Relation entre santé du sol et performances agronomiques Cas de la fertilisation du riz pluvial des Hautes Terres de Madagascar

Résumé:

L'augmentation de la population mondiale exige des systèmes agricoles durables, car les méthodes intensives actuelles dégradent l'environnement et épuisent les ressources
naturelles. L'agroécologie, qui s'appuie sur les services écosystémiques et les fonctions du sol, représente une approche prometteuse. Le projet SECuRE met en œuvre cette approche
en testant divers types de fertilisation pour améliorer la culture de riz pluvial sur des Ferralsols multidéficients dans les Hautes Terres de Madagascar. Sur six ans, 16 à 25 fertilisations,
basées sur des ressources locales, sont comparées. Certaines sont organiques (avec un apport annuel de 3 ou 6 tonnes/ha), d'autres associent l’apport d’une matière organique (MO)
et d’une minérale (MM), et d’autres sont des mélanges de plusieurs MO associées ou non avec une MM (4 types de matières au total). Ces traitements sont comparés à deux témoins :
un sans fertilisation et un autre avec la fertilisation minérale recommandée. Les résultats montrent que les témoins produisent significativement moins que les autres traitements (0
kg/ha pour le SFR 16 et 5,65 fois moins que le rendement moyen pour le SFR 08) mais sans différence significative entre ces derniers (rendements compris entre 1,12 et 1,83 kg/ha). Un
classement des rendements de riz montre l’ordre croissant suivant : fertilisation 3 t < MO 6 t < MO simple + MM < mélange MO + MM < lombricompost. Les ANOVA à un facteur montrent que l'effet des traitements sur les densités de macrofaune, de nématodes, de coléoptères ravageurs et de vers de terre n’est pas significatif. Cependant, les meilleurs rendements sont associés à une plus grande abondance de ces organismes, à l’exception des nématodes.
L’année a un impact fort sur les résultats, avec une première année marquée par un rendement plus faible. Les tests de Random Forest montrent également l’importance de la
quantité du carbone organique issu des fertilisants et la capacité des traitements (apport de Ca, P et Mg) à corriger plusieurs déficiences simultanément pour le rendement et la stimulation des fonctions écologiques du sol. 

Mot clés: 

Madagascar, fertilisation, riz pluvial, Ferralsols, amendements, rendement, fonctions écologiques 

Pour citer ce document : 

COQUELIN de LISLE, Léonor, 2024. Relation entre santé du sol et performances agronomiques : cas de la fertilisation du riz pluvial des Hautes Terres de
Madagascar. Mémoire de fin d’étude, diplôme d’ingénieure horticole, spécialisation horticulture, option Production Végétale Durable, L’Institut Agro Montpellier. 41 pp 
 

EFFETS DES FERTILISANTS BIO-ORGANIQUES SUR LA RESILIENCE CLIMATIQUE DU RIZ PLUVIAL FACE AU STRESS THERMIQUE

Résumé:

Face au changement climatique impactant l'agriculture des Hautes Terres de Madagascar, cette étude évalue l'efficacité des fertilisants bio-organiques pour renforcer la résilience du riz pluvial aux stress thermiques. L'objectif était d'analyser les effets de différents lombricomposts combinés à diverses densités de vers de terre sur la croissance et l'adaptation du riz pluvial. L'expérimentation en mésocosmes, menée en conditions contrôlées, a comparé trois types de lombricomposts AMY, EIS et EUD (issus respectivement des espèces Amynthas minimus, Eisenia fetida et Eudrilus eugeniae) et un pré-compost (PRE) et trois densités de vers de terre 0D, 1D et 2D (correspondant à 0, 3 et 6 individus/pot). Les plants de riz ont été exposés à des températures normales (26°C/18°C jour/nuit) et de stress (31°C/18°C jour/nuit pendant 2 semaines). En conditions normales, le lombricompost EIS associé à une densité modérée de vers de terre (1D = 3 individus/pots soit 150 individus.m-2) a permis d'obtenir les teneurs en phosphore assimilable les plus élevées (1,95 ± 0,19 mg.P.kg-1 sol). Cette combinaison s'est avérée bénéfique pour les Ferralsols, sols prédominants des Hautes Terres, en augmentant le phosphore assimilable et favorisant une meilleure architecture racinaire. Sous stress thermique, les lombricomposts EIS et AMY ont renforcé la résilience du riz, améliorant sa nutrition minérale et maintenant son activité photosynthétique. Les vers de terre ont favorisé une allocation préférentielle des ressources vers les parties aériennes, bien que l'effet synergique avec les lombricomposts n'ait pas été observé. De ce fait, cette étude démontre le potentiel de la fertilisation bio-organique pour améliorer la résilience du riz pluvial face au changement climatique. L'adoption de cette approche agroécologique, basée sur des ressources locales, pourrait transformer les systèmes rizicoles pluviaux, les rendant plus productifs et résilients. Des recherches complémentaires sur d'autres cultures vivrières et en conditions de plein champ permettraient d'affiner ces recommandations pour une adoption à grande échelle, contribuant ainsi à renforcer la sécurité alimentaire. 

