Effets de l’apport de bois raméal fragmenté sur la plante et le sol

Revue des résultats expérimentations

Effets de l’apport de bois raméal fragmenté sur la plante et le sol

Revue des résultats expérimentations

Deux études ont synthétisé les résultats expérimentaux concernant les effets d’apports de Bois raméal Fragmenté (BRF)

Barthès BG, Manlay RJ, Porte O. Effets de l’apport de bois raméal sur la plante et le sol : une revue des résultats expérimentaux. Cahiers Agriculture 2010, vol. 19, n° 4 juillet-août 2010 ; 19 : 280-7. DOI : 10.1684/agr.2010.0412.

Georges F. Félix , Johannes M. S. Scholberg, Cathy Clermont-Dauphin, Laurent Cournac, Pablo Tittonell, « Enhancing agroecosystem productivity with woody perennials in semi-arid West Africa. A meta-analysis », Agronomy for Sustainable Development (2018) 38:57 https://doi.org/10.1007/s13593-018-0533-3

Ces travaux font référence à l’enfouissement, à l’application en paillage de BRF, et à des pratiques voisines :

Cet article mêle ces deux études et y ajoute la présentation d’expérimentations omises dans ces revues ou ultérieures à leur parution. Nous avons utilisé la structure du texte de la première étude en y intégrant les informations nouvelles qui ont été publiés par après :

Dans le texte matrice de 2010, la revue des résultats d’expérimentation est présentée par type de variables concernant la plante, puis le sol : propriétés physiques et hydriques, chimiques et d’échange, matière organique, biologie.

Elle distingue les pratiques d’enfouissement du BRF en zone tempérée, en zone tropicale

La méta-analyse publiée 2018 s’est intéressée aux expérimentations menées en Afrique de l’ouest semi-aride.

Effets de l’introduction du BRF sur la plante cultivée

Enfouissement en zone tempérée (Canada)

En 1986, Adrien Ndayegamiye et Armand Dubi ont publié les résultats d’une expérimentation menée au Canada, sur sol sablo-graveleux fertilisé en phosphore et potassium. Les chercheurs ont apporté 12,5, 25 ou 50 t/ha de matière sèche de BRF de feuillus tous les deux ans, avec ou sans lisier.

L’application de rameaux fragmentés dans le sol comme amendement a occasionné un effet dépressif de la croissance des plantes durant la première année de leur incorporation. Par rapport à ceux du témoin homologue, les rendements en blé avec BRF ont été significativement inférieurs la première année (jusqu’à - 80 %). Le lisier, par son apport en azote, en a cependant diminué l’intensité. (-20 %)

En revanche, les rendements ont été supérieurs les années suivantes :

de + 20 à 190 % la deuxième année prairie
0 à + 10 % pour l’ orge, après un deuxième apport de BRF, la troisième année
de + 30 à 75 % la quatrième année

En moyenne sur 4 ans, les rendements avec BRF ont été supérieurs de 5 à 70 %.

Pour les auteurs, les résidus ligneux ont exercé une action favorable indirecte sur la croissance des plantes en améliorant les propriétés physiques et biologiques du sol et en augmentant l’assimilabilité des éléments nutritifs du sol. Cette action est cependant reliée à la vitesse de décomposition et d’humification des copeaux dans le sol. Les copeaux de bois se décomposent et s’humifient lentement dans le sol même avec l’apport du lisier.

Source : Adrien Ndayegamiye et Armand Dubi 1986. « L’effet de ’incorporation de matières ligneuses sur l’évolution des propriétés chimiques du sol et sur la croissance des plantes ». Can. J. Soil Sci. 66:623-631.

Sur sol sableux fertilisé en Phosphore PK, Beauchemin et al. (1990) observent un rendement en pomme de terre plus faible les deux années suivant l’apport de 25 tMS/ha de BRF de feuillus et conifères que sans BRF (- 50 puis - 25 %). L’utilisation de conifères semble en cause.

Mais les rendements sont significativement plus élevés avec apport complémentaire d’azote que sans BRF. Le compostage des BRF ne modifie pas leur effet.

Source : Beauchemin S, N’dayegamiye A, Laverdière MR. « Effets d’amendements ligneux sur la disponibilité d’azote dans un sol sableux cultivé en pommes de terre ». Can J Soil Sci 1992a ; 72 : 89-95.

Sur sol limono-argileux, Larochelle (1994) constate que le rendement en orge diminue de 13 à 34 % l’année de l’apport de BRF (15 ou 30 tMS/ha) mais qu’un complément azoté peut compenser la baisse.

