Chemical and biochemical quality of organic and/ or mineral fertilization resources - A dataset from the Highlands of Madagascar

International audienceA basic understanding of the fertilization resources (FR) char-acteristics is required to drive soil functions following the FR application, and to improve crop productivity. The datasets presented include the FR characteristics, i.e. their nutrient contents and biochemical quality, and their effects on soil in carbon (C) and nitrogen (N) mineralization. We selected nineteen FR from local farmers, from laboratory institution and from commercial producers. The soil used in experiment was sampled in Imerintsiatosika locality, located in the Cen-tral Highlands of Madagascar. Nutrient contents of FR were evaluated by measuring total carbon, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sulphur contents. Bio-chemical quality of the products was assayed by fractioning organic matter of organic resources in soluble compartments, hemicelluloses, celluloses and lignin equivalent. Laboratory incubations in microcosm experiments were conducted with the mixture of soil and fertilization resources to determine C and N mineralization rates. Carbon mineralization rate was measured using microgas chromatography, and nitrogen min-eralization rates were analyzed by colorimetry on a continu-ous flow analyzer

Chemical and biochemical quality of organic and/ or mineral fertilization resources - A dataset from the Highlands of Madagascar

International audienceA basic understanding of the fertilization resources (FR) char-acteristics is required to drive soil functions following the FR application, and to improve crop productivity. The datasets presented include the FR characteristics, i.e. their nutrient contents and biochemical quality, and their effects on soil in carbon (C) and nitrogen (N) mineralization. We selected nineteen FR from local farmers, from laboratory institution and from commercial producers. The soil used in experiment was sampled in Imerintsiatosika locality, located in the Cen-tral Highlands of Madagascar. Nutrient contents of FR were evaluated by measuring total carbon, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sulphur contents. Bio-chemical quality of the products was assayed by fractioning organic matter of organic resources in soluble compartments, hemicelluloses, celluloses and lignin equivalent. Laboratory incubations in microcosm experiments were conducted with the mixture of soil and fertilization resources to determine C and N mineralization rates. Carbon mineralization rate was measured using microgas chromatography, and nitrogen min-eralization rates were analyzed by colorimetry on a continu-ous flow analyzer

Les assemblages des matières organiques et minérales comme pratiques innovantes de restauration de la fertilité des sols

International audienc

Multiple-nutrient limitation of upland rainfed rice in ferralsols: a greenhouse nutrient-omission trial

International audienceTo optimize the nutrient management of upland rice production on tropical ferralsols, a greenhouse experiment was established using the multi-nutrient omission approach. A reciprocal soil origin-rice cultivar transplant experiment was also conducted to better understand the relative contributions of the soil origin and the rice cultivar in rice nutrient limitation. We tested the deficiency of seven major and secondary nutrients [nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), sulfur (S), calcium (Ca), magnesium (Mg), and silicon (Si)] and a solution of six micronutrients (B, Mn, Cu, Co, Na, Mo) likely to limit the growth of two upland rice cultivars, Chhomrong Dan and Nerica 4, on two Ferralsols from the highlands of Madagascar. We found severe multiple nutrient deficiencies. For both cultivars, P, Ca, N, Mg omission significantly depressed the shoot and root dry biomass and their amounts in plant tissues. However, the main limiting nutrients were not the same in both soils. We conclude that the multinutrient deficiencies observed for rice growth in the Ferralsols are site-specific, even though P limitation appears to be in common, and requires a holistic consideration of the mineral fertility, including micronutrients

Optimizing soil and plant functions: combinatory design of fertilizing resources assemblage for rainfed rice in Madagascar

