 0,924

35

30

25

20

15

10

5

0

10 15 20 25 30 35 40 45

Matière sèche (%)

Perte de jus (%)

Figure 49. Estimation des pertes en jus lors de la conservation du sulla par ensilage

3.2.2. Pertes par inconsommable

La détermination de la partie inconsommable des ensilages à l'ouverture des «silos labo.» permet d'apprécier davantage la qualité de la conservation. Pour les divers traitements, les pertes par inconsommable varient de 6,09 à 45,5% et de 8,49 à 44,04% respectivement pour un sulla de 1ère et 2ème année de culture (Figure 50).

45

40

Inconsommable (%)

35

30

25

20

15

10

5

0

ppds 5% : 0,0156

n

n

50

l

k

k

j

i ghi

hi

fghi

def

efg

efgh

cd

b

a

m m

m m

cd cd bc cd cd

cde

Sulla 1

Sulla 2

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Figure 50. Effet des divers traitements sur le taux de pertes par inconsommable de l'ensilage du sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

Un préfanage de 48h, favorise les plus faibles taux de perte par inconsommable de l'ordre de 6% aussi bien pour un sulla de 1ère et 2ème année. Par contre, la prolongation du préfanage des sullas à 72h avec retournement et éclatement des tiges entraîne les taux de perte les plus élevés atteignant 45%. Les travaux de Beauchamp (2008) ont montré que les pertes en jus, les parties moisies et les inconsommables existent lorsque l'herbe est ensilé à moins de 25-27% de MS. Ces pertes atteignent 20 à 25%, pour un ensilage de coupe directe, et peuvent descendre à 15% après un ressuyage ou préfanage dans d'excellentes conditions.

L'évaluation de l'inconsommable dans un ensilage de maïs (Zea mays L.) bio-enrobé par une protéine de soja ou une caséine, contre la pluie ou le soleil a été aussi importante que dans un ensilage non couvert (Brusewitz et al., 1991). Mais, dans d'autres expériences, l'effet du bio-enrobage a été significatif (Amyot et al., 2003). Berger et al. (2002) a rapporté que l'ensilage de maïs à 40 % MS, soit 215kg MS/m3, entreposé pendant 92 jours en silos horizontaux, permet de réduire de 72% l'épaisseur de la couche inconsommable à la surface du silo par rapport à l'ensilage non protégé, soit 4,5cm contre 16cm. Alors que Berger et al. (2002) ont rapporté une réduction de 92% de l'inconsommable à la surface du silo, avec 2,7kg MS/m2 contre 31,8kg MS/m2. Cependant, la moins longue durée d'entreposage 56 jours a favorisé une meilleure performance du bio-enrobage (Amyot et al., 2003).

Toutefois, la plus faible dimension des silos (mini-silos de 29l vs silos horizontaux) et la plus grande perméabilité à l'oxygène de l'ensilage (79um2 vs 69 um2) ont favorisé plus d'inconsommable.

Cependant, la sommation des deux pertes en jus et inconsommables, montre que le préfanage pendant 72h avec retournement présente le plus faible taux de perte de l'ordre de 15,28 et 12,62% respectivement pour le sulla de 1ère et de 2ème année. Le traitement préfanage pendant 48h avec retournement et éclatement des tiges se classe en deuxième position avec 21,02 et 15,8% pour le sulla de 1ère et 2ème année de culture.

3.3. pH des ensilages

Les pertes de matière sèche s'accompagnent souvent d'une baisse de la valeur nutritive des ensilages. Cette dégradation cesse quand le pH descend en dessous de 4,5.

Les bactéries butyriques, apportées sous forme de spores par la terre, se multiplient si le pH n'est pas suffisamment acide. Certaines consomment l'acide lactique déjà formé en faisant alors remonter le pH et prolongeant l'action des coliformes.

Selon la nature du traitement réalisé, le pH des ensilages varie de 3,91 à 5,05 et 4,33 à 5,3 respectivement pour le sulla de 1ère et 2ème année (Figure 51).

6

5

4

3

pH

2

1

0

ppds 5% : 0,000008

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Traitements

efg fg

a

a

efg efg efg

gh

i

cdef

cd cde

c c

b c

ab

i

hi hi

fg

cdefcdef def cdef cdef

Sulla 1

Sulla 2

Figure 51. Effet des divers traitements sur le pH de l'ensilage du sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

Neuf groupes distincts de pH ont été observés, dont 5 groupes sont caractérisés par des pH variant entre 4,5 et 5. Alors que, le préfanage 24 et 48h respectivement avec éclatement et éclatement/retournement relatifs aux sullas de 1ère et de 2ème année ont présenté les pH les plus acides de l'ordre de 3,91 et 4,33. Selon Vambelle (1992), la réussite de l'ensilage est assurée par un pH de 4,2 à 5. Ainsi, presque tous les ensilages testés peuvent être classés d'une manière préliminaire comme de bons ensilages. Selon la classification de Dulphy et Demarquilly, (1981); et Demarquilly et Andrieu (1988) basée sur la variation du pH, la majorité les ensilages testés se classe comme de bonne qualité.

Leduc et Fournier (1998) ont montré que le pH donne une indication de la qualité de conservation de l'ensilage, puisqu'un pH suffisamment bas arrête l'activité microbienne.

Cependant le pH qui assure la stabilité anaérobie de l'ensilage c'est-à-dire qui arrête l'activité des bactéries clostridiennes, augmente avec la teneur en matière sèche Il faut donc interpréter le pH en tenant compte de la teneur en matière sèche de l'ensilage. De plus le modèle développé par Leibensperger et Pitt (1987) semble indiquer que le pH de stabilité anaérobie des légumineuses serait un peu plus élevé que celui des graminées.