Mots clés: 

Stress thermique, Ferralsols, Lombricompost, Eisenia fetida, Disponibilité du phosphore 

Pour citer ce document:

RAKOTOMANANA Marco, 2024. Effets des fertilisants bio-organiques sur la résilience climatique du riz pluvial face au stress thermique. Mémoire de fin d'étude, diplôme d'ingénieur Agronome au grade de Master II, parcours Bio-fonctionnement des Sols et Environnement, ESSA. 39pp.

Étude de l’impact du lombricompost et de l’inoculation de vers de terre sur la composition du riz pluvial et estimation de son importance sur les apports nutritionnels - Cas de la Commune d’Imerintsiatosika

Résumé: 

Le riz est l’alimentation de base de la quasi-totalité des Malagasy et constitue un pilier de la sécurité alimentaire à Madagascar. De ce fait, toute amélioration de la composition
nutritionnelle du riz représente un atout dans l’amélioration de la nutrition. Malheureusement, la production du riz est encore faible face à la demande croissante de la population. En effet, des recherches se sont intensifiées concernant l’amélioration de la production rizicole et sa qualité nutritionnelle. Proposées par le Projet Innov’Earth, des fertilisations innovantes
comme le lombricompost (L) et/ou l’inoculation des vers de terre (VDT) sont testées sur le riz pluvial pour évaluer leurs impacts sur la qualité nutritionnelle du riz et des plats préparés
avec ce riz, en particulier dans une zone où le riz constitue l’aliment de base de la population. Du riz de la variété Chomrong Dhan pluvial, provenant de la Commune d’Imerintsiatosika et
du LRI, a été collecté pour l’étude. En tout, 12 types de riz ont été étudiés : soit produit à partir des fertilisants traditionnels incluant le fumier, des cendres de balle ou du lisier de porc, soit du lombricompost, ou de l’inoculation de vers terre. Après récolte, ces échantillons de riz ont été décortiqués et partiellement polis, de manière analogue aux pratiques paysannes. Leur composition nutritionnelle a ensuite été déterminée au laboratoire. Puis, la composition nutritionnelle des plats de riz a été déterminée selon huit recettes à base de riz communément consommées dans la zone d’étude. Une enquête alimentaire a été également effectuée pour estimer la qualité globale de l’alimentation des ménages dans la zone étudiée, notamment à travers l’indice de diversité alimentaire. Les résultats d’analyse ont montré des teneurs en micronutriments élevées dans le riz produit à partir de lombricompost utilisé sur le long terme, malgré un degré de polissage élevé. En effet, le lombricompost favorise la libération des éléments nutritifs dans le sol, ce qui pourrait ainsi améliorer la qualité nutritionnelle des grains de riz. À propos des recettes à base de riz pluvial, la diète des ménages dans la zone étudiée présente un bon indice de diversification. Toutefois, la part relativement prépondérante du riz dans les apports alimentaires conduit à de faibles apports protéiques et lipidiques. Ce constat évoque l’importance de l’équilibre nutritionnel dans l’alimentation à base de riz. En outre, des études complémentaires pourraient permettre de mieux évaluer l’impact des fertilisations innovantes sur la composition nutritionnelle du riz pluvial.

