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Approche participative et utilisation du logiciel QUEFT pour la gestion de la fertilité des sols

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par Damigou Lamboni
Université de Lomé - Ingénieur agronome 2003
  

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i

REMERCIEMENTS

Le présent document est le fruit de la collaboration entre `un Centre International pour la Fertilité des Sols et le Développement Agricole' (IFDC) et l'Université de Lomé (UL). Ce mémoire marque la fin de nos cinq années d'études à l'Ecole Supérieure d'Agronomie de l'Université de Lomé. Il est non seulement le fruit de nos efforts personnels mais aussi celui du labeur de certaines personnes que nous tenons vivement à remercier :

· Dr Henk BREMAN, Directeur de l'IFDC-Division Afrique : recevez nos sentiments de gratitude pour l'accueil dans votre institution et l'encadrement que dont nous avons été l'objet : Puisse Dieu vous aider à continuer la noble tâche que vous vous êtes assignée de contribuer à la formation des élèves-ingénieurs agronomes ; qu'à travers vous, tous les chefs de programme et le reste du personnel de l'IFDC reçoivent notre reconnaissance.

· Dr Marco WOPEREIS, notre superviseur : en vous nous avons trouvé un ami toujours à notre écoute qui a tout fait pour mettre à notre disposition les moyens dont nous avions besoin pour notre travail. Que Dieu vous bénisse ainsi que toute votre famille ;

· Dr Tjark STRUIF-BONTKES, notre second superviseur : vous n'êtes plus avec nous à l'IFDC mais la magie de la technologie faisant, vous êtes toujours resté proche de nous ; vos remarques pointilleuses et vos qualités de pédagogue nous ont aidé à améliorer le contenu de ce document ;

· Dr Kofi AGBEKO, notre directeur de mémoire, la crainte de vos corrections méticuleuses nous a permis d'affiner ce document ; pour avoir accepté de diriger notre travail et pour votre soutien au cours de notre formation, recevez notre reconnaissance;

· Dr Kossi KENKOU, président du jury ; nous vous remercions pour l'honneur que vous nous faites de présider le jury qui sera chargé d'évaluer ce document ;

· Dr Mianikpo SOGBEDJI, membre du jury ; nous vous remercions d'avoir accepté de faire partie du jury qui évaluera ce mémoire ;

· Dr Abdoulaye MANDO, MM Denis GNAKPENOU et Francis TAMELOKPO : nous avons trouvé en vous non seulement des chefs mais aussi des amis et plus encore des grands frères (comme nous aimions à vous appeler parfois) toujours présents pour nous éclairer ;

ii

· Drs Kossi SEDZRO et Afiavi AGBOH-NOAMESHIE : nous avons aimé travailler avec vous et vos remarques nous ont permis de nous situer dans le contexte de notre travail ;

· Nos enseignants de l'ESA, en particulier M. Amen NENONENE, Dr Komlan SANDA et Dr KETEVI: vous n'avez jamais cessé d'être à nos côtés pour que l'étudiant que vous avez formé présente un document digne de la formation qu'il a reçue.

Nous remercions sincèrement :

· Nos collègues du programme PII : G. Ezui, K. Dzotsi, K. Koukoudé, A. Toose et P. Dejean pour tous les apports et suggestions;

· Nos collègues de l'IFDC, membres de l'équipe de foot, nos amis de l'UnIC, spécialement A. Gaglo et E. Tounou-Akué, C. Koulekey ainsi que K. Moussa et H. Camara-Boubakar

· Les étudiants de l'ESA et particulièrement nos camarades de la promotion 1997-2002; l'esprit de camaraderie de cette promotion nous restera inoubliable ;

· Les membres de la famille P'KLA et surtout à Magnim : vous avez toujours été notre réconfort lorsque nous ne savions ou mettre la tête ;

· Nos amis du groupe Tandem et de notre équipe de foot

· Notre famille (parents, frères, soeurs, cousins, ...) et nos amis de la famille pour les nombreux sacrifices que vous avez consentis pour nous afin que nous devenions ce à quoi nous aspirions ; puisse Dieu nous garder unis dans son amour ;

· Et enfin les habitants du village de Sévé-Kpota pour leur fructueuse collaboration.

