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Valorisation agronomique des excreta humains : utilisation des urines et fèces humains pour la production de l'Aubergine (Solanum melongena) et du Maïs (Zea mays) dans la zone centre du Burkina Faso

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par Delwendé Innocent KIBA
Université Polytechnique de Bobo Dioulasso - Institut du Développement Rural - Ingénieur du Développement Rural option Agronomie 2005
  

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BURKINA FASO
Unité - Progrès - Justice

MINISTERE DES ENSEIGNEMENTS SECONDAIRE, SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
(MESSRS)
...........................................................................................................................

UNIVERS ITE POLYTECHNIQUE DE
BOBO-DIOULASSO
(U.P.B)

INSTITUT DU DEVELOPPEMENT
RURAL
(I.D.R)

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE ET TECHNOLOGIQUE
(CNRST)

INSTITUT DE L'ENVIRONNEMENT ET DE
RECHERCHES AGRICOLES
(INERA)

juin 2005

 

MEMOIRE DE FIN D'ETUDES

Présenté en vue de l'obtention du
DIPLOME D'INGENIEUR DU DEVELOPPEMENT RURAL
Option : Agronomie

THEME :

VALORISATION AGRONOMIQUE DES EXCRETA HUMAINS : utilisation des
urines et fèces humains pour la production de l'Aubergine
(Solanum melongena)
et du Maïs
(Zea mays) dans la zone centre du Burkina Faso.

Directeurs de Mémoire : Dr. Bernard BACYE

M. Bégué DAO

Maître de Stage : Dr. Moussa BONZI

KIBA Delwendé Innocent

Avec la collaboration et l'appui financier du Centre National CREPA

 
 
 

Dédicace

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

mon père KIBA Lambert et à ma mère SAND WIDI Marcelline pour leur soutien permanent,

mon petit frère Jean-luc, ma petite soeur Inès Carolle, pour leur amour fraternel,

mon cousin Edouard et sa famille, ma cousine Nathalie, mon cousin Simon, pour leur soutien moral,

ma cousine YOUGMA Aline, rappelée à Dieu à la fleur de l'âge pendant ma formation,

 
 
 
 
 
 

Je dédie ce mémoire !

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Sommaire

Dédicace i

Sommaire ii

Remerciements v

Sigles et Abréviations vii

Liste des tableaux viii

Liste des figures ix

Résumé x

Abstract

 
 
 

xi

 
 
 

INTRODUCTION

1

Chapitre 1 : Géné ralités sur l'Assainissement Ecologique et sur le cadre d'étude