Mots clés : 

Polissage, composition nutritionnelle, qualité nutritionnelle, micronutriments, sécurité alimentaire 

Pour citer ce document:

ANDRIARISOLO Manitra, 2024.Étude de l’impact du lombricompost et de l’inoculation de vers de terre sur la composition du riz pluvial et estimation de son importance sur les apports nutritionnels - Cas de la Commune d’Imerintsiatosika. Mémoire de fin d'étude, diplôme d'ingénieur Agronome au grade de Master II, parcours Bio-fonctionnement des Sols et Environnement, ESSA. 42pp.
 

PRATIQUES DE FERTILISATION INNOVANTES POUR UNE INTENSIFICATION DES PROCESSUS ECOLOGIQUES DU SOL EN RIZICULTURE PLUVIALE DANS LE CONTEXTE DU CHANGEMENT CLIMATIQUE

Résumé:

Sur les Hautes Terres centrales de Madagascar, le riz pluvial fait partie des principales cultures pluviales. Comme toutes les autres cultures, le riz est vulnérable aux effets du changement climatique. Les problèmes liés à la faible fertilité des Ferralsols limitent sa performance productive. Pour améliorer la fertilité et lutter contre le changement climatique, plusieurs pratiques innovantes de fertilisation ont été proposées et puis testées expérimentalement. La présente étude a pour objectif de tester l’effet des pratiques innovantes de fertilisation sur la résilience climatique du riz pluvial en introduisant expérimentalement un décalage de semis. Dans le contexte d’une diminution des précipitations liée au changement climatique et d’un retard dans le début de la saison des pluies, deux semis ont été réalisés, comprenant un semis normal en novembre (D1) et un semis tardif en décembre (D2). À cette fin, un essai sur terrain a été mené à Imerintsiatosika durant la saison culturale 2022-2023 a été mené. Deux facteurs ont été étudiés, notamment (i) les pratiques SFR (Soil Function Restoration) avec 25 modalités et le décalage de semis avec 2 modalités (D1 vs D2). Les résultats montrent que les pratiques utilisant le lombricompost (6tMS.ha-1), les fumiers traditionnels (18tMS.ha-1) et les assemblages de matières présentent les meilleures performances agronomiques. Pour la performance écologique, les pratiques SFR 31 à SFR 38, SFR 5 et SFR 17 présentent la meilleure performance. Toutefois, cette performance varie en fonction de chaque variable dont pour le cas du phosphore disponible, c’est le SFR 17 qui présente la teneur la plus élevée (15,16 mgP.Kg-1). La qualité de chaque matière constituante, ses modes d’apport, son antécédent cultural et les attaques des vers blancs jouent un rôle déterminant dans la performance agronomique de chaque pratique SFR. Quant au décalage de semis, le semis tardif présente une meilleure performance agronomique que le semis normal. La floraison arrive plus tôt sur D2 que sur D1 et sur le rendement en grains, le semis tardif présente une augmentation de +40% par rapport au semis normal. Un fort taux d’attaque des vers blancs a été aussi observé plus fortement sur D1 que sur D2. Les pratiques avec des lombricompost à 6tMS.ha-1 ou des fumiers traditionnels à 18tMS.ha-1 affichent une meilleure résilience face au décalage de semis. Toutefois, des recherches plus approfondies sont nécessaires pour mieux évaluer les pratiques les plus résilientes face au changement climatique.

Mots clés : 

Décalage de semis, Performance, Retard des pluies, Semis tardifs 
 

Pour citer ce document:

RAHANTARIVELO Elisa, 2024. Pratiques de fertilisation innovantes pour une intensification des processus écologiques du sol en riziculture pluviale dans le contexte du changement climatique. Mémoire de fin d'étude, diplôme d'ingénieur Agronome au grade de Master II, parcours Bio-fonctionnement des Sols et Environnement, ESSA. 53pp.

