Search

L’agriculture reste la principale activité de la majorité de la population malgache. Les deux tiers des terres arables de Madagascar, utilisés à cet effet, sont principalement constitués par des sols de « tanety », de types ferrallitiques, qui sont généralement des sols acides. Malgré leur faible productivité, les agriculteurs sont obligés de les exploiter suite à une forte pression démographique et d’autres problèmes sociaux. La mise en valeur des « tanety » s’impose alors face à la nécessité liée au développement de la production agricole. La mauvaise gestion de la fertilité des sols cultivés reste l’un des facteurs de blocage pour l’agriculture malgache. Le carbone via la matière organique et le phosphore du sol font partie des éléments les plus importants pour l’agriculture. Quels sont les facteurs qui influencent la variation de la teneur en ces deux éléments dans le sol ? La présente recherche tente de comprendre cette variation sur des échantillons de sol de Madagascar. Ces échantillons ont été prélevés le long des routes nationales tous les 20 km. Les résultats ont montré qu’en fonction des profondeurs, la teneur en carbone organique varie entre 3,87 à 31,42 g.kg-1 de sol, la teneur en phosphore total oscille entre 203 et 433 mg.kg-1 de sol. Les Ferralsols présentent des teneurs en carbone organique et phosphore total plus importantes par rapport aux autres types de sols. Enfin, la teneur en Carbone organique dépend des facteurs externes, tels que la température, alors que la teneur en phosphore total est contrôlée par la nature de la roche mère. Ainsi, cette étude pourra servir à améliorer nos connaissances sur la fertilité de différents groupes de sols de Madagascar à travers la connaissance des éléments fertilisants déjà contenus dans les sols.

Many studies have shown the relationship between fire clearing and mercury contamination of aquatic ecosystems in the Brazilian Amazon. This study aimed at quantifying mercury content in long-time cultivated soils and at assessing the potential of a fire-free alternative clearing technique on mercury retention for long-time cultivated soils compared to traditional slash-and-burn. This case study included five land uses: one crop plot and one pasture plot cleared using slash-and-burn, one crop plot and one pasture plot cleared using chop-and-mulch, and one 40-year-old forest as a control. Low mercury concentrations were recorded in the surface horizon (24.83 to 49.48 ng g−1, 0–5 cm depth). The long-time cultivation (repeated burnings) of these soils triggered large mercury losses in the surface horizon, highlighted by high enrichment factors from surface to deeper horizons. The predominant effect of repeated burnings before the experimental implementation did not let us to distinguish a positive effect of the chop-and-mulch clearing method on soil mercury retention for crops and pastures. Moreover, some processes related to the presence of the mulch may favor mercury retention (Hg volatilization decrease, cationic sites increase), while others may contribute to mercury losses (cationic competition and dislocation, mobilization by the dissolved organic matter).

La surexploitation des ressources naturelles, consécutive à un besoin accru en terres arables des populations locales, entraîne de graves dysfonctionnements dans le bio-fonctionnement du sol (carences minérales, stress salins, etc.). Ce dysfonctionnement, aggravé par les aléas climatiques (sécheresse), nécessite la mise en oeuvre de stratégies d'ingénierie écologique permettant une réhabilitation des milieux dégradés via la restauration de services écologiques essentiels. Les premiers symptômes du processus d'altération de la qualité des sols des milieux tropicaux et méditerranéens se traduisent par une altération de la structure de la strate épigée avec, en particulier, une paupérisation de la diversité et de l'abondance des espèces végétales. Cette dégradation est accompagnée par une fragilisation des sols et une augmentation de l'impact de l'érosion sur la couche superficielle, entraînant une baisse de la fertilité des sols au niveau de leurs caractéristiques physico-chimiques, mais aussi biologiques (par exemple, la microflore tellurique). Parmi les composantes microbiennes particulièrement sensibles à ces phénomènes d'érosion, les microorganismes symbiotiques (rhizobia, champignons mycorhiziens) sont connus pour être des composantes clés dans le fonctionnement des principaux cycles biogéochimiques telluriques (C, N et P). De nombreux travaux ont montré l'importance de la gestion de ces microorganismes symbiotiques dans les stratégies de réhabilitation et de revégétalisation des milieux dégradés, mais également pour améliorer la productivité des agro-systèmes. En particulier, la sélection de symbiotes et leur inoculation en masse dans le sol de plantation ou de culture ont été fortement encouragées au cours de ces dernières décennies. Ces inoculants étaient sélectionnés, non seulement pour leur impact sur la plante, mais également pour leur capacité à persister dans le sol, au détriment de la microflore résiduelle native. La performance de cette technique était donc évaluée au niveau du couvert végétal, mais les répercussions au niveau des caractéristiques de la microflore tellurique étaient généralement ignorées. Le rôle de la diversité microbienne sur la productivité et la stabilité (résistance, capacité de résilience, etc.) des éco- et agro-systèmes a été mis en évidence relativement récemment et a conduit à une remise en cause des bases conceptuelles de l'inoculation contrôlée dans la gestion durable des terres. Il a été notamment suggéré que les caractéristiques du milieu à réhabiliter devaient être prises en compte, et plus particulièrement son niveau de dégradation par rapport au seuil de résilience écologique. Cette prise en compte devrait permettre d'optimiser les pratiques culturales pour soit (i) redonner à l'écosystème ses propriétés originelles dans le cas de milieux peu dégradés ou (ii) transformer un écosystème dans le cas de sols hautement dégradés (par exemple, les sols miniers). Dans ce chapitre, nous évoquerons, à travers différents exemples d'expérimentations réalisées en milieu tropical et méditerranéen, les performances des différentes stratégies de gestion du potentiel microbien des sols (inoculation d'espèces exotiques vs des espèces natives, inoculation contrôlée vs la gestion du potentiel microbien via la strate végétale épigée, etc.) suivant le niveau de dégradation du milieu.

[b]Background and Aims[/b][br/]Recent studies showed a positive tree response to Na addition in K-depleted tropical soils. Our study aimed to gain insight into the effects of K and Na fertilizations on leaf area components for a widely planted tree species.[br/][br/][b]Methods[/b][br/]Leaf expansion rates, as well as nutrient, polyol and soluble sugar concentrations, were measured from emergence to abscission of tagged leaves in 1-year-old Eucalyptus grandis plantations. Leaf cell size and water status parameters were compared 1 and 2 months after leaf emergence in plots with KCl application (+K), NaCl application (+Na) and control plots (C).[br/][br/][b]Results[/b][br/]K and Na applications enhanced tree leaf area by increasing both leaf longevity and the mean area of individual leaves. Higher cell turgor in treatments +K and +Na than in the C treatment resulting from higher concentrations of osmotica contributed to increasing both palisade cell diameters and the size of fully expanded leaves.[br/][br/][b]Conclusions[/b][br/]Intermediate total tree leaf area in treatment +Na compared to treatments C and +K might result from the capacity of Na to substitute K in osmoregulatory functions, whereas it seemed unable to accomplish other important K functions that contribute to delaying leaf senescence.

National audience

Le carbone organique des sols (COS) joue un rôle fondamental dans le comportement des sols et des agroécosystèmes. Augmenter sa teneur améliore la qualité et la fertilité des sols contribuant à la résilience et à la durabilité de l'agriculture et, donc, à la sécurité alimentaire des sociétés. De plus, les sols représentent le plus grand réservoir de carbone en interaction avec l'atmosphère. Les systèmes agricoles et forestiers qui réduisent les concentrations en carbone atmosphérique en le piégeant dans les biomasses et dans la matière organique du sol, sont des puits de carbone. La lutte contre la désertification permet de séquestrer du carbone dans les sols et donc d'atténuer le changement climatique, en plus de contribuer à une gestion agronomique durable. Depuis peu, les sols sont au coeur des débats internationaux, notamment dans le cadre des trois conventions internationales sur l'environnement. Elles ont des préoccupations liées entre elles, notamment dans les régions sèches : désertification, changement climatique et perte de biodiversité. Pourtant, des politiques concrètes concernant le carbone dans ces régions peinent à se mettre en place. Il manque notamment une meilleure prise en compte de l'impact des activités agricoles, pastorales et forestières sur le cycle du carbone. Dans l'actuel système des marchés du carbone, les secteurs agricoles et forestiers restent faibles face aux autres secteurs (industrie, etc.). De plus, ces marchés ne reconnaissent pas pleinement les activités qui favorisent la séquestration de carbone dans les sols agricoles, notamment dans les zones sèches. Les marchés se sont jusqu'à présent focalisés sur la vérification de la quantité de carbone séquestrée, alors qu'il serait beaucoup plus simple et vérifiable de promouvoir directement des pratiques reconnues comme « séquestrantes ». Un tel marché pourrait constituer un levier opérationnel beaucoup plus efficace pour modifier les pratiques agricoles et mettre en place une protection des sols des régions sèches.

