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Dynamique de la matière organique d'Acacia auriculaeformis (Cunn. A. ) ex Benth.(Mimosaceae). Et influence de la fertilisation organique et minérale dans les systèmes agroforestiers


par Aballo Georges Agbahungba
Université de Cocody- Abidjan - Docteur de l'Université de Cocody- Abidjan 2007
  

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République de Côte d'Ivoire

~~~~~~~~~~~~~

Ministère de l'Enseignement Supérieur Année Universitaire 2006-2007

et de la Recherche Scientifique

Université de Cocody-Abidjan UFR des Sciences de la Terre

N° d'ordre : 499/2007 et des Ressources Minières

Laboratoire de Pédologie et de Géologie Appliquée

THÈSE

Présentée à l'UFR des Sciences de la Terre et des Ressources Minières
de l'Université de Cocody - Abidjan

Pour obtenir le titre de
DOCTEUR DE L'UNIVERSITÉ DE COCODY- ABIDJAN
Spécialité : PÉDOLOGIE

par

M. AGBAHUNGBA Aballo Georges

THÈME
DYNAMIQUE DE LA MATIÈRE ORGANIQUE D'Acacia auriculaeformis (Cunn. A.)
ex Benth.(Mimosaceae) . ET INFLUENCE DE LA FERTILISATION ORGANIQUE ET
MINÉRALE DANS LES SYSTEMES AGROFORESTIERS
D'Acacia A BASE DE MAÏS : Zea mays L.(Poaceae), DANS LE SUD du BENIN

Soutenue publiquement le 13 Août 2007 devant le jury composé de :

M. AKA Kouamé Professeur Titulaire,Université de Cocody- Abidjan Président

M. TRAORÉ Dossahoua Professeur Titulaire,Université de Cocody- Abidjan Rapporteur

M. BIEMI Jean Professeur Titulaire,Université de Cocody- Abidjan Rapporteur

Dr YORO Gballou Directeur de Recherche, CNRA Gagnoa Examinateur

M. ASSA Ayémou Professeur Titulaire,Université de Cocody- Abidjan Directeur de Thèse

Table des matières

Table des matières i

Liste des sigles et abréviations viii

Avant-Propos x

Dédicace xiv

Liste des tableaux xv

Liste des figures xix

INTRODUCTION 1

INTRODUCTION 2

PREMIÈRE PARTIE : 10

REVUE DE LITTÉRATURE ET 10

CADRE DE L'ÉTUDE 10

Chapitre 1 : Synthèse bibliographique 11

1.1. Acacia auriculaeformis 11

1.1.1. Généralités sur Acacia auriculaeformis (Cunn. A.) ex Benth. 11

1.1.2. Distribution géographique 11

1.1.3. Exigences écologiques 11

1.1.4. Utilisations 12

1.2. Matière organique 13

1.3. Importance de la culture du maïs : Zea mays L. (Poaceae) 20

1.3.1. Importance des systèmes de cultures à base de maïs dans le SudBénin 22

1.3.2. Récentes politiques agricoles au Bénin et leur impact sur la production du maïs 24

1.4. Thématique de la fixation biologique de l'azote 26

1.4.1. Symbioses fixatrices d'azote 27

1.4.2. Equation chimique de la fixation biologique d'azote 27

1.4.3. Méthodes de mesure de la fixation d'azote 28

1.4.3.1. Méthode par différence d'azote 28

1.4.3.2. Méthode des bilans (Anderson et Ingram, 1993) 29

1.4.3.3. Méthode de réduction de l'acétylène (test de l'ARA) 29

1.4.3.4. Analyse des composés azotés du xylème 30

1.4.3.5. Méthodes isotopiques 30

1.4.3.6. Evaluation du nombre et du poids des nodules 32

Chapitre 2 : Cadre de l'étude 34

2.1. Milieu physique 34

2.1.1. Bénin 34

2.1.1.1. Climat 34

