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International audience; L'analyse de la diversité des structures et des stratégies des exploitations agricoles familiales permet de comprendre la diversité des pratiques agricoles, notamment les modes d'exploitation du milieu. Dans les régions cotonnières des savanes soudaniennes d'Afrique de l'Ouest, zones où les systèmes de culture sont considérés comme parmi les plus modernisés d'Afrique de l'Ouest, des systèmes de culture temporaires persistent pourtant en maints endroits. Nous en expliquerons les raisons au moyen de ce type d'analyse.

National audience

International audience; In the mountain areas of Northern Vietnam, the past decade was marked by rapid changes in agricultural production systems. Under the new land policies, some farmers had no other choice than to return to the traditional slash and burn cropping systems. Now, however, land allocation to individuals prevents farmers from shifting cultivation to newly cleared land, which is necessary to regenerate soil fertility, and thus for slash and burn practices to remain sustainable. As a consequence, in some villages there is an increasing risk of land degradation. As livestock feeding relies mainly on natural resources, land degradation results in chronic shortages of forage and more generally to a crisis in traditional production systems. To tackle these issues, the Mountain Agrarian Systems Program has designed alternative cropping systems based on direct seeding under a cover crop. Beside their widely recognized role in the conservation of soil and natural resources, these innovative techniques also provide good forage for the farm animals. However, their diffusion implies a profound reorganization of the crop-livestock systems at complementary scales from field, farm, and up to the village community. Accompanying such changes requires that all partners jointly develop communication procedures based on a common knowledge base.In this paper we discuss the spatial compartment model, a graphic discussion and simulation tool used to represent a village in a way that allows both researchers and local stakeholders to understand and visualize their individual and collective situations. We used the model to test a set of cropping innovations through a participatory simulation with local farmers. The farmers were very interested in the new techniques, and some began to test them on their own land. The spatial compartment model proved to be an effective communication tool between scientists and local stakeholders.

Field experiment was conducted from 1988 to 1999 at an experimental farm at Agonkanmey, near Cotonou in southern Benin, to study the effect of relay-cropping maize through Mucuna pruriens (var. utilis). The relay-cropping system was compared with traditional maize cropping system without any input, and with a maize cropping system with mineral fertilizers (NPK). Special attention was given on the changes in soil C during the period of the experiment in relation to residue biomass C returned to the soil, runoff and soil erosion losses, and loss of C with erosion. The soils are classified as sandy loam Typic Kandiustult. The general properties of these soils are given. For this soil type, relay cropping of maize and mucuna was very effective in enhancing C sequestration: change in Ct (total C content) stock for 0 to 40 cm depth was 1.3 t C/ha per year over the 12-year period of the experiment, ranging among the highest rates recorded for the eco-region. This increase resulted first from the high amount of residue biomass provided by mucuna, which amounted to 10 t DM/ha per year (83% aboveground). Mucuna residues, supplying the soil with N, also favoured the production of maize biomass, and total mucuna plus maize residue biomass returned to the soil was approximately 20 t/ha per year. In contrast, non-fertilized and fertilized continuous maize cultivation resulted in -0.2 and 0.2 t C/ha per year change in Ct stock for 0 to 40 cm depth, respectively. Total residue biomass was 8 and 13 t/ha per year, including 77 and 29% by weeds, respectively. Thick mulch produced by mucuna decreased losses by runoff and erosion, which were 0.28, 0.12 and 0.08 mm/mm and 34.0, 9.0 and 3.0 t/ha per year in unfertilized, fertilized with NPK and mucuna treatments, respectively. Eroded C was estimated at 0.3, 0.1 and 1.0 t C/ha per year in unfertilized, fertilized with NPK and mucuna treatments, respectively. Through its benefits on soil organic matter management, weed suppression and erosion control, cropping systems including a legume crop may have an adverse impact from a global change standpoint.