3

1.1-Généralités sur l'Assainissement Ecologique

3

1.1.1 - Concept d'Assainissement Ecologique

3

1.1.2- Fonctionnement de ECO SAN

3

1.1.3- Risques et précautions d'utilisation des excréta humains en agriculture

4

1.2-Généralités sur le cadre d'étude

4

1.2.1 - Situation géographique

-4

1.2.2-Conditions so cio-économiques

5

1.2.3 - Conditions agro-écologiques

5

1.2.3.1- Climat

5

1.2.3.2- Hydrographie

7

1.2.3.3- Végétation

7

1.2.3.4- Sols

7

Chapitre 2 : Matériel et méthodes

8

2.1- Matériel d'étude en milieu paysan

8

2.1.1 - Matériel végétal

8

2.1.2- Sols

8

2.1.3- Fertilisants minéraux

9

2.1.4- Excréta humains

9

2.2- Méthodes d'étude en milieu paysan

9

2.2.1 - Techniques de collecte et d'hygiénisation des excréta

9

2.2.2- Dispositifs expérimentaux

10

2.2.2.1- Dispositif expérimental en cu ère (Aubergine) 10

lture maraîch

2.2.2.2- Dispositif expérimental en culture pluviale céréalière (Maïs) 11

2.2.3- Techniques culturales appliquées 12

2.2.3.1- En culture maraîchère (Aubergine) 12

2.2.3.2- En culture céréalière (Maïs) 13

2.2.4- Echantillonnage des sols, des végétaux et des excréta 14

2.2.5- Paramètres étudiés 15

2.2.5.1- Variables mesurées 15

2.2.5.2- variables calculées 16

2.3- Méthodologie utilisée en milieu contrôlé 17

2.3.1- Essai en vase de végétation 17

2.3.2- Tests d'incubation 17

2.3.2.1-Dispositif d'incubation 18

2.3.2.2-Matériel d'incubation 18

2.3.2.3-Détermination de la Capacité Maximale de Rétention (CMR) 18

2.3.2.4- Préparation du sol et mise en pot 18

2.3.2.5- indicateurs mesurés 19

2.4- Méthodes d'analyses au laboratoire 19

2.5- Analyse Statistique des données 20

Ch apitre 3 : Résultats -Discussions 21

3.1 - Valeur agronomique des excréta humains et leurs effets sur les productions agricoles

en milieu paysan 21

3.1.1-Valeur agronomique des excréta humains 21

3.1.1.1-Résultats 21

3.1.1.2-Discussion 22

3.1.2-Effets des urines sur la production des aubergines 23

3.1.2.1-Résultats 23

3.1.2.2-Discussion 25

3.1.3- Effets des urines sur la production du maïs 26

3.1.3.1-Résultats 26

3.1.3.2-Discussion 28

3.1.4- Effets des fèces sur la production du maïs 29

3.1.4.1-Résultats 29

3.1.4.2-Discussion 31

3.1.5- Effets combinés urine- fèces sur la production du maïs 32

3.1.5.1-Résultats 32

3.1.5.2-Discussion 34

3.2- Conclusion 34

3.3- Effets des excréta humains sur le sol après les productions agricoles et efficiences de N

et P apportés en milieu paysan 35

3.3.1-Effets des urines après la production des aubergines 35

3.3.1.1-Résultats 35

3.3.1.2-Discussion 36

3.3.2- Effets des urines après la production du maïs 37

3.3.2.1-Résultats 37

3.3.2.2-Discussion 38

3.3.3 - Effets des fèces après la production du maïs 38

3.3.3.1-Résultats 38

3.3.3.2-Discussion 39

3.3.4- Taux de recouvrement et efficience de N-urines pour les aubergines 40

3.3.4.1-Résultats 40

3.3.4.2-Discussion 40

3.3.5-Taux de recouvrement et efficience de P -urines et P-fèces pour le maïs 41

3.3.5.1-Résultats 41

3.3.5.2-Discussion 42

3.4- Conclusion 4 2

3.5- Dose optimale d'urines pour la production des aubergines et évolution de l'azote des urines dans le sol : essais en milieu contrôlé (vase de végétation et incubation de sols)---- 43

3.5.1- Recherche d'une dose optimale d'urines pour la production d'aubergines 43

3.5.1.1-Résultats 43

3.5.1.2- Discussion 47

3.5.2- Evolution de l'azote des urines au cours d'incubation 47

3.5.2.1-Résultats 48

3.5.2.2- Discussion 51

3.6- Conclusion 52

CONCLUSION GENERALE / RECOMMANDATIONS 53

Bib liographie 55

Annexes

Remerciements

Ce travail est le couronnement de notre formation à l'IDR. Il a fait l'objet d'un partenariat entre l'IDR et l 'INERA. Pendant notre formation et précisément pendant ce travail, nous avons béné ficié du concours de nombreuses personnes à qui nous voulons témoigner notre gratitude. Nous adressons nos remerciements :

· Au Dr L.R. OUEDRAOGO chef de centre de l'INERA/Saria pour nous avoir accepté dans cette structure ,
·

· Au Dr S.J.B. TAONDA (ex chef de programme GRN/SP/Saria) et au Dr A. BARRO (actuel chef de programme) pour nous avoir accepté dans ce programme ,
·

· Au Dr M. BONZI, chercheur à l 'INERA/Saria, notre maître de stage pour nous avoir assuré un encadrement scientifique efficace. Il a su par ses qualités humaines et son amour pour le travail, nous guider vers la Recherche Agronomique ,
·

· Au Dr B. BACYE, notre directeur de mémoire, pour ses critiques enrichissantes. Il a consacré son temps pour ce travail malgré ses multiples occupations ,
·

