Agroforesterie et services écosystémiques en zone tropicale

Respectueux de l’environnement et garantissant une sécurité alimentaire soutenue par la diversification des productions et des revenus qu’ils procurent, les systèmes agroforestiers apparaissent comme un modèle prometteur d’agriculture durable dans les pays du Sud les plus vulnérables aux changements globaux. Cependant, ces systèmes agroforestiers ne peuvent être optimisés qu’à condition de mieux comprendre et de mieux maîtriser les facteurs de leurs productions. L’ouvrage présente un ensemble de connaissances récentes sur les mécanismes biophysiques et socio-économiques qui sous-tendent le fonctionnement et la dynamique des systèmes agroforestiers. Il concerne, d’une part les systèmes agroforestiers à base de cultures pérennes, telles que cacaoyers et caféiers, de régions tropicales humides en Amérique du Sud, en Afrique de l’Est et du Centre, d’autre part les parcs arborés et arbustifs à base de cultures vivrières, principalement de céréales, de la région semi-aride subsaharienne d’Afrique de l’Ouest. Il synthétise les dernières avancées acquises grâce à plusieurs projets associant le Cirad, l’IRD et leurs partenaires du Sud qui ont été conduits entre 2012 et 2016 dans ces régions. L’ensemble de ces projets s’articulent autour des dynamiques des systèmes agroforestiers et des compromis entre les services de production et les autres services socio-écosystémiques que ces systèmes fournissent

Long term observations of carbon dioxide exchange over cultivated savanna under a Sudanian climate in Benin (West Africa)

Turbulent CO2 exchanges between a cultivated Sudanian savanna and the atmosphere were measured during 29 months (August 2007-December 2009) by an eddy-covariance system in North-Western Benin, West Africa. The site (Lat 9.74 degrees N, Long 1.60 degrees E, Alt: 449 m) is the one of three sites fitted out by the international AMMA-CATCH program. The flux station footprint area is mainly composed of herbs and crops with some sparse trees and shrubs. Fluxes data were completed by an inventory of dominating species around the tower and the meteorological measurements. Flux response to climatic and edaphic factors was studied. Water was found the main controlling factor of ecosystem dynamics: much larger uptake was found in wet than dry season. During wet season, a very clear answer of net CO2 fluxes to photosynthetic photon fluxes density (PPFD) was observed. A low limitation in response to saturation deficit and soil water variability was however observed. The total ecosystem respiration (TER) was found highly dependent on soil moisture below 0.1 m(3) m(-3), but saturates above this threshold. The average annual carbon sequestration was 232 +/- 27 gC m(-2) with its inter-annual variability mainly controlled by TER. Finally, the ecosystem appeared more efficient during morning and wet season than during afternoon and dry period

Effets induits par les risques d’engorgement du sol en maïsiculture au Nord du Ghana