POTENTIEL DU LOMBRICOMPOST ET DES VERS DE TERRE A AMÉLIORER LA RÉSILIENCE CLIMATIQUE DU RIZ PLUVIAL : ESSAI EN SITUATION CONTROLÉE

Résumé:

Sur les Hautes Terres centrales de Madagascar, le riz pluvial occupe une place importante dans la sécurité alimentaire. Pourtant, cette culture est particulièrement vulnérable au changement climatique. De plus, les problèmes liés à la fertilité des Ferralsols limitent sérieusement la production de cette culture. En vue de redresser la fertilité de ces sols, mais aussi d’améliorer le rendement et la résilience climatique du riz pluvial, le projet Innov’Earth vise à proposer des pratiques de fertilisation innovantes prenant en compte le lombricompost et les vers de terre. Cette étude, inclut dans le cadre du projet Innov’Earth, a pour principal objectif de comprendre, par une approche en situation contrôlée, si des fertilisations innovantes prenant en compte le lombricompost et/ou les vers de terre pourraient améliorer la résilience climatique du riz pluvial. Une expérimentation en salle d’incubation a donc été lancée dans laquelle nous avons appliqué différentes situations climatiques au riz, en modifiant d’une part la température dans la salle pour appliquer un stress thermique, et d’autre part, le régime hydrique du sol pour appliquer un stress hydrique. Pour chaque situation climatique, deux facteurs ont été étudiés : (i) le type de fertilisant organique, regroupant le fumier (en tant que témoin représentant la pratique paysanne) et le lombricompost, et (ii) l’inoculation de vers de terre, regroupant des situations avec et sans vers de terre. Au bout de 6 semaines de croissance, les résultats ont montré que dans toutes les situations climatiques, le lombricompost a toujours montré une meilleure performance que le fumier sur tous les paramètres de croissance du riz qui ont été mesurés. En effet, en assurant une bonne nutrition à la plante, le lombricompost permet non seulement d’avoir une bonne croissance, mais favorise
également l’activation des différents mécanismes d’adaptation aux stress climatiques. D’autre part, l’inoculation de vers de terre n’a pas montré d’effet significatif en absence de stress climatique, mais en a montré en situation de stress, notamment un effet positif en situation de stress thermique et un effet négatif en situation de stress hydrique. Il semblerait que ces effets soient dus à la capacité des vers de terre à produire dans leurs turricules des substances similaires aux phytohormones. Toutefois, des études plus approfondies sont à prévoir afin de confirmer et de mieux comprendre les mécanismes réels régissant à travers les effets des phytohormones secrétées par les vers de terre sur le comportement des plantes en situation de stress climatique. 

Mot clés: 

 Stress thermique, Stress hydrique, Croissance, Adaptation aux stress climatiques, Nutrition, Phytohormones. 
 

Pour citer ce document: 

RANDRIANTSOA Toky, 2022. Potentiel du lombricompost et des vers de terre à améliorer la résilience climatique du riz pluvial: essai en situation controlée. Mémoire de fin d'étude, diplôme d'ingénieur Agronome au grade de Master II, parcours Bio-fonctionnement des Sols et Environnement, ESSA. 42pp.

Indicateurs multicritères de performance de pratiques de restauration des fonctions écologiques des sols : Le contexte de la riziculture pluviale des hautes terres de Madagascar

Résumé 

Dans le contexte de la riziculture pluviale des Hautes-Terres de Madagascar, la restauration des fonctions écologiques des sols s’avère être pertinente pour améliorer la production et maintenir une fertilité acceptable des terres ferralitiques très pauvres en éléments essentiels. Le projet SECuRE a été mis en place pour restaurer ces fonctions écologiques des sols à partir de 16 pratiques de fertilisation différentes « SFR ». Le but de cette étude est l’évaluation de ces SFR sur trois axes de performance écologique, agronomique et de perception paysanne permettant d’aboutir à un « indicateur global multicritères ». Après deux années d’expérimentation, une série de descripteurs des performances agronomiques, écologiques ainsi que de perception paysanne ont été mesurés sur les différents traitement SFR et constitue le jeu de donnée de départ.