National audience; For more than 15 years, there has been a progressive reinforcement of legislation related to biosolid utilization in the EU, particularly in France. There is a particular concern about effects on soil organisms, even though sludge spreading has been shown to have a favorable effect on soil biological characteristics by stimulating microbial activity and biomass. Generally, soil amendment of organic matter via sludge application also favors soil invertebrates and abundance of Carabidae, earthworms, nematodes, and mesofauna. However, the responses of organisms to sludge application are specific. Changes in microbial and invertebrate community structure such as a decrease of species and functional diversity was also observed, especially if sludge is contaminated by heavy metals. The present results aimed to assess effects of different biosolids, including sewage sludge, composts, coal ashes and household waste ashes on soil biota. Each type of biosolid was applied manually to each plot (40 m2) according to regulations (four applications of 10 t ha−1 within 10 yr, representing 160 kg of dry matter for each plot). Spreadings have stopped in 2002, and soil biological assessment was carried out in 2010. Biological indicators included bacterial diversity, enzymatic activity, microarthropods and macrofauna abundance and diversity. Some functional indicators, including biostructures, were also studied. Pedologic and agronomic effects have shown the positive effect of biosolids on soil fertility, without serious contamination by heavy metals or organic pollutants. The present results concerning soil biota show no significant effect on soil biota and functional parameters measured.

Sur un Acrisol (nomme terre de barre en Republique du Benin), nous avons echantillonne les herbes et le sol (de 0 a 20 cm de profondeur) au debut et a la fin de la periode de culture en 2009 pour mieux connaitre l'interaction entre l'occurrence d'essence a noix et les parametres du sol. Les echantillons furent preleves le long d'une toposequence a la station experimentale du Centre du riz pour l'Afrique en fonction des positions topographiques, du sommet, du haut de versant, de la mi-versant et du bas de versant. Pour chaque position topographique, un quadrat de1m x 1m fut delimite pour etudier l'abondance de Cyperus selon les indices d'abondance 0, 3 et 5. Les especes d'herbes prelevees ont ete identifiees, sechees et pesees. La granulometrie du sol ainsi que les teneurs du sol en C organique, N-total, P disponible, K, Ca, Mg et Fe-extractible ont ete determines. Parmi les trois especes de Cyperus observees, C. rotundus etait le plus frequent sur toute la toposequence alors que C. esculentus et C. sphacelatus se limitaient respectivement au sommet et haut de versant. Les teneurs du sol en sable, Fe et Pa influencaient positivement la presence de Cyperus spp contrairement aux teneurs en C et Mg. Mais seuls ces derniers nutriments faisaient cela de facon continue et significative. Donc, l'apport de matiere organique et d'un engrais riche en Mg pourrait ameliorer le controle des Cyperus. (Resume d'auteur)

International audience; The Ghab region in Syria is considered as the most fertile region in the Orontes watershed. However, the land fertility and the increase of population, as well as the climatic variations, urged the farmers in this region to intensify the agricultural development. The geology and tectonics of the Ghab Region dominated by the Dead Sea Transform Fault (DSTF) have an important impact on the water resources of the Orontes Basin. From the analysis of climate change and the evaluation of uncontrollable behavior of human activities (drilling illegal water wells at random), as well as the hydrographic variations of Orontes river in the study area, the authors have insisted on the fact that groundwater aquifers are over-exploited along the Ghab region to satisfy the needs of irrigation and agricultural development. The scarcity of water and the decrease in springs discharge is well noticed during the autumn, when the precipitation is almost absent, which reduces the discharge of the Orontes River in the Ghab region, especially downstream at Jesr al Shoghour.

L'intérêt du chaulage dans les prairies permanentes est assez controversé. Un essai de longue durée (prairie permanente sur sol acide semée ensuite en dactyle) procure des informations sur l'effet du chaulage (gain de production, intérêt économique) et pour l'intensification écologique de ces milieux.La réponse au chaulage et à la fertilisation d'une prairie permanente suivie d'une prairie temporaire de dactyle a été étudiée pendant 8 + 4 ans. Laproduction annuelle de la prairie permanente non fertilisée non chaulée (pH 5) est de 1,1 t MS/ha. L'effet du chaulage (+ 0,7 t MS/ha) n'est significatif que sur les parcelles non fertilisées ; l'effet majeur de la fertilisation NPKS (+ 4,0 t MS/ha) est attribué à l'apport de P, limitant dans ce sol. Avec le dactyle (cv. Accord), les effets du chaulage (jusqu'à + 2,7 t MS/ha) et de la fertilisation (jusqu'à + 5,3 t MS/ha) sont supérieurs, la production du traitement fertilisé et chaulé atteignant 9 t MS/ha. Dans ce cas, la fertilisation et le chaulage sont justifiés économiquement et permettent d'utiliser cette parcelle dans un système plus intensif., The benefits of liming permanent grassland are controversial. A long-term trial (carried out on acid soil for 8 years, then on sown cocks foot for 4 years) provided information on the effect of liming (increased production, economic benefits) and on the ecological intensification of this type of grassland. Annual production for non-fertilized unlimed grassland was 1.1 t DM/ha. The positive effect of liming (+ 0,7 t DM/ha) was only true for non-fertilized land. The effect of NPKS fertilization (+ 4,0 t DM/ha) was much higher, which may be attributed to soil phosphorus levels. The effects of liming and fertilization were enhanced for sown cocks foot, where production reached 9 tons. In this case, liming and fertilization are economically beneficial and allow land to be used for intensive farming.

Comme dans les pays du Nord riches, il y a également une augmentation de la production de déchets organiques dans les pays du Sud moins avancés. Connues sous l'appellation de Matières Organiques Exogènes (MOEx), les déchets organiques peuvent être valorisables comme engrais ou amendement pour les sols agricoles ou bien une nouvelle source de biomasse pour la production d'énergie. L'utilisation raisonnée d'une MOEx exige toutefois une connaissance scientifique approfondie de leur nature et de leurs impacts sur l'environnement. Des analyses conventionnelles en laboratoire et des expérimentations doivent être effectués pour maîtriser leur structure complexe liée à leurs propriétés physiques, chimiques et biochimiques. Celles-ci sont généralement longues et onéreuses. Dans notre étude, la spectroscopie proche infrarouge (SPIR) a été choisie comme une alternative aux méthodes classiques pour la caractérisation de ces MOEx en milieu tropical humide. Les objectifs de notre travail sont (1) de montrer que la SPIR est une méthode appropriée pour la prédiction des caractéristiques de MOEx, (2) pour caractériser les MOEx en termes de leur potentiel agronomique et leur potentiel énergétique et (3) pour élaborer une typologie, construite à partir des données prédites par la SPIR, qui prend en compte quelques impacts négatifs liés à l'utilisation des MOEx. L'ensemble des données a inclus plus de 2000 échantillons de MOEx couvrant une large gamme de MOEx fraîches ou transformées issues de l'élevage, de la ville et des agroindustries. Le spectre SPIR de chaque EOM a été acquis. En plus des caractérisations classiques de laboratoire (les dosages de carbone, azote, phosphore, potassium, etc.), d'autres expérimentations ont été conduites en vue d'évaluer (1) les potentiels " positifs " des MOEx : (i) suivi de la minéralisation du carbone et de l'azote mesurée dans des conditions contrôlées pour une valorisation agronomique, (ii) détermination du pouvoir calorifique et du potentiel méthanogène pour une valorisation énergétique ; et (2) les potentiels "négatifs" des MOEx : (i) dénitrification potentielle et (ii) phytotoxicité en présence d'éléments trace métallique. Pour élaborer la typologie, la méthode SIRIS (Système d'Ingration des Risques par Interaction des Scores) a été appliquée pour formaliser les étapes d'une procédure logique menant à une classification des MOEx selon l'objectif de l'orientation de recyclage. La diversité des MOEx est illustrée à titre d'exemple par une large gamme des teneurs en (i) C (de 2 à 64 gC.100g-1MS), (ii) N (de 0,2 à 14gN.100g-1MS), (iii) P total (0,01 à 16gP.100g-1MS), K total (0,04 à 30 gK.100g-1MS). En prenant en compte l'ensemble des MOEx, les étalonnages des modèles SPIR sont acceptables pour la prédiction des teneurs en C, en N, en P et en K. Pour les potentiels "positifs" des MOEx (1) suivant les types de MOEx 102 à 955 kgMO.t-1MOEx pourraient être stockées dans le sol pour le maintien de la fertilité, (2) les pouvoirs calorifiques des MOEx varient de 7 à 28 MJ.kg-1 et les potentiels méthanogènes vont de 69 à 488 NmlCH4.g- 1MO. Quant aux potentiels négatifs, que ce soit pour les émissions de N2 O ou pour la phytotoxicité des ETM, une forte interaction entre les propriétés du sol (pH, texture, …) avec les MOEx masque souvent certains effets. La méthode SIRIS a permis de classifier les MOEx selon un processus simple basé sur le classement de critères et de scores d'auto-pénalisation. Cette approche est intéressante en l'absence de données précises qui sont souvent difficiles à obtenir. L'aide des prédictions par la SPIR nous a été utile pour cette démarche d'orientation de la valorisation agronomique et/ou énergétique des MOEx. Des approches socio-économiques devraient compléter notre étude pour aboutir à l'orientation finale de valorisation des MOEx.