3.4. Rapport azote ammoniacal sur azote total

L'analyse des différentes valeurs du rapport azote ammoniacal sur azote total fait ressortir des différences significatives entre les divers traitements de l'ensilage du sulla. Ces rapports varient de 1,33 à 15,43 et de 3,2 à 19,65 respectivement pour les sullas de 1ère et 2ème année (Figure 52).

25

ppds 5% : 0,0084

20

0

5

15

10

NH3/NT (%)

m

q

l

o

l

n

q

pq

op op

o

i

k

j

cdef

l

i

b

a

g

h

g

g

efg fg

cde

Sulla 1

Sulla 2

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Figure 52. Effet des divers traitements sur le rapport Azote Ammoniacal/Azote Total (N-NH3/NT) de l'ensilage du sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

Le préfanage pendant 72h du fourrage de sulla de 1ère et le préfannage de 48h pour le sulla de 2ème année avec éclatement et retournement produisent des ensilages à plus faible rapport azote ammoniacal/azote total (1,33 et 3,2). Ce dernier donne une idée sur l'état de dégradation des protéines. Selon Vambelle (1992), une très bonne qualité de conservation des ensilages se caractérise par des rapports compris entre 0 et 5%. En conséquence, les traitements P31 et ERP22 pourraient être classé comme d'excellents ensilages.

Les autres techniques d'ensilages EP31-2, RP31-2 et ERP31-2; EP11, P21, RP21 et ERP21 peuvent être classés comme de bons ensilages avec un rapport azote ammoniacal/azote total inférieur à 10%. Leduc et Fournier (1998) ont montré qu'ensilage dont le pH est supérieur au pH de stabilité anaérobie peut présenter un taux d'azote ammoniacal élevé, ce qui en réduit la qualité.

3.5. Cellulose brute

Les polysaccharides représentent la condensation de polymères à base de monosaccharides joints ensemble par des liaisons glycoliques. Quant à la cellulose, elle est définie comme un composant organique naturel et abondant dans les structures des tissus et cellules de la plante. Alors que, les hémicelluloses renferment une classe de polysaccharides associés à la cellulose (Duffus et Duffus, 1984).

Selon la nature des ensilages de sulla, les taux de cellulose brute varient de 21,6 à 27,06% et de 24,25 à 32,56% pour les sulla de 1ère et 2ème année de culture (Figure 53).

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Traitements

35

ppds 5% : 0,00578

Cellulose Brute (%)

30

25

20

15

10

0

5

gh

qr

bc

op

mn no

a

r

pq

b

a

i

ghi

lm

a

de

fgh

ki jk j

gh

fg

hi

ef

cde

cd

Sulla 1

Sulla 2

Figure 53. Effet des divers traitements sur le taux de Cellulose brute de l'ensilage du sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

Au stade floraison, le sulla de 2ème année se caractérise par des taux de cellulose brute allant de 24 à 32 % largement supérieurs à ceux d'un ensilage de 1ère année. Le traitement préfanage 48h permet d'obtenir des ensilages à taux les plus élevé en cellulose avec 27,06 et 32,56% respectivement pour un sulla de 1ère et 2ème année.

Selon Morrison (1979), quand le ray-grass est ensilé, la lignine reste inchangée, mais seulement une diminution de moins de 5%, affecte le taux de cellulose. D'après Henderson (1993) durant l'opération d'ensilage, les pertes en hémicellulose ne sont pas uniformes allant jusqu'à 40% et dépendent du stade de croissance et du taux de MS du fourrage.

Durant la conservation par ensilage d'un fourrage à faible taux de MS, la quantité d'acide produite se trouve fréquemment en excès. Les protéines, acides aminés et acides organiques contribuent à la production de la fermentation acide, mais l'hémicellulose reste la majeure source du substrat additionnel. Ohyama et Masaki (1977) ont démontrés que beaucoup de sucres additionnels sont produits dans les ensilages à faible taux de MS comme le glucose provenant de la cellulose (Fry, 1988), avec peu d'arabinose et de xylose Dans les ensilages à haut taux de MS, l'activité des enzymes dégradante des polysaccharides est inhibée. Les plus faibles teneurs en cellulose brute des ensilages de sulla ont été trouvées avec les traitements EP1 et ERP3 soient 21,6 et 24,25%.

3.6. Cendres totaux

Les taux de cendres totaux de l'ensilage du sulla selon les divers traitements varient de 14,48 à 15,98 et 14,165 à 16,8% respectivement pour le sulla de 1ère et 2ème année. Quel que soit le type de culture, les ensilages de sulla ERP2 et RP2 se caractérisent par les taux de cendre les plus élevés respectivement 15,98 et 16,8%.

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Traitements

Cendres totaux (%)

18

16

14

12

10

8

4

0

6

2

bcdefg

abcde abcd

abcdef

abcde

cdefg

abcd

abcd

abcde

g

fg

efg defg

efg

abcdef

abc

defg

a

a bcdefg

cdefg

abcde

abc

ppds 5% : 0,012179

abcdef

a

abcdefg

ab

Sulla 1

Sulla 2

Figure 54. Effet des divers traitements sur le taux cendres totaux de l'ensilage du sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

Comme il a été signalé par Amyot et al. (2003), les variations de la teneur en cendres ne reflètent pas bien les variations de matière sèche observées par les différents traitements. Ce résultat peut être dû au lessivage de certains éléments minéraux qui se sont retrouvés au fond des silos-labo, même collés à la paroi, et n'ont donc pas été récupérés lors du prélèvement des échantillons d'ensilage.

