Description du sujet. Au Sénégal, les sols sont généralement de texture sableuse, caractérisés par une faible teneur en éléments nutritifs avec une incidence directe sur les rendements des cultures. Une meilleure option de fertilisation basée sur la disponibilité de la matière organique locale a pour effet d'augmenter la production agricole. Objectifs. L'objectif de cette étude est d'évaluer les effets de l'application de différentes matières organiques (compost, litières de Faidherbia albida A. CHEV. et de Casuarina equisetifolia FORSK.) et minérale (N-P-K 10-10-20 et urée 46%) sur la fertilité du sol, la croissance et le rendement de la variété Souna 3 du mil (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.). Méthodes. L'étude a été effectuée à la ferme agricole de l'Université Gaston Berger de Saint Louis au Nord du Sénégal, au cours de la saison pluvieuse de l'année 2016. Le dispositif expérimental utilisé était le plan en blocs aléatoires randomisés avec quatre répétitions et six traitements. Les traitements appliqués sont : T0 (témoin sans apport de fertilisant), T1 (N-P-K 10-10-20 150 kg ha-1 et l'urée 100 kg ha-1), T2 (litière de F. albida 5 t ha-1), T3 (litière de C. equisetifolia 5 t ha-1), T4 (2,5 t ha-1 des litières de F. albida + 2,5 t ha-1 de C. equisetifolia), et T5 (compost à base de résidus végétaux et de déjections animales 10 t ha-1). Résultats. Les résultats obtenus ont montré que le traitement à base de la fertilisation minérale (T1) a significativement influencé la croissance en hauteur (p= 0,056), les biomasses aérienne (p= 0,0281) et racinaire (p= 0,0374) et le rendement en grains du mil (p= 0,0015) comparativement au témoin (T0) au seuil de 5%. Les autres traitements n'ont pas montré d'effets significatifs par rapport au témoin concernant la croissance et le rendement du mil. Le rendement le plus élevé obtenu était de 1656,70±349,20 kg ha-1 (T1). Conclusion. Les études sur l'utilisation de ces matières en grande culture sont nécessaires avant la diffusion de