La connaissance des différentes unités agronomiques au niveau d'un terroir et leur utilisation par les agriculteurs est indispensable si l'on veut adapter les propositions de systèmes SCV aux contraintes du milieu. Ces unités agronomiques sont définies de manière à constituer des ensembles homogènes, pour lesquels les systèmes de cultures que l'ont peut proposer sont identiques. Ainsi, l'origine d'un sol n'est pas vraiment discriminante (il ne s'agit pas d'unités pédologiques), mais on s'attache avant tout à prendre en compte les caractères discriminant les possibilités de culture. Dans la zone agro-écologique de moyenne altitude, avec longue saison sèche, la différenciation agronomique des sols se fait sur la base de leur niveau de fertilité, de leur compaction, et de leur régime hydrique (en saison et en contre-saison). Ainsi, les pratiques agronomiques peuvent faire évoluer une parcelle d'une unité à une autre. Par exemple, un sol compacté sur lequel on installe des plantes de couvertures au système racinaire très puissant, peut ainsi évoluer en quelques années vers un sol non compacté. De même, la fertilité du sol peut évoluer, dans un sens ou dans un autre. En pratique, on peut distinguer ces unités en se basant sur la couleur du sol, la flore en place et les performances des cultures conduites par les paysans.

Dans un contexte de dégradation des ressources naturelles agricoles, notre étude se propose d'élaborer un concept de capital sol permettant de réexaminer l'analyse économique des sols, en intégrant l'ensemble des services fournis par cet écosystème. Un retour sur les différents cadres d'analyse en agronomie et en sciences environnementales a permis de redéfinir les différentes perspectives associées à l'usage des sols. Une revue de la littérature sur les modèles de l'érosion et de la conservation des sols a été effectuée, et a permis de jeter les bases d'un modèle bio-économique en contrôle optimal du capital sol, basé sur la matière organique du sol et les engrais minéraux. L'étude des états stationnaires associés aux différents régimes a mis en évidence l'importance de la dynamique des stocks de matière organique, ainsi que les apports d'engrais minéraux. Ainsi, en fonction de la vitesse de minéralisation de la matière organique, les régimes miniers atténués (par la restitution de la matière organique) ou bien minier compensé (par des apports d'engrais minéraux) sont stationnaires. Les résultats obtenus par l'estimation économétrique du capital sol par une fonction de production de type translog, à partir des données expérimentales en panel obtenues au Nord-Cameroun, a permis de confirmer le poids de la matière organique et des engrais minéraux. L'estimation des élasticités des facteurs " quantité de mulch " et " quantité d'engrais apporté " a également révélé qu'elles sont négatives à leur valeur minimale, et positive au delà. De même, ces deux facteurs sont substituables à leur valeur minimale, et complémentaires au delà de cette valeur, pour maintenir un stock de capital sol identique. L'analyse des droits de propriété liés au capital sol dans le contexte du Nord-Cameroun a révélé que l'une des contraintes les plus importantes concerne la dissociation entre les droits d'exclusion et les droits de gestion, réduisant de fait l'incitation à investir pour le capital sol. L'étude suggère la prise en compte de l'innovation institutionnelle complémentaire, et propose une nouvelle typologie des innovations basée sur la proportion des deux types d'innovations (technologique et institutionnelle) nécessaires pour maintenir le capital sol. Enfin, l'étude a permis de discuter les principaux instruments de politiques publiques à mesure d'assurer la convergence entre l'optimum privé et l'optimum social. Ces mesures concernent une meilleure définition des droits de propriété, les incitations économiques pour suppléer à la défaillance des marchés, l'action collective pour la définition des arrangements institutionnels endogènes et le paiement et les marchés des services écosystémiques liés au capital sol.

La déforestation pour la mise en place de prairies constitue une perturbation majeure et brutale en zone tropicale avec des enjeux importants sur les impacts et services environnementaux liés aux écosystèmes herbagers. C’est le cas en Guyane et plus généralement en Amazonie où le développement de l’élevage doit se raisonner dans le cadre de la protection du patrimoine forestier et des mesures actuelles d'atténuation de GES. L’étude analyse la dynamique temporelle du carbone (C) dans les sols d’une chronoséquence composée de 17 prairies âgées de 6 mois à 41 ans issues de la déforestation et de 5 sites de forêt témoins sur des sols ferralitiques en Guyane française. L’analyse isotopique du C (δ13C) a été utilisée pour déterminer l’origine du C des sols des prairies (issu de la forêt ou des graminées de la prairie). Elle montre que le C forestier est progressivement remplacé par le C issu des prairies au cours du temps et que les prairies non dessouchées avec brûlis progressifs perdent moins de C forestier. Globalement, les prairies guyanaises fonctionnent comme des puits de C environ 20 ans après leur mise en place. Au-delà de 30 ans, elles peuvent stocker plus de C que les sols forestiers (30% de C de plus dans les sols des prairies âgées de 32 à 41 ans). La caractérisation du C par son degré de dégradation dans le sol montre que le C est essentiellement stocké sous forme récalcitrante.