3.7. Digestibilité de la matière organique

Selon les ensilages, les taux de digestibilité de la matière organique se trouvent entre 56,81 et 84,46; 56,19 et 77,07% respectivement pour le sulla de 1ère et 2ème année.

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Digestibilite de la matiere organique (%)

40

90

80

70

60

50

30

20

10

0

o

l

f

n

ij ijk

gh g

e

a

ppds 5% : 0,0098

d

m

kl

a

f

c

q

b

o

jkl

p

c

ij

b

hi

a

Sulla 1

Sulla 2

Figure 55. Effet des divers traitements sur le taux de digestibilité de la matière organique de l'ensilage du sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

Muller et al. (1992) ont montré que la digestibilité de la matière organique des ensilages de luzerne est de l'ordre de 0,55% et elle diminue avec l'âge du fourrage, la digestibilité de la matière organique est la même pour les 2 types de fourrage. Avec des taux supérieurs à 56% la digestibilité de la matière organique des ensilages des sullas est considéré comme bonne.

3.8. Modification de la composition des acides du sulla par ensilage

Si pour une raison ou pour une autre, les conditions nécessaires pour assurer la multiplication des bactéries lactiques (absence d'air et présence des sucres fermentescibles) ne sont pas atteintes dans le silo, le pH reste supérieur à 4,2 des processus indésirables de dégradation de la matière végétale se développent. Ceux-ci provoquent des pertes pouvant atteindre 20 à 50% de la matière sèche. Il existe en effet un risque de développement des bactéries butyriques (qui sont strictement anaérobies). Ces dernières, amenées à travers le sol, transforment les sucres en acide butyrique, acide acétique, CO2 et hydrogène. En même temps, ces bactéries peuvent provoquer la fermentation de l'acide lactique initialement formé.

Deux molécules d'acide lactique se transforment en une seule molécule d'acide butyrique et le milieu devient moins acide. Les bactéries butyriques agissent également sur les protéines qu'elles décomposent en ammoniac (Gouet, 1979). Les bactéries protéolytiques agissent par oxydoréduction, désamination et décarboxylation (Soltner, 1989). Il y a donc une dégradation importante de la valeur azotée du fourrage avec formation des produits diminuant l'appétibilité de l'ensilage (NH3, AGV(acides gras volatils), et amines) et plus ou moins toxiques pour l'animal (amines). Une odeur de vinaigre, indice d'un excès d'acide acétique, traduit un tassement insuffisant (Moule, 1971). Une odeur nauséabonde de beurre rance et de butyrate, renseigne sur le développement de fermentations butyriques néfastes pour l'animal. En effet, l'excès de butyrate traverse la paroi du rumen et se transforme en corps cétoniques dont l'accumulation dans le sang provoque l'acétonémie (Vambelle et al., 1981). Lors de l'étude des liaisons entre les quantités d'ensilage ingérées et leurs caractéristiques fermentaires, Wilkins et al., (1971) ont montré que l'ammoniac et les acides gras volatils particulièrement l'acide acétique, sont responsables de la diminution de l'ingestion des ensilages.

3.8.1. Acide acétique

Un ensilage de fourrage est considéré d'une excellente qualité de conservation, lorsqu'il répond à certaines normes rappelées par Dulphy et Demarquilly (1981) et Demarquilly et Andrieu (1988), entre autre la teneur en acide acétique qui doit être inférieure à 25 g/kg MS. Les ensilages du sulla traités sont caractérisés par des teneurs en acide acétique de 6,18 à 88,68 et 12,2 à 89,43% respectivement pour le sulla de 1ère et 2ème année de culture.

D'après Leduc et Fournier (1998) un ensilage présentant une teneur en acide acétique inférieure à 4% est généralement considéré comme bon. Cependant dans un excellent ensilage la teneur en acide acétique reste inférieure à 2%.

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Traitements

Acide Acetique g/kg de MS

Sulla 1

Sulla 2

ppds 5% : 0,0022

x

w

p

p

l

m

p

o

u

n

j j i

gh

f

q

s

h

c

b

a

r

r

v

t

k

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Figure 56. Effet des divers traitements sur le taux d'acide acétique de l'ensilage du sulla. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

D'après Dulphy et Demarquilly (1981), les ensilages P3 et ERP2 relatifs aux deux sullas et de 2ème année peuvent être classés comme excellents avec des taux d'acide acétique compris entre 6,18 et 15,32%. Les traitements EP31-2, RP31-2, ERP31-2, EP11 et RP21 ont produit de bons ensilages ayant des taux d'acide acétique de 26,23 à 36,17%. Alors que RP11-2, ERP11-2, D2, P12, P22 et EP12 sont considérés comme de très mauvais ensilages. Fournier (2007) a rapporté un taux d'acide acétique de l'ordre de 2,4% dans un ensilage de luzerne issu d'un andain bien exposé à l'ensoleillement. Cette condition contribue à une meilleure ouverture des stomates et par conséquent un gain de matière sèche. Cependant, plus l'andain est large, plus la perte en eau s'effectue rapidement. L'humidité du sol ainsi que la densité de l'andain affectent négativement la perte en eau de la plante. Aeschlimann (2005) a constaté que les teneurs en acide acétique d'un ensilage de luzerne sont négativement corrélés à la teneur en matière sèche du fourrage à la coupe.