2.1.1.2. Géomorphologie et types de sol 36

2.1.1.3. Végétation 36

2.1.2. Sud du Bénin 40

2.1.2.1. Climat 42

2.1.2.2. Géomorphologie et types de sol au Sud du Bénin 43

2.1.2.3. Sols du Sud-Bénin 45

2.1.3. Végétation 47

2.1.4. Activités humaines 49

2.2. Présentation des stations forestières d'étude 49

2.2.1. Station forestière de Pahou 49

2.2.2. Station forestière de Sèmè 53

2.2.3. Station forestière de Ouèdo 55

DEUXIÈME PARTIE : 58

MATÉRIEL ET MÉTHODES 58

Chapitre 3 : Matériel 59

3.1. Matériel végétal 59

3.1.1. Matériel végétal d'Acacia auriculaeformis 59

3.1.2. Matériel végétal maïs 59

3.2. Intrants 60

3.3. Equipement 60

Chapitre 4 : Méthodes 61

4.1. Évolution des sols sous Acacia auriculaeformis 61

4.1.1. Cadre d'implantation de l'essai 61

4.1.2. Plan d'implantation de l'expérimentation 62

4.1.2.1. Parcelles témoins 62

4.1.2.2. Parcelles de 5 ans d'âge (P4-93 Pahou) 62

4.1.2.3. Parcelles de 8 ans d'âge 62

4.1.2.4. Parcelles de 11 ans d'âge 62

4.1.2.5. Plantation de 18 ans d'âge 63

4.1.3. Caractéristiques analytiques 63

4.2. Caractérisation de la matière organique d'Acacia auriculaeformis 63

4.2.1. Caractérisation chimique de la litière sous les plantations d'Acacia auriculaeformis à Pahou 64

4.2.2. Caractérisation des émondes d'Acacia auriculaeformis 66

4.2.2.1. Caractérisation du potentiel chimique des émondes récoltées sur les trois stations 66
4.2.2.2. Décomposition des émondes d'
Acacia auriculaeformis sur les

trois stations 66

4.3. Étude des capacités symbiotiques d'Acacia auriculaeformis dans trois types de sols dans le Sud du Bénin 71

4.3.1. Substrat des pots 72

4.3.2. Caractérisation physique et chimique des sols des trois localités 73

4.3.3. Description du dispositif de recherche (Figure 22) 74

4.3.4. Traitements 76

4.4. Tests de technologies ou façons culturales de gestion de deux types de matière organique (émondes et litière) du système Acacia auriculaeformis-Maïs 78

4.4.1. En station 79

4.4.2. En milieu réel 80

4.5. Pratiques paysannes de gestion des débris d'A. auriculaeformis et régénération naturelle de l'espèce sur les stations forestières du SudBénin 81

4.5.1. Pratiques paysannes de gestion des débris d'A. auriculaeformis 81

4.5.2. Régénération naturelle d'A. auriculaeformis par voie générative 81

4.6. Situation d'adoption (adoptabilité) des technologies à base d'Acacia 84

4.7. Paramètres d'étude 85

4.8. Analyses statistiques 86

TROISIÈME PARTIE : 88

RÉSULTATS ET DISCUSSION 88

Chapitre 5 : Description des fosses pédologiques 89

5.1. Évolution des sols sous Acacia auriculaeformis 89

5.1.1. Description pédologique 89

5.1.1.1. Description du profil P1-90 Pahou 89

5.1.1.2. Description du profil P 2-90 Pahou 92

5.1.1.3. Description du profil P3-90 Pahou 94

5.1.1.4. Description du profil P4-93 Pahou 95

5.1.1.5. Description du profil P5-87 Pahou 97

5.1.1.6. Description du profil P6-80 Pahou 98

Chapitre 6: Résultats analytiques 101

6.1. Granulométrie 101

6.2. Paramètres chimiques 101

6.2.1.

Matière organique du sol (MOS)

103

6.2.2.

