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Réutilisation des eaux usées( Télécharger le fichier original )par Jean-Laurent Bungener Ecole polytechnique fédérale de Lausanne - Thèse 1996 |
Evolution t em porelle de la fert ilité chimique Evolution t em porelle de la fertilité biologique Fertilit é milieu Fertilité milieu eaux usées eau barrage
Fertilit é témoin f riche Niveau 3 Niveau 1 Niveau 2 Comparaisons Témoin friche
Expériment at ion Trait é eaux usées
Témoin eau barrage
En complément de notre travail, le C.R.E.P.A.1 effectue des estimations de la composition minérale des eaux usées et des eaux de barrage. Il assure également un suivi de la migration de ces éléments minéraux dans le sol par prélèvement de la solution du sol. Le projet assure ainsi du point de vue environnemental la surveillance des risques de dégradation des sols et de pollution des nappes par les eaux usées. La surveillance des risques sanitaires est effectuée au travers de l'analyse et de la détermination de la composition planctonique des eaux usées. Les risques épidémiologiques de transmisssion de maladies sont contrôlés par M. Cissé dans le cadre d'un autre travail de doctorat. 1CREPA: centre régional pour l'eau potable et l'assainissement à faible coût. 1.3. Conditions expérimentales particulières.La définition du concept de milieu dans le cadre de ce travail a été précisée dans la première partie. Le site expérimental est considéré comme une station dont nous allons renforcer les particularités. Cette station doit être représentative des techniques culturales en usage du point de vue des travaux du sol et de la végétation cultivée. Elle doit également disposer de caractéristiques écologiques qui lui permettent de remplir sa double fonction (milieu naturel et milieu cultivé) pour la vérification de la troisième hypothèse. Nous avons ainsi à prévoir les conditions de réalisation les plus adaptées pour vérifier nos hypothèses. Voici les aménagements prévus dans le protocole expérimental. Les agriculteurs qui pratiqueront la réutilisation des eaux usées sur le site devront respecter deux impératifs qui garantissent la qualité des analyses. Ces impératifs sont l'interdiction d'utiliser des fertilisants de complément et le respect de la mise en défens des friches. La capacité de régénération du milieu dépend de la possibilité de développement spontané du couvert végétal. La présence d'animaux dans le sol dépend non seulement de ce couvert végétal (ligneux ou herbacé) mais également des travaux culturaux effectués avant l'expérimentation. La présence d'arbres qui servent de refuge aux populations animales est l'un des facteurs de variation des mesures . Nous ne connaissons pas en détail le passé cultural du dispositif expérimental. Pour nous assurer la présence de la faune des sols sur le site, nous préservons le couvert ligneux existant. Ce couvert constitue une niche écologique qui permet à certaines espèces de la faune de résister à la période sèche (Gillon et Gillon, 1979). D'autre part, le maintien d'espaces interparcellaires en friche va permettre la colonisation des parcelles cultivées par la faune des sols (Dangerfield, 1990). 1.4. Avantages et limites de la démarche expérimentale retenue.En utilisant un dispositif expérimental de type agronomique, il nous est possible de comparer l'évolution de la fertilité du milieu avec celle enregistrée dans d'autres sites. Nous pouvons en conséquence nous permettre d'appliquer les principes proposés. Cependant, l'utilisation des espaces interparcellaires comme référentiel naturel comporte des avantages et des inconvénients. Les avantages ont été présentés plus haut. Les inconvénients sont les risques d'effets de bordure, associés à une colonisation du milieu dont la cause serait l'amélioration des conditions hydriques. L'utilisation de la faune comme indicateur de la fertilité risque de nous amener à confondre les causes et les effets (Dunger et Fiedler, 1989). Admettons que les eaux usées aient une valeur fertilisante basée uniquement sur leur composition minérale. Dans ce cas, la croissance végétale s'effectue normalement comme dans des conditions de cultures hors sol et le développement de la faune suit celui de la production végétale. Cette dépendance de la faune vis-à-vis de la production végétale limite la portée de l'expérimentation. Par la comparaison des résultats obtenus sur les parcelles cultivées avec ceux obtenus dans les espaces interparcellaires, le problème de l'interprétation des résultats se réduit. Sans connaître le mécanisme qui permet la conservation de la fertilité du milieu naturel, il nous est possible de discriminer les mécanismes responsables de chacune des situations. Ce mode d'expérimentation qui utilise des principes généraux risque de nous conduire à des situations imprévisibles et ininterprétables. L'avantage qu'il y a dans les milieux tropicaux secs est la rapidité de leur réaction à la mise en culture. Une expérimentation du type de celle que nous proposons est difficilement envisageable en climat tempéré, les temps de réaction des systèmes étant infiniment plus longs. Il existe toutefois un risque de ne pouvoir obtenir de réponse dans les délais imposés. L'étude des mécanismes qui orientent le cycle de la matière organique dans le sol n'a pas été envisagé pour cette étude. En utilisant le mode de régénération de la fertilité d'un sol en conditions naturelles comme critère de référence nous obtenons une vision globale de l'impact des eaux usées sur le milieu. Cette perception permet de concilier les besoins de rigueur de l'analyse scientifique aux réalités locales. A cette fin nous organisons de façon définitive l'ensemble du site expérimental. Nous préparons ainsi le site pour qu'après trois saisons des pluies, nous puissions effectuer un inventaire général de l'évolution des paramètres. Sur le site, d'autres phénomènes peuvent être observés. D'un point de vue sanitaire, par exemple, on s'assure, dans des conditions d'observations rigoureuses, de la façon dont est manipulé l'effluent par les agriculteurs. L'eau, même propre, fait courir de nombreux risques à son utilisateur en climat tropical, ce dont tout projet d'irrigation doit tenir compte (Birley, 1993). En reproduisant les conditions réelles, il est possible d'observer les conséquences de l'aménagement sur des points qui ne sont pas nécessairement perceptibles lors de l'élaboration d'un projet. Les options choisies nécessitent un suivi régulier et quasi permanent, que ce soit pour s'assurer du respect des conditions imposées ou de la qualité des données recueillies. Le chercheur se trouve confronté à une situation dans laquelle il doit maîtriser au mieux les événements aléatoires puisque ceux-ci sont considérés comme partie intégrante de l'expérimentation. Ces événements aléatoires peuvent être d'origine humaine ou naturelle. Le risque de multiplier les analyses et les paramètres de mesures sans pouvoir en tirer une interprétation valable existe dans ce type de démarche. Le choix de paramètres de mesures et de techniques d'échantillonnages adaptés est l'une des garanties disponibles pour pallier à ce risque. Le fait de disposer de travaux de synthèse récents qui traitent de la fertilité des sols tropicaux en zone semiaride est une autre garantie. Chapitre 2. Méthodes.Pour comparer les résultats obtenus dans ce travail avec les résultats présentés dans d'autres travaux, nous avons sélectionné des méthodes adaptées. Comme il n'est pas question ici d'analyser les mécanismes précis auxquels participent les eaux usées, il n'est pas utile de procéder à des essais en laboratoire. Le mode d'organisation du personnel chargé de l'exploitation des parcelles cultivées et le matériel disponible pour effectuer les analyses sont les autres facteurs qui ont conditionné ces orientations méthodologiques. Les analyses chimiques sont ainsi effectuées au laboratoire de l'institut de pédologie de l'E.P.F.L. à Lausanne selon des protocoles standards. Le choix des cultures est effectué en partie en fonction des besoins des agriculteurs. Les méthodes qui permettent de mesurer les paramètres biologiques sont mises en pratique sur place. Bien que classiques, elles sont parfois modifiées en raison des caractéristiques du milieu et des conditions expérimentales. La variation spatiale des mesures est considérée comme un facteur inhérent au milieu qui ne doit pas être masqué. Il en découle un mode d'échantillonnage adapté. 2.1. Choix des paramètres.Pour le sol, les facteurs de fertilité seront étudiés dans la zone où les variations sont les plus fortes et les plus rapides lors d'une mise en culture. Cette zone se trouve dans les 20 premiers centimètres de sol (Piéri, 1989). La profondeur optimale pour observer plus spécifiquement la variation du stock organique se situe dans les 10 premiers centimètres (Feller, 1994). C'est à cette profondeur que nous effectuerons la majorité des prélèvements. On définit la sensibilité du sol (Fedoroff, 1986) à la pratique de l'irrigation par des eaux usées sous ses trois aspects, chimique, biologique et physique. Les paramètres chimiques mesurés sont le taux de matières organiques (carbone total et substances humiques), la capacité d'échange cationique et la réserve totale en azote et phosphore. Les paramètres biologiques mesurés sont le nombre total d'animaux et la diversité biologique. Le paramètre physique mesuré est le temps d'infiltration de l'eau dans le sol. Il est complété par des observations sur les états de surface des sols. 2.1.1. Paramètres physico-chimiques.Réserve totale. L'azote et le phosphore total ont été retenus pour ce type d'analyse. Dans le cadre de cette étude, on doit tenir compte des apports qui sont effectués. Les eaux usées sont riches en phosphore et en azote assimilable (Tounkara et al., 1994). Le risque d'observer des carences sur les cultures est minime. Nous obtenons ainsi un pourcentage d'azote total et de phosphore total, mesure qui est la plus utilisée dans la littérature. Réserve mobilisable. Bien que la composition minérale des eaux usées satisfasse les besoins nutritifs des plantes (Tounkara et al., 1994), la mesure de la capacité d'échange cationique est nécessaire. Elle permet d'une part de contrôler par la mesure de l'acidité d'échange le risque de mise en place d'une toxicité aluminique, et d'autre part, en mesurant la concentration en sodium et en calcium échangeable on évalue le risque d'une alcalinisation des sols. Les matières organiques que l'eau usée véhicule peuvent être à l'origine d'une dégradation des cycles écologiques dans le sol (Elliot et Stevenson, 1977). Ce risque de pollution est pris en compte dans ce travail. En mesurant l'évolution du taux de matières organiques (carbone total) on obtient une première information sur les processus de minéralisation de la matière organique. En complétant cette analyse par une évaluation du taux de substances humiques dans les sols, on obtient une indication complémentaire sur l'orientation des cycles biologiques dans le sol (humification). Les substances humiques jouent d'autre part un rôle important dans la constitution du complexe adsorbant et dans la formation des microagrégats du sol. Leur mesure permet de compléter l'interprétation des résultats d'analyse de la capacité d'échange cationique (Chen et Avnimelech, 1988). 2.1.2. Paramètres biologiques.La sensibilité biologique du sol est évaluée par la détermination grossière (au niveau de l'ordre) des populations animales du sol. La faune des sols est utilisée ici comme un indicateur pour le diagnostic de la fertilité. En limitant le niveau des déterminations à l'ordre, on cherche à obtenir un compromis entre le niveau d'information et l'applicabilité de la méthode. La détermination au niveau de l'ordre ne réclame pas de compétences étendues. Le classement par groupes fonctionnels réclame par contre des travaux de détermination importants. Ces travaux ne seraient nécessaires que dans la mesure où la détermination des mécanismes précis qui se mettent en place au cours de l'expérimentation voudraient être mis à jour. Le couvert végétal est également un paramètre que nous mesurons en raison de sa relation avec l'indicateur testé et le stock de matières organiques (cf: première partie). Nous mesurerons également le poids de racines présent dans les horizons de surface. L'importance du système racinaire dans le maintien du stock organique des sols est ainsi prise en compte (Piéri, 1989). Généralement on mesure indirectement la quantité de carbone dans les eaux usées par l'évaluation de la Demande Biochimique en Oxygène (DBO). Cette mesure ne permet pas la quantification des apports organiques. Pour vérifier nos hypothèses, nous procédons à une évaluation de la quantité et de la qualité de matière organique présente dans les eaux usées. La qualité de la matière organique est évaluée en pourcentage de matière organique d'origine planctonique. Le plancton représente une fraction plus grossière qui est généralement comprise dans la mesure du taux de Matières En Suspension (MES) des effluents. Le mode d'épuration des eaux usées avec un séjour prolongé dans des bassins de maturation, quelle que soit la filière, favorise le développement des animaux et des algues. Nous évaluons ainsi le risque de colmatage des sols par cette fraction particulière des eaux usées. Nous complétons ces analyses par la détermination des organismes présents dans les eaux usées. Ce qui permet de situer avec une plus grande précision la nature des effluents (Tittizer et Kothé, 1992) et le niveau d'épuration obtenu par la station pilote de l'E.I.E.R.. Au cours des déterminations, il est possible d'évaluer le risque de développement de vecteurs de parasitoses. 2.1.3. Paramètres physiques.La fertilité physique du sol est évaluée dans ce travail par la mesure du temps d'infiltration. Cette mesure présente l'intérêt de mettre en évidence les problèmes de destructuration des sols en surface. L'évaluation de l'infiltrabilité du sol est une autre mesure qui permet de déterminer l'incidence de la destructuration des sols sur la circulation de l'eau. Ne pouvant disposer d'un appareillage permettant des essais par des pluies simulées (Casenave et Valentin, 1989), nous avons recherché une méthode rapide qui permette de mettre en évidence l'effet de l'arrosage. La mesure au double anneau de munz présente le désavantage d'être une technique qui réclame beaucoup de temps et qui modifie les équilibres hydriques du sol pendant une durée indéterminée. La mesure au perméamètre à charge constante utilise des échantillons de faible diamètre non remaniés et réclame de nombreuses répétitions. La méthode que nous avons adoptée (mesure du temps d'infiltration) permet d'effectuer rapidement les mesures sur les parcelles sans provoquer de perturbations majeures. Elle a une valeur indicatrice sur les états de surface. Elle est complétée par des observations générales sur les sols. 2.2. Choix du site d'étude.Le choix du site a été effectué tout d'abord en raison de sa situation topographique. Situé en contrebas de la station d'épuration il permettait un écoulement gravitaire des eaux usées. D'autre part, en raison de la situation de l'E.I.E.R., la localisation en zone urbaine permettait de reproduire au mieux les conditions théoriques de la réutilisation des eaux usées. Une partie du site avait déjà servi à la réutilisation des eaux usées provenant du marigot adjacent. De ce fait, le site peut être considéré comme représentatif des conditions de réutilisation des eaux usées en milieu urbain. L'E.I.E.R. étant propriétaire du site, les aspects fonciers de la réutilisation des eaux usées ne peuvent être étudiés. 2.3. Description du dispositif expérimental.Le site (cf: photo) est constitué par un rectangle de 70 m de long (du nord au sud) sur environ 40 m de large (d'est en ouest). Sur cette surface, on met en place, après relevé topographique, un dispositif agronomique de type split splot. 30 parcelles sont disposées en long sur 3 rangs de 10 parcelles chacun. Les parcelles sont de 2 m x 10 m de long orientées est/ouest. La station d'épuration se trouve à 10 m à l'est du dispositif. Chaque rangée est désignée par une lettre et chaque parcelle par un numéro. L'ensemble de la surface d'une rangée (espaces interparcellaires compris) est appellée zone. Nous avons ainsi d'est en ouest les zones A, B et C sur lesquelles se trouvent les parcelles numérotées de 1 à 10 du sud au nord. Pour désigner précisément une parcelle, on indique son numéro précédé de la lettre désignant la zone sur laquelle elle se trouve ( ex: A10). Les espaces interparcellaires sont désignés par les deux parcelles qui leur sont adjacentes (ex: A4/A5). Un marigot qui draine en saison sèche les eaux usées de l'Université de Ouagadougou borde le dispositif dans sa partie est. La partie la plus basse du site est la partie centrale (zone B). Les crues du marigot qui borde le site peuvent provoquer des inondations temporaires avec une accumulation préférentielle des eaux dans la partie la plus basse. Les arbres présents sur le site sont en majorité des Neem (Azadirachta indica), dont les diamètres varient entre 10 et 40 cm. La zone C la plus proche du marigot est celle sur laquelle se pratiquait la réutilisation des eaux usées. C'est également une zone d'implantation préférentielle pour les cultures pluviales, notamment le maïs. Les eaux usées sont drainées par des canalisations souterraines jusqu'à des puisards situés entre les parcelles B2 et B3 et les parcelles B6 et B7. Un puisard complémentaire chargé de recueillir les eaux provenant d'une station de potabilisation des eaux de barrages a été construit au niveau des parcelles B9 et B10. L'eau de barrage est amenée à partir d'une prise située au pied de la station de potabilisation et conduite au milieu du site par un tuyau de 60 m. La dimension des parcelles est inférieure aux normes usuelles et ne répond pas tout à fait aux protocoles expérimentaux classiques. Cette situation risque d'avoir une incidence sur les rendements des cultures, mais comme nous l'avons vu, elle reproduit des conditions réelles. Le contrôle de qualité des eaux en termes sanitaires a été effectué au préalable (Guène, 1988) et la mesure de la concentration en éléments minéraux dans l'eau a été effectuée par le C.R.E.P.A.2 et l'EIER3 durant l'expérimentation. Le caractère pluridisciplinaire est ainsi développé et assure à la recherche des possibilités d'application immédiate en toute sécurité. 2.4. Calendrier expérimental.Le déroulement de la recherche s'est effectué en quatre étapes. Chaque étape correspond à une progression dans les connaissances qui permet le passage à l'étape suivante. Première étape: Description et mise en place du dispositif expérimental. De la saison des pluies 1990 à celle de 1991, nous avons cherché à obtenir le plus d'informations possible sur le milieu où se pratiquerait l'expérimentation. Durant la saison des pluies 1990 nous avons effectué un inventaire floristique et entomologique du futur site expérimental. Durant la saison sèche 1990/1991 nous avons effectué nos prélèvements de sol et procédé à la pose de l'enceinte grillagée délimitant la zone d'expérimentation. Cette protection contre l'extérieur est nécessaire pour éviter les dégradations. Elle assure également la mise en défens des zones de friches. Puis nous avons procédé au relevé topographique du site et à la détermination de l'emplacement des parcelles. La première expérimentation a débuté en mars 1991 durant la construction des ouvrages de collecte des eaux. La zone centrale du dispositif n'a pas été mise en culture (zone B) pour cette raison. Aucun obstacle majeur à la croissance des plantes n'est apparu au cours de cette expérimentation. En raison de l'hétérogénéité des résultats culturaux, nous avons redistribué les parcelles témoins sur l'ensemble du dispositif alors qu'elles étaient regroupées au niveau des numéros 9 et 10 . Deuxième étape: Mise au point des méthodes. 2CREPA: Centre régional pour l'eau potable et l'assainissement à faible coût. Ouagadougou 3 E.I.E.R: Ecole Inter-etats d'ingénieur de l'équipement rural. De juin 1991 à janvier 1992, nous avons procédé à la mise au point des méthodes d'échantillonnage de la faune des sols et de l'eau. La méthode d'extraction des résidus racinaires a également été améliorée durant cette période. Troisième étape: Mise en évidence de l'impact des eaux usées sur la fertilité. De mars 1992 à mars 1993, nous avons procédé à la mesure sur les parcelles des populations animales. En mars 1993, la production végétale sur les parcelles témoins est extrêmement faible et nous considérons avoir atteint le seuil de dégradation de la fertilité signalé dans la littérature. Nous mesurons les paramètres chimiques et biologiques du sol et nous redéfinissons le protocole de culture. Quatrième étape: mise en évidence de l'impact des travaux culturaux sur la fertilité. De septembre 1993 à février 1994 nous avons limité au maximum les travaux culturaux. Aucun travail de sarclage durant les périodes de végétation n'a été effectué. Le désherbage a été manuel. Parallèlement une expérience d'infiltration est menée pour mettre en évidence l'interaction entre l'infiltrabilité du sol et la qualité des eaux. Graphique 1: Calendrier cultural.