L’Afrique subsaharienne est l’une des zones les plus vulnérables aux changements climatiques dans le monde (GIEC, 2014). Le secteur agricole, reposant essentiellement sur une production agricole pluviale semble le plus sensible. D’après la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques (CCNUCC), la variabilité climatique à l’échelle saisonnière et décennale en Afrique est parmi les plus élevées au monde (Medany et al., 2006) et elle affecte significativement la productivité agricole (Mtongori et al, 2015). Les projections climatiques prévoient en Afrique une augmentation de la température de 4,8° C d’ici 2100 (GIEC, 2014), une forte variabilité de la pluviométrie, une recrudescence des évènements pluvieux extrêmes et une augmentation de la fréquence des pluies intenses (Mouhamed et al., 2013 ; Salack et al., 2016 ; Alhassane et al., 2013). Cette situation pourrait entraîner une aggravation de l’engorgement des sols et une baisse du rendement des cultures (Salack et al., 2015). On estime que 60% des terres au Nord du Ghana sont affectées par un engorgement fréquent (Cairns et al., 2012). Ce risque est beaucoup plus élevé dans les zones inondables (bas-fond) qui abritent souvent des terres fertiles, et don't l’occupation est considérée comme une réponse à la pression foncière croissante sur les terres pluviales cultivables (Lavigne, Boucher, et Vidal, 1996 ; Roger et al., 2008) et une alternative à la production agricole face aux risques de sècheresse en Afrique de l’Ouest (Albergel et al., 1993). Importants potentiels de développement agricole, ces bas-fonds représentent 2 à 5 % des terres en Afrique de l’Ouest, soit 11 à 16 millions d’hectares (Roger et al., 2008). Le maïs, un aliment de base en Afrique (Macauley et Tabo, 2015) verrait sa production menacée, contribuant à accroitre l’insécurité alimentaire en Afrique. En effet, une augmentation de l’intensité des précipitations, au cours des stades végétatif et reproductif du maïs pourrait entraîner respectivement une baisse de rendement de 5 et 2% (Mtongori et al, 2015). L’engorgement du sol est d’ailleurs identifié comme l’une des plus graves contraintes réduisant la productivité du maïs (Jaiswal et Srivastava, 2015). Le développement et le rendement en grain du maïs réagissaient à l’engorgement en fonction de l’intensité, de la durée du stress et du stade de développement du maïs (Ren et al, 2014). D’autre part, l’effet de l’engorgement du sol sur la culture de maïs varie en fonction de la variété et les dommages causés à la plante sont entre autres : la réduction significative du nombre moyen des feuilles, le diamètre de collet de racine, la taille de jeune plante et le nombre de grain produit (Palapala et Nyamolo, 2016). Lorsque l’engorgement intervient pendant le stade de floraison (avant ou après), l’excès d’eau entraine une baisse du rendement en grain et réduit la durée de remplissage des grains sur l’épi (Huan et al., 2016). Bien que plusieurs études soient effectuées sur les effets de l’engorgement du sol sur le maïs, peu tiennent compte des systèmes agricoles africains. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’effet de l’excès d’eau du sol sur le développement et la production du maïs dans un environnement semi contrôlé. La première partie présente le dispositif semiintensif mis en place sur le site de Bolgatanga (Nord du Ghana) à cette fin. Des données pluviométriques, hydrologiques et physiologiques de la plante ont été collectées journalièrement durant la période de l’étude. La deuxième partie présente les principaux résultats avant de les discuter en conclusion

Why is the spatial variability of millet yield high at farm level in the Sahel? Implications for research and development

Millet yields are highly variable even within the same farm in the Sahel. A conceptual model of the phenomenon was designed and quantitative analysis of key relationships was conducted based on the available published studies. We found that the high spatial variability of millet yield is due to two main edaphic factors: soil fertility properties and water availability. It is still unknown whether the spatial variability of the two main factors is inherent to Sahelian soils. However, some biotic and abiotic factors induce and even maintain the variability of the main factors. The biotic factors include the presence of trees, termite’s activity, fertility management practices, pests, and diseases. Abiotic factors include rainfall (amount, intensity, and distribution) and wind erosion. The major soil chemical properties which strongly influence spatial yield variability include organic carbon, pH, aluminum saturation, and available phosphorus. Millet yield was positively and strongly correlated with P (r2=0.80, p < 0.001), moderately with pH (r2=0.30, p < 0.001), but strongly and negatively with the logarithm of aluminum saturation (r2=0.54, p < 0.001). Water availability is affected mainly by the soil physical properties, which strongly impact millet yield variability through infiltration rate and water retention capacity. The underlying properties are soil structure, texture, and soil surface conditions. The inadequate consideration of soil heterogeneity could also explain the low level of farmer adoption of the recommendations regarding soil fertility improvement based on experimental research or decision support. This situation calls for improved precision agriculture technologies that are compatible with Sahelian farmers’ socio-economic conditions