3.8.2. Acide butyrique

Selon Dulphy et Demarquilly (1981), Demarquilly et Andrieu (1988) et Leduc et Fournier (1998), l'acide butyrique est un indice d'une mauvaise conservation et d'une instabilité de l'ensilage.

Un ensilage de luzerne d'excellente qualité en contient moins de 0,1%; mais il est considéré comme bon à moyen avec moins de 0,5% d'acide butyrique. Erdman (1988) a rapporté un taux d'acide butyrique de 0,2% pour un très bon ensilage de luzerne. Ce taux peut même tendre vers zéro (Aeschlimann, 2005). Ainsi, le préfanage pendant 72h a produit dans tous les cas des ensilages de sulla à faible taux d'acide butyrique variant de 0 à 4 g/kg MS, donc ils sont classés comme excellents à bons. Alors que la conservation du sulla par voies directe, préfanage 24h avec toute les variantes, et préfanage 48h seulement a fournit de très mauvais ensilages hautement pourvus en acide butyrique.

Selon Gysi (2006), parmi les légumineuses, les ensilages de trèfle violet et de trèfle blanc qualifié de facile à ensiler, ne conduit pas forcément à des ensilages exempts d'acide butyrique et considérés comme de bonne qualité.

D P1 EP1 RP1 ERP1 P2 EP2 RP2 ERP2 P3 EP3 RP3 ERP3

Traitements

Acide Butyrique g/kg de MS

ppds 5% : 0,0034

b

m m

l

k

ij

ij

i i

i

g h

Sulla 1

Sulla 2

f

cd

cd

c

a a

n n

n

de e

bc cd

j

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Figure 57. Variation du taux d'acide butyrique de l'ensilage du sulla selon les divers traitements. D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

3.8.3. Acides gras volatils

Erdman (1988) a rapporté un taux d'acides gras volatils (acétique, propionique, butyrique et lactique) d'un ensilage de luzerne de l'ordre de 0,57 Moles/kg MS. Ce dernier peut même varier de 0,6 à 0,8 Moles/kg MS (Leduc et Fournier, 1998). La conservation du sulla par voie humide a produit des ensilages ayant des teneurs en AGV de 0,1 à 1,57 Moles/kg de MS. D'après Muller et al. (1992), un excellent ensilage bénéficiant d'une bonne condition de conservation, se caractérise par une concentration d'AGV inférieure à 0,33 Moles/kg MS. Les techniques de préfanage pendant 48h avec éclatement et retournement du sulla de 2ème année et préfannage 72h ont donné des ensilages ayant des teneurs en AGV variant de 0,1 à 0,23 Moles/kg MS. En conséquence, ils sont classés dans la catégorie des ensilages excellents. Les ensilages de sulla ERP31-2, RP31-2, EP31-2 et RP21 présentent des taux en AGV compris entre 0,43 et 0,59 Moles/kg MS, donc de bonne qualité (Dulphy et Demarquilly, 1981; Demarquilly et Andrieu, 1988). Cependant, les ensilages EP21, ERP21, P21, P32, RP22, et ERP22 font partie de la catégorie des médiocres (Paragon et al., 2004). Les traitements D1-2, P11-2, EP11-2, RP11-2, ERP11-2 et P22 sont considérés comme mauvais à très mauvais. Quel que soit le traitement utilisé, le préfanage 24h ne produit jamais un ensilage de sulla de qualité acceptable. Une corrélation négative entre les teneurs en AGV de l'ensilage de sulla et le pourcentage en matière sèche des fourrages (Figure 58) a été démontrée et confirmée par Ballard (2009) sur un ensilage de luzerne. Le profil en acides gras évolue peu au cours des premières 24h de préfanage où aucun des composants ne varie réellement.

10 15 20 25 30 35 40

% MS

AGV (Moles/kg MS)

0,8

0,6

0,4

0,2

1,8

1,6

1,4

1,2

0

1

y = 0,001x2 - 0,125x + 2,994 R2 = 0,729

Figure 58. Evolution du taux d'acides gras volatils selon le pourcentage en matière sèche des ensilages de sulla.

3.9. Cartographie de la qualité des ensilages du sulla

Selon la répartition cartographique des ensilages, le préfanage pendant 72h simple, ou avec éclatement des tiges, ou retournement de l'andain d'un sulla de 1ère année de culture contribue à produire des ensilages d'excellente qualité chimique et biochimique. Alors que le sulla de 2ème année conservé par voie humide ne peut réussir parfaitement qu'avec les traitements ERP2 et RP3. L'analyse de l'évolution de matière sèche montre que les taux de ces derniers se situent entre 31 et 35%. Au-delà du taux maximum identifié (35%), le tassement devient difficile et risque de ne pas faire échapper la totalité de l'air emprisonnée à l'intérieur du fourrage.

MS Jus Inconsommable pH N-NH3/NT Cellulose Cendres DMO AA AB AGV

Sulla 1ère année

ERP3 RP3 EP3 P3 ERP2 RP2 EP2 P2 ERP1 RP1 EP1 P1

D

ERP3 RP3 EP3 P3 ERP2 RP2 EP2 P2 ERP1 RP1 EP1 P1

D

Sulla 2ème année

Figure 59. Cartographie relative à la qualité des ensilages du sulla selon les traitements; D: sulla directe, P1: préfanage 24h, EP1: éclatement et préfanage 24h, RP1: retournement et préfanage 24h, ERP1: éclatement, retournement et préfanage 24h, P2: préfanage 48h, EP2: éclatement et préfanage 48h, RP2: retournement et préfanage 48h, ERP2: éclatement, retournement et préfanage 48h, P3: préfanage 72h, EP3: éclatement et préfanage 72h, RP3: retournement et préfanage 72h, ERP3: éclatement, retournement et préfanage 72h.