Directeurs de la publication : D. Hervé, S. Beck, R. M. Moraes.; National audience; En el Altiplano boliviano, el pequeño productor busca asegurar su cultivo de papa a pesar del clima sin gastar en insumos químicos. Tratamos con un balance de nitrógeno en planta dos preguntas del proyecto TROPANDES: ¿Cómo el cultivo de papa valoriza la ganancia de nitrógeno que resulta del descanso del suelo y qué fracción de este nitrógeno queda para un otro cultivo de papa? Analizamos después de tres a cinco años de descanso, la sucesión papa-papa (papa dulce: Solanum tuberosum subsp. andigena y papa amarga: Solanum x Juzepczukii) en tres sitios del Altiplano central boliviano, durante dos ciclos 1998-2000. Se cultiva como el campesino, fertilizando con estiércol seco de ovino, incorporando al suelo los residuos de cultivo, pero con una prevención de plagas y enfermedades. La biomasa de hojas, tallos, raíces y tubérculos y su contenido en nitrógeno total fueron evaluados en la cosecha y el nitrógeno mineral del suelo, en la siembra y en la cosecha. Quedan establecidas las modalidades del cálculo del balance de nitrógeno en el cultivo de papa. La disponibilidad de nitrógeno a partir del estiércol es significativa solo en el segundo año y a partir de los residuos de papa es muy reducida. Las necesidades de la papa son muy bajas en comparación al stock de nitrógeno en el suelo. La variabilidad inter-anual de los rendimientos es alta y debida mayormente al clima. El balance de nitrógeno en el cultivo y en el suelo fue deficitario al final del primer ciclo y excedentario para todos los tratamientos al final del segundo. Este balance estático deduce de las exportaciones netas del cultivo lo que el suelo debe proveer. Para evaluar la disponibilidad de formas de nitrógeno asimilables por los cultivos, en sus épocas de mayor demanda, convendría realizar un análisis de flujos.

International audience

International audience; As primary forest is cleared, pastures and secondary forest occupy an increasing space in the Amazonian landscape. We evaluated the effect of forest clearing on a soil macrofauna (invertebrate) community in a smallbolder farming system of southeastern Amazonia. We sampled the soil macrofauna in 22 plots of forest, upland rice fields, pastures, and fallows of different ages. In total, we collected 10, 728 invertebrates. In cleared plots the species richness per plot of the soil macrofauna fell from 76 to 30 species per plot immediately after forest clearance, and the composition of the new community was different. Ants, termites, and spiders were most affected by the disturbance. In plots deforested several years before, the effect of forest clearance was highly dependent on the type of land use (pasture or fallow). In fallows, the community was similar to the initial state. The species richness per plot in old fallows rose to 66, and the composition was closer to the primary forests than to the other types of land use. On the contrary, in the pastures the species richness per plot remained low at 47. In fallows, all the groups showed a richness close to that in primary forest, whereas in the forest only the richness of earthworms and Coleoptera recovered. Our results show that forest clearing constitutes a major disturbance for the soil macrofauna and that the recovery potential of the soil macrofauna after 6 or 7 years is much higher in fallows than in pastures. Thus, fallows may play a crucial role in the conservation of soil macrofauna; A medida que el bosque es talado, los pastizales y la vegetación secundaria cada vez ocupan más espacio en el paisaje Amazónico. Evaluamos el efecto de la tala del bosque sobre una comunidad de macrofauna (invertebrados) del suelo en un sistema agrícola de pequeña propiedad en el sureste de la Amazonía. Muestreamos la macrofauna en 22 parcelas de bosque campos de arroz, pastizales y barbechos de diferentes edades. En total, recolectamos 10,728 invertebrados. En parcelas taladas, la riqueza de especies de macrofauna del suelo por parcela disminuyó de 76 a 30 especies por parcela inmediatamente después de que el bosque fue talado, y la composición de la comunidad nueva fue diferente. Las hormigas, termitas y arañas fueron las más afectadas por la perturbación. El efecto de la tala del bosque fue altamente dependiente del tipo de uso de suelo (pastizal o barbecho) en las parcelas deforestadas varios años antes. En los barbechos, la comunidad fue similar al estado inicial. La riqueza de especies por parcelas en los barbechos viejos se elevó a 66, y la composición fue más cercana a la de bosques primarios que a la de los otros tipos de uso de suelo. Por el contrario, la riqueza de especies por parcela en pastizales permaneció baja en 47. En los barbechos, todos los grupos mostraron una riqueza similar a la del bosque primario, mientras que en el bosque solo se recuperó la riqueza de lombrices y Coleópteros. Nuestros resultados sugieren que la tala de bosques constituye una perturbación mayor para la macrofauna del suelo y que el potencial de recuperación de la macrofauna del suelo después de 6 o 7 años es mucho mayor en los barbechos que en los pastizales. Por lo tanto, los barbechos pueden jugar un papel crucial en la conservación de la macrofauna del suelo

