Effets de trois systèmes culturaux sur la durabilité de la production de maïs (Zea mays L.) sur sol ferralitique au Togo Méridional

3.2.2 Bilan des nutriments

Le bilan de nutriments N et P est basé sur l'estimation des entrées et de sorties dans la couche de sol de 0 à 0,6 m durant la première saison.

Les exportations de N dépassent largement la quantité de fertilisant inorganique apportée dans tous les systèmes culturaux. Dans le système de maïs continu, les exportations de N varient de 78 à 112 kg N ha^-1 ; de 115 à 180 kg N ha^-1 pour le système maïs - mucuna et de 98 à 137 kg N ha^-1 pour le système maïs - cajan. On constate qu'il y a eu une consommation luxuriante de N en observant les traitements de 40 kg N ha^-1 et de 80 kg N ha^-1 dans le systèmes de maïs continu et de maïs - mucuna car les rendements en grains qui en est issus sont statistiquement identiques (Tableau 6).

Par ailleurs, on note que dans la plupart des cas, les exportations de N excèdent la teneur initiale du sol en N et la dose de N apportée. Dans le système maïs continu, ces excédents vont jusqu'à 67 kg N ha^-1, entre 8 et 24 kg N ha^-1 dans le système maïs - mucuna et entre 13 et 45 kg N ha^-1 dans le système maïs - cajan. Ceci démontre que la quantité de N pour satisfaire ces rendements n'est pas disponible dans le sol de culture. Ce qui induit le fait que le bilan de N minéral soit négatif dans presque tous les systèmes culturaux. On se pose alors la question d'où provient le N complémentaire dans la mesure où ces rendements ont été acquis. L'explication plausible de cette situation est que le complément en N proviendrait des dépositions atmosphériques de N et de la minéralisation du N organique (matière organique).

Les dépositions atmosphériques de N (13,9 kg.ha^-1) ne sont pas négligeables devant la minéralisation de la matière organique du fait des conditions pédoclimatiques de l'Afrique de l'Ouest. En moyenne, ces gains de N provenant de la minéralisation du N organique sont fort dans le système maïs continu (56 kg N ha^-1), intermédiaire dans le système maïs - mucuna (38 kg N ha^-1) et faible dans le système maïs - cajan (31 kg N ha^-1).

Ceci démontre que le système de maïs continu appauvrie davantage le sol que les autres systèmes de production car il favorise une plus grande minéralisation de la matière organique du sol entraînant la chute de son taux dans le sol ; ce qui conduit à un sol minier très peu productif. Cela explique aisément les conditions de production d'antan ayant conduit à l'état actuel de l'agriculture en Afrique de l'Ouest (agriculture minière). Les plantes de couverture utilisées (mucuna et cajan) ont permis non seulement d'augmenter la teneur du sol en matière organique mais aussi de temporiser sa minéralisation et l'enrichir en N tout en produisant mieux du maïs. Par rapport à la teneur du sol en NO₃-N, le système maïs continu a perdu 93% de son NO₃-N tandis que le système de maïs - mucuna et le système de maïs - cajan en n'ont perdu que 26% et 28% respectivement. Ceci traduit encore la potentialité des plantes de couverture à soutenir la production de maïs. Sogbedji et al. (2006) ont trouvé que l'utilisation du mucuna et du cajan comme plantes de couverture à une fréquence de 1 sur 4 saisons de pluie augmente, par rapport à la teneur initiale, le taux de NO₃-N du sol de 39% et 3,6% respectivement tandis que la culture continu du maïs fait perdre au système jusqu'à 57,8% de NO₃-N. Ce qui confirme le potentiel des plantes de couverture à restaurer et/ou conserver les sols et la capacité de la monoculture de céréales à appauvrir davantage le sol.

Tableau 6 : Bilan de N et P sur une profondeur de 0 à 0,6 m du sol durant la première saison de culture