International audienceThe lack of affordable mineral fertilizers and scarcity of organic materials cause decline in soil fertility for smallholder farmers and producers in the highlands of Madagascar, challenging crop productivity. To fulfill plant growth and nutrition, we explored the effect of 132 combinations of 17 different fertilizing resources, both organic and mineral, on rice growth and nutrition using a greenhouse experiment. Two clustering approaches were used to evaluate the effects of fertilizing resources: elemental clustering and functional clustering. Elemental clustering grouped resources based on their elemental intrinsic composition, while functional clustering grouped resources based on their effect in improving plant growth and nutrition when combined in soil. We found that some resources closely grouped based on their elemental composition exhibited different effects on plant growth and nutrition when combined in soil. Zebu horn emerged as a particular organic resource in elemental clustering, and a key resource in functional clustering by promoting plant growth and nutrition when combined with other resources in soil. Its unique elemental composition played a significant role in driving positive interactions with other resources. We proposed to extend the concept of 'assembly motif' within soil fertilization strategy, suggesting that the combination of functional groups of resources determines better their fertilizing effect than their elemental composition. Resources inducing high interaction effects should be combined with those having high elemental composition to optimize crop productivity

Multiple nutrient limitation of the soil micro-food web in a tropical grassland revealed by nutrient-omission fertilization

International audienceAlthough involved in key functions of the terrestrial ecosystems, the activity and the diversity of soil microorganisms can be severely limited by energy and nutrients in weathered tropical soils. To optimize nutrient cycling for crop nutrition, assessing which nutrients limit the activity of the microbial food web is thus essential. This was our aim in this study carried out on a tropical ferrallitic soil from a natural grassland in Madagascar. For this purpose, we employed an innovative nutrient-omission approach in microcosms to test the distinct effects of omitting C, six nutrients (N, P, K, S, Ca, Mg) and a cocktail of micronutrients (B, Mn, Cu, Na and Mo) on the composition, biomass and activities of the microbial community and on the abundance and biomass of their nematode grazers. C and P were identified as primary limitations, but other nutrients (N, Mg and S) played significant roles as co-limiting factors. Some bacterial and fungal taxa were significantly associated to specific nutrient deficiencies and can act as biological indicators. Additionally, the abundance and biomass of microbial-feeding nematodes provided valuable insights into the responses of the soil microbial community to nutrient deficiencies. These findings contribute to our understanding of nutrient dynamics and microbial community growth in tropical grassland ecosystems and have implications for sustainable crop fertility management and ecosystem ecology in similar environments

Apport de fertilisants sur les Hautes Terres Malagasy : quantification des unités de mesures paysannes

National audienceLes agriculteurs développent leur propre raisonnement en matière d’apport de matières fertilisantes (MF) et utilisent essentiellement des unités de mesures spécifiques pour en estimer la quantité. Dans le cadre d’expérimentations en milieu réel, la recherche manque de références sur les quantités exactes (en poids sec) des matières dosées dans ces unités de mesures locales. Dans l’optique d’avoir un « langage commun », entre agriculteurs et scientifiques, cet article propose de faire connaitre la correspondance en kilogrammes des unités de mesures locales en fonction des MF. L’étude a été conduite dans la Commune d’Imerintsiatosika, Région Itasy, et a débuté par un atelier de partage de connaissances et pratiques sur les MF de la zone. L’atelier regroupait 42 agriculteurs et une dizaine de chercheurs et techniciens agricoles. Lors de l’atelier, il a été demandé aux agriculteurs de répertorier les MF les plus utilisées et les unités de mesures locales qu’ils utilisent pour les quantifier. Ces contenants ont été répertoriés puis mesurés pour avoir des valeurs plus précises de leur capacité en volume. Ensuite, sur le terrain, chaque MF répertoriée a été pesée dans chacun de ces contenants pour déterminer les poids correspondants en kilogrammes. Les MF ont ensuite été analysées en laboratoire pour calculer leur humidité. L’étude a identifié (i) sept types de MF fréquemment utilisées localement, à savoir, par ordre de fréquence d’utilisation : les cendres de balles riz, le fumier de bovins, le fumier de porcins, la fiente de volailles, les cendres de cuisine, les cendres de bouse de bovins et la poudre de corne de bovins auxquelles s'ajoute le lombricompost dans le cadre du projet et (ii) cinq principaux types d’outils de mesures locales pour « estimer » leur capacité en volume pour chaque MF. Par ordre de grandeur croissante, en termes de volume, ils utilisent le tsongo (pincée), iray tanana (poignée), sobika (panier fabriqué en paille ou en fibre naturelles ou en joncs tressés), gony (sac en toile de jute synthétique) et sarety (charrette)