· A Monsieur Bégué DA O, notre co-directeur de mémoire pour ses conseils et critiques qui ont été d'un grand intérêt pour ce travail ,
·

· Au Dr H. Victor, chercheur à l 'INERA/Kamboinsé et responsable du laboratoire SolEau-Plante pour avoir autorisé nos travaux dans ce laboratoire ,
·

· Au Dr M.P. SEDOGO, chercheur à l 'INERA/Kamboinsé pour ses suggestions à la réalisation du test d'incubation et pour ses conseils qui ont contribué à coller une étiquette scientifique à ce travail ,
·

· A Monsieur S. YOUL et au Dr H.S. KAMBIRE, chercheurs à l'INERA/Kamboinsé pour leur appui à l'analyse statistique des données ,
·

· Au Dr J. BELEM chercheur au département production maraîchère de l 'INERA/Kamboinsé pour ses conseils lors de la mise en place de l'expérimentation sur les aubergines ,
·

· A Monsieur N. OUANDAOGO, responsable technique du laboratoire Sol-Eau-Plante de l 'INERA/Kamboinsé pour avoir supervisé nos travaux de laboratoire ,
·

· Aux techniciens de l'INERA /Saria, SANON Martin et COULIBALY Dofinita avec qui nous a vons formé une équipe très dynamique pour nos travaux de terrain à Saaba ,
·


· Aux techniciens du laboratoir oinsé : RAMDE Martin, MOYENGA

e de l 'INERA/Kamb

Momouni, BANDAOGO Adama, KABORE Jean Paul, OUEDRAOGO Alain pour leur appui à nos travaux ,
·

· A tout le personnel de l 'INERA/Saria et Kamboinsé pour l'hospitalité manifesté à notre égard ,
·

· A tout le corps enseignant de l 'IDR pour nous avoir assuré une formation de qualité ,
·

· Aux camarades stagiaires de Saria (DAYAMBA Djibril ,
· OUEDRAOGO Mathieu) et de Kamboinsé (TOPAN S. Mariam ,
· CESSOUMA Bamadou ,
· KOITA Estelle ,
· DAO Abdoulaye) pour la bonne cohabitation ,
·

· A tous nos camarades de classe particulièrement : OUEDRAOGO Télesphore, BONOGO Victor, KIENOU Blaise, DIMA Hyacinthe, ZIDOUEMBA Honoré, SA WAD OGO A dama, ZIDA Moussa, BATIEBO Louise, pour l'ambiance conviviale durant cette formation ,
·

· A tous nos parents et amis pour le soutien moral durant notre parcours scolaire ,
·

· Aux braves paysans de Saaba pour avoir cru et participé à notre travail.

Que Dieu exhausse les voeux de tout un chacun !

Sigles et Abréviations

BUNASOLS : Bureau National des Sols

CREPA : Centre Régional pour l'Eau Potable et l'Assainissement à faible coût

ECOSAN

FMV :

GRN/SP

IDR :

: Assainissement Ecologique

Fumure Minérale Vulgarisée

: Gestion des Ressources Naturelles et Systèmes de Productions

Institut du Développement Rural

INERA : Institut de l'Environnement et de Recherches Agricoles

SAFGRAD : Semi-Arid Food Grain Rechearch And Development

TSP : Triple Super Phosphate

Liste des tableaux

Tableau 1 : Caractéristiques chimiques du sol de départ des deux sites 9

Tableau 2 : Caractéristiques chimiques des urine 21

s

Tableau 3 : Caractéristiques chimiques des fèces 22

Tableau 4 : Taux de reprise des plants d' aubergine après apport des fertilisants 23

Tableau 5 : Effet des fertilisants sur le nombre de fruits, le poids moyen d'un fruit et les rendements fruits et biomasse de l'Aubergine 24
Tableau 6 : Effets des différentes doses d'urines sur la levée et la hauteur des plants de maïs ...27

Tableau 7 : Effets des urines sur les composantes du rendement et les rendements du maïs 27

Tableau 8 : Effets des fèces sur la levée et la hauteur des p lants de maïs 29

Tableau 9 : Effets des fèces sur les composantes du rendement et les rendements du maïs 30