Les résultats de l’étude ont montré que les approches « statistiques » notamment pour sélectionner et pondérer les variables sont les plus robustes. Ce type d’indicateur a alors permis d’évaluer les pratiques SFR. De manière générale, les indicateurs ont permis d’identifier les pratiques apportant le plus de matières organiques mélangées à des matières minérales comme étant les plus performantes. Ces pratiques apportent en effet le plus de phosphore, calcium, magnésium et azote, éléments limitant dans le contexte d’étude. 

Patron de mémoire : Mario CANNAVACCIUOLO

Maître de stage : Eric BLANCHART

Soutenance : Indicateurs multicritères de performance de pratiques de restauration des fonctions écologiques des sols : Le contexte de la riziculture pluviale des hautes terres de Madagascar

Soutenance du mémoire de fin d’étude ESA Anger

Patron de mémoire : Mario CANNAVACCIUOLO

Maître de stage : Eric BLANCHART

Interaction entre matières organiques, vers de terre et mycorhizes sur la croissance du riz pluvial

Résumé

Actuellement, l’agriculture s’oriente vers des systèmes plus durables comme l’agroécologie. Généralement, la plupart des pratiques agroécologiques se focalisent sur la manipulation de la biodiversité aérienne au sein de l’agrosystème. Rares sont les pratiques axées sur l’intensification des processus écologiques du sol. Cependant, le sol joue un rôle primordial dans la fourniture des services écosystémiques. Notre étude a donc pour objectif de tester, dans une démarche agroécologique, l’effet de l’interaction des matières organiques, vers de terre et mycorhizes sur la croissance du riz pluvial. Une expérimentation en mésocosmes a été effectuée pour tester l’effet des matières organiques et des organismes du sol sur le riz. Cet essai s’est déroulé dans l’enceinte du Laboratoire des Radio Isotopes pendant huit semaines. Différents types de matières organiques sont utilisés comme le fumier traditionnel, le fumier amélioré, le compost, la corne de zébus, la poudrette de parc, le taroka, le terreau d’Andralanitra, le vermicompost, le lisier de porc et la fiente de volaille. Trois individus de vers de terre (Pontoscolex corethrurus) par pot sont introduits dans 1 kg de sol natif venant d’Imerintsiatosika. Les grains de riz sont inoculés avec une poudre de mycorhize avant le semis. Après huit semaines de croissance, notre étude a montré que les différents types de matières organiques ont une influence positive sur la croissance du riz (hauteur et biomasse) surtout la fiente de volaille et le lisier de porc. Les traitements avec fiente de volaille et lisier de porc offrent une augmentation en hauteur et en biomasse deux fois plus important que le témoin. L’interaction entre vers de terre et mycorhizes n’a pas d’effet remarquable sur le riz. Par contre, la présence de vers de terre seul a un effet plus important sur la croissance du riz comparé à l’interaction des matières organiques, des vers de terre et des mycorhizes.

Mots clés : Agroécologie, mycorhizes, matières organiques, Pontoscolex corethrurus, Ferralsol, nutrition.

Essai sur les pratiques de restauration des fonctions écologiques du sol sous riz pluvial dans le Moyen-Ouest du Vakinankaratra