In the last decades, fast-growing plantations have emerged as an important option to supply a growing share of the increasing demand for woody forest products and as an alternative to reduce the pressure on tropical rainforests. A major stake is nowadays to ensure the sustainability of these plantations often established on poor soils with large amounts of biomass exported every 6-7 years. Aboveground litters may play a crucial role on the mineral and the organic soil fertility which drive short- and long-term productivity in these tropical ecosystems. The main objective of our study was to identify the mechanisms involved in the Eucalyptus growth response to aboveground litter removal or addition over the two first years after planting. Apart from measurements of tree growth, the dynamic of nitrogen (N) mineralization in decomposing harvest residues has been studied in several experiments. Nutrient fluxes in soil solutions were compared to nutrient stocks initially contained in ecosystem compartments and to nutrient content within trees at age two years. A complete recovery budget of 15N brought within residues at the harvest was made at the stand scale. The long-term impact of aboveground litter manipulations on soil OM stocks was also assessed. Standard soil analyses (C&N) as well as a complete partitioning of soil CO2 efflux were carried out. The qualitative and quantitative dynamics of dissolved OM received special attention. The results show that the rapid release of potassium and the more progressive release of N contained in aboveground litter largely explain tree growth differences observed among OM management treatments. Eucalyptus tree considerably benefit from the nutrient released throughout litter decomposition since losses by deep drainage were very low as a consequence of soil depth and of the very fast development of roots both in the deep soil layers and in the organic layer. Our study also highlighted the large contribution of the topsoil OM (0-15 cm) for the production of nitrate and dissolved OM in gravitational soil solutions. The use of 15N labelling demonstrated that N is initially retained within the organic layer probably by microbial immobilization; transferred in simultaneous and balanced ways between organic residues components (leaves, barks and branches); and finally transported in particulate OM toward the mineral topsoil layer by gravitational water, supplying thus the soil OM pool on which the soil fertility relies. The retention of aboveground litter contributed to maintain soil OM stocks after the clear-cutting while its removal led to an initial decrease in soil OM stocks at the beginning of the rotation, which seemed to be balanced thereafter by litterfall inputs. The addition of litter led to an increase in dissolved OM fluxes in the first 15 centimeters of the soil profile which remained insignificant in comparison with soil OM stocks and exhibited low interactions with soil OM. Despite the rapid recovery of the soil OM pool, some nutrients might limit the productivity of these plantations after several rotations, as a result of repeated biomass exportation. Consequently, the retention of organic residues at the harvest should be optimized and the exportation of woody biomass must be compensated by fertiliser addition, burning of organic residues must be prohibited and wild fires prevented, Ces dernières décennies, les plantations à croissance rapide sont apparues comme un moyen de répondre à la demande croissante en produits forestiers ligneux et comme une alternative à l'exploitation des forêts naturelles en zone tropicale. Un enjeu majeur est aujourd'hui de garantir la durabilité de ces plantations souvent installées sur sols pauvres et avec de fortes exportations de biomasse tous les 6-7 ans. Les litières présentes à la surface des sols peuvent jouer un rôle crucial sur la fertilité minérale et organique des sols qui conditionnent la productivité à court et long terme de ces écosystèmes tropicaux. L'objectif de ce travail était de comprendre par quels mécanismes le retrait ou l'ajout de litières influencent le développement de plantations d'Eucalyptus. En parallèle de mesures de croissance des arbres, la dynamique de minéralisation d'azote (N) au cours de la décomposition des rémanents a fait l'objet de plusieurs expérimentations. Les flux de nutriments en solution ont été comparés aux stocks initiaux dans les différents compartiments de l'écosystème et à la minéralomasse des arbres à la fin de l'étude. Un bilan de recouvrement de 15N apporté sous forme de rémanents lors de la plantation a été réalisé à l'échelle de la plantation. L'impact de la manipulation des litières sur les stocks de MO du sol a été évalué à partir d'analyses de sol ainsi que d'un partitionnement complet des sources de CO2 émis à la surface du sol. Les résultats de cette thèse montrent que la rétention des rémanents doit être optimisée et l'exportation de biomasse ligneuse compensée par l'apport de fertilisants, la pratique du brûlage doit être prohibée et les feux sauvages évités

L'intensification écologique (IE) constitue une voie intéressante pour accroitre durablement la production agricole en substituant à des facteurs de productions industriels, des processus biologiques. La littérature nous enseigne que les légumineuses jouent un rôle important dans l'amélioration des systèmes de culture. Toutefois, leur intégration semble insuffisamment assurée dans les systèmes de culture à base de coton et céréales, à l'Ouest du Burkina Faso. La présente étude vise à comparer les performances agronomiques et économiques des systèmes intégrant des légumineuses annuelles en culture pure et en culture associée, dans le cadre d'une démarche d'expérimentation chez et par les paysans (ECPP). Au cours d'une campagne agricole (2011), nous avons utilisé les indicateurs économiques (temps de travaux, productivité de la terre et du travail) et agronomiques (rendement, valorisation fourragère, valorisation de l'espace) pour établir cette comparaison. Les résultats obtenus indiquent que les agriculteurs préfèrent le système de culture à base de niébé (24 paysans) par rapport à celui à base de mucuna (13 paysans). Les résultats montrent que la teneur en azote de la biomasse de mucuna en culture pure est la plus élevée. Cette légumineuse est suivie par l'association maïs-légumineuse, qui n'a pas occasionné de travail supplémentaire, par contre l'association a permis d'économiser près de 30 % de l'espace, et de diversifier les produits agricoles. L'étude a permis en outre de conclure que les cultures associées présentent un réel intérêt pour les agriculteurs engagés dans l'intensification agricole. Elles offrent l'opportunité de produire plus de biomasse par unité de surface, avec une qualité meilleure qu'en système de culture conventionnel.Mots clés: Intensification écologique, système à base de coton et céréales, indicateurs économiques, économie d'espace, Burkina FasoThe ecological intensification (EI) represents an interesting way to increase durably the agricultural production by replacing the industrial factors of production by biological processes. Literature teaches us that the legumes play a significant role in the improvement of cropping systems. However, their insertion is inadequate in cropping systems based on cotton and cereals in Western Burkina Faso. This study aims to compare the agronomic and economic performances of cropping systems integrating annual legumes in pure culture or mixed cropping in a process of experimentation to the and by farmers (ETBF). During a crop year (2011), we used economic indicators (work time, productivity of land and labor) and agronomic data (yield, forage enhancement, development of space) for this comparison. The results indicate that farmers preferred the cropping system based on cowpea (24 farmers) compared to that based on mucuna (13 farmers). Observations show that content of biomass in nitrogen of mucuna in pure culture is highest. Mucuna is followed by corn/legumes associations which do not cause additional work but can save nearly 30 % of the space, and diversify agricultural products. This study makes it possible to conclude that the associated cultures have a real interest for the farmers engaged in the intensification of their exploitation. They offer the opportunity to produce more biomass per unit of area, with a better quality than in conventional cropping system.

La réalisation du Référentiel Régional Pédologique (RRP) de Bretagne a été initié en 2005 dans le cadre du volet cartographique du programme " Sols de Bretagne " (Lemercier et al., 2010). Coordonné par AGROCAMPUS OUEST, il s’est achevé en 2011 et a permis de produire une carte des unités cartographiques de sols (UCS) ou pédopaysages à l’échelle 1/250 000ème associée à une base de données (DoneSol) dont le format est standardisé (InfoSol, 2011). Ces UCS regroupent plusieurs types de sols ou unités typologiques de sols (UTS) dont les contours ne sont pas délimités mais dont l’organisation au sein de la couverture pédologique et les caractéristiques sont précisées. La finalisation du RRP de bretagne a permis d’initier une réflexion sur la valorisation de la base de données notamment au travers de la spatialisation d’une propriété complexe et intégratrice telle que la réserve utile (RU) en eau des sols. Les propriétés de réservoir sont spécifiques à chaque type de sol, et leur estimation est nécessaire notamment dans le cadre de problématiques agro-environnementales. La connaissance de la RU aide notamment à connaître la quantité d’eau disponible pour les plantes cultivées. La connaissance de la RU est ainsi essentielle afin d’orienter les systèmes de cultures (type de cultures, irrigation, rotation, etc.…) dans le contexte d’un changement climatique global s’accompagnant d’épisodes de sécheresse estivale de plus en plus fréquents.

National audience

Dans la zone du Mali-Sud, un des défis pour maintenir la fertilité des sols sous culture continue est d'aborder le partage ou le devenir des biomasses végétales produites par les cultures, nécessaires aux animaux de l'exploitation, d'une part, et au maintien sur le long terme d'un stock organique minimal au niveau de l'horizon de sol travaillé, d'autre part. Une étude a été conduite pour simuler des bilans simplifiés en carbone organique stable de sols cultivés au niveau de trois terroirs différenciés, à partir d'un seuil minimal théorique moyen à maintenir sur la profondeur 0 à 20?cm. Préalablement, nous avons quantifié les différents usages des résidus de récolte de dix exploitations par village selon la typologie couramment utilisée. Avec les pratiques dominantes actuelles de restitutions organiques (enfouissement dans le sol des litières de parcs associées à 25 % de la production totale de fèces de bovins et des reliquats de résidus de cultures restant à terre en fin de saison sèche), tous les types d'exploitation ont présenté des bilans organiques fortement déficitaires. Parmi les différents scénarios d'amélioration envisagés, celui incluant une augmentation de la biomasse produite par unité de surface, associée dans deux des trois villages à l'arrêt du brûlis des résidus et au doublement de l'apport en fèces, permettrait d'envisager un équilibre en termes de bilan organique pour la grande majorité des exploitations sur l'ensemble de leurs champs, tout en gardant le niveau de prélèvement actuel réalisé par les bovins lors de la vaine pâture ( Vp). Cette démarche originale, associant pratiques paysannes et bilans simplifiés en carbone stable (CS) du sol aux échelles de l'exploitation agricole et du terroir villageois, mériterait d'être appliquée dans d'autres situations au Mali-Sud et plus généralement dans d'autres contextes de polyculture élevage.