A NNEE SCOLAIR E 1991 NOV DEC JAN FEV MAR AVR MA I JUN JUL AOU S EP OCT
MARAÎCHA GE MAR A ÎC H AGE
M AÏS AR A C HID E 1992 1993 H ORTIC ULTU R E
Arrêt du sarclage
MAÏS 1994
Période froide Période chaude M A R AIC H AGE MIL 2.5. Description des méthodes employées.2.5.1. Protocole général de mise en culture.Les agriculteurs sont propriétaires des récoltes. Ils ne reçoivent aucun dédommagement pour leur travail. L'engagement financier se fait pour notre part au travers de l'aménagement du site, de l'achat du matériel pour les travaux culturaux et de l'achat de semences. La mise en culture s'effectue en fin de saison des pluies (novembre). L'ensemble du couvert végétal herbacé est coupé et exporté à l'écart du dispositif. Cette opération terminée, les parcelles sont "labourées" à la daba sur une profondeur de 20 cm. Lorsque le sol est trop dur, un arrosage est effectué pour l'ameublir. Les semis sont effectués en fonction du type végétal. Dans certains cas une pépinière est aménagée à l'écart du dispositif pour obtenir les plantons (tomates etc...). Cette pépinière est enrichie avec du fumier. L'arrosage est effectué deux fois par jour par aspersion à l'arrosoir. Les doses d'irrigation sont calculées selon les normes admises pour la région. La récolte aux environs du mois de mars peut être effectuée en une fois (maïs, arachide, choux) ou s'étaler sur plusieurs jours (tomates, gombo etc..). Les acheteurs se rendent directement sur le site pour se procurer les produits. Il s'agit soit de professionnels soit de particuliers (personnel de l'E.I.E.R.). La production est pesée, les résidus végétaux sont exportés. Les parcelles sont de nouveau labourées et un cycle cultural est accompli durant la période chaude de la saison sèche jusqu'à la saison des pluies. L'arrosage du matin s'effectue entre 7 h et 9 h du matin. L'après-midi, il commence aux environs de 15 h jusqu'à 17 h. Le sarclage est effectué environ trois fois pendant un cycle cultural. L'observation de zones d'écoulements préférentiels a conduit, notamment pour les parcelles de la zone A, à faire de petites levées de terre pour ralentir le flux et améliorer l'infiltration dans les parties supérieures des parcelles. Les prélèvements de sol sont effectués soit aux environs de 9 h soit aux environs de 17 h. 2.5.2. Techniques d'échantillonnage.Echantillonnage du sol. Deux types d'échantillons sont prélevés, des échantillons pour la détermination de la composition chimique et de l'humidité pondérale dans un profil de sol et des échantillons pour la détermination de la faune du sol prélevés en surface.. Echantillons prélevés dans un profil de sol. Les échantillons sont extraits à l'aide d'une sonde pédologique (Grouzis, 1987). Le solum obtenu est non remanié sur 60 cm. Ce qui permet d'effectuer également des observations générales sur la porosité du sol. Ces carottages sont effectués au début et à la fin de l'expérimentation pour mesurer l'évolution de la réserve minérale dans le profil. Des mesures de l'humidité pondérale sont effectuées à titre indicatif durant les phases de culture pour vérifier l'efficacité de l'irrigation. Le choix des lieux de prélèvement s'est fait au départ, selon la composition du couvert végétal. La meilleure connaissance du site et son aménagement nous ont conduit par la suite à effectuer l'échantillonnage selon la texture des sols et le type de travail cultural. Echantillons prélevés en surface. Ces échantillons vont être utilisés pour déterminer 4 paramètres différents. Des échantillons de sols sont prélevés à l'aide d'un cube de 10 cm de côté. On les utilise pour effectuer aussi bien les mesures physico-chimiques que les mesures de la faune des sols. Les prélèvements pour la détermination et la quantification de la faune des sols sont effectués soit au mois de septembre en saison des pluies, soit durant la saison sèche en fonction du calendrier cultural. La répartition spatiale des organismes en climat tropical à saisons contrastées se fait généralement en agrégats autour des racines des plantes (Lavelle, 1983). En conséquence, les prélèvements seront effectués sur les espaces dépourvus de végétation en surface, afin de limiter l'influence des systèmes racinaires sur les populations animales. Dans le cas des zones cultivées notamment sous maïs, les échantillons sont prélevés entre deux rangs à équidistance entre les tiges des plantes. Echantillonnage de l'eau. Les échantillons d'eau sont prélevés à l'aide d'un seau dans les puisards. L'eau du puisard est préalablement mélangée en reversant deux à trois seaux avant d'effectuer le prélèvement définitif. Un litre est versé dans un flacon de prélèvement en matière plastique à bouchon hermétique. Dans la dernière phase de l'expérimentation (nov. 1993 à fév. 1994) 5 ml de formol sont versés dans le flacon afin de préserver l'échantillon de la dégradation. L'échantillon a été dans ce cas stocké au réfrigérateur. Echantillonnage de la biomasse végétale. Végétation naturelle. Pour mesurer la production végétale dans les zones de friches, on utilise un cadre en bois de 1 m de côté (Matthey, Della Santa et Wannenmacher. 1984). L'ensemble des végétaux sont coupés à la base. Le choix de l'échantillon s'est effectué tout d'abord en fonction des espèces rencontrées (1990) puis en fonction de la zone (1993). Végétation cultivée. 10 tiges de maïs sont coupées à la base, ce qui correspond pour des rangs écartés de 60 cm et des plants espacés de 20 cm à une surface d'un mètre carré. Les épis sont récoltés et pesés séparément. Pour les autres plantes de cultures c'est l'ensemble de la production d'une parcelle qui a été mesuré. Lorsque les mesures permettent une estimation directe d'un résultat, les statistiques ne sont pas nécessaires (Webster com. pers.). C'est le cas de la différence de rendement selon les traitements puisque après trois ans, aucune production n'est enregistrée sur les parcelles témoins. C'est également le cas de la carence en azote puisque les symptômes de celle-ci n'apparaissent que sur les parcelles témoins. Pour effectuer une première sélection des indicateurs de fertilité, on compare les résultats des mesures de croissance végétale avec chacun des indicateurs. D'autre part, on analyse l'influence des eaux usées sur ces indicateurs. Nous obtenons ainsi deux types d'indicateurs, ceux qui correspondent à la variation des mesures de production végétale et ceux qui sont sensibles à l'irrigation par des eaux usées. Enfin, on compare les valeurs des mesures effectuées sur les parcelles expérimentales avec celles obtenues sur les espaces interparcellaires. Protocoles. Protocoles pour l'analyse des sols. Echantillons non remaniés. La sonde pédologique est enfoncée à la masse. elle permet d'obtenir un échantillon non remanié sur une profondeur de 50 cm. Les échantillons plus profonds sont obtenus avec une tarière jusqu'à une profondeur de 1.20 m. Les carottes sont mises à sécher à l'air libre (cf. photo) lorsque le sol doit être analysé chimiquement. Elles seront ensuite observées à la loupe binoculaire par tranche de 5 cm. Les observations terminées, les sols seront tamisés à 2mm et stockés dans des sachets plastiques individuels et expédiés en Suisse. Dans le cas de l'estimation de l'humidité pondérale, le sol est fractionné 10 cm par 10 cm et mis à l'étuve à 105°C pendant 24 heures. On en déduira l'humidité pondérale par le calcul de la différence entre son poids initial et son poids sec. Echantillons remaniés: Mesures de la quantité de racines et du nombre d'animaux. Les échantillons de 1000 cm3 de volume sont prélevés à l'aide d'un cadre cubique de 10 cm de coté, il est enfoncé à l'aide d'un maillet en disposant au préalable une planche de petite taille sur le cadre. Les échantillons sont transportés directement du champ au laboratoire dans une boîte en plastique. Ils sont disposés sur l'extracteur Berlèse (Dunger et Fiedler, 1989 ). L'échantillon de sol est récupéré, une fraction de 120 g est tamisée à 2 mm et expédiée en Suisse pour les analyses chimiques, et une fraction de 500 g est utilisée pour l'extraction de racines. Les sols sont analysés au laboratoire de pédologie de l'E.P.F.L.. Trois types d'analyses sont effectuées. Le taux de carbone et celui des substances humiques sont obtenus par combustion sous oxygène et mesurés soit par conductimétrie (Casumat) soit par infra-rouge (TOC). L'évaluation de la réserve totale en azote et en
phosphore se fait par la méthode Kjeldahl et la au spectromètre d'émission plasma. Protocole pour l'analyse de la végétation. Détermination du couvert végétal. Méthode d'échantillonnage pour un mètre carré. Extraction des racines. L'échantillon de 500 g de sol est mis à tremper, après 10 minutes on agite l'échantillon et on le passe au tamis à 200 microns. On rince le tamis par une aspersion d'eau (pommeau de douche) pour éliminer les fines. L'échantillon est reversé dans le récipient et on procède à un second rinçage. On superpose un tamis à mailles de 1 mm au tamis à mailles de 0.2 mm. Les résidus organiques sont obtenus par séparation gravitaire dans le récipient de rinçage et tamisés. On les met à sécher à l'étuve (105° C/48heure) ou on les lyophilise. Après séchage, on pèse le matériel. Il est ensuite observé à la loupe binoculaire et sa contenance en azote et carbone est mesurée par la méthode Dumas automatisée (Carlo erba) au laboratoire de l'E.P.F.L.. Mesure de la croissance végétale. Pour chaque parcelle, la taille de 10 plants est mesurée au double mètre. La fréquence des mesures est de une fois toutes les deux semaines. Mesure de biomasse végétale épigée. Les plantes sont pesées fraîches puis on les sèche soit à l'étuve (saison des pluies) après les avoir hachées, soit à l'air libre en saison sèche. On mesure le poids sec. Les animaux tombent de l'extracteur dans des flacons remplis d'alcool à 70%. En trois jours l'extraction est considérée comme terminée durant la saison sèche. On compte une semaine d'extraction durant la saison des pluies. Les animaux seront triés manuellement dans une boîte de Pétri, à l'aide d'une pipette pasteur. Lombrics. Un cadre cubique de 25x25x20cm est enfoncé dans le sol. L'échantillon est trié à la main pour en extraire les annélides et les compter. Trois classes de taille sont différenciées au cours des comptages, les petits (<3 cm) les moyens (entre 3 et 5 cm) et les gros (>5 cm). Protocole pour la mesure du temps d'infiltration. Mesure à l'aide d'un cadre de 50 cm de côté du temps d'infiltration d'un seau de 10 litre d'eau. Le cadre est enfoncé de 5 cm dans le sol. On verse l'eau en une fois, on déclenche le chronomètre et on vérifie qu'il n'y ait pas de perte latérale. La mesure est terminée lorsque la surface du sol est totalement ressuyée. On signale la présence/absence de couvert végétal dans la zone de mesure. Mesure de l'humidité atmosphérique et température. Utilisation d'un thermo-hygromètre portatif EBRO. L'humidité et la température sont mesurées à un mètre du sol., puis à 5 cm de la surface. La nature du couvert végétal est relevée. Mesure du taux de matières organiques dans l'eau. Utilisation d'un fractionnement avec des tamis de tailles différentes. On prélève 100 ml d'eau dans le flacon de 1 l qui sont directement mis à l'étuve. C'est le taux de matière organique total qui sera estimé de la sorte. On passe le reste au travers de tamis à mailles de 100 et 50 et 20 ou 10 microns Les fractions récoltées sont observées à la loupe binoculaire et au microscope, on détermine les algues et on compte le zooplancton (dans 1ml). Puis les fractions sont mises à l'étuve dans des creusets à 105°C pendant 12 heures. On pèse les creusets ce qui donne le poids de matières sèches. On passe ensuite les échantillons pendant deux heures au four à 550°C pour déterminer la fraction organique obtenue par la différence de poids.
Chapitre 1. Etat initial du milieu et quantifications des apports.Les résultats seront présentés en trois chapitres. Dans ce premier chapitre nous avons regroupé les résultats concernant l'état initial du milieu d'étude et la quantification des apports. Nous en déduisons les facteurs de variation qui peuvent influencer les résultats. Ces facteurs de variations seront pris en compte dans l'analyse statistique. 1.1. Description générale du site expérimental.En climat tropical sec, l'activité humaine (mise en culture des sols), le couvert végétal et la texture du sol ont une influence sur les caractéristiques des sols. Pour tenir compte de cette influence nous décrivons l'état initial du milieu expérimental en tenant compte de ces trois facteurs. Cette description est accompagnée d'un plan topographique du site sur lequel sont reportées les différentes situations rencontrées. Cette définition complète la cartographie des sols effectuée au préalable par le laboratoire d'analyse des sols (BUNASOL) de Ouagadougou. Nous analysons les paramètres chimiques du sol dans les 10 premiers cm ainsi que cela a été prévu initialement. 1.1.1. Topographie du site et caractéristiques texturales des sols.Lors de la saison des pluies une inondation temporaire de la zone centrale (zone B), la plus basse avec un écoulement préférentiel des eaux du sud au nord ( cf. plan topographique) est observée. La partie est (zone C) est une zone de transition pour les eaux. La partie ouest (zone A) n'est pas submergée. La différence d'altitude entre ces zones est de 10 cm (zone C) à 20 cm (zone A). Le site se présente en coupe comme une cuvette dont la bordure est est sensiblement plus basse que la bordure ouest. La pente n'est pas visible à l'oeil nu mais uniquement lors des crues. Tableau 1: texture des sols dans les horizons de surface (0-10 cm).