Azote total du sol

104

6.2.3.

Rapport C/N

105

6.2.4.

Ca2+ échangeables

105

6.2.5.

Taux de saturation

106

6.3. Matière organique, argile et limon et stabilité structurale des sols sous A. auriculaeformis 106

6.3.1. Influence des facteurs physiques sur la dynamique de la MOS 107

6.3.2. Influence des facteurs chimiques sur la dynamique de la MOS 114

Chapitre 7 : Gestion de la fertilité du sol 119

7.1. Gestion de la fertilité physique et chimique du sol en rapport avec la dynamique de la matière organique du sol 119

7.2. Caractérisation de la matière organique d'Acacia auriculaeformis 119

7.2.1. Production et caractéristiques du potentiel agrochimique de la litière d'A. auriculaeformis 120

7.2.2. Caractérisation des émondes ou matière organique fraîche d'A. auriculaeformis 123

7.2.3. Décomposition de la matière organique fraîche d'A. auriculaeformis 124

7.2.3.1. Taux de décomposition 124

7.2.3.2. Constante de décomposition et la demi-vie 132

7.3. Capacité symbiotique d'Acacia auriculaeformis sur trois types de sols ou stations pédoclimatiques dans le Sud-Bénin 143

7.3.1. Caractérisation physique et chimique des sols des trois stations en test pour la fixation biologique de l'azote par A. auriculaeformis 143

Chapitre 8 : Capacités symbiotiques des plants d'Acacia auriculaeformis 146

8.1. Capacités symbiotiques des plants d'A. auriculaeformis de 12 semaines

146

8.1.1. Effet station ou types de sol sur les paramètres de croissance du plant d'A. auriculaeformis et la formation de nodules 147

8.1.2. Effet état du substrat ou traitement sur les paramètres de croissance du plant d'A. auriculaeformis et la formation de nodules 148

8.2. Capacités symbiotiques des plants d'A. auriculaeformis de 24 semaines

148

8.2.1. Description des formes morphologiques des nodules d'Acacia auriculaeformis 149

8.2.2. Effet facteur station ou type de sol sur les capacités symbiotiques des plants d'Acacia auriculaeformis 152

8.2.3. Effet du facteur traitement ou de l'apport de la terre du sous bois sur les capacités symbiotiques des plants d'Acacia auriculaeformis 154

8.2.4. Effet des facteurs type de sol et traitement (apport ou non de terre de sous-bois) sur le poids sec moyen et la taille du nodule d'Acacia auriculaeformis 155

8.2.5. Effet des facteurs station et traitement sur les capacités symbiotiques des plants d'Acacia auriculaeformis par la méthode de différence d'azote 156

8.2.6. Effet des facteurs station et traitement sur la production de biomasse et l'accumulation d'azote total par plant d'Acacia auriculaeformis de 24 semaines 158

8.2.7. Gain d'azote lié à la fixation biologique de l'azote 161

Chapitre 9 : Tests de technologies de gestion des émondes et litières du système
Acacia - maïs 164

9.1. Tests de technologies ou façons culturales en station 164

9.2. Tests des technologies ou façons culturales en milieu réel 167

9.3. Pratiques paysannes de gestion des débris d'Acacia auriculaeformis et régénération générative naturelle de l'espèce sur les stations forestières du Sud-Bénin 169

9.3.1. Pratiques paysannes de gestion des débris d'Acacia auriculaeformis 169

9.3.2. Régénération naturelle par voie générative : Inventaire des semis naturels d'Acacia auriculaeformis 170

9.4. Situation d'adoption (adoptabilité) des technologies d'agroforesterie à base d'Acacia 176

9.4.1. Situation d'adoption des technologies d'agroforesterie à base d'Acacia

177

9.4.2. Appréciation du régime de régénération naturelle d'A. auriculaeformis par les acteurs socio-économiques 180