Source :

Pour une culture fertilisée de pomme de terre sur sol sableux après prairie, Tremblay et Beauchamp (1998) ont étudié les propriétés biologiques et chimiques du sol à la suite de l’incorporation de BRF, combinée à un fractionnement de la fertilisation azotée d’appoint.

La population fongique du sol a augmenté temporairement suite à l’incorporation de BRF à faible rapport C/N, alors que les populations de bactéries et d’actinomycètes sont demeurées stables. Les BRF n’ont pas favorisé le développement de la gale commune ni de la rhizoctonie sur les tubercules. Le carbone total et la capacité de rétention en eau du sol ont augmenté avec l’apport de BRF. Par contre, les BRF n’ont pas eu d’effet sur le rapport C/N et le pH. Seule la teneur en P disponible a diminué avec l’amendement, probablement en raison de son immobilisation par les microorganismes. Le fractionnement de la fertilisation azotée d’appoint a eu peu d’effet sur les propriétés chimiques du sol. Cependant, il a réduit l’incidence de la gale commune sur les tubercules en 1992. L’amendement en BRF combiné à un fractionnement de la fertilisation azotée d’appoint a donc amélioré l’activité biologique et augmenté la teneur en C total du sol à court terme.

Source : Tremblay J, Beauchamp CJ. « Fractionnement de la fertilisation azotée d’appoint à la suite de l’incorporation au sol de bois raméaux fragmentés : modifications de certaines propriétés biologiques et chimiques d’un sol cultivé en pomme de terre ». Can J Soil Sci 1998 ; 78 : 275-82.

En 1992 Beauchemin et al. constatent que les extraits hydrosolubles de BRF frais de feuillus et résineux réduisent la germination du cresson ; l’effet est accru lorsque les BRF sont broyés, mais très atténué après compostage.

Source : Beauchemin S, N’dayegamiye A, Laverdière MR. « Phytotoxicité des matériaux ligneux frais et compostés utilisés comme amendements organiques
des sols ». Can J Soil Sci 1992b ; 72 : 177-81.. Can J Soil Sci 1992a ; 72 : 89-95.

Les utilisations du BRF ont fait l’objet d’une analyse approfondie en 2004 et 2005 en Wallonie par le laboratoire au B.E.A.Gx dirigé par le Professeur Delcarte.

Les auteurs du rapport final de ce projet concluent :

« Dans certains cas, le BRF a induit des chutes de rendements sur les premières cultures. Cet effet a pu être attribué à l’immobilisation de l’azote minéral du sol. Une bonne gestion de la fertilisation a permis de solutionner ce problème.

L’immobilisation de l’azote du sol après l’épandage de BRF exprimé en pourcentage de l’azote minéral présent ou libéré au cours de la première année par les autres apports est calculable selon une formule du type : % immobilisation de l’azote = 27% + 7.5%/100 m3/ha de BRF épandus. Cette formule permet de calculer la part de la fertilisation qui n’interviendra pas au niveau de la culture

En outre, cette immobilisation de l’azote ou faim d’azote, dès lors qu’elle est connue et prévisible, peut être utilisée au service de l’agriculture et de l’environnement. Il est maintenant possible d’exploiter la capacité du BRF à stocker de l’azote sous forme organique, dans les premiers centimètres du sol, dans le cadre d’une fertilisation organique respectueuse de l’environnement.

Sans préjudice pour la culture mais au bénéfice qualitatif, voire quantitatif de celle-ci, le BRF peut être associé à du lisier par exemple ou à une première culture de légumineuse, afin de constituer des stocks valorisables par les cultures suivantes.

L’apport de BRF n’a pas eu de conséquence négative sur les autres propriétés chimiques des sols traités : on a notamment constaté le maintien du pH, l’augmentation de 21% du magnésium soluble, de 12% du phosphore soluble, de 7% du calcium soluble et de 34% du potassium soluble sur les blocs traités. L’accroissement des capacités de stockage d’eau du sol traité (humidité/sol sec = + 5% par rapport au témoin) a été constaté. Cet effet est de l’ordre de grandeur des capacité de stockage mécanique de l’eau par le bois (350 l/m3 apparent de BRF). La biostimulation de l’ensemble de la flore du sol, principalement pendant les 6 premiers mois, et des champignons (jusqu’à X 10) pendant 2 ans a également été mesuré. En moyenne, sur la période, les résultats significativement différents du témoin représentaient, proportionnellement à ce dernier : 538% pour les champignons, 219% pour les actinomycètes, et 173% pour la flore totale. Ce phénomène combiné à l’augmentation des taux d’humus, est probablement à l’origine, directement ou indirectement, de la multiplication par trois de la vitesse d’infiltration de l’eau dans le profil des sols traités au BRF.