Excellent Bon

Mauvais

Cependant, le préfanage du fourrage est souvent exposé à une contrainte climatique (risque d'orage pluvieux) (Figure 60). Ce risque abiotique contribue à une dégradation de la matière sèche et par conséquent une mauvaise fermentation dans le silo.

pluviometrie (mm)

25,0

20,0

15,0

10,0

0,0

5,0

1/3 21/3 10/4 30/4 20/5

date

pluviométrie température moyenne

0,0

30,0

25,0

20,0

5,0

15,0

10,0

temperature moyenne (°C)

Figure 60. Pluviométrie et température moyenne de la période de préfanage

3.10. Conclusion

Se caractérisant par un taux de matière sèche (15-18%) au stade floraison, le sulla comme toutes les fabacées fourragères produit un ensilage de qualité médiocre. La technique de préfanage seule ou combinée au conditionnement comme l'éclatement des tiges se présente comme une solution efficace pour améliorer la qualité de la conservation mais aussi celle des ensilages déjà produits par les céréales immatures comme l'avoine, le triticale et l'orge. L'effet de l'éclatement des tiges sur la teneur en matière sèche du sulla ne se manifeste qu'après 48h de préfanage pour un ensilage issu d'un sulla de 1ère et 2ème année respectivement sans et avec retournement. La technique de préfanage avec éclatement des tiges permet un gain en matière sèche gratuit de 5 à 7 points et une bonne conservation par ensilage à pH variant de 3,91 à 5,3. L'état de dégradation des protéines à travers le rapport azote ammoniacal sur azote total varie de 1,33 à 19,65. Corrélés aux taux de matière sèche, les AGV permettent une évaluation de l'état de conservation du fourrage (excellente, bonne, mauvaise). Ces derniers varient entre 0,1 et 1,57 Moles/kg MS; montrant que seules les traitements RP31-2; ERP22; EP31; et P31 ont produit des ensilages à taux faible d'AGV entre 0,1et 0,59 Moles/kg MS.

4. Protection des sols des zones montagneuses de la Tunisie par le sulla du nord

4.1. Ruissellement selon la culture et la pente

Après une heure de pluie (170mm), la culture de sulla entraine une perte en eau par ruissellement variant entre 1,2 et 5,8 litres respectivement sur une pente de 4 et 12%. Cette perte d'eau ne varie pas significativement entre 8 et 12% (Figure 61A).

Après 60mn de pluie soit un cumul d'eau de 170mm, les quantités d'eaux ruisselées augmentent dans une jachère non travaillée; l'eau ruisselée passe ainsi de 6,3 à 36,2 litres respectivement sur une pente de 4 et 12% (Figure 61B).

Sur une culture de blé, l'eau ruisselée se trouve proportionnelle à la pente. Le couvert sulla présente les pertes d'eau les plus faibles suivi par la jachère non travaillée, ensuite le blé (Figure 61C).

45

4%

C

temps (mn)

7

4%

A

temps (mn)

B

temps (mn)

volume en eau ruisselle (I)

6

8%

5

12%

4

3

2

1

0

0 10 20 30 40 50 60

0 10 20 30 40 50 60

40

4% 8% 12%

volume en eau ruisselle (I)

35

30

25

20

15

10

5

0

40

volume en ruisselle (I)

8%

35

30

12%

25

20

15

10

5

0

0 10 20 30 40 50 60

Figure 61. Evolution du volume d'eau ruisselé dans diverses conditions de culture selon de pentes de 4, 8 et
12%. A : culture de sulla; B : jachère non travaillée et C : culture de blé dur (Slim et Ben Jeddi, 2011).

En condition de forte pente (12%), les taux de ruissellement ont évolué de 3,4 à 23,2% respectivement sur une culture de sulla et un blé dur. Dans cette situation, le couvert sulla réduit le ruissellement d'eau de 6,3 à 6,8 fois respectivement par rapport à une jachère non travaillée et un blé (Figure 62). Une meilleure conservation d'eau est alors observée en situation de sol couvert par une végétation de sulla de 2 ans. Au stade montaison, le blé cultivé en pente contribue à une perte d'eau variant entre 13 et 39,5mm suite à une pluie de 170mm respectivement sur une pente de 4 et 12%.

30

0 4 8 12

pente (%)

taux de ruissellment (%)

25

20

15

10

0

5

JNT S

B

Figure 62. Evolution du taux de ruissellement selon la pente dans diverses conditions de culture. S : culture de
sulla ; B : culture de blé ; JNT : jachère non travaillée (Slim et Ben Jeddi, 2011).

Dans les différents niveaux de pente, le sulla présente les pertes d'eau, par ruissellement, les plus faibles suivi par la jachère non travaillée, puis le blé. Sur une forte pente (12%), le couvert sulla réduit le ruissellement d'eau de 6,3 à 6,8 fois respectivement par rapport à la jachère non travaillée et au blé. Une meilleure conservation d'eau est alors observée pour le sol couvert par le sulla de 2ème année de culture (au stade début floraison).

4.2. Infiltration de l'eau sous différents couverts végétaux

L'infiltration de l'eau dans le sol se trouve inversement proportionnelle au ruissellement. Sous couvert sulla, l'infiltration de l'eau varie entre 99 et 96,6% respectivement sur une pente de 4 et de12% après une pluie de 170mm (Figure 63).