Les zones B et C sont composées de sols peu évolués d'apport alluvial hydromorphes, la zone A d'un sol ferrugineux tropical lessivé à concrétions et tâches d'hydromorphie (Bunasol 1989). Les inondations temporaires n'ont pas d'influence sur la texture de surface du sol ferrugineux tropical de la zone A. La comparaison des résultats d'analyses de cette zone avec ceux effectués par Rudig pour des lieux de prélèvement différents mais un même type de sol (ferrugineux) en 1991 donne une texture similaire. Les prélèvements de Rudig ont été fait au sud de la STEP, en dehors de l'influence du marigot. Pour la zone C, il semble que ce sont principalement les sables fins qui s'y sont déposés. La zone B a une composition en argile et en limon plus importante, ce qui s'explique par la stagnation temporaire des eaux. Une nappe perchée occupe la partie centrale du dispositif. Son toit oscille de 40 cm à 120 cm de profondeur de la saison des pluies au milieu de la saison sèche. Elle persiste jusqu'aux environs du mois de mars. La disparition de toute végétation herbacée non adaptée à la saison sèche autorise à penser que cette nappe n'a pas d'influence en surface durant cette saison. 1.1.2. Le couvert végétal.En juin 1990, le site expérimental n'est pas encore aménagé. Il présente une hétérogénéité dans le couvert végétal qui peut être attribuée dans une première approche à sa topographie et à l'influence de l'homme. Le sol a subi des travaux culturaux récents à certains endroits alors que d'autres parties sont restées incultes. Ces différentes couvertures sont répertoriées sur le plan topographique ci-joint. Une liste détaillée des espèces est donnée en annexe 1. Tableau 2: Groupement végétaux observés sur le site expériemental en septembre 1990.
Les prélèvements de sol sont effectués sur chacune des surfaces mise à part celle sur laquelle des patates douces (P) ont été cultivées en raison des très grandes modifications provoquées par les billons. Le développement de la végétation naturelle se fait en deux périodes. Avec les premières pluies se développent des plantes à cycles courts. Pendant cette première période, le site apparaît comme homogène avec un couvert végétal composé en majorité par Setaria pallidifusca. Ces plantes de petite taille (50 cm env.) arrivent rapidement (en un mois et demi) à maturité. Une deuxième période commence vers la fin du mois de juillet. Le couvert végétal se transforme rapidement avec l'apparition de plantes de taille beaucoup plus importante (2 à 2.5 m au max.). Ces plantes à cycles plus longs (deux mois env.) fleurissent à partir du mois d'août jusqu'à la fin du mois d'octobre. On procède à un relevé floristique dans le courant du mois d'octobre afin d'obtenir un inventaire précis de la végétation (cf. Annexe 1) et d'en mesurer la biomasse aérienne. La production sur les zones cultivées n'a pu être mesurée. Nous mesurons la production végétale épigée afin de pouvoir comparer la productivité du dispositif expérimental avec les chiffres disponibles dans la littérature. Tableau 3 : Production de biomasse végétale épigée, septembre 1990 (végétation naturelle).
La production moyenne de phytomasse aérienne est de 5,9 t/ha ce qui est dans la moyenne régionale, les chiffres de production aérienne se situant entre 4 et 13 t/ha (Fournier, 1991) . 1.1.3. Composition chimique de l'horizon de surface (0-10 cm).Les sols sont légèrement acides, avec des concentrations en azote suffisantes (>400 ppm). Les concentrations en carbone total et en phosphore (Piéri, 1989) sont également suffisantes. Quelle que soit la zone de prélèvement, les valeurs sont identiques. On observe une variation spatiale des mesures entre la zone A et les zones B et C. Tableau 4: Composition chimiques de l'horizon de surface.
Tableau 5: Mesures des cations échangeables (pH 7).
Commentaires. A première vue, une variation spatiale est observée et correspond à la nature des sols. Les sols peu évolués ont des compositions chimiques semblables et se distinguent sensiblement du sol ferrugineux tropical. La composition chimique du sol dans l'horizon de surface est tout à fait dans les ordres de grandeur régionaux (Sedogo, 1993). La CEC qui est très faible malgré les variations de texture indique la présence d'argiles de faible capacité d'échange (kaolinites). Le pH est plutôt bas cependant la faible acidité d'échange mesurée écarte la mise en place d'une toxicité aluminique. La valeur la plus fréquente dans la zone d'étude est de 0.4% de carbone organique (Piéri, 1989). Le taux de carbone organique sur le site est donc relativement élevé. Le site d'étude présente des caractéristiques physico-chimiques et biologiques (production épigée) qui montrent une fertilité correspondant aux moyennes locales. Sa mise en culture ne devrait pas poser de problème. Des variations spatiales de faible amplitude sont enregistrées. Si nous tenons compte des remarques effectuées au préalable (cf. Première partie) il est possible que ces variations spatiales n'aient pas d'incidence sur la production végétale. Nous sommes en présence de sols peu évolués et d'un sol ferrugineux tropical, ce qui représente exactement la situation décrite par Boulet. C'est un milieu qui ne présente pas de symptôme de dégradation (ex: zippellés), ou une composition chimique impropre à la culture. Il bénéficie d'une alimentation hydrique importante en saison des pluies, ce qui favorise la production végétale naturelle. Son exploitation est importante, mais elle a été limitée en 1990 à cause de notre intervention. La présence de Pennisetum pedicellatum et de Striga hermontheca atteste une dégradation des sols liée à la mise en culture. Le site d'étude présente des caractéristiques propres aux milieux tropicaux tels qu'ils ont été présentés dans la première partie, à savoir des sols dans lesquels les argiles présentent une faible capacité d'échange cationique. Le taux de carbone est faible (<1%) en comparaison avec des sols sous couvert forestier, mais il est représentatif des sols cultivés. La présence d'un couvert végétal ligneux dominé par une essence importée (Azadirachta indica) montre une forte influence de l'homme. 1.2. La station pilote de l'E.I.E.R..Cette station est alimentée avec les effluents provenant du réseau d'eaux usées de l'E.I.E.R. et du C.I.E.H.. Ce réseau lui permet de fonctionner avec un volume d'eaux usées de type ménager de 40 m3/j. Le départ des étudiants à la fin de l'année scolaire provoque un arrêt temporaire de l'alimentation en eau des bassins. Cet arrêt dure pendant pratiquement toute la saison des pluies. Il n'y a pas d'irrigation possible durant cette période. Les eaux de l'ensemble des bâtiments sont canalisées vers une bâche de pompage qui dispose d'un dispositif de régulation de la distribution des eaux en direction de la STEP (cf. schéma de la S.T.E.P ci-joint.). De ce collecteur, les effluents sont pompés en direction d'un décanteur primaire qui permet la sédimentation des boues. A partir de ce décanteur, l'eau est distribuée soit en direction de la filière lit bactérien soit en direction de la filière lagunage. La filière lagunage est divisée en deux séries de lagunes. Ces séries diffèrent selon le matériau de construction des bassins et le mode de revêtement des berges. Les eaux de lagunage sont réunies en sortie du dernier bassin de maturation dans un même bassin de stockage. Ce bassin est divisé en deux compartiments séparés par une paroi étanche en béton. L'eau issue du bassin de maturation de la filière lit bactérien y est également collectée dans le second compartiment. De ce collecteur les eaux sont dirigées vers leurs puisards respectifs. Deux principes sont utilisés pour l'épuration, la minéralisation biologique par les bactéries en voie aérobie ou anaérobie et l'utilisation du rayonnement ultra-violet pour l'élimination complète des germes pathogènes. 1.2.1. La filière lit bactérien.Cette filière utilise des cailloux de latérite ou de quartz comme support des films bactériens (Touré, 1986). Les effluents sont déversés par un auget basculant sur ces supports et les traversent sur une hauteur de trois mètres. Au cours de ce trajet, les processus de minéralisation biologique de la matière organique en conditions aérobies permettent un abattement de la DBO et de la DCO des effluents. Les eaux sont récoltées en sortie de ces lits bactériens dans un décanteur secondaire. De ce décanteur, elles sont drainées en direction d'un bassin de maturation de faible profondeur qui permet une élimination des germes pathogènes par irradiation aux rayons UV naturels. Le temps de séjour des eaux dans ce bassin est d'environ une semaine (Randin, 1991). Dans le bassin de maturation, la composition des effluents permet le développement d'une flore et d'une faune planctonique. Des silures de 30 à 50 cm de longueur brassent continuellement les eaux. Ils entretiennent ainsi un taux d'oxygène important dans les couches inférieures du bassin. Populations planctoniques La diversité de ces populations dépend du débit d'entrée au niveau du bassin, du taux d'oxygène de l'eau et de paramètres climatiques. On peut distinguer quatre phases de fonctionnement de ce bassin durant l'année scolaire. La première phase que l'on désignera par phase A débute avec l'arrivée du personnel et des étudiants après les congés annuels. Cette phase se caractérise par une remise en charge progressive des bassins. La phase suivante ou phase B apparaît après le complet remplacement des eaux «propres» de la saison des pluies par les eaux «sales» provenant de l'école. Durant cette phase les Euglénophycées sont dominantes. Elle est généralement caractéristique à partir de la fin du mois de janvier et dure jusqu'au mois d'avril. Les fortes chaleurs favorisent le développement des cyanophycées qui apparraissent alors. En juin ou plutôt avec les premières pluies une dilution plus ou moins forte des effluents par les précipitations favorise une modification des populations planctoniques en relation avec l'amélioration relative de la qualité des eaux , c'est la phase C. Durant cette phase on observe une explosion d'algues bleues (Oscillatoria sp.et Spirulina sp.) qui est suivie du développement des populations de cladocères (Moina sp.). C'est durant cette période que des larves de moustiques et des cyclops sont observés. Enfin, pour terminer le cycle, c'est la période des congés scolaires de juillet à octobre ou phase D qui permet par une dilution importante et des temps de séjours prolongés d'améliorer la qualité des eaux. Durant cette période, c'est plus particulièrement la faune d'insectes aquatiques qui se diversifie. Tableau 1: Composition générale des eaux de la filière lit bactérien.
* Moyennes des données établies par l'E.I.E.R. , le C.R.E.P.A. et les diplômants E.P.F.L. et E.I.E.R. travaillant sur le site. 1.2.2. La filière lagunage.Cette filière suit globalement les phases de fonctionnement présentés pour le lit bactérien. Les populations planctonique notamment de rotifères y sont moins nombreuses que dans le bassin de la filière lit bactérien. Pour une raison indéterminée, nous avons pu observer une différence dans la composition algale entre les deux séries de cette filière durant la phase C. La série avec des berges en béton est colonisée par Microcystis sp. et la série avec des berges recouvertes de plastique est colonisée par Oscillatoria sp. L'épuration se fait par minéralisation bactérienne dans deux bassins successifs. Le premier bassin permet une minéralisation de la matière organique en condition d'aérobiose ou d'anaérobiose. Ce bassin facultatif est de petite taille et réagit rapidement à une augmentation de charge. Après un temps de séjour de trois jours, les effluents se déversent dans le second bassin où ils subissent une seconde forme d'épuration en condition aérobie grâce à la production d'oxygène par les algues (Pietrasanta et Bondon, 1994). Il n'y a pas de poissons dans ce bassin. Des essais d'implantation ont été faits avec des Tilapia, mais ils se sont soldés par un échec. Cette échec peut avoir deux causes, soit un déficit en oxygène dissous, soit une modification de la composition chimique des eaux ( ammoniac). Tableau 2: Composition générale des eaux de la filière lagunage.
* Moyennes des données établies par l'E.I.E.R. (Guene, 1989), le C.R.E.P.A. et les diplômants E.P.F.L. et E.I.E.R. travaillant sur le site. Nous avons constaté que malgré la dilution par les pluies et l'allongement des temps de séjour des teneurs en carbone importantes étaient mesurées durant la phase D dans les deux filières. La présence d'ostracodes, les fluctuations de populations algales avec alternance de cyanophycées et de chlorophycées nous indiquent la présence de matières organiques dans le fond des bassins qui évoluent au cours du temps (Belbahri, 1991). 1.2.3. Quantification des apports organiques et minéraux.Le calcul des apports est effectué de la façon suivante: - on détermine la concentration en matière organique pour chaque fraction et pour 1 litre d'eau - on multiplie cette concentration par le nombre de litres contenus dans un seau. Selon les doses d'irrigation utilisées qui sont comptées en nombre de seaux par parcelle, on obtient la dose journalière reçue par une parcelle. On multiplie ce chiffre par le nombre de jours d'irrigation qui dépend du nombre de cycles culturaux effectués durant l'année scolaire. Sachant qu'une parcelle a une surface de 20 m2, on multiplie le chiffre de la dose annuelle par parcelle par 500 et on obtient la dose annuelle reçue par hectare. Des fluctuations interannuelles sont enregistrées soit dans les débits d'entrée de chaque filière, ce qui modifie la charge organique à la sortie, soit dans les doses d'irrigation. Le tableau suivant présente les variations des débits d'entrée en pourcentage du débit total. Le dimensionnement des bassins a été calculé sur la base de la répartition de 20 % pour la filière du lit bactérien et 40% du débit total pour chaque bassin de la filière lagunage. Ce qui représente pour un volume d'entrée de 40 m3 une répartition en 16 m3 pour chaque filière de lagunage et 8 m3 pour la filière du lit bactérien. Tableau 3: Variations interannuelles des débits.
Variations de la dose d'irrigation. Les doses d'irrigation ont changé entre les années 1992 et 1993/1994. Ces variations proviennent de l'ajustement des doses aux besoins des cultures. En 1992 la dose est de 300 litres/jour/20 m2 (20 seaux par jour) et en 1993/1994 elle est réduite à 240 litres/jour/20 m2 (16 seaux par jour). Ces ajustements ont été décidés par M. Tran Minh Duc de L'E.I.E.R., agronome. Tableau 4: Dose d'apport de matières organiques.
Ces doses annuelles correspondent aux doses minimales (5 t/ha et par an) conseillées pour maintenir le statut organique des sols cultivés en irrigation (Tranh Min Duc com. pers.). La dose journalière est à prendre en compte pour donner une idée de l'apport réel de matières organiques au sol. Tableau 5: Doses journalières.
On reprendra le tableau présenté par le C.R.E.P.A. pour l'évaluation des apports minéraux. Dans ce tableau, les auteurs comparent les doses d'azote, de phosphore et de potassium qu'apportent les eaux usées avec les doses d'engrais supersimples habituellement appliquées dans le maraîchage. Tableau 6: Doses d'apport annuel en fertilisants minéraux comparées à la dose conseillée en supersimple (Tounkara et al, 1994).