Apport de fertilisants sur les Hautes Terres Malagasy : quantification des unités de mesures paysannes

National audienceLes agriculteurs développent leur propre raisonnement en matière d’apport de matières fertilisantes (MF) et utilisent essentiellement des unités de mesures spécifiques pour en estimer la quantité. Dans le cadre d’expérimentations en milieu réel, la recherche manque de références sur les quantités exactes (en poids sec) des matières dosées dans ces unités de mesures locales. Dans l’optique d’avoir un « langage commun », entre agriculteurs et scientifiques, cet article propose de faire connaitre la correspondance en kilogrammes des unités de mesures locales en fonction des MF. L’étude a été conduite dans la Commune d’Imerintsiatosika, Région Itasy, et a débuté par un atelier de partage de connaissances et pratiques sur les MF de la zone. L’atelier regroupait 42 agriculteurs et une dizaine de chercheurs et techniciens agricoles. Lors de l’atelier, il a été demandé aux agriculteurs de répertorier les MF les plus utilisées et les unités de mesures locales qu’ils utilisent pour les quantifier. Ces contenants ont été répertoriés puis mesurés pour avoir des valeurs plus précises de leur capacité en volume. Ensuite, sur le terrain, chaque MF répertoriée a été pesée dans chacun de ces contenants pour déterminer les poids correspondants en kilogrammes. Les MF ont ensuite été analysées en laboratoire pour calculer leur humidité. L’étude a identifié (i) sept types de MF fréquemment utilisées localement, à savoir, par ordre de fréquence d’utilisation : les cendres de balles riz, le fumier de bovins, le fumier de porcins, la fiente de volailles, les cendres de cuisine, les cendres de bouse de bovins et la poudre de corne de bovins auxquelles s'ajoute le lombricompost dans le cadre du projet et (ii) cinq principaux types d’outils de mesures locales pour « estimer » leur capacité en volume pour chaque MF. Par ordre de grandeur croissante, en termes de volume, ils utilisent le tsongo (pincée), iray tanana (poignée), sobika (panier fabriqué en paille ou en fibre naturelles ou en joncs tressés), gony (sac en toile de jute synthétique) et sarety (charrette)

Gestion et quantification des apports de fertilisants dans les Hautes Terres de l’Itasy : pratiques habituelles et innovantes

International audienceLa gestion de la fertilité des Ferralsols des Hautes Terres de Madagascar constitue un défi majeur pour soutenir la productivité agricole en raison de la faible fertilité de ces sols. Si les différentes pratiques de fertilisation conduites par les agriculteurs sont inventoriées, on manque de données sur la gestion à la parcelle concernant les quantités et les qualités des matières fertilisantes apportées. Dans le cadre du projet Innov’Earth, cette étude avait deux objectifs principaux. Tout d'abord, elle visait à documenter la diversité des pratiques de fertilisation dans les Hautes Terres de Madagascar en fournissant des données précises sur les quantités et la qualité des matières fertilisantes, mesurées en termes de carbone (C), azote (N) et phosphore (P), apportées par les agriculteurs. Deuxièmement, elle cherchait à mettre en évidence l'importance de l'implication des agriculteurs dans la co-conception de solutions innovantes pour améliorer la fertilité des sols. Ces innovations concernaient l'utilisationdu lombricompost et/ou des vers de terre dans les pratiques de fertilisation. L'étude s'est déroulée dans la Région Itasy, Commune Imerintsiatosika, en collaboration avec 42 agriculteurs, des chercheurs et des techniciens agricoles. Un atelier participatif a été organisé pour impliquer les agriculteurs dans la définition des matières fertilisantes habituelles (MFH) et des matières fertilisantes innovantes (MFI) incluant l'utilisation du lombricompost et/ou des vers de terre. Les MFI ont été co-conçues avec la contribution des chercheurs et des techniciens agricoles. Par la suite, onze parcelles d'essai ont été établies dans six Fokontany, chacune mesurant 100 m². Chaque parcelle a été divisée en deux moitiés, l'une recevant les MFH et l'autre les MFI co-conçues. Les résultats de l'atelier ont mis en évidence une grande diversité de pratiques paysannes en matière de fertilisation, avec l'utilisation fréquente de cendres de balles de riz, même lorsque le lombricompost et/ou les vers de terre étaient choisis. Les quantités réellement apportées sur le terrain présentaient des écarts significatifs par rapport aux estimations initiales. Les agriculteurs ont justifié leurs choix de pratiques en fonction de la disponibilité des matières, de leur performance supposée, et de leurs ressources financières. Ils ont également démontré leur capacité à combiner des matières plus performantes avec d'autres moins performantes, en se basant sur l'impact de ces mélanges sur la qualité et la croissance des plantes. De plus, l'étude a montré comment les pratiques innovantes, impliquant le lombricompost et/ou les vers de terre, peuvent influencer les quantités de nutriments ajoutés aux sols, offrant ainsi des perspectives pour une gestion plus efficace de la fertilité des sols dans cette région