0 4 8 12

pente (%)

taux d'infiltration (%)

100

95

90

85

80

75

JNT S

B

Figure 63. Evolution du taux d'infiltration d'eau selon la pente dans diverses conditions de culture. S: culture de
sulla ; B : culture de blé ; JNT : jachère non travaillée (Slim et Ben Jeddi, 2011).

Dans les mêmes conditions, le blé contribue à induire une infiltration d'eau la plus faible et particulièrement en pente de 12% (76,7%).

4.3. Vitesse de ruissellent de l'eau

Jusqu'à 20 minutes de pluie (56,6mm), le ruissellement de l'eau n'a pas été déclenché et ce dans toutes les cultures installées sur 4 et 8% de pente.

Après 40 minutes de pluie, le ruissellent présentent des vitesses considérables au environ de 0,4 l/mn à 4% de pente et de 0,6 l/mn à 8% de pente, mais qui diminuent ensuite dans les 10 minutes suivantes.

On constate que à la fin d'une heure de pluie les courbes de vitesses de ruissellement des différents traitements enregistre des pics importants à 4% de pente de 0,04, 0,08 et 0,62 l/mn, et à 8% de pente 0,22, 0,70 et 1,31 l/mn, respectivement pour le sulla, la jachère non travaillée et le blé.

A partir des 30 premières minutes, à 12% de pente on remarque bien que la culture de sulla présente une courbe constante dans le temps avec des vitesses de ruissellement variant entre 0,13 et 0,16 l/mn. Mais on constate que pour les autres traitements, les courbes sont ascendantes atteignant à 60 mn de pluie un pic de 1,75 et 1,93 l/mn respectivement pour la jachère non travaillée et le blé. Dans les différents niveaux de pente, la culture de Sulla présente les valeurs les plus faibles de la vitesse de ruissellement d'eau, suivi après par la jachère non travaillée, ensuite la culture de blé (Figure 64).

60

0 10 20 30 40 50

C

temps (mn)

vitesse de ruissellement (I/mn)

S JNT B

1,8

1,6

1,4

1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

A

B

2

.Figure 64.

Evolution de la vitesse de ruissellement dans diverses conditions de culture selon différentes pentes. A : pente de 4% ; B : pente de 8% ; C : pente de 12%. S : Culture de Sulla ; B : Culture de blé ; JNT : Jachère non travaillée (Slim et Ben Jeddi, 2011).

Au bout d'une heure de pluie artificielle, et pour les différents niveaux de pente, la culture de sulla présente les valeurs les plus faibles de vitesse de ruissellement d'eau, suivie par la jachère non travaillée et la culture de blé. Par rapport à une jachère non travaillée et à 12% de pente, le sulla réduit de 10 fois la quantité de terre érodée. Dans les mêmes conditions topographiques, l'intensité de l'érosion est très importante sous un couvert de blé dur et ce malgré le stade agronomique avancé de la culture (montaison).

4.4. Evaluation des pertes solides sous différents couverts végétaux

Après un cumul d'eau de 1700m3/ha, et sur une pente de 4%, le sulla entraîne une perte de charge solide de 13,7 g/m2. Cette masse de terre perdue atteint une valeur plus élevée sur une jachère non travaillée (114,5 g/m2). Sur une pente moyenne de 8%, la quantité de terre perdue par érosion augmente significativement pour atteindre des valeurs de 48,3; 467,2; et 297,4 g/m2 respectivement pour le sulla, la jachère et le blé. A une pente de 12%, la perte sous forme de charge solide grimpe jusqu'à 560,8 et 664,2 g/m2 sur un couvert de blé et une jachère non travaillée (Tableau 29).

Tableau 29. Mesure de la perte en terre sous différents Couvert végétaux

Pente 4% 8% 12%

Couvert végétal S JNT B S JNT B S JNT B

Poids de la terre érodée (g/m2) 13,7 114,5 98,2 48,3 467,2 297,4 65,9 664,2 560,8

S : Culture de Sulla ; B : Culture de blé ; JNT : Jachère non travaillée.

Par rapport à une jachère non travaillée et à 12% de pente, le sulla réduit de 10 fois la quantité de terre érodée. Dans cette même topographie de sol, l'intensité de l'érosion solide est très importante sur un couvert de blé dur et ce malgré les stades agronomique avancé de la culture (montaison). Après un cumul d'eau de 1700 m3/ha, la quantité de terre perdue par érosion augmente significativement en fonction de la pente et elle dépend de la nature du couvert végétal de la parcelle, mais les valeurs de perte en charges solides les plus élevées se trouvent dans la parcelle de jachère non travaillée suivie par la parcelle de blé. Alors que la parcelle de sulla présente les valeurs de perte les plus faibles et ce dans les différents niveaux de pente.

4.5. Analyse physico-chimique comparative

Comme élément très fin, l'argile est transportée en grande quantité dans les eaux de ruissellement. En effet, l'analyse de la composition physique de la matière solide transportée par l'érosion pluviale montre que l'argile prédomine avec une teneur de 55% (Tableau 30)

Tableau 30. Analyse granulométrique des substrats sols et charges solides

 

SAP

CS

Argile %

35,5

55

Limons %

36,5

28

Sables %

28

17

SAP : sol avant perturbation par la pluie et CS : charges solides transportée par l'érosion pluviale.

Le sulla du nord est considéré comme une culture protectrice et conservatrice du sol. Avec son système racinaire fasciculé en surface et traçant en profondeur (Figure 65), l'espèce contribue davantage à une meilleure rétention des particules colloïdales du sol. Cette particularité explique entre autre le faible niveau d'érosion aussi bien liquide que solide observé dans les différentes conditions de culture.