· A tous, que Dieu vous aide à prospérer dans toutes vos entreprises !

iii

SOMMAIRE

INTRODUCTION

I. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE

1.1 Le maïs

1.1.1 Les besoins en eau du maïs

1.1.2 Le rôle des éléments nutritifs chez maïs

1
4

4

4

5

1.1.2.1

Les macro-éléments

5

1.1.2.2

Le rôle des éléments secondaires

8

1.2

Les sols

9

1.2.1

Définition

9

1.2.2

Les sols de la zone d'étude

9

1.2.3

La dégradation des sols

10

1.2.3.1

Le rôle de la matière organique dans le sol

11

1.2.3.2

Le rôle des engrais chimiques dans le sol

13

1.3

La fertilité du sol et notion de GIFS

15

1.3.1

Définition de la fertilité du sol

15

1.3.2

La gestion intégrée de la fertilité du sol (GIFS)

16

1.4

L'apprentissage Participatif et Recherche-Action (APRA)

17

1.5

Les modèles

22

1.5.1

Qu'est qu'un modèle ?

22

1.5.2

L'utilité des modèles

23

1.5.2.1

Les modèles comme outils de recherche

23

1.5.2.2

Les modèles comme outils d'aide à la décision

23

1.5.2.3

Les modèles comme outils d'enseignement

24

1.5.3

L'utilisation des modèles en Afrique

25

1.5.4

Le modèle QUEFTS

26

1.5.4.1

Présentation de QUEFTS

26

1.5.4.2

Les potentialités de QUEFTS

27

1.5.4.3

Les modules de QUEFTS

29

1.5.4.3

Le calibrage, l'évaluation et la validation du modèle QUEFTS

29

 

II.

MATERIEL ET METHODES

32

2.1

Cadre géographique de l'étude

32

2.2

Le matériel

33

2.2.1

La culture

33

2.2.2

Les engrais minéraux

34

2.2.3

Le petit matériel technique

34

2.3.

Les méthodes

34

2.3.1

L'étude socio-économique

34

2.3.1.1

La collecte de données de base et l'interview semi-structurée

34

2.3.1.2

La carte du terroir

35

2.3.1.3

Les transects

37

2.3.1.4

Le questionnaire d'enquête

39

2.3.2

Les essais en milieu paysan

39

2.3.2.1

Le dispositif expérimental

39

2.3.2.2

La gestion des parcelles

43

2.3.2.3

L'analyse statistique des résultats

47

2.3.2.4

L'analyse économique

47

2.3.3

L'adaptation de QUEFTS

48

2.3.3.1

Le calibrage de QUEFTS

48

2.3.3.2

l'évaluation et la validation du modèle

50

2.3.3.3

Les formulations de recommandations par le modèle

52

III.

RESU LTATS ET DISCUSSION

53

3.1

Les ressources naturelles et leurs utilisations

53

3.1.1

La terre

53

3.1.1.1

Les modes d'accès à la terre

53

3.1.1.2

La classification des sols

56

3.1.1.3

Les pratiques de restauration des sols

56

3.1.1.4

L'utilisation des engrais et des semences améliorées

59

3.1.2

Les autres ressources du terroir

60

3.2

La carte du terroir

61

3.3

Les transects

62

 

3.4 Analyses des résultats des essais 68

3.4.1 L'influence des sols sur les rendements 69

3.4.2 L'influence des traitements sur les rendements 69

3.4.3 Les résultats des essais sur les sols rouges 71

3.4.4 Les résultats des essais sur les sols noirs 72

3.4.5 Les résultats des essais sur les sols blancs 73

3.4.6 L'analyse économique 75

3.5 L'utilisation du modèle QUEFTS pour la formulation de

recommandation 79

3.5.1 L'adaptation du modèle 79

3.5.1.1 Le calibrage 79

3.5.1.2 L'évaluation-validation 81

3.5.2 La formulation des recommandations 86

CONCLUSION 88

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 91

ANNEXES 96

vi

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I.1 : Taux de recouvrement de l'azote et du phosphore à SévéKpota 8