Gestion et quantification des apports de fertilisants dans les Hautes Terres de l’Itasy : pratiques habituelles et innovantes

International audienceLa gestion de la fertilité des Ferralsols des Hautes Terres de Madagascar constitue un défi majeur pour soutenir la productivité agricole en raison de la faible fertilité de ces sols. Si les différentes pratiques de fertilisation conduites par les agriculteurs sont inventoriées, on manque de données sur la gestion à la parcelle concernant les quantités et les qualités des matières fertilisantes apportées. Dans le cadre du projet Innov’Earth, cette étude avait deux objectifs principaux. Tout d'abord, elle visait à documenter la diversité des pratiques de fertilisation dans les Hautes Terres de Madagascar en fournissant des données précises sur les quantités et la qualité des matières fertilisantes, mesurées en termes de carbone (C), azote (N) et phosphore (P), apportées par les agriculteurs. Deuxièmement, elle cherchait à mettre en évidence l'importance de l'implication des agriculteurs dans la co-conception de solutions innovantes pour améliorer la fertilité des sols. Ces innovations concernaient l'utilisationdu lombricompost et/ou des vers de terre dans les pratiques de fertilisation. L'étude s'est déroulée dans la Région Itasy, Commune Imerintsiatosika, en collaboration avec 42 agriculteurs, des chercheurs et des techniciens agricoles. Un atelier participatif a été organisé pour impliquer les agriculteurs dans la définition des matières fertilisantes habituelles (MFH) et des matières fertilisantes innovantes (MFI) incluant l'utilisation du lombricompost et/ou des vers de terre. Les MFI ont été co-conçues avec la contribution des chercheurs et des techniciens agricoles. Par la suite, onze parcelles d'essai ont été établies dans six Fokontany, chacune mesurant 100 m². Chaque parcelle a été divisée en deux moitiés, l'une recevant les MFH et l'autre les MFI co-conçues. Les résultats de l'atelier ont mis en évidence une grande diversité de pratiques paysannes en matière de fertilisation, avec l'utilisation fréquente de cendres de balles de riz, même lorsque le lombricompost et/ou les vers de terre étaient choisis. Les quantités réellement apportées sur le terrain présentaient des écarts significatifs par rapport aux estimations initiales. Les agriculteurs ont justifié leurs choix de pratiques en fonction de la disponibilité des matières, de leur performance supposée, et de leurs ressources financières. Ils ont également démontré leur capacité à combiner des matières plus performantes avec d'autres moins performantes, en se basant sur l'impact de ces mélanges sur la qualité et la croissance des plantes. De plus, l'étude a montré comment les pratiques innovantes, impliquant le lombricompost et/ou les vers de terre, peuvent influencer les quantités de nutriments ajoutés aux sols, offrant ainsi des perspectives pour une gestion plus efficace de la fertilité des sols dans cette région