En ce qui concerne le comportement de la culture, on a observé une corrélation entre la fertilisation azotée complémentaire et les rendements (bloc 30), la poursuite de la faim d’azote durant deux cultures sur les blocs recevant uniquement du BRF (bloc 10) a également été observée. D’autre part, l’accroissement des rendements et des prélèvements en azote suite à une première culture de légumineuse ou à une fertilisation azotée complémentaire en première année a aussi été constaté. Notons l’accroissement significatif des prélèvements azotés (teneur en protéines) d’une culture de maïs sur les blocs traités au BRF, après une première année de trèfle + ray grass sur le bloc 10, ceci sans augmentation importante des reliquats nitrates ; l’augmentation du prélèvement azoté d’une culture de betteraves sur le bloc 20 et le maintien de rendements équivalents suite à l’application de la loi d’immobilisation établie grâce aux dispositifs 30 et 90, sur le bloc 20 ; l’accroissement significatif des rendements et des prélèvements azotés sur maïs, sur un bloc (dispositif 80) traité au moyen de fumier de BRF composté, accroissement des rendements et accroissement significatif des prélèvements azotés sur un bloc traité au BRF + un complément calculé de lisier ; l’accroissement des rendements et des prélèvements azotés sur une première culture de luzerne (bloc 40). Notons également l’augmentation ou le maintien du taux de germination et l’augmentation significative du taux de germination de la culture sur certains blocs traités au BRF avec un complément azoté. D’autre part, des améliorations qualitatives sur froment d’hiver ont étés constatées : augmentation du taux de protéine (matières azotées) et de l’indice de Zélény sur les blocs traités au BRF. On a également observé la limitation de la flore adventice sur une première culture de luzerne. Aucune différence significative des maladies fongiques n’a été constatée sur céréales. Les autres dispositifs ont permis d’établire que 1,5 m3 de BRF paille 100 m2/j, un m3 de BRF équivaut à 40 kg de paille en litière bovine. La température atteinte après 4 jours de stockage en tas du matériau est 70 °C, en cas de stockage en extérieur pour une période relativement longue, en vue d’une utilisation en litière, le bâchage du tas peut être intéressant afin d’éviter son humidification excessive. La proportion du carbone BRF biométhanisable a été évaluée à 5%. L’utilisation en mulch a permis de réduire la mortalité des jeunes arbres de 57% à 10%.

Les concentrations en métaux lourds relevées sur 5 échantillons représentatifs du BRF disponible en Wallonie étaient nettement en-dessous des normes. Par contre, des augmentations très importantes des taux d’humus, une forte bio-stimulation et des effets positifs sur la vitesse d’infiltration de l’eau ont étés mesurés. »

Source : « Rapport final du projet : Mise en œuvre de la technique du Bois Raméal Fragmenté (BRF) en agriculture wallonne. Juin 2006 »

Nous ajoutons à ces études scientifiques, divers articles que les chercheurs disent issus de la « littérature grises » :

Synthèse des résultats de la première année d’expérimentation du BRF aux jardins du Pflixbourg, exploitation horticole de l’EPLEFPA de Rouffach-Wintzenheim.

Expérimentations sur le Bois Raméal Fragmenté en Alsace :

Compte rendu d’une expérimentation associant des jardiniers amateurs qui se sont regroupés pour intégrer le BRF à leur pratiques culturales habituelles conseillé par Jacques Dupéty, introducteur de la pratique du BRF en France :

Source : « Le BRF dans le potager : un « savoir-faire » à transmettre »

Enfouissement en zone tropicale

En 1996 Aman étudie l’effet de l’enfouissement de 16 à 26 tMS/ha de BRF de cinq essences, avec ou sans engrais NPK, sur les rendements en maïs de l’année.

L’expérimentation a lieu en Côte d’Ivoire (pluviosité annuelle moyenne : 1 150 mm), sur sol argileux après jachère.

Par rapport aux témoins sans intervention, les rendements augmentent significativement avec BRF (+ 100 à 200 %) sauf avec Acacia auriculiformis sans engrais (+ 20 %).

Source : Aman SA. Effects of chopped twig wood on maize growth and yields in the forest-savanna transition zone of Côte d’Ivoire. Québec : université de Laval, Groupe de coordination sur les bois raméaux, 1996.

À Saint-Domingue (PAM : 800-1 200 mm), Gomez (2003) observe aussi une augmentation significative du rendement en maïs après enfouissement de 11 tMS/ha de BRF (40-56 %).