Dans un contexte d'accroissement de la pression humaine sur les espaces agricoles, de réduction des pâturages et de divagation des animaux, les paysans sont intéressés par des solutions qui leur permettent d'accroitre la production de biomasses à l'hectare tout en préservant la fertilité de leur sol. Dans la littérature, il est prouvé que les légumineuses jouent un rôle important dans l'amélioration des systèmes de culture. Mais, leur adoption est faible par les agriculteurs dans la zone cotonnière à l'ouest du Burkina Faso. L'objectif de cet article est de déterminer les performances agronomiques et économiques du niébé (Vigna unguiculata L. Walp.) et du mucuna (Mucuna deeringiana [Bort] Merrill) dans le cadre d'une démarche d'expérimentation chez et par les paysans (ECPP). Sur deux campagnes agricoles (2010 et 2011), nous avons utilisés les données sur les caractéristiques de 81 exploitations (45 pour le niébé et 36 pour le mucuna), les données économiques et agronomiques. Les résultats indiquent que le niébé est sensible à l'arrière effet de la précédente fertilisation contrairement au mucuna. Le mucuna qui aurait un réel intérêt pour les agriculteurs engagés dans l'intensification de leur élevage, offre l'opportunité de produire plus de biomasse (plus de 1,5 t ha-1) par unité de surface avec une meilleure qualité. Le niébé pourrait constituer une source de revenu pour les exploitations agricoles du Tuy avec une productivité de travail pouvant atteindre 10 379 FCFA par jour. Mais, dans un contexte de rareté de l'espace agricole, les expérimentations doivent se poursuivre pour tester les associations céréales/légumineuses avec les agriculteurs qui ont un rôle à jouer dans la création de ces cultures associées.

International audience; Cocoa cultivation is generally considered to foster deforestation. Contrary to this view, in the forest–savannah interface area in Cameroon, farmers have planted cocoa agroforestry systems on Imperata cylindrica grasslands, a soil-climate zone generally considered unsuitable for cocoa cultivation. We undertook a survey to understand the agricultural and ecological bases of this innovation. Age, cropping history and marketable cocoa yield were assessed in a sample of 157 cocoa plantations established on grasslands and 182 cocoa plantations established in gallery forests. In a sub-sample of 47 grassland cocoa plantations, we inventoried tree species associated with cocoa trees and measured soil organic matter levels. Marketable cocoa yields were similar for the two types of cocoa plantations, regardless of their age: 321 kg ha−1 in cocoa plantations on grasslands and 354 kg ha−1 in cocoa plantations in gallery forests. Two strategies were used by farmers to eliminate I. cylindrica prior to the establishment of cocoa plantations, i.e., cropping oil palms in dense stands and planting annual crops. Farmers then planted cocoa trees and fruit tree species, while preserving specific forest trees. The fruit tree and forest tree densities respectively averaged 223 and 68 trees ha−1 in plantations under 10 years old, and 44 and 27 trees ha−1 in plantations over 40 years old, whereas the cocoa tree density remained stable at 1,315 trees ha−1. The Shannon–Weaver index increased from 1.97 to 2.26 over the same period although the difference was not statistically significant. The soil organic matter level was 3.13 % in old cocoa plantations, as compared to 1.7 % in grasslands. In conclusion, our results show that the occupation of grasslands by cocoa agroforestry systems is both an important example of ecological intensification and a significant farmer innovation in the history of cocoa growing.

The official environmental discourse in Laos describes a “chain of degradation” stretching from upland shifting cultivation, increased runoff and soil erosion to the siltation of wetlands and reservoirs. This perspective has had wide-ranging impacts on rural development policy which, in the uplands, has long favoured forest conservation over agriculture. Integrating soil erosion and water sediment data with local perceptions of land degradation in an upland village of northern Laos, this study tests the validity of the official environmental discourse. Biophysical measurements made in a small agricultural catchment indicate a significant correlation between the spatial extent of cultivation and soil erosion rates. However, sediment yields recorded at the outlet of the catchment highlight relatively low levels of off-site sediment exportation. Furthermore, farmers' perceptions suggest that local land degradation issues and crop yield declines could be less related to soil erosion than to agricultural land shortage, increased weed competition, and fertility losses resulting from the intensification of shifting cultivation. The study concludes that a better understanding and management of land degradation issues can be achieved by developing more inclusive and scientifically-informed approaches to environmental perceptions and narratives.

Dans l'Ouest du Burkina Faso, la pression démographique a conduit à l'abandon de la jachère. Avec la culture continue du coton et du maïs, la fertilité des sols est mise à rude épreuve. Pour accroître la productivité des systèmes de culture et contribuer au relèvement de la fertilité des sols, des producteurs du Tuy participant au projet Fertipartenaires ont décidé de tester des associations culturales maïs/légumineuse. L'objectif de l'étude était de concevoir avec les producteurs des systèmes de cultures associées maïs/légumineuse économiquement performants et techniquement acceptables en réalisant des expérimentations en conditions réelles de culture. Des producteurs volontaires ont expérimenté l'association maïs/niébé (13 producteurs) et l'association maïs/ mucuna (10 producteurs). Pour chaque essai, l'association était comparée à la monoculture du maïs (témoin). Le niébé était déjà une culture pratiquée par les agriculteurs à une petite échelle à des fins alimentaires ou comme source de revenus, alors que le mucuna avait été récemment introduit comme ressource fourragère pour les bovins. La pratique des cultures associées maïs/légumineuse était nouvelle pour l'ensemble des agriculteurs. Les itinéraires techniques (ITC) ont fait l'objet d'un suivi complet jusqu'à la mesure des rendements. Pour les deux associations, les ITC homogènes ont été définis par analyse en composantes principales (ACP) et par classification ascendante hiérarchique (CAH) et les plus performants sur le plan technique et économique ont été comparés à la monoculture du maïs par analyse de variance (ANOVA). Il est ressorti que les dates de labour et de semis, la densité de peuplement, la date de sarclage et le niveau de fertilité des sols sont des facteurs de performance pour les associations maïs/ légumineuse. Les associations maïs/légumineuse produisent significativement (au seuil de 10%) plus de biomasses, de 22 à 29%, par rapport à la monoculture du maïs, sans pour autant augmenter significativement les temps de travaux. L'association maïs/niébé présente plus d'intérêt économique que l'association maïs/mucuna. Les études doivent se poursuivre pour améliorer les itinéraires techniques, estimer la pénibilité du travail au moment des récoltes et les arrières-effets des légumineuses sur les cultures de coton et maïs à moyens termes.

Despite huge gains in productivity, environmental impacts of industrial agriculture based on a few high-yielding crop cultivars and the massive use of chemical fertilisers and pesticides have led to a search for new pathways leading to more sustainable agriculture in both temperate and tropical regions. New strategies incorporating ecological knowledge gained from the observation of natural ecosystems is an alternative to design “ecologically intensive” agroecosystems. Such systems are indeed both ecological and productive. Designing ecologically intensive agroecosystems calls for in-depth knowledge of biological regulations in ecosystems, and for the integration of traditional agricultural knowledge held by local farmers. This article reviews the main initiatives underlying ecologically intensive agroecosystems, analyses basic concepts, and proposes a framework for action. The rainforest model, the dry forest model, and the American Prairie are exemplified as three main natural systems at the basis of the mimicry concept. The link between biodiversity and the mimicry hypotheses, and the use of the concepts of productivity, efficiency, stability, and resilience for agroecosystems are discussed. Six main principles for cropping system design based on natural ecosystem mimicry are identified. A three-step framework for action is proposed, including nature observation, experimental design, and participatory design. Although far from being a panacea, the mimicry approach can provide new ways for agroecosystem design both in temperate and tropical countries.

West Africa has major problems relating to the impact of slash-and-burn shifting cultivation on soil systems. In order to design more sustainable yam cropping systems, agronomy research in Benin has implemented trials in partnership with smallholders on alternative yam-based systems using shrubby (Gliricidia sepium) and herbaceous (Aeschynomene histrix) legumes. In the first phase, farmers modified these new systems within their own constraints; the systems were then further evaluated. The agronomic and economic performance of farmer-adapted alternative yam-based cropping systems and the implications for wider international application are discussed.