Commentaires D'après cette étude, les eaux usées fournissent largement les éléments minéraux nécessaires aux cultures sans risquer de provoquer une alcalinisation des sols (Tounkara et al, 1994). Les résultats statistiques obtenus par comparaison entre les données obtenues pour chaque filière en ce qui concerne les concentrations en matières organiques et le poids sec de plancton ne permettent pas de distinguer les deux filières. Les analyses minérales des eaux présentent des différences, mais il n'est pas précisé par les auteurs si ces différences sont significatives. La biomasse des organismes planctoniques et leur détermination met en évidence une différence relative de la composition planctonique des eaux durant l'année scolaire 1993. Les euglénophycées dominent dans la filière lit bactérien alors que des chlorophycées (Errerella sp.) ont colonisé le bassin de lagunage à partir de fèvrier 1993. L'année 1993 sera considérée comme différente. D'autre nous avons pu observer en septembre 1993 un très fort dépôt de matières dans les canalisations qui drainent les eaux du lit bactérien. Ces dépôts on conduit à un colmatage important du système de drainage des eaux vers le puisard. Nous en concluons, que les eaux provenant du lit bactérien sont plus fortement chargées en matières décantables. Cette charge plus importante est sans doute causée par le mouvement des poissons. Celui-ci favorise la remise en suspension des dépôts du fond du bassin de maturation et leur entrainement dans les canalisations. Il existe une différence qualitative observée, d'origine planctonique, entre les eaux des deux filières. Il existe également une différence quantitative observée, d'origine minérale (matières décantables) entre les deux filières. 1.3. Détermination des facteurs de variation.La présentation de l'état initial du milieu expérimental montre une variation spatiale du type de sol et de la topographie. Une variation spatiale de la répartition des eaux au cours des épisodes d'inondation temporaire du site pendant la saison des pluies est observée. Les caractéristiques des effluents et les doses d'apports fluctuent d'une année à l'autre. On doit envisager de comparer les résultats obtenus par la mesure des caractéristiques chimiques, biologiques et physiques du milieu selon deux facteurs complémentaires du facteur principal (origine des eaux d'irrigation): - La variation spatiale (comparaison des données entre zones). - La variation quantitative des apports (comparaison interannuelle). La qualité de l'indicateur sera déterminée en fonction de sa sensibilité à ces différents facteurs de variations. L'indicateur idéal pour mettre en évidence l'effet de l'irrigation par différents types d'eaux doit être sensible à la fois au type d'eau ( barrage, lagunage, lit bactérien) et à la variation quantitative des apports. Chapitre 2. Vérification de l'impact des eaux usées sur la fertilité chimique des sols cultivés.Dans ce chapitre, l'ensemble des résultats de la première étape de la démarche expérimentale sont présentés. Ils permettent de déterminer les indicateurs de la fertilité chimique du sol qui suivent la même évolution que les mesures de croissance végétale. Au cours de cette seconde étape on vérifie la première hypothèse de travail. 2.1. Effet de l'intrant sur la fertilité chimique des sols.2.1.1. Etat des cultures.En mars 1993, on observe une différence nette entre les parcelles irriguées par les eaux usées et les parcelles témoins. Le maïs (sélection INERA) présente sur les parcelles témoins des signes de carence en azote (cf. photo). Les différences de taille sont également importantes. Un gradient de hauteur est visible entre les maïs de la zone A vers ceux de la zone C sur ces parcelles (cf. photo). Tableau 1: Hauteur des tiges de maïs (campagne de nov. 1992 à mars 1993).
Sur les parcelles témoins, les épis sont de petite taille, quand il y en a, et les grains très faiblement colorés. Les résultats statistiques obtenus pour la comparaison entre les zones A et B montre une différence significative entre les parcelles témoins et les parcelles traitées pour ce qui est de la hauteur des plants. Les résultats obtenus dans la zone C ne sont pas inclus dans les calculs statistiques. Durant cette campagne de novembre à mars il a été nécessaire d'effectuer des sarclages à des fréquences rapprochées pour améliorer l'alimentation hydrique des plantes. Un enroulement caractéristique des feuilles de maïs est constaté. C'est un symptôme d'une mauvaise alimentation hydrique des plantes. On observe sur les parcelles témoins la formation de zones d'écoulement préférentielles et de flaques temporaires. Pour la zone A on constate une variation de la taille des tiges selon la position de la plante sur la parcelle. Les plantes situées dans la partie haute sont de taille inférieure à celles de la partie basse. Le problème d'alimentation hydrique des plantes est à associer à une mauvaise infiltration de l'eau dans le sol. Ce phénomène est plus marqué sur les parcelles témoins. D'autre part la végétation d'adventices composée en majorité de Portulaca sp. est présente uniquement sur les parcelles traitées. Le poids frais moyen de tiges de maïs permet d'apprécier les différences entre témoins et traités. Tableau 2: Poids frais moyen des épis de maïs (campagne de nov. 1992 à mars 1993).
A l'observation, une différence apparaît entre les parcelles témoins. Sur les parcelles A10 et C10 qui sont utilisées comme témoins depuis la première mise en culture aucun épi n'a été récolté. Sur les parcelles C1, C5 et B1, B5 quelques épis de faible taille sont venus à maturité. Les parcelles A1 et A5 sont à classer à part. Pour la parcelle A1, en raison de la présence d'une fourmilière, les possibilités d'exploitation ont été limitées jusqu'en novembre 1992. Cette parcelle a été sous exploitée et n'a subit que 2 cycles culturaux. La parcelle A5, dont les plantes donnent les signes évidents d'une carence en azote (cf. photo 2), se trouve pour sa part en bordure du chemin qui permettait lors de la première campagne de 1991 d'acheminer les eaux sur le dispositif. Il est possible qu'elle ait reçu à cette occasion un amendement complémentaire ce qui expliquerait la croissance relativement bonne du maïs. Nous considérons qu'il y a un effondrement des rendements culturaux sur les parcelles témoins. L'amplitude de cette baisse est fonction du nombre de cycles culturaux effectués sauf dans le cas de la parcelle A5. Tableau 3: Synthèse des résultats sur la croissance végétale.
Ces résultats montrent l'influence favorable de la fertilisation par les eaux usées sur la croissance et la production des cultures. Les différences de taille entre les trois zones suggèrent une variation de la fertilité entre le groupe formé par les relevés sur les zones A et B et ceux de la zone C. Il existe un problème relatif a l'alimentation en eau des cultures. Ce problème bien que de faible ampleur fera l'objet d'une analyse détaillée dans le troisième chapitre. Les indicateurs doivent suivre les résultats culturaux. En conséquence, tous les indicateurs qui mettent en évidence une différence entre les zones A et B seront considérés comme non représentatifs de la fertilité du milieu. 2.1.2. Richesse minérale des sols.Tableau 4 : Capacité d'échanges cationique (pH 7) mars 1993.
Les distributions statistiques sont normales pour la somme des cations échangeables, le calcium, le potassium et le magnésium. Le pH KCL est neutre pour l'ensemble des parcelles mesurées. L'acidité d'échange n'a pas été évaluée. Pour le magnésium, le calcium et la somme des cations échangeables, les différences sont significatives entre témoins et traités et entre zones. La zone B est la zone où la capacité d'échange est la plus forte, viennent ensuite dans l'ordre décroissant les zones C et A. Les apports en calcium et magnésium sont les plus forts pour les effluents du lit bactérien suivis par ceux du lagunage. Tableau 5: Proportions d'azote dans les sols, mars 1993.
Tableau 6: Proportions de phosphore dans les sols, mars 1993.
La différence des mesures entre témoins et traités n'apparaît pas. Par contre nous retrouvons nettemnt l'influence de la texture du sol sur les mesures. En conséquence, les données des zones B et C peuvent parfois être regroupées pour l'évaluation des différences statistiques entre témoins et traités. Un premier test est effectué pour mesurer la variation entre zones. Tableau 7: Résultats statistiques.
Ces premiers résultats ne permettent pas de détailler la différence effective obtenue par l'analyse statistique des mesures de croissance. Il faut cependant souligner que le nombre d'échantillons (40) est relativement faible. Les indicateurs chimiques ne sont pas représentatifs, sauf dans le cas du potassium, des résultats obtenus par les mesures de croissance végétale. Ils semblent par contre être dépendants des caractéristiques pédologiques. 2.1.3. Composition organique des sols.Tableau 8: Proportion de carbone organique dans les sols, mars 1993.
Tableau 9: Proportion de substances humiques dans les sols, mars 1993.
Tableau 10: Synthèse des résultats statistiques.
La première hypothèse du travail est vérifiée. Dans les trois cas, les indications permettent de distinguer l'effet positif des eaux usées sur le bilan organique. Les apports d'eaux usées améliorent le taux de potassium, de carbone et de substances humiques des sols. Dans le cas des mesures du potassium on observe une différence entre les eaux du lit bactérien et celles du lagunage. 2.2. Evolution de la fertilité biologique des sols.Les populations animales qui ont été observées dans les sols ont été déterminées grossièrement. 22 groupes sont ainsi distingués. Tableau 1: Présentation des groupes d'animaux du sol sélectionnés.
Etat des populations animales en 1993: On présente ici les effectifs des populations animales les plus représentées dans les prélèvements. Le nombre total d'animaux inclut les autres groupes. Tableau 2: Effectifs des populations animales les plus représentées dans les échantillons.
Les effectifs sont plus importants dans les parcelles irriguées par des eaux usées. En utilisant les relevés effectués pour les années 1992 et 1993, on observe une sensible diminution des effectifs et de la diversité des populations animales. Graphique 1: Comparaisons interannuelles des dénombrements des populations édaphiques. 25000 Nombre total d'animaux (indv/ m2) 20000 15000 10000 5000 0 1992 1993 1992 1993 1992 1993 Barrage Lagunage Lit bactérien Evolution du nombre total d'animaux (moyennes) Les effectifs sont plus importants dans les parcelles irriguées par des eaux usées. On observe une évolution parallèle de la diversité des populations. La diversité biologique pour les 22 groupes d'animaux choisis est établie à partir de la moyenne observée pour les parcelles témoins pour les groupes sélectionnés. Pour les autres groupes elle est établie par un indice de présence/absence. Tableau 3: Tableau de l'évolution de la diversité des populations animales entre 1992 et 1993.
La diminution observée entre les années 1992 et 1993 peut être associée soit à une modification des conditions microclimatiques ( changement de couvert végétal : arachide puis maïs) soit à une modification de la qualité des eaux (modification des débits d'entrée). Malgré une croissance végétale satisfaisante, il semble que l'on observe une modification des équilibres écologiques du sol avec une diminution du nombre de groupes observés. Population de lombrics., mesures effectuées en septembre 1993: Les populations de lombrics semblent plus importantes sur les parcelles traitées. Les prélèvements sont effectués en septembre 1993, date à laquelle ces animaux sont le plus actifs. On constate que les individus de petite taille (forme juvénile) sont les plus nombreux dans les échantillons. Ces mesures réclament un volume de sol important. On a limité le nombre de prélèvements à la saison des pluies 1993 et à la saison sèche 1994. Graphique 2: Effectifs de population des lombrics, septembre 1993. 40 Nombre moyen de lombrics 30 20 10 0 Barrage Lagunage Lit bactérien Pluie Effectif des population de lombrics (septembre 1993) On utilise le même principe pour effectuer les calculs statistiques, soit une comparaison entre zones A, B, C et une comparaison entre types d'eau. Tableau 4: Synthèse des résultats statistiques.
La deuxième hypothèse du travail est vérifiée. Nous considérerons que la faune des sols est un indicateur de la fertilité car ses effectifs permettent d'enregistrer des différences significatives déja observées dans la présentation des résultats concernant la production végétale. Il existe une relation entre la faune des sols et la qualité des eaux utilisées pour l'irrigation. Cette relation permet le maintien d'effectifs de population animale deux fois supérieurs sur les parcelles traitées par rapport aux parcelles témoins. La variation observée entre les années 1992 et 1993 met en évidence une diminution progressive de la fertilité biologique du milieu. 2.3. Evolution de la fertilité physique des sols.On vérifie ici si les observations effectuées sur les plantes (enroulement des feuilles) et sur les sols (écoulements préférentiels) correspondent à des problèmes d'infiltration d'eau dans le sol. La première cause possible peut être les modifications des débits d'entrée de la STEP. Ceux-ci ont provoqué une modification observée de la qualité biologique des eaux (plancton). Cette modification de qualité peut provoquer une diminution de l'infiltration par le colmatage du sol. On décide en conséquence d'effectuer des mesures
du temps d'infiltration sur un système contrôlé,
sans dans la zone C sont dues à des problèmes d'alimentation hydriques des plantes, on effectue des mesures du temps d'infiltration sur le site expérimental en septembre 1993. Deux réponses sont attendues. La première devrait permettre de connaître l'influence de la qualité des eaux sur le temps d'infiltration. La seconde doit faciliter la compréhension de la relation entre la typologie des sols et le temps d'infiltration. Expérimentation sur un milieu contrôlé. Les caractéristiques de ce milieu ont fait l'objet d'un travail de diplôme E.P.F.L. (Rudig, 1992). Dans ce travail l'infiltrabilité moyenne mesurée est de 1x10-5 m/s. Rudig note l'influence de la mise en eau initiale du dispositif. Ce phénomène est à prendre en compte pour l'analyse des mesures qui suivent. L'influence des pluies dans cette expérience provoque une modification brutale des temps d'infiltration mesurés. On procède à des mesures du temps d'infiltration de quatre types d'eaux différents. Il s'agit des eaux provenant des bassins de maturation du lagunage et du lit bactérien d'une part, d'eaux du réseau de la ville et du premier bassin de maturation de la filière lagunage d'autre part. Les caractéristiques générales des deux premières sont connues. Les deux autres sont utilisées à titre de référentiel. Dans ce cas, c'est le taux de matières en suspension qui fait référence. Les eaux provenant du réseau d'eau potable sont considérées comme très faiblement chargées en matières en suspension, alors qu'à l'opposé, les eaux du premier bassin de la filière lagunage en sont fortement pourvues (MES >10 mg/l, Roduit, 1993). L'expérience débute en mars 1993. Un seau de 15 litres est versé chaque jour dans un carré de 50 cm de côté. On mesure le temps d'infiltration. Tableau 1: Résultats des mesures du temps d'infiltration sur milieu contrôlé.
A partir du mois de mai commence la saison des pluies. Au mois de juin, on observe sur le carré de l'essai lit bactérien la formation d'une croûte de surface composée d'algues (cf. photo). Sur le carré de l'essai eau du réseau la surface du sol ressemble à de la terre cuite. En saison des pluies le carré des eaux de lagunage est le seul fréquenté par des chilopodes de couleur orange (cf. photo). Graphique 1: Mesures du temps d'infiltration (mn) sur le système contrôlé (Sud STEP).
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 lagunage lit bactérien premier bassin Temps d'infiltration (mn) moyennes mensuelles du premier mois d'expérimentation (mars 93) au 11eme (février 94) Les écarts types diminuent progressivement pour les eaux du lit bactérien et celles du premier bassin de lagunage alors qu'ils restent importants pour les deux autres types d'eaux. L'expérience a duré 11 mois, de mars 1993 à février 1994. Il apparaît une différenciation entre les différents types d'eau. On notera qu'en fin d'expérimentation les analyses chimiques du sol donnent les résultats suivants: Tableau 2 : Analyses chimiques (cations échangeables) effectuées en fin d'expérimentation.
Tableau 3: Proportion de carbone et d'azote dans les sols. Teneur en substances humiques (essai en milieu contrôlé).
Tableau 4: Dénombrements d'animaux pour chaque essai.
Il y a une influence de la qualité des eaux sur l'infiltration. L'observation de la surface des carrés sur lesquels cette expérimentation s'est effectuée montre que les eaux potables du réseau provoquent une destructuration rapide de la surface du sol. Malgré la perte de données pour le lit bactérien, on a constaté sur la surface du sol la formation d'une croûte d'algues. L'observation de la présence d'animaux y est attestée en surface par les chilopodes et en profondeur par les lombrics. On considère que la croûte d'algues permet le maintien de la structure du sol. L'eau du premier bassin est fortement chargée en matières en suspension. Il n'y a pas de colmatage des sols par ces matières en suspension. Aucune structure particulière n'est visible à la surface du sol Dans le cas du lagunage, on constate que malgré des effectifs de lombrics supérieurs à ceux observés pour les eaux du réseau, le temps d'infiltration reste important. On suppose que ce phénomène est dû à un colmatage du sol par des algues spécifiques (Errerella sp.) trouvées dans ce type d'effluent. Mesures du temps d'infiltration sur le site de R.E.U.. Sur le terrain, en septembre 1993, on enregistre les données suivantes en procédant au même type de mesures. Tableau 5: Mesures du temps d'infiltration sur le site expérimental.
Tableau 6: Synthèse des résultats statistiques.