Tableau 10 : Effets du traitement mixte urine -fèces sur la levée et la hauteur des plants de maïs

32

Tableau 11 : Effets du traitement mixte urine- fèces sur les composantes du rendement et les

rendements du maïs 33

Tableau 12 : Effets des fertilisants sur le bilan chimique du sol après les aubergines 35

Tableau 13 : Effets des urines sur le bilan chimique du sol après le maïs 37

Tableau 14 : Effets des fèces sur le bilan chimique du sol après le maïs 38

Tableau 15 : Teneur en N des fruits, taux de recouvrement de N et efficience du kg de N pour les

aubergines 40

Tableau 16 : Taux de recouvrement de P et efficience du kg de P pour le maïs 41

Liste des figures

Figure 1 : Variabilité inter-annuelle de la pluviométrie de Saaba (1994-2004) 6

Figure 2 : Variabilité intra-annuelle de la pluviométrie de Saaba (2004 et 1994 -2004) 6

Figure 3 : Effets des urines sur le nombre de fruits par récolte de l'Aubergine 25

Figure 4 : Taux de reprise des aubergines en fonction des traitements 44

Figure 5: Effets des doses d'urines sur la croissance en hauteur de l'Aubergine 45

Figure 6 : Effets des doses d'urines sur la croissance en diamètre de l'Aubergine 46

Figure 7 : Influence des traitements sur la floraison de l'Aubergine 46

Figure 8 : Evolution de la teneur en NH4 + des sols au cours de l'incubation 48

Figure 9 : Evolution de la teneur en NO3 - des sols au cour de l'incubation 49

Figure 10 : Evolution du pH des sols au cours de l'incubation 50

Résumé

Le nouveau concept ECOSAN considérant les excréta humains comme une source de nutriments en agriculture peut être une approche mieux indiquée pour les pays en voie de développement comme le Burkina Faso. En effet, le faible niveau de productivité des sols et le manque d'assainissement avec son corollaire de maladies constituent une contrainte majeure au développement. Des urines et fèces humains collectés à Saaba ont été testés respectivement comme source d'azote et de phosphore à 3 doses sur l'aubergine et le maïs, en comparaison avec la fumure minérale vulgarisée. Notre objectif est de : (1) déterminer la valeur fertilisante des excréta hygiénisés ; (2) montrer l'impact des excréta humains sur la productivité des cultures et sur les propriétés chimiques des sols ; (3) déterminer les quantités optimales des excréta humains pour une meilleure production agricole ; (4) évaluer le taux de recouvrement de l'azote et du phosphore apporté par les excréta humains. Un bloc Fisher a été utilisé pour le maïs en milieu paysan avec 10 traitements et un bloc complet randomisé pour l'aubergine avec 4 traitements en milieu paysan et 6 traitements en milieu contrôlé. Les résultats montrent que l kg de fèces hygiénisés contient 34 g de N-total, 15 g de P-total, et 22 g de K-total, avec un pH basique de 8,2 et un rapport C/N de 16. Les urines hygiénisées contiennent par litre, 2,7 g de N- total, 0,37 g de P-total, 0,32 g de K-total avec un pH basique de 8,9. En matière de rendements, les urines sont compétitives à la fumure minérale à une dose de 17185 litres ha-1 pour l'aubergine et 61110 litres ha-1 pour le maïs. Une dose de 980 kg ha-1 de fèces est mieux indiquée pour le maïs. Les urines peuvent être utilisées comme engrais d'entretien et les fèces comme amendement à 980 kg ha-1. Le taux de recouvrement de N-urines est significativement plus élevé que celui de N-engrais et la combinaison urines -fèces améliore significativement le taux de recouvrement de P. Nous avons par ailleurs montré par des tests d'incubation, que la dilution des urines à 100 % permet une meilleure nitrification et optimise le pH du milieu. En perspective, ces résultats demandent d'être confirmés et vulgarisés par la suite. Les communautés notamment rurales doivent s'approprier cette technologie pour une amélioration de leur revenu, dans un environnement sain.

Mots clés : ECOSAN, excréta humains, N-urines, N-engrais, P-fèces, Maïs, Aubergine, Burkina Faso.

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