Surface du sol

10 à 15 cm

Nodosités

25 à 35 cm

Racines secondaires

Racine principale

160 à 215 cm

Figure 65. Système racinaire schématisé du sulla du nord (Slim et Ben Jeddi, 2011).

L'importance de l'humus produit par un couvert sulla atteignant 9 à 12t/ha améliore la cohésion du sol, sa teneur en matière organique éléments minéraux et par conséquent sa fertilité (Ben Jeddi, 2005).

Tableau 31. Composition organo-minérale des sols avant pluie et des charges solides transportées par érosion

 

SAP

CS

Matière organique (%)

0,7

3,5

Azote minéral (ppm)

6,5

32

Phosphore assimilable (ppm)

9

12,5

Potassium (meq/100g)

0,52

0,965

SAP : sol avant perturbation par la pluie et CS : charges solides transportées par l'érosion pluviale.

Le tableau 31 montre que, la matière organique et l'azote du sol représentent les deux éléments les plus vulnérables à l'érosion. La matière ruisselée se caractérise par des fortes teneurs en matière organique et azotées relatives aux sites expérimentaux. La concentration en azote varie de 28 à 36 ppm alors que les substrats érodés se caractérisent par des concentrations allant de 5 à 7 ppm. Parallèlement, un appauvrissement organique significatif affecte les terres soumises aux différentes formes d'érosion. Dans ces conditions, une moyenne de perte organique peut atteindre 23 g/m2 l'équivalent de 230 kg/ha. Le phosphore et le potassium se trouvent moins affectés malgré les teneurs relativement élevés constatés dans la matière solide transportée par les eaux de ruissellement.

Le transport des charges solides par érosion pluviale est un processus sélectif en faveur de l'élément le plus fin qui est l'argile. Le sulla du nord est considéré comme une culture protectrice et conservatrice du sol (Slim, 2004). Selon Sadkaoui (2006), le système cultural qui a le mieux valorisé les ressources en eau (3 Kg MS/m3) disponibles est le système de rotation quadriennale incluant le sulla comme précédent cultural du blé. Avec son système racinaire fasciculé en surface et traçant en profondeur, l'espèce contribue davantage à une meilleure rétention des particules colloïdales du sol. Cette particularité explique entre autre le faible niveau d'érosion aussi bien liquide (eau de ruisselée) que solide (charge solide) observé dans les différentes parcelles expérimentales.

4.6. Conclusion

L'installation du sulla (Hedysarum coronarium L.) sur des terres en pente 4 à 12% a engendré un ruissellement d'eau de 1,2 à 5,8 litres suite à une pluie cumulée de 170mm, pendant 60 minutes, et ce comparativement à une jachère non travaillée où la perte d'eau a varié de 6,3 à 36,2 l. A 12% de pente, les taux de ruissellement varient de 3,4 et 23,2% respectivement pour le sulla et le blé dur (Triticum durum Desf.). Dans les mêmes conditions, le sulla favorise une infiltration d'eau de 99%, contre 76,6% avec le blé. Par rapport à une jachère non travaillée, un couvert végétal à base de sulla sur une pente 12% réduit de 10 fois plus la quantité de terre érodée.

Dans les charges solides transportées par l'érosion pluviale, l'argile représente 55% du total, avec une teneur en azote de 32ppm. Cette partie du sol érodée se trouve de même hautement pourvue en matière organique évaluée à 3,5%. Ces pertes en éléments majeures pour la fertilité du sol reflètent une dégradation intense et la faiblesse des rendements des cultures particulièrement céréalières souvent observés sur ces terres en pente et non protégées.

Conclusion générale et perspectives

Le présent travail a montré l'importance de l'introduction des fabacées principalement la culture de sulla (Hedysarum coronarium L.) variété Bikra 21 dans les systèmes de culture des zones montagneuses et spécialement chez les petits agriculteurs des régions de Zaghouan, Siliana et Béja.

En effet, dans un premier temps, à travers une enquête de terrain sur la pratique de la rotation culturale dans les zones montagneuses de la Tunisie et la typologie des exploitations, les profils des exploitants favorables à la pratique de la rotation se trouvent chez les agriculteurs pratiquant ce métier depuis plus de 10 ans, mariés, âgés de plus de 40 ans et d'un niveau de scolarisation primaire ou plus. Ce profil analysé est plus fréquent à Siliana (50,6%), puis à Beja (44,3%) et enfin à Zaghouan (21,9%). Cependant, l'environnement favorable à la rotation est représenté par un agriculteur propriétaire résidant sur les lieux de son exploitation et dont l'activité principale est l'agriculture, se trouvant à moins de 10km du marché hebdomadaire, et parcourant une route asphaltée ou semi asphaltée représentée par 40,1% à Siliana, 26,5% à Beja et 21,9% à Zaghouan. Le modèle d'exploitation mixte à élevage (bovins, ovins ou les deux), ayant une topographie en plaine ou en pente avec un sol de type argileux ou sableux, une surface utile de plus de 10ha représente le profil favorable à la pratique de la rotation, se trouvant dans 25,7, 16,4 et 15,4% des cas respectivement à Béja, Siliana et Zaghouan. L'analyse multidimensionnelle a permis de mieux cerner la nature des liaisons qui existent entre les différents paramètres de productions d'une région donnée, pour montrer que la région est dépendante de la variable connaissance et pratique de la rotation. Cette dépendance est dans l'ensemble négative. Les régions de Zaghouan, Béja et Siliana sont caractérisées par une connaissance de la rotation respectivement de type absente, faible et moyenne

La caractérisation spectrale de sulla du nord Bikra 21 suite à une comparaison des spectres au stade en pleine floraison avec celui du blé dur en épiaison et de la jachère non travaillé a montré une nette différence dans le domaine du visible surtout dans la bande du rouge. Ainsi, le sulla présente une réflectance nettement supérieure par rapport à la culture du blé dur (57%).