L'ensemble de ces mesures indique une influence de la qualité des eaux sur les temps d'infiltration. La mesure sur le site expérimental montre la forte influence des différents modes de gestion de la fertilité. Le système naturel est caractérisé par des temps d'infiltration extrêmement bas comparé aux systèmes cultivés. Les eaux usées permettent seulement de ralentir les processus qui conduisent à une augmentation des temps d'infiltrations. 2.4. Evolution comparée des indicateurs.Les résultats qui ont été présentés permettent de distinguer trois groupes d'indicateurs de fertilité. Les indicateurs sensibles aux variations spatiales, les indicateurs sensibles aux traitements et les indicateurs dont la sensibilité est indépendante des facteurs de variation prévus. Les observations complémentaires effectuées sur le matériel végétal cultivé de novembre 1992 à mars 1993 permettent de mettre en évidence deux facteurs principaux d'altération de la croissance végétale, soit l'azote (coloration du feuillage) et le manque d'eau dans le sol (enroulement des feuilles). On présentera ici les évolutions entre l'état initial et l'état constaté en mars 1993 après quatre cycles culturaux. Graphique 1: Comparaison entre les mesures initiales de 1990 et les mesures de mars 1993 des composés organiques du sol. Evolution du taux de substances humiques (mg de C/g de sol) 2 1.5 1 0 0.5 A C B
Barrage Lagunage
1990 1992 1993 1990 1992 1993 1990 1992 1993 Tableau 1: Evolution du taux de carbone des sols entre 1990 et 1993.
On constate une baisse globale du stock de substances humiques dans le sol et cette baisse s'est accompagnée d'une baisse en azote et phosphore total. Tableau 2: Evolution de la teneur en azote et en phosphore des sols entre 1990 et 1993.
Tableau 3: Evolution de la teneur en cations du sol.
Les eaux usées permettent de maintenir une production végétale sur les parcelles cultivées. On observe cependant une diminution du taux des composés organiques du sol ( animaux et substances humiques), de l'azote et du phosphore. La baisse en azote et en phosphore des sols est à mettre en relation avec l'exportation des résidus de culture. Les diminution du stock de substances humiques du sol est à mettre en relation avec la diminution du nombre d'animaux et les mesures du temps d'infiltration. L'observation de l'évolution du témoin montre que cette diminution est une tendance globale que les eaux usées permettent simplement de ralentir. On ne peut parler d'un effet conservatoire pour la fertilité des sols des eaux usées. En analysant les paramètres choisis en saison des pluies après trois mois de jachères, on vérifiera s'il y a régénération de la fertilité des sols cultivés. Chapitre 3. Influence des travaux culturaux sur la fertilité du sol.Pour parvenir à déterminer l'influence des travaux culturaux sur la fertilité du sol, on utilise les données acquises durant la saison des pluies 1993 comme références. On dispose alors des critères qui permettent d'estimer, dans ce chapitre, la valeur de l'indicateur biologique proposé (deuxième étape) puis l'influence de l'irrigation sur la fertilité du milieu (troisième étape). On teste statistiquement les données acquises en février 1994 avec celles obtenues durant la saison des pluies. Pour distinguer les saisons des pluies des saisons sèches dans les graphiques, on désigne ces échantillons par un nombre décimal. (ex: 1993.5). 3.1. Caractéristiques des zones de friches et mesure des paramètres en saison des pluies.Ces zones de friches constituées par les espaces intercalaires entre les parcelles ne reçoivent aucun amendement. On les désigne par le type d'eau qui les arrose c'est-à -dire la pluie. De plus pour obtenir un référentiel le plus proche possible des conditions expérimentales, on exporte chaque année la biomasse végétale produite. En septembre 1993 on mesure le poids de végétation produit sur l'ensemble du site expérimental qui a été laissé en friche. Tableau 1: Mesures de biomasse végétale épigée produites en septembre 1993.
On complétera ces mesures par les résultats des dénombrements d'animaux dans le sol. Tableau 2: Résultats des mesures sur les effectifs des populations édaphiques.
On constate une augmentation des effectifs des populations animales durant la saison des pluies sur les parcelles cultivées. Les résultats statistiques concernant les mesures de biomasse montrent une différence entre les poids obtenus pour le lit bactérien et ceux des zones naturelles par rapport aux deux autres catégories de mesures. La différence entre zones est inexistante. Il y a régénération de la fertilité biologique du milieu. Cette régénération a l'amplitude la plus forte pour les parcelles du lit bactérien. On considère que le sarclage est responsable de la diminution des effectifs des populations animales sur les parcelles cultivées irriguées par les eaux usées. 3.2. Mise en culture sans sarclage d'octobre 1993 à février 1994.Durant cette période, nous cherchons à reproduire des conditions écologiques proches de celles observées sur la friche. Pour y parvenir nous limitons les travaux culturaux. Seul le labour avant le semis des parcelles est pratiqué. La première conséquence de ce type de pratiques culturales est le développement d'une population d'adventices diversifiée. Il y a une augmentation de la diversité floristique sur les parcelles cultivées Contrairement aux observations de mars et juin 1993, les plantes du genre Portulaca ne dominent pas. L'ensemble des genres observés en saison des pluies est complété par des espèces observées en saison sèche sur les zones non cultivées. La deuxième conséquence est un ameublissement du sol. Celui-ci est constaté lors des prélèvements d'échantillons en février 1994. La troisième conséquence est une amélioration de l'humidité du sol en profondeur. A 10 cm de profondeur le sol est encore humide, ce qui n'était pas le cas en mars 1993. La quatrième conséquence est le maintien de l'humidité à la surface du sol. Celle-ci est observée sur le feuillage des adventices. La modification du milieu en terme d'humidité est nette. Ces observations sont à associer aux mesures du temps d'infiltration effectuées en février 1994. 3.2.1. Evolution de la fertilité biologique.Résultats des cultures. Tableau 1: Mesure du poids moyen des épis récoltés.
Dans la zone C, le poids moyen des épis est particulièrement diminué pour les parcelles du lit bactérien. On observera que ces parcelles sont entourées de ligneux (Azadirachta indica) dont les racines ont tendance à coloniser les parcelles notamment la parcelle . Ces arbres sont jeunes il est possible qu'il y ait une concurrence pour les éléments nutritifs. Tableau 2: Mesure du poids frais des tiges de maïs pour 1 m2.
Croissance du maïs en février 1994. On a isolé les parcelles témoins les plus âgées. Ces parcelles numérotées A10 et C10, ont eu une production faible (A10), à nulle (C10). La parcelle B10 a été cultivée pendant une moins longue durée en raison de la mise en place des puisards. On constate au niveau de la zone A que les témoins sont peu différents des traités. Dans cette zone, la présence d'une fourmilière (Témoins A1, cf. plan topo.) a limité l'exploitation de cette parcelle. Les différences de coloration du feuillage persistent, mais la marque brune au centre des feuilles qui indique une forte carence en azote n'est pas observée. La flore d'adventices est absente des parcelles témoins A10 et C10, elle est faiblement développée sur les autres témoins. Graphique1: Histogramme représentant la hauteur moyenne du maïs (10 mesures par parcelles).
150 125 100 75 50 25 0 Zone A Zone B Zone C
Graphique des mesures de la taille du maïs en février 1994 (répartition par zones) Tableau 3: Synthèse des résultats (croissance végétale).
Graphique 2: Résultats statistiques des mesures de croissance du maïs: différences entre zones.
170 160 150 140 130 120 110 100 40 90 80 70 60 50 30 20 A B C Zone All Pairs Tukey-Kramer 0.05 Evolution des populations animales. On observe une activité importante à la surface des sols, notament la présence de fourmis rouges. Les lombrics sont également actifs, mais ils sont attaqués en surface par ces fourmis. Les plaquages de termites sont peu nombreux sur les parcelles et apparaissent plus particulièrement sous les Azadiracta. Tableau 4: Résultats des dénombrements des populations animales du sol, février 1994.
Il y a une augmentation nette du nombre d'animaux présents dans les sols, ce qui peut être représenté sous forme d'un graphique. On constate une similitude entre les effectifs des populations animales en saison des pluies (1993-5) et ceux de février 1994. Dans les deux cas, les effectifs présents sur les parcelles irriguées par les eaux du lit bactérien sont les plus importants. Pour effectuer des prélèvements en saison des pluies, il est nécessaire de tenir compte de la période choisie. En 1991 et 1992 les prélèvement ont été effectués trop tôt. On suggère que le mois le plus favorable pour ce type de mesure est le mois de septembre. Le sol est encore suffisamment humide et la végétation en plein épanouissement, ce qui assure d'obtenir un effectif représentatif. Le fait d'obtenir des populations importantes en février 1994 montre que les conditions microclimatiques présentes à cette date sur le site sont proches de celles du mois de septembre. L'augmentation observée est une augmentation globale des effectifs et ne concerne pas un seul groupe. Ces augmentations ne concernent pas les parcelles témoins. Le problème fondamental qui limite l'interprétation de ces résultats est que l'on ne dispose pas de possibilité de comparer ces résultats avec ceux obtenus sur d'autre sites dans la même région. Les chiffres sur la diversité sont plus faibles que ceux de la saison des pluies. Malgré les modifications observées du microclimat, les arthropodes typiques de la saison des pluies sont toujours absents sur les parcelles en saison sèche. Graphique 3: Moyennes interannuelles des effectifs des populations édaphiques pour 1 m2.
Barrage Lagunage Lit bactérien Pluie 30 20 10 0 Graphique 4: Effectifs des populations de lombrics. 40
Sept.1993 Fév.1994 Lagunage Lit bactérien Pluie On a effectué deux types de tests statistiques en sélectionnant les données soit par saison, soit par couverture végétale. Dans le premier cas on compare les résultats obtenus durant les saisons des pluies avec les résultats obtenus en février 1994 (comparaison 1). Dans le second, on compare les résultats obtenus en saison sèche sous culture (comparaison 2). La comparaison des résultats en saison sèche montre qu'il n'y a pas de différence entre zones pour tous les groupes. Les oribates sont le seul groupe qui soit marqué par une différence spatiale dans la comparaison avec les chiffres de saison des pluies. Tableau 5 : Synthèse des résultats statistiques.
Il y a une régénération de la fertilité biologique du milieu. Cette régénération observée en saison des pluies 1993 est confirmée en février 1994. Ici encore, les eaux du lit bactérien semblent plus «stimulantes» pour les populations édaphiques. L'ensemble de ces résultats met en évidence l'impact des travaux de sarclage sur les populations animales. Ce travail du sol limite leur développement. Deux causes à cette diminution des populations: sont à envisager: - la diminution de la diversité botanique. - la destruction des niches écologiques dans les premiers cm du sol lors des saclages. 3.2.2. Evolution de la fertilité chimique du sol.Tableau 6 : Capacité d'échange cationique.
La modification la plus frappante des résultats est la diminution de la teneur en sodium des sols irrigués par les eaux du lit bactérien. La teneur en magnésium du sol est nettement améliorée par rapport à la teneur mesurée en 1993. Tableau 7: Azote et phosphore.
Tableau 8: Composés organiques.
On observe une très nette augmentation du taux de substances humiques dans les sols qui sont proches de ceux mesurés lors de l'analyse de l'état initial. Les données ont été sélectionnées pour les calculs statistiques par groupes de zones. Une comparaison initiale entre toutes les données permet de séparer les résultats en deux groupes, la zone A apparaissant comme différente de la zone B et la zone C ayant des valeurs intermédiaires. On regroupe soit les données des zones A et C ,soit les données obtenues sur les parcelles C et B. On observe une amélioration globale de la fertilité chimique avec une stabilisation de la teneur en sodium des sols. Les variations de la teneur en cations sont dues à deux facteurs: l'amélioration de la circulation de l'eau dans le sol et leur remobilisation sous forme de biomasse animale. Tableau 9: Synthèse des résultats statistiques.
La troisième hypothèse est vérifiée. 0 Ce renforcement va de pair avec une augmentation des effectifs et de la diversité de la faune des sols. 3.2.3. Fertilité physique du sol: mesure du temps d'infiltration.Observations générales. On observe sur les parcelles témoins la formation d'une croûte structurale imperméable. Lors du creusement de fosses pédologiques, le sol est dur. Après arrosage, il y a persistance de flaques d'eau sur ces parcelles. Les marques d'humidité sont peu profondes (5 cm), contrairement aux parcelles traitées où le profil est humide sur 40 cm. La présence d'algues à la surface du sol est observée dans les zones C et B (cf.photo) sur les parcelles traitées.. Les données concernant les temps d'infiltration ont été mesurées sur trois périodes. En saison des pluies 1993 (septembre), en saison sèche 1994 (février) et en fin de saison des pluies 1994 (octobre ). Les mesures du temps d'infiltration montrent une homogénéisation progressive des résultats (Annexe 3). Graphique 5: Mesures du temps d'infiltration (mn) sur le site expérimental 40 20 50 30 10
Zone C Zone A Zone B
Evolution des mesures du temps d'infiltration entre sept. 93 et oct. 94 Tableau 10: Analyse statistique des résultats des mesures du temps d'infiltration.