Conditions et processus d’innovation en agriculture Les travaux réalisés dans le cadre du programme de recherche « Jachère » ont permis d’aboutir à des propositions techniques, dont la validité agronomique a été testée en station et parfois en milieu paysan. Les équipes de chercheurs réfléchissent maintenant à leur diffusion auprès des utilisateurs potentiels et posent donc la question du transfert par la mise à disposition de ces résultats aux paysans et/ou aux agents de développement afin q...

Dans le souci de mettre au point des strategies et techniques de valorisation des dechets urbains, les impacts agronomiques, environnementaux et economiques de deux amendements organiques (fumier de poulet de chair et compost d'ordures menageres) ont ete evalues sur la culture de la laitue (Lactuca sativa). Pour y parvenir, deux essais en champ ont ete conduits chacun pendant deux cycles de culture en milieu paysan dans la zone de maraichage de Nkolondom, banlieue de Yaounde. Dans le premier essai, huit traitements ont ete compares dans un dispositif a quatre blocs completement randomises. Le second essai, destine a etablir des courbes de reponse de la laitue aux doses croissantes de fumier ou de compost, comportait egalement huit traitements disposes en blocs completement randomises a quatre repetitions. Les essais en champs ont ete completes par des analyses en laboratoire des echantillons de sols, d'amendements organiques et de laitue. Les resultats obtenus ont montre que : Sur le plan agronomique, l'effet des blocs etait non significatif au seuil de 5% pour tous les parametres observes. Les traitements ont influence les rendements frais en laitue de maniere tres hautement significative (p fumier ≥ compost ≥ compost + engrais ≥ compost + fumier + engrais > engrais ≥ temoin. Les courbes de reponse du rendement de la laitue aux doses des amendements organiques sont representees par les equations suivantes : Rendement (kg/m2) = 3,09 + 1,43 log (kg fumier/m2) avec R2 = 0,950 et rendement (kg/m2) = 2,47 + 1,38 log (kg compost/m2) avec R2 = 0,938. Sur le plan environnemental, le compost a eu un impact significativement superieur a celui du fumier et/ou de l'engrais en ce qui concerne le recyclage des ordures menageres et l'assainissement des villes. La production d'un kilogramme de laitue permet de recycler 21,332 ± 0,3 kg d'ordures menageres contre 0,857 ± 0,3 kg de fumier. Aussi a-t-il ete constate que le compost a eu un impact superieur a celui du fumier et/ou l'engrais en ce qui concerne l'amelioration de quelques caracteristiques du sol. L'epandage du fumier ou du compost n'a pas presente des risques de contamination des parcelles en cuivre, zinc et plomb. Les analyses microbiologiques realisees indiquent que le risque de contamination de ces amendements organiques par des agents infectieux est faible meme si un cas de presence d'Escherichia coli a ete revele sur un echantillon de compost apres stockage. En revanche, l'engrais etait plus rentable sur le plan economique que le fumier et le compost. En effet, les couts respectifs de production d'un kilogramme de laitue sont de 17,443 ± 5,24 F CFA, 32,192 ± 5,24 F CFA et 373,27 ± 5,24 F CFA. La pratique paysanne se situe a 45,590 ± 5,24 F CFA.

La dégradation des terres en Afrique subsaharienne accentue l'effet de la sécheresse et de la faible fertilité des sols sur la production agricole, aggrave l'insécurité alimentaire et accroît la vulnérabilité des populations et des ressources de base. En réponse, les paysans ont développé des pratiques qui, pour certaines, ont bénéficié du support de la recherche et du développement. Le zaï et le mulch, c'est-à-dire la couverture du sol par des ressources organiques mortes, permettent de récupérer rapidement les propriétés hydrophysiques des sols dégradés en stimulant l'activité biologique. L'amélioration subséquente de la fertilité conduit à la restauration des fonctions du sol, la production primaire est augmentée. Cependant, malgré leur efficacité, la diffusion de ces deux pratiques reste limitée du fait de la faible disponibilité des ressources organiques : fumier, compost ou encore les résidus de cultures qui sont prioritairement destinés A l'élevage. Le mulch peut être dérivé de la strate ligneuse mais bien souvent s'y opposent la faible disponibilité sur site et l'investissement nécessaire en travail ou pour le transport à partir des sites avoisinants. Une autre alternative moins connue et peu investiguée consiste en l'intégration d'arbustes natifs, particulièrement Piliostogma reticulatum et Guiera senegalensis, dans le système de culture. Dans certaines localités, les paysans maintiennent ces deux arbustes dans les champs cultivés et les gèrent annuellement, de façon ingénieuse. Pendant la saison sèche les arbustes se développent en touffes multitiges, ils réduisent l'érosion éolienne, interceptent les particules minérales et les matières organiques déplacées par le vent et, piègent les poussières transportées par l'harmattan. A l'entrée de la saison humide, ils sont coupés au ras du sol pour faire place aux cultures, les branches sont étalées en mulch sur le sol. La culture qui est généralement une céréale à laquelle est associé ultérieurement le niébé est installée par semis direct manuel au travers du mulch. À la montée de la céréale, les branches effeuillées sont ramassées pour servir de combustible. Les premiers rejets des souches sont gérés comme des adventices, ceux arrivant après le second désherbage sont laissés croître. À la récolte de la céréale, l'arbuste repart et ainsi de suite. Ce système ingénieux associant cultures annuelles et plantes pérennes dans lequel l'arbuste joue un rôle central de facilitation pour la culture peut conduire à l'amélioration de la fertilité du sol et de la production agricole, voire à. l'intensification écologique des systèmes de culture actuels. Par ailleurs, Piliostigma reticulatum et Guiera senegalensis sont sempervirents et se développent tout au long de la bande sahélienne, de l'Atlantique la mer Rouge et, ils sont connus des paysans pour leurs usages multiples. Un effort de recherche est nécessaire pour mieux connaître ces systèmes afin d'en améliorer les performances.

National audience

International audience; Mycorrhizal symbiosis is a key component of a sustainable soil-plant system, governing the cycles of major plant nutrients and vegetation cover. The mycorrhizosphere includes plants roots, the mycorrhizal fungi, and a complex microbial compartment. A large number of methods have been used to characterize the genetic and functional diversity of these soil microbial communities. We present here a review of the multivariate data analysis methods that have been used in 16 research articles published in the 2005-2009 period. "Descriptive" multivariate data analysis methods have been priviledged over classical "predictive" methods and univariate statistical tests. Data sets, multivariate data analysis methods, graphical outputs and interpretation results are presented and explained in details on several examples coming from some of the 16 articles. These multivariate and graphical methods are available in the ade4 package for the R statistical software. The discussion underlines the importance of using appropriate statistical methods to obtain a good description of soil microbiological and biochemical indicators and a good evaluation of soil quality.

Soil fertility decline is increasingly leading to reduced food production worldwide. Over 70% of small holder farmers in the central highlands of Kenya are using crop manure, animal wastes and inorganic fertilizers to increase their farms¿ fertility and subsequent productivity. The dilemma with these practices is that less is known on the impact of these resources on the below ground biodiversity particularly the microbial communities which play a key role in determining soil quality. A study was carried out on a 32 year old long-term trial in Kabete, Kenya. These soils were treated with organic (maize stover at 10 t ha-, farmyard manure at 10 t ha-) and inorganic fertilizers (120 kg N, 52.8 kg P plus farmyard manure at 10 t ha-1 (N2P2 + FYM), 120 kg N, 52.8 kg P plus maize stover at 10 t ha-1 (N2P2 + R), 120 kg N, 52.8 kg P (N2P2), and a control (Nil and fallow) for over 30 years. We examined 16S rRNA gene and 28S rRNA gene fingerprints of bacterial and fungal communities, respectively, by PCR amplification and denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) separation. Bacterial community structure and diversity were negatively affected by N2P2, as evidenced by changes in the PCR-DGGE banding patterns. Bacterial community structure in the N2P2-treated soil was more closely related to the bacterial structure in the untreated soil (fallow and Nil) than that in soils treated with a combination of inorganic and organic or inorganic fertilizers alone. For the fungal community the negative effect of N2P2 alone was not as adverse as for the bacterial community structure since the soils treated with N2P2 were closely related to those treated with N2P2 + FYM and N2P2 + maize stover. However, soils treated with organic inputs clustered away from soils amended with inorganic inputs. Organic inputs had a positive effect on both fungal and bacterial community structures with or without chemical fertilizers. Results from this study suggested that bacterial and fungal community structure was closely related to agro-ecosystem management practices conducted for over the past 30 years.