Source : Gomez CER. « Comparison of two sources of ramial chipped wood on maize (Zea mays) yield ». Québec : université Laval, Groupe de coordination sur les bois raméaux, 2003.

Au contraire, sur sol sableux après oignons au Sénégal (PAM : 700 mm), Soumare et al. (2002) notent une baisse souvent significative des rendements en tomate (- 2 à - 11 %) et des teneurs en N et P des feuilles après apport de 8 à 31 tMS/ha de BRF de Casuarina equisetifolia. Mais les rendements de la seconde culture suivant l’apport sont significativement plus élevés que ceux du témoin (40-60 %). De plus, les rendements augmentent quand l’apport passe de 8 à 16 tMS/ha de BRF, mais les auteurs n’expliquent pas pourquoi ils sont plus faibles avec 31 qu’avec 8 tMS/ha.

Au Kenya (PAM : 1 800 mm), sur sol argilo-sableux fertilisé en K après maïs haricot sans aucun apport, Kwabiah et al. (2003) observent durant deux années que l’enfouissement de 5 tMS/ha/an de BRF conduit en général à des rendements en maïs qui ne diffèrent pas de ceux obtenus avec engrais minéral NP, sauf avec BRF de légumineuses, qui donnent de moins bons résultats.

Dans son article de 2002, « La technologie des BRF et la pédogenèse : une vision globale dans le contexte africain » Gille Lemieux qui présentent les résultats et les perspectives de l’utilisation du BRF en Afrique écrit :

avec l’appui de l’ACDI et la coopération de Mamadou Seck, maître-assistant à l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar au Sénégal, nous avons entrepris une série d’essais avec des BRF de filao (Casuarina equisetifolia) dans la région des Niayes à l’est de Thiès.

Les résultats obtenus ont été immédiatement très impressionnants en particulier pour l’aubergine, la tomate et la tomate amère avec des rendements dépassant de 4 à 10 fois ceux des parcelles témoins.

En Côte d’Ivoire et en République Dominicaine, les essais avec le maïs donnèrent des rendements de 4 fois supérieurs aux témoins en utilisant des BRF d’Angiospermes Dicotylédones.

Nous nous limiterons à ces faits, mais bien d’autres paramètres ont été améliorés ; une réduction de la consommation en eau, une réduction de la salinité et une tendance à ramener le pH vers la neutralité, tout en éliminant plusieurs mauvaises herbes. etc. Des résultats analogues ont été obtenus en Ukraine, mais à une échelle inférieure à cause de la rigueur du climat continental de ce pays.

Cela nous a fait dire que :

a) La technologie BRF a des applications agricoles et forestières universelles.

b) Que nous intervenons positivement en rétablissant les mécanismes de pédogénèse d’origine biologique mais dans un contexte biochimique particulier, celui des polyphénols polymères.

c) Que la fertilité durable provenait de la cime des arbres et non pas des nutriments qui sont tributaires de l’activité biologique pour être disponible (azote et phosphore) »

Mulch en zone tropicale

Sur sol sableux du Niger (PAM : 500 mm) en culture continue de mil, Wezel et Böcker montré en 1999 qu’un mulch de 1 et 2 tMS/ha de branches de Guiera senegalensis permettait une augmentation de 70-80 % du rendement des deux cultures suivantes.

Source : Wezel A, Böcker R (1999) Mulching with branches of an indigenous shrub (Guiera senegalensis) and yield of millet in semi-arid Niger. Soil Tillage Res 50(3–4):341–344. https://doi.org/10.1016/s0167-1987(99)00008-2

Dans le but de rechercher des solutions aux problèmes de dégradation des sols et de diminution des rendements des cultures Hoang Fagerström et al (2000) ont testé et comparé sur une rotation de 4 ans, plusieurs systèmes agroforestiers utilisant l’arbuste légumineux, Tephrosia candida pour la culture de riz pluvial sur un terrain en pente au nord du Vietnam sur sol limono-argileux (Pluviométrie annuelle : 1 800 mm)

Les systèmes testés étaient :

(1) la rotation des cultures en jachère, y compris la jachère naturelle et la jachère Tephrosia ;
(2) cultures continues, y compris monoculture (Mono),
(3) culture intercalaire de Tephrosia Hedgerow et transfert de paillis de Tephrosia.

Les différents systèmes ont été évalués à l’aide de mesures expérimentales et de techniques d’évaluation participative en milieu rural. Un des intérêts de cet étude est de ne pas seulement avoir évalué l’évolution de la productivité mais aussi les contraintes de la gestion des systèmes de culture, le beoins en main-d’œuvre et la conservation des sols.