Cette mesure met en évidence une des tendances majeures observées dans cette deuxième phase de l'expérimentation, c'est-à-dire une disparition progressive des différences entre zones. 3.2.4. Possibilité d'exploitation des parcelles en saison des pluies.A partir de mars 1994 toutes les parcelles ont été irriguées par des eaux usées. Du mil est cultivé durant la saison des pluies 1994 après avoir effectué du maraîchage entre mars et juin 1994. On mesure la croissance végétale. Les conditions de culture sont les mêmes que durant la période d'octobre 1993 à février 1994. Le but de cette mise en culture est d'évaluer grossièrement la capacité de régénération des parcelles témoins. Elle nous prouve que dans des conditions d'exploitation usuelles, alternance de cultures irriguées et de cultures pluviales, les eaux usées sont une technique adaptée. 300 200 100 0 Graphique 6: Mesure de la taille des tiges de mil en octobre 1994. Mesure de la taille du mil: octobre 1994 400
A B C
Lagunage Lit bactérien Témoin Témoin A10 L'écart type est compris entre 30 cm et 40 cm, les différences entre les anciens témoins et les parcelles traitées ne sont pas significatives. On constate cependant que les témoins 10 des zones A et C ont une croissance plus faible que les autres témoins. Le fait qu'une croissance ait eu lieu montre que ces témoins ont récupéré une partie de leur fertilité. La réutilisation des eaux usées permet de régénérer la fertilité des sols dans les conditions de culture qui ont été testées durant la seconde phase de l'expérimentation. L'élaboration des substances humiques et par ce biais le stockage de l'azote dans les sols est favorisée par la technique culturale proposée. Ce qui permet d'effectuer des cultures durant la saison des pluies en bénéficiant d'un effet fertilisant à moyen terme des eaux usées. Quatrième partie: Discussion et conclusion.Chapitre 1. Discussion.Les résultats présentés sont analysés de façon globale. Chaque phase de l'expérimentation est venue apporter des renseignements complémentaires. Cette vision globale permet de déterminer la nature des facteurs responsables des phénomènes observés. Nous en déduisons les indicateurs les mieux adaptés selon le type de situation rencontré. 1.1. Choix des indicateurs de fertilité.Les sols de la zone d'étude présentent des caractéristiques qui limitent l'interprétation des données chimiques et physiques usuelles pour la mesure de la fertilité. L'expérimentation que nous avons effectuée nous permet d'établir un lien entre trois facteurs qui conditionnent la conservation des sols en mileiu tropical sec. Ces trois facteurs sont, l'infiltration de l'eau, le bilan organique et le développement végétal. Ce lien est établit par la faune du sol. 1.1.1. Action de la qualité des eaux usées sur la fertilité physique des sols.L'évolution de la structure des sols en surface est le phénomène responsable de la baisse des rendements sur les parcelles témoins en mars 1993. Il s'accompagne d'une baisse du stock organique et minéral des sols. Ce constat n'a pu être corrélé avec une diminution des rendements sur les parcelles traitées ou sur les zones de friche. Cette similitude de comportement entre ces deux modes de gestion de la fertilité peut être expliquée. L'irrigation avec des eaux usées favorise les mêmes processus de conservation des sols que ceux qui permettent la régénération naturelle de la fertilité. L'indicateur faune des sols est sensible à la composition des eaux d'irrigation. Il évolue de façon parallèle sur les parcelles irriguées par des eaux usées et les zones de friche. La restauration de la fertilité du milieu constatée au cours de la deuxième phase nous permet de donner à la faune des sols un rôle prépondérant dans l'amélioration de la fertilité physique des sols sans pouvoir en détailler les mécanismes. L'expérimentation met en évidence trois impacts de l'eau sur la fertilité physique des sols. Ces impacts dépendent de la composition des eaux. Nous discuterons quels sont les indicateurs les plus représentatifs de chacune de ces situations en analysant cas par cas les mesures effectuées. Premier cas: Formation d'une croûte structurale avec augmentation du temps d'infiltration corrélée avec une diminution des effectifs des populations édaphiques. Un horizon de surface imperméable, lié à une destructuration du sol, est observé dans les sols irrigués par les eaux de barrage. La comparaison des résultats d'analyses des stocks organiques montre une différence entre les témoins et les traités. Dans le cas de l'essai en milieu contrôlé, les eaux du réseau présentent le même problème d'infiltration. Mais la baisse du taux de carbone n'est pas apparente. En favorisant le développement animal par des mode de culture ad hoc, nous avons permis une restauration partielle de la diversité biologique. Nous constatons une amélioration des conditions hydriques au travers des temps d'infiltration mesurés sur une année. Nous en concluons que la protection des sols contre la formation de microhorizon de surface fait appel à des processus dynamiques d'origine biologique. En mesurant les effectifs de la faune des sols on enregistre l'aptitude du sol à reconstituer sa structure malgré les modifications provoquées par l'eau. Les techniques culturales privilégient l'action physique de l'eau (mobilisation des particules et rejaillissement) sur la structure du sol (Cazenave et Valentin, 1989) en limitant le développement animal. Cette action est d'autant plus importante que l'irrigation s'effectue en saison sèche. Nous pensons qu'à moyen terme, la pratique de l'irrigation avec des eaux usées peut conduire a une réduction de l'infiltration si les pratiques culturales ne sont pas modifiées ainsi que nous l'avons proposé. L'indication obtenue par la mesure des paramètres de la fertilité chimique a dans ce cas une portée limitée. La mesure du temps d'infiltration et/ou des effectifs des populations animales est plus adaptée et permet d'associer l'évolution des rendements à celle d'indicateurs de fertilité précis. Deuxième cas: Diminution du temps d'infiltration non corrélée avec la présence d'une faune développée. Dans l'essai en milieu contrôlé, ce sont les effluents provenant du premier bassin de lagunage qui illustrent ce cas. L'amélioration de l'infiltration peut avoir deux causes. La première est liée à la présence de matières en suspension dans les eaux. Celles-ci en se déposant à la surface du sol limitent la réorganisation des particules minérales en surface. L'eau peut ainsi s'infiltrer dans le sol. La deuxième cause est une destructuration en profondeur du profil due à une minéralisation de la matière oragnique. Cette destructuration conduit à un lessivage des fines ce qui améliore la porosité de ces sols ferrugineux texture grossière. L'analyse chimique du sol qui subit ce traitement montre une rapide diminution des stocks organiques et minéraux. Nous attribuons ce phénomène à une minéralisation du stock de matières organiques des sols en condition anaérobie. Cette minéralisation est rendue possible par la présence de nutriments dans les eaux. La diminution des stocks organiques met en évidence le risque d'une destructuration du sol (Feller, 1994). La faible capacité d'échange mesurée serait liée au lessivage des fines, à la diminution du taux de substances humiques et à la migration des éléments nutritifs en profondeur. L'évolution de la fertilité chimique des sols selon un gradient de profondeur est alors une indication utile permettant de suivre cette migration. Dans ce cas, une analyse microstructurale associée
à la mesure de l'évolution de la texture du sol auraient été les moyens les mieux adaptés pour déterminer si les mécanismes responsables de l'amélioration de l'infiltration sont liés à des processus de destructuration du sol en profondeur (lessivage des fines). L'information obtenue par les indicateurs de la fertilité chimique du sol est efficace, celle obtenue par la mesure des effectifs des populations animales ou par la mesure du temps d'infiltration est de portée limitée. Troisième cas: Diminution du temps d'infiltration corrélée avec l'augmentation des effectifs des populations animales. Les eaux usées (lagunage et lit bactérien) permettent de distinguer deux phénomènes. Le premier est une modification de la structure du sol en surface par la formation (essai en milieu contrôlé) d'une pellicule d'algues qui recouvre le sol. Le second est une augmentation des effectifs des populations animales. La formation d'une croûte d'algues protectrices (Metting, 1984) conserve la structure des sols en surface en empêchant l'action physique de l'eau sur le sol. L'activité animale maintient la porosité du sol (Casenave et Valentin, 1989) par l'entretien et la formation des pores. Le sarclage a pour effet d'interrompre ces processus naturels de protection des sols. Nous avons observé en mars 1993 les signes évidents d'une mauvaise alimentation hydrique des plantes (enroulement des feuilles de maïs) Trois catégories de fonctionnement hydraulique des sols sont ainsi à distinguer: un écoulement limité voire nul, lié à la formation d'une surface imperméable (barrage et eaux du réseau), un écoulement homogène dont la vitesse dépend uniquement de la texture du sol (premier bassin), et un écoulement préférentiel lié à l'activité biologique (lagunage et lit bactérien). Nous distinguoons deux modes de destructuration du sol qui conduisent à deux phénomènes opposés. Une destructuration de surface qui limite l'infiltration et par conséquent empèche à court terme le lessivage et la lixiviation. Une destructuration à l'intérieur du profil qui améliore la porosité du sol mais favorise une baisse de sa fertilité chimique. La mesure des effectifs des populations animales apparaît comme un indicateur utile pour mesurer l'impact d'une technique d'irrigation. Cet indicateur permet de mettre en évidence l'impact de la composition des eaux sur la fertilité physique des sols. 1.1.2. Cycle du carbone dans les sols et qualité des eaux usées.La matière organique joue un rôle de premier plan dans la conservation des sols tropicaux secs. Selon la composition des eaux utilisées, le bilan organique des sol peut évoluer dans des directions opposées. Cette évolution est conditionnée par les équilibres écologiques qui s'établissent dans le sol. Le cycle du carbone dans le sol est conditionné par les organismes qui s'y développent. L'activité bactérienne de minéralisation de la matière organique dépend de l'installation d'une chaîne alimentaire plus ou moins diversifiée qui permettra la régulation des populations bactériennes dans le sol (Kilbertius, 1980, Moore et al., 1988, Coleman et al., 1978). Les principaux prédateurs de bactéries sont les nématodes et les protozoaires. Les champignons peuvent émettre des substances antibiotiques qui leur permettent de limiter le développement des bactéries. Il ne s'agit pas là de prédation mais plutôt de compétition entre organismes. On connaît, par l'étude des systèmes épuratoires et par l'application des boues d'épuration au champ, trois orientations du cycle de la matière organique dans les sols (Ducommun, 1989). Lorsque la minéralisation bactérienne de la matière organique est favorisée en raison de la composition chimique du substrat, le sol fonctionne comme un milieu épurateur. Si on observe la transformation de la matière organique en biomasse et que cela s'accompagne de l'élaboration de composés organiques variés, le sol fonctionne comme un écosystème complexe dont la productivité dépend de l'énergie disponible. Enfin, le blocage des activités biologiques lié à une surcharge organique du milieu provoque une pollution du sol ce qui provoque une diminution de la diversité du milieu accompagnée d'un phénomène de putréfaction dans ce cas, les conditions de drainage et la texture du sol sont deux paramètres principaux. Dans le cadre de ce travail, nous avons rencontrés trois cas: Premier cas: réduction globale de l'activité biologique. Deuxième cas: rupture des équilibres écologiques. Troisième cas: renforcement de l'activité biologique globale. Premier cas: réduction globale de l'activité biologique. Avec les eaux de barrage le cycle du carbone est simplement réduit. Cette réduction est due à l'absence d'apport de fertilisant et à la diminution de la quantité d'eau disponible. Nous mesurons une baisse abrupte du stock organique la première année de mise en culture puis une diminution progressive mais lente jusqu'en septembre 1993. A cette date la diversité des populations animales et le stock de substances humiques augmentent. Cette baisse du stock organique puis son augmentation suite à la modification des pratiques culturales ne suivent pas l'évolution des rendements qui chutent brutalement en mars 1993 et stagnent par la suite. L'activité des populations édaphiques à partir de septembre 1993 reste limitée malgré les modifications des travaux culturaux, d'une part en raison de la faible croissance des adventices et d'autre part en raison de l'absence de composés organiques dans les eaux. Il n'y a pas d'augmentation spectaculaire des effectifs. La diminution progressive du stock organique des sols est d'autant plus rapide que celui-ci est accessible et que la disponibilité en eau est grande. Cette situation accentue les différences entre zones pour les mesures du taux de carbone et de substances humiques. Ces différences n'ont aucune incidence sur la formation des croûtes structurales et sur la production végétale puisque seul le nombre de cycles culturaux effectué est à prendre en compte. Dans ce cas, il n'y a pas eu atteinte aux équilibres écologiques dans le sol. Le seul facteur qui est modifié est le microclimat dans le sol et à sa surface, ce qui limite le développement biologique dans son ensemble. La régénération de la fertilité du milieu sera lente et proportionnelle à l'amélioration des conditions microclimatiques dans le sol. En mesurant à intervalles réguliers l'évolution du stock organique des sols nous pouvons constater la faible variabilité des mesures. Pour restaurer rapidement la fertilité de ces sols, il est nécessaire d'effectuer un apport qui favorise le développement des populations animales. La présence de zones non cultivées à proximité permettra la recolonisation naturelle du milieu. La réutilisation des eaux usées permet une régénération rapide de la fertilité (cf. Résultats de la culture de mil d'octobre 1994). Deuxième cas: rupture des équilibres écologiques. Les sols irrigués par les eaux du premier bassin sont pauvres en animaux du sol et aucun lombric n'y est présent En conditions d'anaérobiose, ce qui est le cas pour ce type d'eau, les protozoaires, les champignons et la faune des sols (Kozlovskaya cité par Bachelier, 1978) ne peuvent se développer. Nous en déduisons que dans ce sol, le cycle du carbone est conditionné uniquement par les activités bactériennes anaérobies. Dans ce cas, le sol fonctionne comme un système épurateur (Brissaud com. pers.). La forte diminution du taux de carbone des sols en est le symptôme le plus évident. Il y a eu une rupture dans les équilibres écologiques qui a favorisé le développement d'un seul type d'organismes (Dajoz R., 1985). Dans ce cas, les indicateurs sont le taux d'oxygène de l'eau et le rapport C/N et C/P de l'eau. Il y a une pollution du milieu. Cette pollution qui s'accompagne d'une amélioration de l'infiltration peut se propager en profondeur. Il apparaît dans ce cas que l'utilisation du temps d'infiltration comme seul indicateur risque de conduire à des interprétations erronées. Ce cas illustre l'importance à donner aux indicateurs qui permettent de mettre en évidence les modes de régulation de l'activité bactérienne dans les sols. En climat tropical, la vitesse de minéralisation de la matière organique est rapide. On constate que seuls des apports organiques de 40 t/ha/5ans permettent d'améliorer le bilan organique des sols (Sedogo, 1993). Il est nécessaire de se poser la question de savoir pourquoi nous observons une amélioration avec des apports bien plus faibles. L'augmentation des effectifs des populations animales qui va de pair avec cette amélioration est une indication valable. Cette question met en évidence l'importance de la définition de la qualité des eaux usées en vue de leur réutilisation. Troisième cas: renforcement de l'activité biologique globale. Dans ce troisième cas, qui concerne les eaux de lagunage et celles du lit bactérien, le cycle du carbone s'effectue au travers d'une chaîne alimentaire diversifiée dans laquelle les activités bactériennes sont contrôlées par les mécanismes naturels (rapport proie/prédateur et compétition). Lorsque nous avons limité les travaux culturaux nous avons favorisé le développement animal. Nous constatons que ce développement va de pair avec une diminution des différences entre zones pour l'ensemble des mesures concernant la matière organique dans les sols (cf. Annexe 4). Ce fait suggère que les eaux usées sont un mode de fertilisation organique qui est intégré au cycle du carbone par l'intermédiaire de la faune des sols. Contrairement aux eaux faiblement épurées du premier bassin de lagunage, les effluents testés présentent un taux d'oxygène dissous et une composition chimique et biologique qui respecte les cycles écologiques dans le sol. Pour déterminer les critères de qualité d'une eau en vue de sa réutilisation pour l'irrigation, les résultats que nous avons enregistrés peuvent être pris comme référence initiale. L'utilisation de la faune des sols présente un grand intérêt pour étudier l'impact d'une pratique agricole sur les équilibres biologiques dans le sol. La définition de la qualité des eaux à l'aide des paramètres utilisés dans ce travail est plus efficace que celle obtenue par les paramètres chimiques usuels. Ces indications ont l'avantage de ne pas nécessiter de matériel coûteux. 