		Azote (N)					Phosphore (P)
Paramètres		N0P0	N40P0	N40P30	N80P30		N0P0	N40P0	N40P30	N80P30
		__________________________Kg.ha^-1__________________________
Teneur initiale du sol (+)		45,2	45,2	45,2	45,2		262,1	262,1	262,1	262,1
Engrais appliqués (+)		0,0	40,0	40,0	80,0		0,0	0,0	30,0	30,0
Déposition atm. de N (+)		13,9	13,9	13,9	13,9		0,0	0,0	0,0	0,0
Teneur finale du sol (-)		59,9	19,5	20,3	26,0		251,1	218,6	221,4	254,8
Exportations (-)		112,2	85,1	78,0	108,4		55,9	36,8	35,8	52,7
Solde inexpliquée		-140,7	-33,3	-27,0	-23,1		-44,9	6,7	34,9	-15,4
Système Maïs - Mucuna
Teneur initiale du sol (+)		91,5	91,5	91,5	91,5		278,0	278,0	278,0	278,0
Engrais appliqués (+)		0,0	40,0	40,0	80,0		0,0	0,0	30,0	30,0
Déposition atm. de N (+)		13,9	13,9	13,9	13,9		0,0	0,0	0,0	0,0
Teneur finale du sol (-)		13,3	4,8	16,2	20,6		247,4	196,0	266,4	208,5
Exportations (-)		115,2	142,7	128,5	179,8		45,2	65,1	53,9	69,1
Solde inexpliquée		-51,0	-30,0	-27,1	-42,9		-14,6	16,9	-12,3	30,4
Système Maïs - Cajan
Teneur initiale du sol (+)		83,5	83,5	83,5	83,5		279,9	279,9	279,9	279,9
Engrais appliqués (+)		0,0	40,0	40,0	80,0		0,0	0,0	30,0	30,0
Déposition atm. de N (+)		13,9	13,9	13,9	13,9		0,0	0,0	0,0	0,0
Teneur finale du sol (-)		12,2	12,0	9,4	27,8		233,9	310,5	306,8	256,0
Exportations (-)		128,0	97,6	136,9	137,1		47,8	39,8	56,7	53,2
Solde inexpliquée		-70,6	0,1	-36,6	-15,3		-1,9	-70,5	-53,7	0,7

(+) traduit une entrée; (-) traduit une sortie ; atm. : atmosphérique

Les exportations de P sont excédentaires par rapport aux doses de P appliquées lors des essais. Mais le bilan de P est notablement influencé par la teneur initiale du sol en P assimilable. En début d'expérimentation, les teneurs du sol en P assimilable sont en moyenne de 262 kg.ha^-1, 278 kg.ha^-1 et 280 kg.ha^-1 respectivement dans le système maïs continu, le système maïs - mucuna et le système maïs - cajan (Tableau 7). Dans le système de maïs continu, les exportations de P varient de 36 à 56 kg P ha^-1, de 45 à 59 kg P ha^-1 pour le système maïs - mucuna et de 40 à 57 kg P ha^-1 pour le système maïs - cajan. En moyenne, les résultats du bilan de P sont négatifs dans le système de maïs continu (-5 kg.ha^-1) et dans le système de maïs - cajan (-31 kg.ha^-1) mais sont positif dans le système de maïs - mucuna (5 kg.ha^-1). Ce qui signifie que dans ce dernier système le P est toujours présent dans la couche du sol et représente la fraction de P assimilable issue de la minéralisation qui est restée dans le sol après sa précipitation chimique par les sesquioxydes de fer et d'aluminium du sol. Dans les autres systèmes, le complexe organique a dû se minéraliser pour fournir du P pour la production. Ce qui appauvrit le sol. Les pertes de P assimilable par le sol sont fortes dans le système maïs continu et dans le système maïs - cajan (10% et 11% respectivement) et faible dans le système maïs - mucuna (7%). Ces résultats traduisent le fait que la cajan requérait beaucoup plus de P pour croître ou que la biomasse de cajan n'est pas riche en P pour améliorer le statut du sol en P. Ce qui a exigé la minéralisation de P organique (matière organique) et a appauvri davantage le sol. Le mucuna se présente, dans ces conditions, plus favorable pour l'amélioration du statut de P du sol. Ceci confirme les trouvailles de Sogbedji et al. (2006) qui indiquent qu'en moyenne le système de maïs - mucuna favorise une augmentation du taux de P assimilable résiduel de 50% et 53% par rapport au système maïs continu et au système maïs - cajan respectivement.

Dans tous les systèmes, on remarque que l'évolution des exportations de N n'est pas proportionnelle aux doses de N apportées mais semble suivre la disponibilité de P. Dans les systèmes de maïs continu et de maïs - cajan, lorsque l'on augmente la dose de N de 40 kg N ha^-1, les exportations de N et de P chutent et avec l'apport de 30 kg P N ha^-1, les exportations de P sont stagnantes mais celles de N chute davantage. Cependant, l'apport supplémentaire de 40 kg N ha^-1 dans ces conditions augmente les exportations aussi bien de N que de P. Dans le système de maïs - mucuna, lorsque l'on augmente la dose de N de 40 kg N ha^-1, les exportations de N et de P s'augmentent et avec l'apport de 30 kg P N ha^-1 les exportations de P et de N chutent mais sont supérieures aux états initiaux. L'apport supplémentaire de 40 kg N ha^-1 dans ces conditions augmente davantage les exportations aussi bien de N que de P.

De tout ce qui précède, on constate aisément que durant la PS, le mucuna favorise l'amélioration du statut nutritionnel du sol en N et en P que le cajan. Ceci a induit un intérêt pour la dynamique de N et P dans le système maïs - mucuna en seconde saison (SS) face à la monoculture du maïs en appliquant les doses extrêmes d'engrais de l'étude (N₈₀P₃₀K₆₀).