Tableau I.2 : Rendements et gains dus à l'utilisation des options

technologiques 13

Tableau II.1 : Caractéristiques des sols de Sévé-kpota 40

Tableau II.2 : Récapitulation des résultats du test d'optimisation 41

Tableau II.3 : Récapitulation des différents traitements et des différentes

doses 42

Tableau II.4 : Apports de fumures selon les pratiques paysannes 44

Tableau III.1 : Comparaison des rendements grains et paille et des IR par

type de sol 69
Tableau III.2 : Comparaison des rendements en grains et en paille et des IR

par traitement 70
Tableau III.3 : Rendements en grains et en paille, EA et IR par traitement

sur les sols rouges 71
Tableau III.4 : Rendements en grains et en paille, EA et IR par traitement

sur les sols noirs 73
Tableau III.5 : Rendements en grains et en paille, EA et IR par traitement

sur les sols blancs 74

Tableau III.6 : Calcul du ratio valeur coût 76

Tableau III.7 : Traitements à choisir par le paysan à la suite de l'analyse

économique 77

Tableau III.8 : Recommandations de doses d'engrais par types de sol 79

Tableau III.9 : Taux de recouvrement de N, P et K après calibrage 79

Tableau III.10 : Paramètres rendement/absorption obtenus après calibrage 80

Tableau III.11 : Comparaison des rendements simulés et réels au calibrage 80

Tableau III.12 : Formule de calcul des rendements par QUEFTS après

calibrage 81
Tableau III.13 : Comparaison des moyennes de rendements simulés et

observés 83
Tableau III.14 : Recommandations de doses d'engrais spécifiques à chaque

type de sol 86

LISTE DES FIGURES

Figure I.1 : Rendement en grains de maïs à Davié 12

Figure I.2 : Principe de détermination du rendement d'une culture par

QUEFTS 28

Figure II.1 : Evolution de la pluviométrie à Sévé Kpota 33

Figure II.2 : Schéma explicatif du dispositif expérimental 42

Figure III.1 : Carte du terroir 61

Figure III.2 : Transect dans la direction nord-sud 62

Figure III.3 : Transect dans la direction ouest-est 63

Figure III.4 : Evaluation des tendances de prédictions sur sols rouges 82

Figure III.5 : Evaluation des tendances de prédictions sur sols noirs 82

Figure III.6 : Evaluation des tendances de prédictions sur sols blancs 82

Figure III.7 : Déviations des rendements simulés par rapport aux

rendements observés 84

LISTE DES PHOTOS

Photo 1: ISS à Sévé-Kpota 35

Photo 2: Ebauche de la carte de terroir sur le sol par les hommes 36

Photo 3: Reproduction de la carte sur papier Kraft 36

Photo 4: Présentation des cartes dessinées 37

Photo 5 : Parcours du transect ouest-est 38

Photo 6 : Représentation sur papier kraft du parcours d'un transect 38

Photo 7: Explication des différents traitements par un paysan 43

Photo 8: Explication des apports d'engrais (T3 à T5) 43

Photo 9: Observations en groupe mixte 44

Photo 10 : Restitution en fin de saison 45

TABLE DES ANNEXES

Annexe 1 : Résultats des analyses chimiques de sol (0-20 cm) 96

Annexe 2 : QUEFTS et ses caractéristiques 97

Annexe 3 : Résultats des essais en milieu paysan 100

Annexe 4 : Résultats de l'optimisation économique de QUEFTS 105

Annexe 5 : Graphes d'évaluations des tendances de prédictions 106

Annexe 6 : Déviations des rendements simulés par rapport aux

rendements observés 109

Annexe 7 : Formulaire du questionnaire d'enquête 110

Annexe 8 : Résultats sélectionnés de l'étude des profils de sols 114

Annexe 9 : Concentrations en N, P et K dans la paille et le grains de

maïs à maturité en Afrique de l'ouest 115

Annexe 10 : Carte de la zone d'étude 117

LISTES DES SIGLES ET ABREVIATIONS

APRA Apprentissage Participatif et Recherche-Action

CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiente de Maìz y Trigo

(International Maize and Wheat Improvement Center)

COSTBOX A Client-Oriented Systems Toolbox for Technology Trans fer Related to Soil Fertility Improvement and Sustainable Agriculture in West Africa