Chapitre 10 : Discussion 183

10.1. Évolution des sols sous Acacia auriculaeformis 183

10.2. Caractérisation de la matière organique d'Acacia auriculaeformis 184

10.2.1. Production et caractéristiques du potentiel agrochimique de la litière d'A. auriculaeformis 184

10.2.2. Caractérisation des émondes ou matière organique fraîche d'A. auriculaeformis 185

10.2.3. Décomposition de la matière organique fraîche d'A. auriculaeformis 185

10.3. Capacité symbiotique d'Acacia auriculaeformis sur trois types de sols ou stations pédoclimatiques dans le Sud-Bénin 188

10.3.1. Caractérisation physique et chimique des sols des trois stations forestières étudiées pour la fixation biologique de l'azote par A. auriculaeformis 188

10.3.2. Capacités symbiotiques des plants d'A. auriculaeformis de 12 semaines

189 10.3.2.1. Effet station ou types de sol sur les paramètres de croissance du plant d'A. auriculaeformis et la formation de nodules 189

10.3.3. Capacités symbiotiques des plants d'A. auriculaeformis de 24 semaines

190

10.3.3.1. Description des formes morphologiques des nodules d'Acacia

auriculaeformis 190

10.4. Techniques culturales de gestion des matières organiques (émondes et litières) du système Acacia auriculaeformis - maïs 191

10.5. Pratiques paysannes de gestion des débris d'A. auriculaeformis et régénération générative naturelle de l'espèce sur les stations forestières du Sud-Bénin 194

10.5.1. Pratiques paysannes de gestion des débris d'A. auriculaeformis 194

10.5.2. Régénération naturelle par voie générative : Inventaire des semis naturels d'Acacia auriculaeformis 195

10.6. Situation d'adoption des technologies d'agroforesterie à base d'Acacia197 CONCLUSION ET SUGGESTIONS 200 Conclusion 201

Suggestions 205

RÉFÉRENCES 206

BIBLIOGRAPHIQUES 206

Références bibliographiques 207

ANNEXES 220

ANNEXES 221

Annexe 1 : Méthodologie de collecte des données sur l'essai 102/APRRA/CRA-SUD 221

Annexe 2 : Fiche de collecte des données chez les planteurs 222

Annexe 3 : Résultats analytiques des profils 222

Tableau A2 : Résultats d'analyse de sol dans une parcelle avant plantation en 1980 du profil P2-90 Pahou (Formation naturelle) 223

Tableau A3 : Résultats d'analyse de sol profil P2-90 Pahou dans une parcelle de 8 ans d'âge 223

Tableau A4 : Résultats d'analyse de sol profil P3-90 Pahou dans une parcelle de 8 ans d'âge 224

Tableau A5 : Résultats d'analyse de sol profil P4-93 Pahou dans une parcelle de 54 ans d'âge 224

Tableau A6 : Résultats d'analyse de sol profil P5-80 dans une parcelle de 18 ans d'âge 225

Tableau A7 : Résultats d'analyse de sol profil P6-87 Pahou dans une parcelle de 11 ans d'âge 225

Tableau A8 : Résultats d'analyse de sol profil P'4-93 à Pahou dans une parcelle de 5 ans d'âge 226

Tableau A9 : Résultats d'analyse de sol : station forestière de Ouèdo (N°

Profil : HDI) 226

Tableau A10 : Résultats d'analyse de sol : station forestière de Sèmè (N° Profil : SEM) 227

Annexe 4 : Analyse statistique 227

Tableau A11 : Inventaire des semis de la régénération naturelle d'A. auriculaeformis 3-5 mois d'âge 227

Tableau A12 : Inventaire des semis de la régénération naturelle d'A. auriculaeformis 3-5 mois d'âge, rapportés à l'hectare 228

Annexe 5 : Index alphabétique des noms botaniques cités dans le texte 229

Annexe 6 : Article paru dans le Bulletin de la Recherche Agronomique du Bénin 30, pp. 18-36 233

Résumé 254

Abstract 254

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