1.1.3. Influence du climat et de la végétation sur les mesures.Le développement végétal est associé à une amélioration du bilan organique des sols irrigués par des eaux usées. Nous avons privilégié dans les analyses qui précèdent le rôle de la faune des sols dans les améliorations des paramètres de la fertilité du milieu en raison de sa valeur indicatrice. La végétation herbacée apparaît comme prépondérante pour le maintien d'un microclimat favorable à l'activité de surface de la faune édaphique. Comme cela a été présenté dans la première partie du travail, le climat sec de Ouagadougou crée une ambiance dont le pourcentage d'hygrométrie ne dépasse pas 30% en saison sèche. Sur l'expérimentation en milieu contrôlé, on a posé à partir d'octobre 1993 une protection en paille à 10 cm de hauteur afin de favoriser la création d'un microclimat à la surface du sol. Les mesures effectuées au thermohygromètre en février 1994 ont montré que ce dispositif n'avait aucune incidence sur l'hygrométrie du milieu. En limitant le sarclage, le développement de la végétation spontanée est favorisé. Il se crée ainsi une protection contre la circulation de l'air, tout en protégeant les sols contre l'augmentation de température (Baldy et Stigter, 1993). L'humidité relative est alors de 60% au minimum dans les dix premiers centimètres depuis la surface. Lorsqu'en 1992, des cultures d'arachides et de choux ont été effectuées, le même type de protection des sols a été observé. La conséquence de l'amélioration mesurée de l'hygrométrie permet le maintien d'une pellicule humide à la surface du sol. Les animaux du sol peuvent en conséquence se procurer en surface les éléments nutritifs dont ils ont besoin. C'est pour cette raison qu'ils perforent régulièrement la surface du sol. Il est possible de mettre en évidence cette modification du comportement animal en piégeant les animaux se déplaçant à la surface du sol (pièges Barber). La composition minérale des eaux usées permet d'associer les adventices aux cultures. L'incidence de ce type de protection de l'activité biologique du sol permet comme cela est présenté dans les résultats d'améliorer la fertilité du sol à moyen terme. 1.1.4. Perspectives de recherches.En dehors de l'objectif désigné du travail il est apparu un ensemble de questions fondamentales non résolues. Certaines de ces questions peuvent être résolues grâce à la réutilisation des eaux usées. Il est possible par cet outil recherche de se dégager des contraintes climatiques saisonnières. En raison du respect de cycles écologiques dans le sol, les phénomènes observés à l'aide de cet outil peuvent conduire à des extrapolations sur le fonctionnement d'un sol en conditions naturelles. Recherches réalisées au moyen de la réutilisation des eaux usées. Mise en évidence de la relation plante/faune du sol. Le rôle joué par la plante dans l'établissement de microclimat à la surface du sol doit être mieux compris. La diversité botanique doit être prise en compte pour cette analyse. Pour améliorer l'efficacité des techniques actuellement utilisées pour régénérer la fertilité d'un milieu, une approche écologique de l'interface sol/plante doit être mise en place. L'étude des mécanismes qui favorisent l'augmentation des populations de la faune du sol dans les conditions de cultures que nous proposons permet de mettre en place ce type d'approche. Le rôle des plantes herbacées dans la régénération de la fertilité du milieu sera ainsi mis en évidence. Rôle du calcium dans la conservation des sol. Nous avons vu que le lit bactérien améliore le bilan calcique des sols. Nous avons constaté que ce type d'eau à une influence importante sur la faune des sols. Il serait utile de mieux comprendre le mode de distribution du calcium dans les sols suite à l'irrigation. Il faudrait connaître son origine dans les eaux et déterminer dans quel composant du sol il est stocké. Cette recherche permettrait de mieux comprendre pourquoi le calcium a un rôle si important dans la fertilité des sols ferrugineux tropicaux. Composition des eaux usées. La composition planctonique est apparue comme un critère valable pour estimer l'aptitude d'une eau à la réutilisation. Ce critère est également utile pour déterminer la biomasse de poissons qu'il est possible de produire en aquaculture. La stabilisation de ce type de paramètres ne peut être réalisée que par la prise en compte des phénomènes biologiques provoqués par la maturation des composés organiques dans les eaux (Belbahri,1991). Les débouchés de ce type de travail sont une amélioration de la conception des ouvrages d'assainissement naturel. Recherches fondamentales. Impact de la mise en culture sur la faune des sols. Pour estimer l'amélioration de la biodiversité dans les sols des critères de référence doivent être disponibles. Les travaux en cours au Burkina Faso par l'I.R.B.E.T (M. Ouédraogo com. Pers.) devraient permettre l'élaboration de ces critères. Il sera alors plus facile de déterminer les causes de la diminution des populations animales dans les sols sous culture. De notre point de vue, ces causes sont d'ordre biologique (prédation) et microclimatique. Etude de la synthèse des substances humiques. Nous privilégions dans notre travail la faune des sols en tant qu'élément moteur de la fertilité des sols en climat tropical sec. Cette position s'appuie sur le constat dressé à partir des études effectuées sur la synchronisation entre la mise à disposition des éléments nutritifs et la croissance des plantes. L'origine des composés organiques disponibles dans le sol doit être déterminée. Les observations générales que nous avons effectuées nous conduisent à penser que les cadavres des arthropodes et les déchets de leur activité sont les précurseurs de ces composés organiques. 1.2. Aménagements sanitaires et réutilisation des eaux usées.Deux aspects de la réutilisation des eaux usées et de l'aménagement sanitaire seront développés. Le premier concerne l'aspect socio-économique du problème, le second son aspect technique. 1.2.1. Influence de la mise en culture et pouvoir fertilisant des eaux usées: Bilan de la recherche.Quelles améliorations économiques et environnementales peut-on attendre de la pratique de la réutilisation des eaux usées dans les conditions que nous avons développées ? Nous orienterons la réponse à cette question dans deux directions, la première en tenant compte de l'aspect économique et la seconde en estimant les aspects sociaux. L'avantage de pouvoir réutiliser les eaux usées sans fertilisation de complément réside tout d'abord dans la diminution des investissements nécessaires à la production. Bien que les engrais et fumures ne constituent pas les frais les plus importants du maraîchage en saison sèche, une économie est ainsi réalisée (Naef, 1992). Par la présence d'un couvert végétal bien développé on assure le maintien d'équilibres favorisant la lutte biologique sur les parcelles cultivées. Le mélange d'une production horticole à la production maraîchère semble favoriser la présence d'hyménoptères et de prédateurs tels les mantes religieuses. On a pu éprouver l'efficacité de ce contrôle biologique des parasites dans certaines situations que l'on a corroborées avec la tradition orale (utilisation de fourmis). Sans disposer d'un outil expérimental de comparaison, il est apparu que les autres maraîchers pratiquant la R.E.U. sur la rive opposée du marigot rencontraient des problèmes phytosanitaires sur leur culture. On notera l'apparition des reptiles (serpents) sur le site expérimental. Bien que ce phénomène soit dû plus particulièrement à l'accumulation des résidus végétaux en bordure du site il ne doit pas être négligé. C'est là une des limites que l'on posera au développement de la faune sur les milieux cultivés. Des observations sont à effectuer pour déterminer s'il y a un risque potentiel de développement d'animaux dangereux. L'autre limite est posée par les oiseaux appelés localement mange-mil qui ont causé des dégâts aux récoltes de maïs. La destruction des épis s'élevait à environ 10% des récoltes. D'après les agriculteurs, la présence d'arbres favorise la venue de ces oiseaux sur le site. Le fait d'entretenir une végétation bien
développée sur les parcelles cultivées en saison
sèche naturelle du système pour laquelle le développement de la végétation est un facteur positif, il faut entreprendre des études à plus long terme sur ce type de problématique. On doit également prendre en compte qu'il est difficile pour un agriculteur de laisser se développer des adventices au milieu des cultures. L'aspect général des cultures semble peu soigné, ce qui nuit à leur réputation. D'ailleurs, il semble bien qu'en 1994 et 1995, le sarclage ait été repris sur le site expérimental. Selon le type végétal, il est possible que cette modification n'ait pas d'influence sur les paramètres microclimatiques mis en évidence dans ce travail. En l'absence d'un bilan économique complet de l'évolution des revenus de M. Kaboré, on constate qu'il continue, malgré l'arrêt de ce travail de recherche, à effectuer des cultures sans rémunération autre que le bénéfice tiré des récoltes. On peut considérer que dans ce sens, l'objectif appliqué de la recherche est réalisé puisque la méthode est adoptée. La fertilisation obtenue grâce à l'irrigation par les eaux usées semble satisfaire l'utilisateur. L'attribution de la parcelle à M. Kaboré, pour une période qui n'a pas été définie, pose le problème foncier présenté auparavant. Il ne semble pas y avoir eu de nouvelles implantations d'espèces fruitières sur le site. Le site de réutilisation présente à l'heure actuelle l'intérêt de fournir un exemple direct de ce qu'il est possible d'effectuer comme aménagements. Les arbres sont modérément taillés et ne présentent pas les traces habituelles de coupes sommaires. Dans les conditions avantageuses proposées à l'agriculteur, il apparaît que ses intérêts sont préservés. Il est difficile d'en extrapoler la valeur de notre expérimentation. Le mode de travail de cet agriculteur peut être uniquement la conséquence de son souci de ne pas perdre cette position privilégiée. Dans cet optique il conserverait les pratiques culturales qui lui ont été imposées sans nécessairement les avoir adoptées. A ces considérations, il faut ajouter que la moyenne d'âge des agriculteurs ne dépassait pas 25 ans. En conséquence, il est difficile de savoir si en conditions réelles, face à des individus plus âgés l'adoption des techniques proposées s'effectuerait sans problème. Du point de vue de l'expérimentateur, on relèvera les difficultés que l'on a eues à trouver des agriculteurs puis à aménager, dans le respect des intérêts de chacun, le protocole de recherche. La première difficulté a été de trouver des maraîchers acceptant de travailler sans utiliser d'engrais minéraux et de fertilisants organiques. Après avoir essuyé le refus de quelques-uns notamment les maraîchers travaillant en bordure du site, on a trouvé grâce au personnel technique de l'E.I.E.R. des jeunes jardiniers prêts à effectuer le travail. En raison de l'absence de salaire, il fallait trouver des plantes qui satisfassent à la fois les besoins du marché et qui puissent également être sensibles rapidement aux variations de la fertilité du milieu. Sur l'ensemble des plantes cultivées, deux ont retenu plus particulièrement l'attention de l'expérimentateur, c'est le chou et le maïs. Le chou présentait dès 1992 des colorations distinctes selon le type de traitement. Le maïs a l'avantage d'être sensible aux problèmes hydriques et, par sa croissance, il fournit un outil de mesure. Son utilisation en 1993 et 1994 a été possible grâce à la mise en place d'un système de compensations financières très faibles. Pour les agriculteurs, la tomate, les aubergines et le gombo sont plus rentables. Leurs récoltes s'effectuent progressivement ce qui permet d'obtenir un revenu étalé sur une durée plus importante. Les jeunes agriculteurs s'épargnent ainsi de difficiles négociations familiales sur le devenir de leur revenus. Par contre, pour ce type de végétaux, la fiabilité des mesures de rendement, la vitesse de croissance et la biomasse sèche produite ne sont pas des paramètres aisément mesurables. En culture maraîchère, l'homogénéité des plantations dépend des choix de l'agriculteur. Dans le contexte de périmètres irrigués, les possibilités d'avoir un débouché assuré pour une culture conditionnent les choix du cultivateur (Naef, 1992). Dans ces conditions , il nous est difficile de déterminer si ce qui a été observé durant l'expérimentation correspond à une réalité. La stratégie adoptée par M. Kaboré depuis notre départ serait sans doute plus instructive. L'autre différence est due aux cycles naturels des insectes. Il est facile d'observer que des explosions de l'ensemble des populations d'insectes ont lieu au mois de novembre. Des cycles de développement précis font succéder les ravageurs aux prédateurs au début de la saison des pluies (Ouedraogo M. com.pers) ce qui permet d'effectuer des traitements insecticides sans nuire aux agents du contrôle biologique. Bien que nous présentons quelques considérations sur la possibilité de lutte biologique, il est à signaler que les cultures de saison sèche restent extrêmement vulnérables aux insectes et autres parasites. Une parcelle maraîchère représente une oasis de verdure et d'humidité. Nous avions interdit l'usage des pesticides sur le site expérimental afin de ne pas compromettre les mesures des effectifs des populations animales. Par chance, les cultures ont été épargnées. 1.2.2. Aspect technique.Les sites de réutilisation d'eaux usées sont présents en différents endroits de la ville de Ouagadougou (A. Haladou, 1991). Leur aménagement en vue d'améliorer la qualité sanitaire des effluents, si cela est nécessaire (Cissé G., à publier), doit prendre en compte les habitudes qui ont été prises par les usagers. Conception des ouvrages d'assinissement. En prenant l'exemple du marigot bordant le site expérimental, il est facile d'imaginer l'impact sur les activités de maraîchage de la construction d'une canalisation à cet endroit. En créant des ouvrages adaptés à la fois aux conditions de saison sèche et de saison des pluies, il doit être possible de mettre en réserve une partie des eaux de pluie tout en améliorant l'auto-épuration de ces sites de traitement «naturel» des effluents. On a recherché au travers d'un travail de diplôme de l'E.I.E.R. (M. Imbith, 1992) à mettre en évidence les paramètres de l'épuration dans ce marigot. Ce type d'ouvrage se situe entre la station d'épuration et le réservoir naturel d'un point de vue sanitaire et hydrodynamique. En saison des pluies, le marigot, bien alimenté, est remonté par différentes espèces de poissons. En saison sèche, la diminution des débits et la concentration en pollution diminuent l'activité de ces populations piscicoles qui doivent retourner dans les réservoirs artificiels. On peut s'imaginer un dispositif intermédiaire permettant d'effectuer simultanément trois activités, l'épuration, la pisciculture et le maraîchage à faible coût. Les premières pluies seraient utilisées pour l'autocurage des sédiments accumulés en saison sèche. Dans la conception des stations d'épuration, il est intéressant de tenir compte de l'objectif final que l'on se fixe pour la qualité des eaux. Cet objectif n'est pas uniquement d'en abattre le taux de coliformes ou la DBO. Il peut également être d'obtenir l'eau la plus riche possible en insectes, plancton et substances humiques par exemple, ce qui favoriserait le développement des possibilités d'élevage des poissons tout en préservant les autres types d'utilisation( Edwards, 1992; Merritt et al, 1982.; Chan, 1988; Grobbelaar et al, 1990). L'utilisation des végétaux bordant le bassin du lit bactérien pour l'affouragement du bétail est également un mode de mise à profit des eaux usées qui a été observé sur le pilote de l'E.I.E.R.. Si l'on se place du point de vue de l'utilisateur, il apparaît ainsi quelques modifications à apporter aux stations d'épuration par lagunage. Critère de qualité des eaux usées. Le niveau d'épuration ne doit pas être trop bas afin d'éviter les phénomènes observés sur le fonctionnement du cycle du carbone des sols, ni trop haut afin de préserver les utilisateurs du développement de vecteurs de parasitose. Les eaux usées doivent en premier lieu être oxygénées de façon à ne pas créer des conditions d'anaérobiose dans le sol. La charge organique qui permet de satisfaire à la fois les critères sanitaires et agronomiques doit être comprise entre 50 et 120 mg de DBO. La présence d'un plancton diversifié doit être assurée alors que la charge en suspension n'a pas d'importance. Dans cette fourchette, en jouant sur la décantation, les populations piscicoles et l'aménagement des berges, il doit être possible d'obtenir un compromis qui permette de satisfaire l'ensemble des besoins de chacune des activités proposées plus haut. La diversité biologique des milieux aquatiques est en Afrique de l'Ouest largement suffisante pour que l'efficacité de ces dispositifs soit réalisée. Chapitre 2. Conclusion.L'ensemble des résultats obtenus permet de dégager les modalités d'application de cette technique. L'utilisation de la faune des sols comme indicateur de la fertilité s'avère être un outil pratique qui facilite la compréhension des phénomènes observés. L'objectif initial de cette recherche a été posé au travers de trois hypothèses. La première hypothèse qui portait sur le sens de l'évolution du bilan organique des sols a été vérifiée. On soulignera cependant que cette amélioration dépend de la qualité des eaux usées et du type de pratique culturale. A la deuxième hypothèse qui supposait que les eaux usées favorisent le développement animal dans le sol, on répondra également par l'affirmative en ajoutant que cette relation dépend de la nature des constituants organiques présents dans les eaux usées réutilisées. A la troisième hypothèse qui envisageait que la faune des sols pouvait être utilisée comme un indicateur de la fertilité des sols irrigués et que l'adaptation de techniques culturales à cet indicateur favorise l'amélioration de la fertilité des sols, la réponse est aussi affirmative. Les améliorations que l'on peut apporter aux techniques culturales sont à trouver en premier lieu soit dans le choix d'une culture, soit dans l'arrêt du sarclage des sols. De ces conditions dépend l'installation d'un microclimat humide (humidité >50%) qui favorise l'activité biologique à la surface du sol durant la saison sèche. A moyen terme, les eaux usées permettent d'effectuer des cultures tout au long de l'année, sans risque de destruction des équilibres biologiques et cela sans apport de fertilisants de complément. L'expérimentation a permis d'effectuer huit cycles culturaux en trois ans (de1991 à 1994). La définition à long terme de l'efficacité de cette pratique est à vérifier par l'analyse de la migration des éléments minéraux dans le profil de sol et dans l'évolution des effectifs des populations animales. Par la maîtrise des conditions microclimatiques on améliore les échanges entre l'atmosphère et le sol. Cette situation favorise le développement d'un cycle biogéochimique dans lequel les processus d'origine bactérienne sont contrôlés par une chaîne alimentaire complexe. Le maintien de l'intégrité de cette chaîne alimentaire dépend de la qualité biologique et de la composition chimique des eaux réutilisées. Le fait d'avoir travaillé en utilisant des indicateurs biologiques permet d'obtenir une vision plus globale de la fertilité des sols et de l'action des eaux usées sur l'environnement. La sensibilité de ce type d'indicateur à la qualité des apports organiques permet la mise en évidence rapide de l'effet d'un traitement. Les effectifs des populations animales et leur diversité établis de façon sommaire sont des outils de mesure pratiques qui ne nécessitent pas de technologie coûteuse. L'utilisation d'un référentiel naturel permet de dissocier les sols mis en culture et labourés, des sols dont l'écologie a été respectée. Il est ainsi constaté que le rôle des racines dans l'amélioration du bilan minéral, en particulier pour le phosphore, est limité. Le maintien du stock organique dans les sols de ce