L'agriculture africaine est souvent qualifiée de peu durable car en grande partie basée sur le renouvellement de la fertilité des terres cultivées par la jachère et très peu par la fertilisation minérale ou organique, ou par des rotations avec des cultures améliorantes. Or la croissance démographique dans les campagnes et la raréfaction des espaces non cultivées encore fertiles est en train de réduire considérablement la pratique de la jachère dans le temps et l'espace. Il en résulte une dégradation rapide des ressources naturelles qui contraignent les gains de productivité des cultures et mais aussi de l'élevage. Dans cette étude nous utilisons un outil de prospective pour analyser l'impact des interactions entre la démographie rurale et urbaine, de la productivité agricole sur la sécurité alimentaire au Sénégal et au Burkina Faso à l'horizon 2040. Les simulations, interactives et facilement interprétables, permettent de mette en regard la production et la demande agricole sous diverses hypothèses concernant la démographie, la disponibilité en terres arables, et la productivité de la terre et du travail. Pour ces deux pays les résultats sont contrastés mais permettent de formuler les grandes lignes de stratégies nationales cohérentes qui favoriseront une gestion plus durable des ressources naturelles et une gestion raisonnée des cultures vivrières et commerciales.

L'évaluation des potentialités de stockage du carbone dans les agro-systèmes cultivés est à l'ordre du jour. Dans ce contexte, notre objectif de recherche est d'évaluer la dynamique des stocks de C dans le sol et de préciser les mécanismes en jeu, sous l'action de pratiques culturales, dans un Acrisol ferrique du Burkina Faso. Cette étude s'appuie sur des essais "longue durée" permettant la prise en compte du facteur temps pour comprendre, quantifier et modéliser l'évolution des stocks de C sous l'action de pratiques culturales, usuelles, mais pouvant être optimisées: la fertilisation minérale, les apports de matière organique (paille, compost et fumier) et le travail du sol (grattage et labour). Les déterminations sont faites au champ et au laboratoire: (1) au champ sur le sol (caractérisation morphologique, densité apparente) et sur les cultures (rendements), (2) au laboratoire sur les matières organiques apportées (composition biochimique) et sur le sol (dosage de C et N, diffractométrie et fractionnement granulométrique). Les résultats confirment que la mise en culture entraîne une diminution des stocks C par rapport à la jachère herbacée de départ, après 10, 20 et 40 ans de culture continue avec labour, respectivement de 42, 44 et 68%. Le niveau potentiel de stockage de C sur ce type de sol mesuré sur la jachère herbacée non dégradée est de 20,6 t ha-1 dans l'horizon 0-20 cm. Les pratiques testées les plus performantes permettent d'attéindre 45 à 90% de ce stock potentiel, selon la durée de l'expérimentation. Les coefficients de minéralisation nette annuels sont élevés, compris entre 0,035 et 0,038. Les coefficients isohumiques sont de 18 et 22% respectivement pour des doses de 40 et 5 t MS de fumier ha-1 2an-1. La modélisation des stocks de C à l'aide du modèle RothC (horizon 0-20 cm) nous conduit à admettre une cause jusque là insoupçonnée de pertes ou de transfert à partir du fumier, de l'ordre de 67%, qui n'entre donc pas dans l'amélioration des stocks de C du sol de l'horizon considéré, vraisemblablement liée au rôle de la macrofaune du sol. Le fractionnement granulométrique montre l'importance des fractions 0-20 p.m et soluble. Cette dernière est la plus forte (30% du Ctot) en absence d'apport de MO. Les fractions fines sont relativement stables alors que les fractions grossières enregistrent des variations importantes, notamment à la baisse en absence d'apport de MO. Lorsque le fumier est apporté simultanément à l'engrais N, il favorise un stockage préférentiel de C dans les fractions fines, attestant l'intérêt de cette pratique sur la stabilisation de la MOS. La définition d'une valeur critique de C dans le sol comprise entre 6 et 7 mg C g-1 est confortée par les résultats convergents de deux approches: l'analyses des rendements du sorgho par la méthode de "la courbe enveloppe" et la définition d'une valeur seuil de C pour la durabilité des systèmes (Feller, 1995) qui donnent respectivement environ 6 et 6,8. En deçà de 6 mg C g-1 les rendements chutent, au delà ils sont stabilisés. Accroître significativement le stockage de C dans le sol est possible à partir des pratiques usuelles mais nécessite leur optimisation. Cette étude débouche sur des actions possibles mais conclut à la nécessité de prendre en compte les activités macrofaunique et microbienne de ce sol en interaction avec les MO apportées pour mieux maîtriser les flux et le bilan organiques.