The objectives of this study were: (i) to test whether near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) can be used to assess site fertility in sandy and ferralitic soils of the Congo; (ii) to evaluate the comparative advantages of this methodology with respect to classical regressions with chemical and physical analysis of soils; and (iii) to assess the ability of NIRS to predict concentrations of individual nutrients. Sixty-two plots were sampled in 20 selected forest stands with varying wood production. Site indices (Hlim) were estimated from the measured dominant height in the plots. Soil samples (N = 353) were analysed by NIRS, while physical and chemical analyses were carried out on 210 subsamples. Partial Least Squares regression (PLS) was used to model the site index from NIRS, while Variable Importance in Projection (VIP) allowed relating the main explicative frequencies to nutrient availability. A validation was performed based on an independent field trial (not used in the calibration set) in which soils were collected and analysed by NIRS. The measured dominant height growth was compared with the dominant height growth simulated from the site indices predicted using NIR spectra. Multiple regressions between site indices (Hlim) and soil properties failed to explain the variability in Hlim (R-2 = 0.36). This variability was better predicted by NIR spectra, with an R-2 = 0.64 and a predicted Root Mean Square Error of 7% for the mean value of Hlim. Based on analysis of VIP frequencies, the most important factors determining the site indices were organic matter, phosphorus, CEC, clay content, and pH. The comparison between measured and simulated dominant height in the validation set gave similar R-2 (0.61) than in the calibration set. These results demonstrate that mapping of site indices could be performed at an affordable cost in this region. The methodology developed here, which links PLS and VIP to assess the main factors determining soil fertility, is not specific to this study and could be used elsewhere. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Background and aims Eucalyptus plantations cover 20 million hectares on highly weathered soils. Large amounts of nitrogen (N) exported during harvesting lead to concerns about their sustainability. Our goal was to assess the potential of introducing A. mangium trees in highly productive Eucalyptus plantations to enhance soil organic matter stocks and N availability. Methods A randomized block design was set up in a Brazilian Ferralsol soil to assess the effects of mono-specific Eucalyptus grandis (100E) and Acacia mangium (100A) stands and mixed plantations (50A:50E)on soil organic matter stocks and net N mineralization. Results A 6-year rotation of mono-specific A. mangium plantations led to carbon (C) and N stocks in the forest floor that were 44% lower and 86% higher than in pure E. grandis stands, respectively. Carbon and N stocks were not significantly different between the three treatments in the 0-15 cm soil layer. Field incubations conducted every 4 weeks for the two last years of the rotation estimated net soil N mineralization in 100A and 100E at 124 and 64 kg ha(-1) yr(-1), respectively. Nitrogen inputs to soil with litterfall were of the same order as net N mineralization. Conclusions Acacia mangium trees largely increased the turnover rate of N in the topsoil. Introducing A. mangium trees might improve mineral N availability in soils where commercial Eucalyptus plantations have been managed for a long time.

Limited information is available on the potential performance of introduced dual purpose varieties across different Kenyan soils and agro-ecological environments and consistency across sites and seasons. Crop simulation modeling offers an opportunity to explore the potential of and select introduced cultivars for new areas before establishing costly and time-consuming field trials. Dual purpose soybeans were introduced due to their ability to improve soils and at the same time provide substantial grain yields. The objective of this study was to derive genetic coefficients of recently introduced dual purpose soybean varieties and to explore the reliability of the Cropping System Model (CSM)-CROPGRO-Soybean model in simulating phenology and yield of the dual purpose varieties under different environments. Field trials for seven varieties were conducted across three sites in two seasons and data on phenology and management, soil characteristics and weather was collected and used in the CROPGRO model. A stepwise procedure was used in the calibration of the model to derive the genetic coefficients. Two sets of data from Kakamega and Kitale were used in calibration process while 2006 data for Kakamega and Msabaha, were used for evaluation of the model. The derived genetic coefficients provided simulated values of various development and growth parameters that were in good agreement with their corresponding observed values for most parameters. Model evaluation with independent data sets gave similar results. The differences among the cultivars were also expressed through the differences in the derived genetic coefficients. CROPGRO was able to accurately predict growth, phenology and yield. The model predicted the first flowering dates to within 2¿3 days of the observed values, the first pod dates within 3 days of the observed values and yields within 5¿300 kg ha-1 of the observed yields. The genetic coefficients derived in CROPGRO model can, therefore, be used to predict soybean yield and phenology of the dual purpose soybean varieties across different agro-ecological zones.

La zone Ouest du Burkina Faso se caractérise principalement par les rotations coton-céréale et un élevage extensif. Les légumineuses, malgré leur rôle reconnu en termes d'amélioration de la performance des systèmes de culture à base de céréales, occupent une place marginale dans les assolements. Les objectifs de cette thèse étaie nt de faire l'état de l'évolution de la fertilité des sols et de déterminer les facteurs de variabilité des performances du maïs et des légumineuses (niébé, mucuna) en fonction des systèmes de culture par des expérimentations conduites chez et par le paysan (ECPP). L'étude a é té conduite en 2010 avec 94 paysans et en 2011 avec 88 paysans suivant une démarche de recherche action incluant l'expérimentation chez et par les paysans (ECPP) dans 7 villages de la province du Tuy. Un diagnostic de la fertilité des sols a été réalisé et des indicateurs de fertilité ont été reliés aux productions du maïs, du niébé et du mucuna. Des expérimentations sur les cultures pures du niébé et du mucuna et sur les associations maïs/niébé et maïs/mucuna ont été conduites par les paysans en vrai grandeur. Les variables liées aux caractéristiques des exploitations, les variables agronomiques et les variables économiques ont été déterminées. Les résultats indiquent que la démarche d'analyse de données associant successivement une analyse en composantes principales (ACP), une classification ascendante hiérarchique (CAH), une analyse factorielle discriminante (AFD) et une analyse de variance (ANOVA), permet de prendre en compte la diversité des pratiques dans le cadre d'ECPP et de tirer les enseignements utiles pour concevoir dans des condit ions d'incertitudes, des innovations plus productives, écologiquement durables et acceptables par les paysans. Les données du diagnostic de fertilité confirment la baisse organique des sols suite à une exploitation continue des terres (avec des teneur en C de 3,41 % pour les sols non cultivés contre 0,79 % pour les sols dont l'âge de mise en culture varie entre 1 et 10 ans et 0,48 % pour les sols dont l'âge de mise en culture est supérieur à 30 ans). Toutefois, elles suggèrent comme résultat nouveau, un relèvement de la teneur en phosphore (P) assimilable des sols suite aux apports continus d'engrais chimique. La dégradation organique et l'enrichissement en P assimilable qui pourraient aller de pair, rendent complexe la notion de fertilité des sols. Ainsi, la baisse organique du sol ne serait pas automatiquement suivie de la baisse de rendement de certaines cultures (maïs, légumineuses) sensibles au phosphore. Nos recherches révèlent que les facteurs de variabilité des performances agronomiques et économiques des cultures pure des légumineuses et des cultures associées maïs/légumineuses, sont : les dates de semis, les conditions d'humidité du sol pendant le semis, les densités de peuplement, les dates de sarclage, les apports d'engrais (NPK et urée) dans les meilleurs délais et l'effet résiduel des précédentes fertilisations minérales. Les données sur les cultures pures de légumineuses indiquent que le niébé (légumineuse locale) est sensible à l'arrière effet de la précédente fertilisation contrairement au mucuna (légumineuse introduite) qui aurait plus de capacité à améliorer la fertilité des sols avec une quantité d e N accumulé plus élevée que celle des autres systèmes de culture. Les cultures pures de légumineuses peuvent constituer des sources de revenus pour les exploitations agricoles avec des marges brutes pouvant atteindre 156 479 ± 41 828 FCFA/ha pour le niébé et 64 918 ± 11 937 FCF A/ha pour le mucuna. Cette modalité d'insertion des légumineuses se trouve limitée par le problème d'espace cultivable et d'opportunité de marché dans la zone. La modalité associant les légumineuses au maïs, sans entrainer une augmentation significative du temps de travail, présentent l'avantage de faire des économies de l'espace (LER variant entre 1 et 1 ,46) par rapport aux cultures pures du maïs (LER < 1) et de légumineuses (LER < 1), de diversifier les produits agricoles sur la même parcelle et d'assurer une gestion durable de la fertilité du sol par la fixation de N atmosphérique par les légumineuses. Pour soutenir ces performances agronomiques et économiques de ces associations maïs/légumineuse et faciliter leur adoption et appropriation par les paysans, il conviendrait d'insérer les légumineuses dans des chaines de valeur pour lever les contraintes d'acquisition des intrants et pour créer des opportunités de marché.