CRDI Centre de Recherches pour le Développement International

DSSAT Decision Support System for Agrotechnology Transfer

EA Efficacité Agronomique

ENDA Environmental Development Action in third world

ESA Ecole Supérieure d'Agronomie

FAO Food and Agricultural Organization

FIDA Fonds International pour le Développement Agricole

GIFS Gestion Intégrée de la Fertilité des Sols

ICAT Institut de Conseil et d'Appui Technique

IFDC Un Centre International pour la Fertilité des Sols et le Développement

Agricole

IR Indice de Récolte

ISS Interview Semi-Structurée

ISFM Integrated Soil Fertility Management (équivalent de G IFS)

ITRA Institut Togolais de Recherches Agronomiques

MO Matière Organique

PLAR Participatory Learning and Action Research (équivalent de APRA)

PODV Projet d'Organisation et de Développement Villageois

QUEFTS Quantitative Evaluation of the Fertility of Tropical Soils

RVC Ratio Valeur-Coût

SIG Système d'Information Géographique

T(1 ,2,3,4,5) Traitement (1,2,3,4,5)

TR Taux de recouvrement

TSP Triple Superphosphate

UL Université de Lomé (ex-Université du Bénin -UB-)

RESUME

Divers paquets technologiques, en matière de Gestion Intégrée de la Fertilité ses Sols (GIFS), sont développés et proposés aux paysans pour préserver leurs sols tout en augmentant leur productivité. Malheureusement, beaucoup d'options technologiques ne tiennent pas compte des réalités paysannes. L'approche Apprentissage Participatif et Recherche-Action (APRA) qui préconise une collaboration entre paysans et chercheurs pour un apprentissage participatif, permet une meilleure prise en compte de ces réalités. La mise en oeuvre de APRA-GIFS a été facilitée à Sévé-Kpota par l'utilisation du modèle QUEFTS qui, après adaptation aux conditions de ce village, a été utilisé pour évaluer la fertilité des sols et déceler les carences en éléments nutritifs afin de formuler des recommandations réalistes de doses d'engrais pour la culture de maïs.

Une étude socio-économique a d'abord été menée dans le village pour connaître et comprendre les pratiques et réalités paysannes.

Les résultats ont révélé l'existence au niveau du village trois types de sols tropicaux localement appelés : sols rouges (sols ferrugineux lessivés à concrétions), sols noirs (sols ferrugineux lessivés indurés) et sols blancs (sols peu évolués d'apport colluvial) ; les sols noirs étant les plus fertiles). Un dispositif en split-plot a été établi avec 8 répétitions par type de sol (bloc) ; les engrais utilisés sont le NPK 15-15-15 et l'urée ; trois doses d'engrais par hectare étaient mises en essai : celle vulgarisée 150 kg de NPK + 50 kg d'urée (T3), 50 kg de NPK + 100 kg d'urée (T4) et 150 kg d'urée (T5).

De l'étude socio-économique, il ressort que : l'association maïs-manioc constitue la pratique courante dans le village ; peu de paysans utilisent les engrais et les plantes améliorantes ; beaucoup de paysans ne stockent pas le maïs dans le magasin du grenier villageois.

Les résultats des essais exprimés en terme de rentabilité économique ont révélé que T3 donne le meilleur revenu sur sols rouges alors que sur sols noirs et blancs, leT4 est le plus indiqué. Les meilleurs rendements ont été obtenus sur les sols noirs conformément aux classifications paysannes.

Les recommandations du modèle QUEFTS oriente le paysan, lorsqu'il peut acheter 4 sacs d'engrais de 50 kg, vers l'urée et le TSP sur les sols rouges et noirs ; sur les sols blancs, le modèle lui propose en plus de ces 2 types d'engrais une source de K qui est le NPK 15-15-1 5.

A défaut, le modèle lui propose d'acheter uniquement du NPK 15-15-15. Néanmoins, sur les sols noirs (qui sont assez pourvus en P et K), le modèle conseille de mettre plus d'accent sur les engrais azotés.

Il convient de préciser que les recommandations du modèle ne sont qu'indicatives; il est nécessaire de procéder à des essais destinés à confirmer ou infirmer les prédictions du modèle.

Cette étude met en exergue la nécessité d'adapter les doses d'engrais aux spécificités des sols et d'impliquer les paysans dans la recherche.

xi

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La Quadrature du Net