Cette distinction peut être attribuée aux propriétés de couleur dans le rouge spécifique des fleurs de sulla. Pour confirmer cette distinction entre les différents spectres, on a calculé l'indice de réflectance dans le visible. Cet indice, montre une nette différence des valeurs pour le sulla (0,046) et le blé dur (0,368).

L'analyse des performances de Bikra 21 a montré, les aptitudes d'adaptation de la variété aux contextes climatiques, édaphiques et sociaux de la région. Les résultats obtenus de la caractérisation herbagères de la culture du sulla dans le système fourrager ont confirmé la bonne adaptation aux divers modes d'exploitations, le pouvoir élevé de l'efficience d'utilisation de l'eau et le grand potentiel de production énergétique. Les vitesses de croissance de la végétation du sulla varient entre 0,176 et 1,236cm/mm de pluie pour les deux modes d'exploitations (fauche et pâturage). Pour les différentes régions (Béja, Siliana et Zaghouan), les rendements en matière sèche du sulla exploité par fauche obtenus sont compris entre 1195 et 5490kg MS/ha. Le système pâturage, fournit des rendements variant de 974 à 5490kg MS/ha. L'efficience d'utilisation de l'eau du sulla varie selon l'ordre et le mode d'exploitation entre 0,77 et 4,58 kg MS/m3 pour la fauche et 0,78 et 4,11 kg MS/m3 de pluie pour le pâturage. Les productions énergétiques des prairies à sulla obtenues sont comprises entre 828 et 4666UFL/ha.

L'étude floristique des prairies de sulla, a révélé l'existence de 28 espèces adventices (09 à Siliana, 14 à Zaghouan et 22 à Béja). En première année d'installation du sulla, les familles des astéracées et des poacées se trouvent les plus représentées. Après quatre cycles d'exploitation, le taux d'adventices chute pour atteindre 3 à 9%. Les techniques d'exploitations de la culture du sulla, lui confèrent le statut d'une culture nettoyante.

La technique de préfanage seule ou combinée au conditionnement comme l'éclatement des tiges se présente comme une solution efficace pour améliorer la qualité de la conservation. L'effet de l'éclatement des tiges sur la teneur en matière sèche de sulla ne se manifeste qu'après 48h de préfanage pour un ensilage issu d'un sulla de 1ère et 2ème année respectivement sans et avec retournement. La technique de préfanage avec éclatement des tiges permet un gain gratuit en matière sèche de 5 à 7 point et une bonne conservation par ensilage à pH variant de 3,91 à 5,3. L'état de dégradation des protéines à travers le rapport azote ammoniacal sur azote total a varié de 1,33 à 19,65. Corrélés aux taux de matière sèche, les AGV permettent une évaluation de l'état de conservation du fourrage (excellente, bonne, mauvaise).

Ces derniers varient entre 0,1 et 1,57 Moles/kg MS, montrant que seuls les traitements RP31-2; ERP22; EP31; et P31 ont produit des ensilages à un faible taux d'AGV entre 0,1et 0,59 Moles/kg MS. En tenant compte les contraintes climatiques au cours du séjour de fanage et les frais du retournement du fourrage, pour un sulla de 1ère année un préfanage de 24h avec éclatement des tiges semble être le meilleur traitement, cependant pour un ensilage à base d'un sulla de 2ème année on conseille de procéder à un éclatement avec 72h de préfanage.

La gestion durable des ressources naturelles en zones montagneuses vulnérables aux diverses formes d'érosion, en particulier de nature pluviale représente une technique biologique permettant la réduction de la dégradation organo-minérale des sols et l'amélioration de la couverture végétale conséquente. L'installation du sulla (Hedysarum coronarium L.) sur des terres en pente 4 à 12% a engendré un ruissellement d'eau de 1,2 à 5,8 litres suite à une pluie cumulée de 170 mm, en 60 minutes et ce comparativement à une jachère non travaillée où la perte d'eau varie de 6,3 à 36,2 litres. Avec une pente de 12% les taux de ruissellement ont été de 3,4 et 23,2% respectivement pour le sulla et le blé dur (Triticum durum Desf.). Dans les mêmes conditions, le sulla favorise une infiltration d'eau de 99%, contre 76,6% pour le blé. Par rapport à une jachère non travaillée, un couvert végétal à base de sulla sur une pente 12% réduit plus de 10 fois la quantité de terre érodée. Dans les charges solides transportées par l'érosion pluviale, l'argile représente 55% du total, avec une teneur en azote de 32 ppm. Cette partie du sol érodée se trouve de même hautement pourvue en matière organique évaluée à 3,5%. Ces pertes en éléments majeurs pour la fertilité du sol reflètent une dégradation intense et la faiblesse des rendements des cultures particulièrement céréalières souvent observés sur ces terres en pente et non protégées.

La promotion et la valorisation de sulla en tant qu'espèce fourragère mais aussi à rôle remédiant spécialement en régions montagneuses représentent une action qui s'intègre dans le développement régional durable. L'amélioration de la couverture végétale ainsi que l'état organique des terres tentent à redynamiser et surtout sécuriser les secteurs de production céréalier, fourrager et l'élevage.

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