En Afrique, les efforts de diffusion d'innovations techniques potentiellement bénéfiques et répondant à la problématique de la gestion durable des sols se sont heurtés à des difficultés récurrentes. À partir du concept de capital sol, cet article propose d'aborder cette problématique en examinant les implications en termes d'innovations institutionnelles complémentaires. Ce nouveau cadre d'analyse aboutit à la définition d'une nouvelle typologie des innovations, en fonction de l'importance relative de la composante technique ou institutionnelle.

Dans la zone à forêt semi-décidue de Côte d'Ivoire, un dispositif expérimental pérennisé entre 1995 et 1999 sur environ un hectare avec des systèmes de culture de maïs à couvertures végétales, a fait l'objet d'études associant agronomie et écologie du sol. L'offre en azote d'origine organique est étudiée dans le cadre de systèmes de culture de maïs, avec une durée de jachère de 6 mois et 18 mois. Les jachères sont occupées soit par Chromolaena odorata (subspontanée), soit par Pueraria phaseoloïdes (légumineuse introduite). L'étude réalisée pose comme hypothèses de départ que: (i) les déterminants de cette offre à court terme (cycle cultural) et à moyen terme (effets cumulés) dépendront principalement des quantités et de la qualité des litières de surface d'origine des jachères; et (ii) ces effets se concentreront à la surface du sol. Les résultats obtenus permettent de comprendre les bases de fonctionnement des systèmes à couvertures végétales, qui connaissent un réel développement. Plus globalement, ces systèmes intéresseront tous les praticiens, écologues et agronomes, concernés par la promotion d'une agriculture à la fois productrice et respectueuse de l'environnement.

Préambule En ce qui concerne le thème de « la jachère et la fertilité des sols », les différentes équipes du programme « jachère » ont eu pour but de clarifier les processus de changements d’états physiques, biologiques, chimiques qui modifient le milieu cultivé au cours du cycle culture-jachère et de déterminer les conséquences de ces modifications au niveau de la production à long terme. D’autre part, ils ont tenté diverses manipulations sur le cycle jachère-culture tentant de « simuler » l...

Le caféier Coffea Arabica est une plante ombrophile originaire d'Afrique. Sa culture s'est développée en dehors de sa zone d'origine dans le cadre de systèmes intensifs de type " plein soleil ", notamment sur le continent américain \; cependant dans de nombreuses régions, elle est restée associée à des arbres d'ombrage. La culture en plein soleil a permis d'accroître les productions, mais ses exigences en intrants la rendent dépendante de l'agrochimie. Aujourd'hui, la culture du caféier sous ombrage est étudiée en tant que système agro-forestier dans le but d'obtenir une production à la fois durable et respectueuse de l'environnement. L'effet de l'ombrage sur les populations de bioagresseurs a fait l'objet de plusieurs études conduites dans des situations écologiques très diverses. Cette synthèse permet de mettre en relief les effets directs ou indirects de l'ombrage sur le développement des principaux bioagresseurs du caféier. Les arbres d'ombrage peuvent affecter indirectement le développement des bioagresseurs via des modifications de la physiologie et de la croissance de la plante hôte, ou via la stimulation de l'activité des organismes bénéfiques. Ils peuvent l'affecter directement par des effets barrière ou des modifications du microclimat. On montre ainsi que l'ombrage permet de limiter la dispersion de Colletotrichum kahawae, agent causal de l'anthracnose des baies en interceptant les gouttes de pluie. Mais l'introduction de biodiversité végétale dans un système ne l'assure cependant pas d'être plus sain. Les arbres d'ombrage peuvent aussi avoir des effets indésirables. Certaines espèces sont, par exemple, des plantes hôtes des bioagresseurs du caféier, et les mêmes modifications du microclimat défavorables à certains bioagresseurs peuvent en favoriser d'autres. En conclusion, il est montré que les connaissances acquises peuvent être mises à profit pour gérer l'ombrage, dans le but de réduire l'impact des bioagresseurs Une approche " cortège parasitaire " paraît cependant nécessaire compte tenu des effets antagonistes de l'ombrage.

International audience; Due to only few experimental evidences, the importance of root-induced alteration of metal dynamic speciation in the rhi-zosphere in the determination of metal bioavailability to plants is still a matter for debate. The present study thus investigated how root-induced changes in pH and dissolved organic matters (DOM) altered copper (Cu) dynamic speciation in the rhizo-sphere of durum wheat (Triticum turgidum durum L.). Plants were exposed to a Cu-contaminated soil previously alkalised by liming to cover soil pH values ranging from 4.8 to 7.5. A range of analytical techniques was deployed on soil exposed (i.e. in the rhizosphere) or not (i.e. in the bulk soil) to plant roots, including the measurement and the modelling (using the Humic Ion-Binding Model VI) of Cu 2+ activity, the measurement of labile Cu concentration and Cu lability by Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry (DPASV) and Diffusive Gradients in Thin films (DGT). Due to root-induced alkalisation, pH reached about 7.3 in the rhizosphere whatever the initial bulk soil pH. Compared to the most acidic bulk soil (pH % 4.8), Cu 2+ activity decreased by three orders of magnitude in the rhizosphere while DPASV-Cu concentration decreased by 6-fold. DOM became the key driver of Cu dynamic speciation in the rhizosphere, where roots induced up to an order of magnitude increase in DOM concentration compared to bulk soils. This resulted in an increase in labile-Cu (both DPASV and DGT) concentrations, in spite of a decrease in Cu 2+ activity. Model VI calculations supported a decrease in DOM binding capacity towards Cu in the rhizosphere. DPASV measurements unequivocally demonstrated that the increase in Cu lability in the rhizosphere solution can be attributed to a greater lability of organically-bound Cu. Collectively, our data introduce a consistent picture of root-induced changes of Cu dynamic speciation in the rhizosphere that were notably related to substantial alterations of DOM binding capacity.

International audience; Fifty years of overexploitation have disturbed most forests within Sahelian areas. Exotic fast growing trees (i.e., Australian Acacia species) have subsequently been introduced for soil improvement and fuelwood production purposes. Additionally, rhizobial or mycorrhizal symbioses have sometimes been favored by means of controlled inoculations to increase the performance of these exotic trees in such arid and semiarid zones. Large-scale anthropogenic introduction of exotic plants could also threaten the native biodiversity and ecosystem resilience. We carried out an experimental reforestation in Burkina Faso in order to study the effects of Acacia holosericea mycorrhizal inoculation on the soil nutrient content, microbial soil functionalities and mycorrhizal soil potential. Treatments consisted of uninoculated A. holosericea, preplanting fertilizer application and arbuscular mycorrhizal inoculation with Glomus intraradices. Our results showed that (i) arbuscular mycorrhizal (AM) inoculation and prefertilizer application significantly improved A. holosericea growth after 4 years of plantation and (ii) the introduction of A. holosericea trees significantly modified soil microbial functions. The results clearly showed that the use of exotic tree legume species should be directly responsible for important changes in soil microbiota with great disturbances in essential functions driven by microbial communities (e.g., catabolic diversity and C cycling, phosphatase activity and P availability). They also highlighted the importance of AM symbiosis in the functioning of soils and forest plantation performances. The AM effect on soil functions was significantly correlated with the enhanced mycorrhizal soil potential recorded in the AM inoculation treatment.