référentiel naturel a été indépendant
de de de la biomasse animale dans l'analyse des bilans chimiques de ces sols devrait permettre de lever cette contradiction. Ce travail ouvre des perspectives nouvelles sur la gestion de la fertilité des sols tropicaux irrigués et sur les techniques de mesure et d'évaluation de la qualité des systèmes naturels d'épuration. L'objectif fondamental de la recherche est réalisé avec la démonstration de la validité de la faune des sols en tant qu'indicateur de la fertilité des sols irrigués avec des eaux usées en climat tropical sec. On retrouve le constat dressé par Bachelier (1978) qui attribue à ces sols la dénomination de sols fauniques en raison de la prédominance des processus biologiques d'origine animale qui permettent à ces sols d'assurer leurs fonctions vis-à-vis du processus de production végétale. L'objectif appliqué qui était de fournir rapidement une technique culturale respectant le concept de développement durable a été atteint dans la mesure où l'agriculteur n'a pas abandonné la pratique de l'irrigation par des eaux usées sans utilisation de fertilisant d'appoint. Les eaux usées respectent les cinq principes de bases de l'aménagement des sols (Greenland, 1975). Elles permettent de restaurer la fertilité du sol après l'exportation des résidus de culture. Elles favorisent le maintien des propriétés physiques du sol en stabilisant notamment le taux de substances humiques. Elles ne sont pas la source de problèmes d'ordre phytosanitaire. Elles permettent le contrôle de l'acidification des sols. Elles ne favorisent pas l'érosion des sols puisqu'elles autorisent le maintien d'un couvert végétal constant tout en assurant la pérennité d'activités agricoles. Ayer, le 31mars 1996. J.-L. Bungener BibliographieAlbouvette C. , Couteaux M.M, Old K.M., Pussard M., Reisinger O., Toutain F., 1981- Les protozoaires du sol: aspects écologiques et méthodologiques. Année biologique. Tome XX, Fasc 3. Alexandre D.Y. , 1994 - La fixation biologique de diguettes à l'I.R.B.E.T., le point sur les recherches en 1993. Réseau érosion, Bulletin 14, Environnement humain de l'érosion. ORSTOM CTA Montpellier. Aliou I. , 1993 -Amélioration des potentialités hydriques en cultures pluviales. Application à une culture de sorgho sur le site de Gampéla (Burkina Faso). E.P.F.L.. Thèse n° 1110. Anderson J.M. , Ingram J.S.I. , 1993 - Tropical soil biology and fertility. A handbook of methods 2nd edition. C.A.B international Wallingford. Anderson J.M. , 1973 - The breakdown and decomposition of sweet chesnut (Castanea sativa Mill.) and beech (Fagus sylvatica L.) leaf litter in two deciduous woodland soils. Oecologia (Berl.) 12, 251-274 Arshad M.A. , Mureria N.K., Keya S.O. , 1982 - Effect of termite activities on the soil microflora. Pedobiologia 24, 161-167. Bachelier G. , 1973 - Etude expérimentale de l'action des animaux sur l'humification des matériaux végétaux, 2- Action des animaux morts et des acides aminés. Conclusions générales. Coll. ORSTOM Trav. doc., n°30, 80p. Bachelier G. , 1978 - La faune des sols, son écologie et son action. ORSTOM Paris. Baldy C. et Stigter C.J. , 1993 - Agro-météorologie des cultures multiples en régions chaudes. INRA éditions Paris. Belbahri S. , 1991 - Relation eau-sédiments en épuration par lagunage naturel. Thèse Université de Montpellier II. Berton S. , 1988 - La maîtrise des crues dans les bas-fonds. Petits et microbarrages en Afrique de l'Ouest. Coopération Française. GRET. Agence de coopération culturelle et technique Paris. Birley M. , 1993 - Prévoir les implications, pour les maladies transmises par vecteurs, du développement des ressources en eau. OMS/CTA. Série de lignes directives. TEAE 2 Genève. Bouhot D., 1982 - La fatigue des sols. Position du problème et principe de diagnostic. Les colloques de l'INRA 17. Casenave A. et Valentin C., 1989 - Les états de surface de la zone sahélienne influence sur l'infiltration. Editions de l'ORSTOM collection didactique. César J. et Coulibaly Z., 1991 - Le rôle des jachères et des cultures fourragères dans le maintien de la fertilité des terres. Savanes d'Afriques, terres fertiles? Actes des rencontres internationales Montpellier, Ministère de la coopération et du développement. Chamayou H. et Legros J.P., 1989- Les bases physique,chimique et minéralogiques de la science du sol. Agence de coopération culturelle et technique. Presses universitaires de France. Chan G.L., 1988 - Energy aspect of the integrated farming system in China. Conférence à l'EPFL. Charpentier H., Séguy L., Michellon R., 1991 - Cultures associées couvertures végétales mortes et vivantes. Savannes d'afrique, terres fertiles? Actes des rencontres internationales Montpellier. Ministère de la coopération et du développement. Chen Y. Avnimelech Y., 1989 - The role of organic matter in modern agricultur. Martinus Nijhoff publishers Dodrecht. Coleman D.C., Anderson R.V., Cole C.V., Elliott E.T., Woods L. and Campion M.K., 1978 - Trophics interactions in soil as they affect energy and nutrient dynamics. IV. Flows of metabolics and biomass carbon. Microbial Ecology 4: 373-380. Cooke R.C., Rayner A.D.M., 1982 - Ecology of saprotrophic fungi Longman London. Dajoz R., 1985 - Précis d'écologie. Bordas Paris. Dangerfield J.M., 1989 - Abundance, biomass and diversity of soil macrofauna in savanna Woodland and associated managed habitats. Pedobiologia 34: 141-150. Dejoux C., 1988 - La pollution des eaux continentales africaines. Editions de l'ORSTOM, coll. travaux et documents Paris. Duchaufour P., 1984 - Pédologie. Masson Abrégés. Ducommun A., 1989 -Influence des boues d'épuration et du fumier sur les macroinvertébrés édaphiques de quelques cultures intensives du grand marais. Université de Neuchâtel, Faculté des sciences. Dunger W., Fiedler H.J., 1989 - Methoden der Bodenbiologie. Gustav Fischer Verlag. Stuttgart. New York. Durand J.R., Lévèque C., 1980 - Flore et faune aquatiques de l'Afrique sahélo-soudanienne. Editions de l'ORSTOM collection initiation. Documentation technique no 44. Edwards P., 1992 - Reuse of human wastes in aquaculture Water and sanitation report. The World Bank Washington. Egoumenides C., Oliver R., 1985 - Effet de l'azote et du fumier sur «terre de barre» (sud du Bénin). CIRAD Bilan des travaux 1984. Elliot L.F., Stevenson F.J., 1977 - Soils for management of organic wastes and waste waters. ASA. CSSA. SSSA. Madison, Wisconsin USA Faho T., 1995 - Enjeux de la lutte anti-érosive face au dilemme de la démographie galopante et au retrecissement des terres cultivables dans le centre est du Burkina. Reseau erosion Bulletin 15. Environnement humain de l'érosion. ORSTOM CTA Montpellier Fedoroff N., 1986 - Sensitivity of principal soil types to the intensive agriculture of North Western Europe in Scientific basis for soil protection in the European community. Elsevier Applied science. Feller C., 1994 - La matière organique du sol, un indicateur potentiel de la durabilité des systèmes de culture dans les zones tropicales semi-arides et subhumides d'Afrique de l'Ouest. ORSTOM, Réseau érosion, bulletin 14, p 82-99. Forest F., Noèl-reyniers F., Lidon B., 1991 - Prendre en compte le risque agroclimatique et le coût de l'intensification pour analyser la faisabilité de l'innovation. Savanes d'Afrique terres fertiles? Actes des rencontres internationales Montpellier (France). Foth H.D., Boyd G.E., 1988 - Soil fertility. John Wiley and sons 211p. Fournier A., 1991 - Phénologie, croissance et production végétales dans quelques savanes d'Afrique de l'Ouest. Variations selon un gradient climatique. Editions de l'ORSTOM. Collection études et thèses Paris. Gillon D. et Gillon Y., 1979 - Distribution spatiale des principales espèces d'iules (myriapodes diplopodes) dans une zone cultivée au Sénégal. Bull. Ecol. T. 10, 2. Gillon D., Gillon Y., 1979 - Distribution spatiale des principales espèces d'iules (myriapodes diplopodes) dans une zone cultivée au Sénégal. Bull. Ecol. T10, 2. Gisi , et al., 1990 - Bodenökologie. Georg Thieme Verlag Stuttgart New York. Greenland D.J., 1975 - Bringing the green revolution to the shifting cultivators, Science 190: 841-44, Grobbelaar J.U., Soeder C.J., Stengel E., 1990
- Modeling algal productivity in large outdoor Grouzis M., 1987 - Structure, productivité et dynamique des systèmes écologiques sahéliens (Mare d'Oursi, Burkina Faso). Thèse de doctorat d'état Sciences naturelles, Université de Paris sud. Guene O., 1989 - Contribution à l'étude du fonctionnement et de la modélisation de l'épuration de la pollution carbonnée et microbienne des lagunes naturelles sous climat sahélien. Rapport de recherche E.I.E.R./E.P.F.L.. Haile A., Pieri C., Egoumenides C., 1985 - Effet des amendements minéraux sur les propriétés d'échange des sols acides tropicaux. L'Agronomie Tropicale 40 (2): 98-106. Haladou A., 1991 - Etude des sites d'irrigation aux eaux usées sur l'agglomération de Ouagadougou. Analyse socio-économique et pratique de l'irrigation. Mémoire de fin d'étude E.I.E.R.. Hayes M.H.B., and Himes F.L., 1986 - Nature and properties of humus-mineral complexes in interactions of soils minerals with natural organics and microbes. Huang P.M and Schnitzer M. (edts.) SSSA special publication Number 17. Hénin S., 1976, 1977 - Cours de physique du sol. Tomes 1 et 2. ORSTOM Paris. Imbith M., 1992 - Mise en évidence de la capacité d'autoépuration du marigot de Zogona. Travail de diplôme. E.I.E.R. Ouagadougou. Kaboré V., 1994 - Amélioration de la production végétale des sols dégradés ("Zipellés") du Burkina Faso par la technique des poquets (Zai). E.P.F.L. Thèse n°. Kaisin E.F.P., 1994 - De l'utilité des brises vents en zone sahélienne: la prudence s'impose. Reseau érosion. Bulletin 14. Environnement humain de l'érosion. ORSTOM CTA Montpellier. Kaloga B., 1987 - Le manteau kaolinique des plaines du centre sud de la Haute Volta. Dynamique et relation avec le manteau smectitique. Edition de l'ORSTOM. Collections études et thèses. Paris Kilbertus G., Kiffer E., Mangenot F. et Arnould M.F., 1980 - Activités biologiques dans les sols tropicaux (Guyane française et République de Côte d'Ivoire) décomposition des tissus lignifiés. Revue bois et forêt des tropiques n°190, Mars - avril 1980. Lal R., 1987 - Tropical Ecology and Physical Edaphology. John Wiley & sons Chichester. New York. Brisbane. Toronto. Singapore. Lavelle P., 1983 - The soil fauna of tropical
savannas. I. The community structure, In Tropical Lavelle P., Pashanasi B., 1989 - Soil macrofauna and land management in peruvian Amazonia (Yurrimagas, Loreto). Pedobiologia 33 Lavelle P., Martin A., Blanchart E., Gilot C., Melendez G., Pashanasi B., 1991 - Conservation de la fertilité des sols de savane par la gestion de la macrofaune du sol. Savanes d'Afrique terres fertiles? Actes des rencontres internationales Montpellier (France). Lozet J. et Mathieu C., 1990 - Dictionnaire des sciences du sol. Lavoisier Paris. Luxton M., 1982 - Substrate utilization by the soil fauna in a comparative analysis of soil fauna populations and their role in decomposition process. Petersen H. et Luxton M. (edts) OIKOS 39:3. Mainguet M., 1994 - Desertification Natural background and human mismanagement, 2nd edition Springer-Verlag. Matthey W., Della Santa E., Wannenmacher C., 1984 - Manuel pratique d'écologie. Payot Lausanne Merritt R.W., Cummins K.W., Burton T.M., 1982 - The role of aquatic insects in the processing and cycling of nutrients In The Ecology of aquatic insects. Resh V.H and Rosenberg D.M Praeger (edts) New York. Metting B., 1981 - The systematics and ecology of soil algae. Bot. Rev. 47, 195-312. Moore J.C. and Walter D.E., 1988- Arthropod regulation ofmicro-and mesobiota in below-ground detrital food webs. Ann.Rev.Entomol. 33 Mustin M.,1987 - Le compost. Edtition F. Dubusc Paris p 954. Myers R.J.C., Palm C.A, Cuevas E., Gunatilleke I.U.N., Brossard M., 1994 - The synchronisation of mineralisation and plant nutrient demand. in The biological management of tropical soil fertility, Woomer P.L. and M.J. Swift John Wiley & sons Chichester. Naef A., 1992 - Impact socio-économique et foncier du maraîchage dans le département de Ouahigouya. Fédération des unions des groupements Naam, Cellule Agroéconomique Ouahigouya. Neuvy G., 1991 - L'homme et l'eau dans le domaine tropical. Masson géographie. Paris, Milan, Barcelone, Bonn. Office fédéral de l'environnement, 1991 - Directives pour l'estimation de la fertilité du sol. Station fédérale de recherche en chimie agricole et sur l'hygiène de l'environnement, 3097 Liebfeld. Osseni B., N'Guessan A.E., 1987 - Etude des phénomènes de concurrence entre les cultures en association. Cas des cultures vivrières associées à l'ananas dans le sud de la Côte d'Ivoire. Pallo F.J.P., 1992 - Nitrogen forms in relation to humic substances in some soil of Burkina Faso. Pedologie XLII-1p 7-20. Pieri C., 1989 - Fertilité des terres de savanes. Bilan de trente ans de recherche et de développementagricole au sud du Sahara. Ministère de la Coopération et CIRAD-IRAT. Pietrasanta Y. et Bondon D.,1994 - Le lagunage écologique. Economica Paris. Poda J.N., 1986 - Impacts des rejets urbains sur les eaux de surface à Ouagadougou et Bobo Dioulasso (Burkina Faso). IRBET/CNRST Ouagadougou. Randin N., 1991 - Travail de diplôme E.P.F.L.. Richard J.F., 1989 - Le paysage un nouveau langage pour l'étude des milieux tropicaux. ORSTOM Paris. Richter G., 1988 - Métabolisme des végétaux. Presses polytechniques et universitaires romandes. Rognon P., 1994 - Les conséquences de la sécheresse sur la pédogénèse. Sècheresse; 5: p 173- 184. Roduit S., 1993- Contribution à la modélisation de l'épuration par lagunage en climat tropical sec.Travail de diplôme E.P.F.L Rudig S., 1991 - Etude de la variation de l'infiltrabilité du sol en relation avec des apports d'eaux usées. Trav. pratique de diplôme en génie rural, E.P.F.L.. Scholes M.C., Swift M.J., Heal O.W., Sanchez P.A., Ingram J.S.I. et Dalal R., 1994 - Soil fertility research in response to the demand for sustainability. The biological management of tropical soil fertility edts. Woomer P.L and Swift M.J. John. Wiley &Sons Chichester. Sebillote M., 1989 - Fertilité et systèmes de production. I.N.R.A. 1989. Sedogo P.M., 1993 - Evolution des sols ferrugineux lessivés sous cultures: incidence des modes de gestion de la fertilité. Thèse. Université nationale de Côte d'Ivoire. Stotzky G., 1986 - Influence of soil mineral colloids on metabolic processes, growth, adhesion, and ecology of microbes and viruses. In Interactions of soils minerals with natural organics and microbes. Huang P.M and Schnitzer M. (edts.) SSSA, special publication, Number 17. Swift M.J., Dvorak K.A., Mulongoy K., Musoke M.S ., Anginga N., Tian G., 1994 - The role of soils organism in the sustainability of tropical cropping systems. In Soil science and sustainable land management in the tropics. Syers and Rimmer edts, British society of soil science, CAB international Wallingford. Tiffen M., 1993- Lignes directrices pour l'incorporation de mesures de protection de la santé dans les projets d'irrigation par la coopération sectorielle. OMS- CTA Tittizer T. and Kothé P., 1992 - Possibilities and limitation of biological methods of water analysis, in Biological Indicators of Water Quality. John Wiley & son Chichester. Touré C.S., 1986 - Elimination de la pollution carbonnée dans deux réacteurs à biomasse fixée sur support de latérite et quartz en conditions climatiques tropicales sahéliennes. Possibilité et limite de réutilisation des effluents pour l'irrigation des sol locaux. E.P.F.L., Thèse n. 653. Van der Pol F., 1991 - L'épuisement des terres, une ressource pour les paysans au Mali sud. Savanes d'Afrique terres fertiles? Actes des rencontres internationales Montpellier (France). Zaidi Z., 1985 - Recherches sur les modalités de l'interdépendance entre vers de terre et microflore dans la savane guinéenne de Lamto (Côte d'Ivoire): Esquisse d'un système inter-actif. PhD Thesis, Paris XI.
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"Il y a des temps ou l'on doit dispenser son mépris qu'avec économie à cause du grand nombre de nécessiteux" | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
