Publications des agents du Cirad

Cirad

Evolution de la fertilité des sols, maintien de la qualité des eaux. Alternative aux engrais azotés en milieu forestier et agroforestier

Bouillet J.P., Laclau J.P., Harmand J.M.. 2007. In : L'intensification écologique : du concept au terrain, quelles démarches de recherche mettre en oeuvre ?. Montpellier : CIRAD, 2 p.. Rencontres du Cirad 2007 journée agronomie, 2007-08-30, Montpellier (France).

Une condition de la durabilité des agroécosystèmes est que leurs modes de gestion (pratiques culturales, durée de rotation, types d'exploitation...) visant à soutenir la production n'induisent ni une diminution de la fertilité des sols ni d'autres impacts négatifs sur l'environnement comme la pollution des nappes phréatiques. Reposant sur la représentation de l'écosystème par un modèle à compartiments et à flux (Ranger and Turpault, 1999), un moyen pour évaluer le fonctionnement de l'écosystème d'un point de vue agro-environnemental est d'identifier les principaux flux qui caractérisent ce fonctionnement et d'établir des bilans entrées-sorties d'éléments minéraux. Un flux important mais peu aisé à estimer pour les espèces pérennes à enracinement profond est celui lié aux pertes par drainage profond. L'approche repose sur des dispositifs lysimétriques et de suivi des humidités du sol permettant de mesurer les concentrations en éléments minéraux des solutions du sol, et d'établir des modèles de transfert d'eau et de solutés dans les sols. Au-delà de la caractérisation des flux et de la quantification des pertes en éléments minéraux, cette approche permet d'évaluer en continu la qualité des eaux qui vont recharger les nappes phréatiques. Les mesures effectuées au Congo et au Brésil sous plantations d'eucalyptus montrent que les pertes par drainage, et en particulier celle en N, sont très faibles et ceci même dans le cas de l'apport de boues d'épuration. Ce résultat s'explique par les quantités limitées d'engrais apportées et le très fort prélèvement et recyclage des éléments minéraux par les eucalyptus. Cependant l'équilibre du bilan minéral nécessite l'apport d'éléments minéraux à chaque rotation. Dans le cas de l'azote une alternative aux engrais minéraux est l'introduction d'espèces légumineuses qui, outre la fixation du N2 atmosphérique , permet l'apport de matière organique au sol contribuant ainsi à améliorer leur fertilité organo-minérale. Un réseau de plantations mixtes "Eucalyptus + Acacia" a ainsi été mis en place au Congo (3 essais), et au Brésil (5 essais). Les recherches visent principalement à évaluer, en fonction des conditions pédo-climatiques, l'impact du mélange d'espèces sur leurs croissances individuelles, la production des peuplements et le cycle de N. Elles permettent aussi d'évaluer les méthodes de quantification de la fixation biologique de l'azote atmosphérique. Les précipitations élevées et la forte perméabilité des sols au Costa Rica favorisent un drainage important et les risques de lixiviation des cations et des anions du sol. Dans les monocultures de caféiers comme dans les systèmes agroforestiers, les niveaux élevés de fertilisation azotée conduisent à des pertes importantes de nitrates vers la nappe phréatique, à l'exception des Acrisols qui retiennent fortement les anions. Selon la production de café, le lessivage de nitrates représente 35 à 60% d'un apport annuel de 250 kg N ha-1 dans les Andosols. En conditions favorables pour la production de café en monoculture, l'introduction d'arbres d'ombrage dans la plantation hautement fertilisée a pour effets: i) d'augmenter l'accumulation d'azote dans la litière et la biomasse permanente, ii) de réduire légèrement le drainage, mais aussi (iii) de réduire d'1/4 à 1/3 la production de café. La diminution des apports de fertilisant sous ombrage est donc nécessaire pour limiter les pertes par drainage d'éléments minéraux. Dans les systèmes de production sans apport d'azote minéral, la présence d'une légumineuse d'ombrage fixatrice d'azote augmentant très fortement l'apport et le recyclage de l'azote est indispensable à l'obtention d'une production acceptable de café, sans augmentation notable du lessivage de nitrates. Des recherches sont nécessaires pour identifier les interactions positives entre apports de nutriments et gestion de l'ombrage permettant d'augmenter le recyclage d'éléments minéraux au bénéfice de la production sans accroître les pertes pa...
Communication de congrès

Agents Cirad, auteurs de cette publication :