Résumé

Face à l’imminence d’assurer la sécurité alimentaire dans le cadre des Objectifs de Développement Durable (ODD), l’agroécologie se présente comme un moyen pour atteindre cet objectif. La restauration des fonctions écologiques des sols est ainsi devenue primordiale. C’est pourquoi l’essai qui a été effectué se focalise sur cette restauration des fonctions écologiques du sol en testant différentes pratiques afin de déterminer lesquelles sont les plus performantes d’un point de vue écologique mais aussi agronomique. Cet essai s’est déroulé dans le Moyen-Ouest du Vakinankaratra sur le dispositif expérimental d’Ivory avec le riz pluvial comme culture. Vingt-deux traitements ont été testés avec quatre répétitions. Le paramètre étudié a été le type et la quantité d’amendements apportés. D’autres paramètres ont également été pris en considération tels que l’introduction de mutualistes sur certains traitements et l’année de culture des parcelles. Des mesures ont été effectuées au cours du cycle cultural que ce soit au niveau des descripteurs écologiques ou des descripteurs agronomiques. L'étude a pu démontrer que le pH est le principal descripteur écologique affecté par les amendements apportés. Le fumier amélioré à 6 t MS ha-1 ainsi que les assemblages organiques à base de fumier traditionnel, compost et lombricompost avec apport d’engrais minéraux sont les pratiques qui ont permis la meilleure augmentation de pH du sol. Concernant les descripteurs agronomiques, la plupart de ces descripteurs tels que le rendement en grains et en paille, la hauteur, la colonisation par les adventices ont été affecté par les amendements organiques mais aussi par la modification du pH du sol et par l’introduction de mutualistes. Ainsi les traitements les plus performants d’un point de vue écologique sont également performants d’un point de vue agronomique. Pour le cas de l’inoculation de vers de terre qui a été effectuée, la survie de l’espèce au sein des parcelles a été vérifiée et la densité de Pontoscolex corethrurus au niveau des parcelles a permis d’influencer positivement les performances agronomiques et écologiques des traitements. En effet, les traitements qui se sont avéré les plus performants au cours de cet essai sont les traitements à base de fumier amélioré à 6 t MS ha-1 ainsi que les traitements à base d’assemblages organiques de fumier traditionnel, compost et lombricompost à 2 t MS ha-1 chacun ; ce sont également des traitements qui ont bénéficié de l’introduction de mutualistes. Cependant, parmi ces traitements performants, la pratique à base de fumier amélioré est celle qui démontre de loin le meilleur rendement. Les recherches futures devraient donc s’orienter vers une plus grande valorisation de cet intrant.

Mots clés : amendements organiques, Pontoscolex corethrurus, pH, densité apparente, performances écologiques, macrofaune

Mise au point des pratiques innovantes de restauration de la fertilité des sols par des assemblages de matières organo-minérales

Des variétés de riz pluvial tolérantes à l’altitude ont été introduites à Madagascar dans les années 1990 pour palier à la faible production de riz. Ces variétés ont été plantées sur les Tanety dominés par des sols ferrallitiques très peu fertiles. Ce type de sol, en plus de son acidité, est carencé en plusieurs éléments : phosphore, azote et les bases échangeables (calcium et magnésium). Pour faire face à cette situation, la fertilisation par des matières fertilisantes organo-minérales (MAFORS) constitue une alternative. Les carences dans les sols ferrallitiques sont multiples ainsi des assemblages sont nécessaires pour favoriser l’interaction et la complémentarité des MAFORS. L’objectif est d’identifier des assemblages de MAFORS qui vont favoriser (i) la croissance, (ii) la nutrition de la plante cultivée ainsi que (iii) les fonctions écologiques du sol, i.e. stockage en carbone et nutriment. Un panel de dix-sept MAFORS disponibles sur les Hautes-Terres malgaches ont été sélectionnées et mélangées par trois dans des pots en PVC contenant 5 kg de sol sec. Une semence de riz pluvial de la variété Chomrhong Dhan a été plantée dans chaque pot pendant 60 jours. Au total, 150 pots ont été installés afin de voir les effets de chaque assemblage sur les fonctions de la plante et du sol. Les MAFORS ont ensuite été classées dans des groupes fonctionnels (GF) à l’aide d’un modèle combinatoire. Les MAFORS réunies dans un même GF ont les mêmes effets sur les fonctions étudiées : (i) croissance des plantes, (ii) nutrition des plantes et (iii) écologie du sol. La fonction de croissance est expliquée par 4 GFs alors que celle de la nutrition par5GFs. La corne de zébu est une matière clef qui forme un groupe à elle seule pour les deux fonctions citées. La fonction écologique du sol est expliquée par 4GFs dont un groupe clef formé par des fumiers, la poudrette de parc et le Taroka. Des orientations sur la stratégie de fertilisation du sol par des assemblages de fertilisants peuvent être conclues à l’issue des résultats de cette étude. Elle servira de guide sur des expérimentations du même contexte et sur des essais au champ.

Mots-clés : complémentarité des MAFORS, Chomrhong Dhan, croissance des plantes, nutrition des plantes, écologie du sol, modèle combinatoire