Le rendement en riz pluvial a été plus élevé cultivé avec mulch de BRF de Tephrosia candida (légumineuse) que lorsque le riz était cultivé en couloir avec Tephrosia ou après jachère améliorée à Tephrosia.

Au cours de la même période, les valeurs actuelles économiques nettes étaient positives pour les traitements de jachère naturelle et de transfert de BRF de Tephrosia, mais négatives pour les traitements de culture associée avec Tephrosia ou après jachère améliorée avec Tephrosia. Les auteurs concluent que les systèmes de transfert de paillis de Tephrosia jachère et de Tephrosia pourraient augmenter le rendement des cultures par hectare à des taux de rendement acceptables au regard du travail à fournir.

Source : M.H. Hoang Fagerström ; M. van Noordwijk ; Thai Phien ; Nguyen Cong Vinh, Innovations within upland rice-based systems in northern Vietnam with Tephrosia candida as fallow species, hedgerow, or mulch : net returns and farmers’ response, Agriculture, Ecosystems & Environment, volume 86, issue 1 (2001)

Les autres travaux recensés concernent des mulchs de copeaux de bois d’origine probablement non raméale. Sur sol sabloargileux du Nigeria (Pluviométrie annuelle : 1 800 mm) cultivé en ananas avec apport d’engrais NPK, Obiefuna (1991) note que le rendement est significativement plus élevé avec copeaux qu’avec balle de riz (+ 12 à 43 %) ou sans mulch (+ 64 à 87 %).

Sur sol sablo-argileux du Nigeria (PAM : 2 500 mm) sous bananier avec apport d’engrais NK, Salau et al. (1992) montrent qu’un mulch de 50 tMS/ha de copeaux permet d’augmenter les récoltes successives de 26 et 40 % (significatif la seconde année) par rapport au témoin sans mulch ; avec mulch de paille l’augmentation est plus forte (65-82 %) et significative dès la première récolte.

Sur Andosol limono-argileux d’Hawaii (PAM : 2 500 mm) après canne à sucre, Miyasaka et al. (2001) observent que le rendement d’une culture de taro fertilisée en P est significativement plus élevé avec mulch de copeaux (50 et 20 tonnes de matière sèche - MS - par hectare en années 1 et 2) ou d’ensilage (20 puis 28 tMS/ha) contenant un peu de fumier (< 2%) qu’avec fertilisation minérale (apport de N équivalent), surtout la seconde année (+ 100 %) ; mais cette augmentation ne compense pas celle des coûts de production. Plusieurs types de pourritures ont un développement significativement plus important avec mulch qu’avec engrais, en relation probable avec l’humidité accrue du sol.

Bayala et al. (2003) ont constaté que l’application de paillis de feuilles de Néré (Parkia biglobosa) riches en azote réduisait les rendements en grain et en biomasse, tandis que les matériaux à feuilles riches en azote de Karité (Vitellaria paradoxa) augmentaient le rendement en mil par rapport aux conditions témoins. Cet effet était lié au caractère récalcitrant des compositions en lignine et cellulose des feuilles de Néré (C : N de 22, lig : cellu de 1,28) par rapport aux feuilles de Karité (C : N de 31 , lig : cellulose de 0,82).

La biomasse foliaire de Néré appliquée sous forme de paillis à 1,25 ou 2,25 t MS ha − 1 sur un sol ferrugineux tropical (Lixisol) au Burkina Faso a augmenté les rendements en grains de sorgho de 14 et 28%, respectivement, par rapport à un traitement de contrôle non paillé ( Yélémou et al. 2014).

Yélémou B, Yaméogo G, Koala J, Bationo AB, & Hien V (2014) Influence of the Leaf Biomass of Piliostigma reticulatum on Sorghum Production in North Sudanian Region of Burkina Faso. Journal of Plant Studies 3(1). https://doi.org/10.5539/jps.v3n1p80

Une étude menée au Niger semi-aride a révélé que l’application de 2 t de MS par hectare de mulch de Gueria senegalensis pendant deux années consécutives avait entraîné une augmentation des rendements en grains de mil de 76% au cours de la première année et de 94% au cours de la deuxième année. lutte anti-paillis (Wezel et Böcker, 1999).
Une autre expérience menée sur des sols sablo-limoneux au Burkina Faso a montré que les rendements diminuaient au fil des années sur des parcelles cultivées de manière continue, diminuant considérablement au cours des deuxième et troisième années pour tous les traitements et contrôles (Barthès et al. 2015).

Dans cette expérience, l’utilisation de 1,5 t de MS ha-1 de matériaux de feuilles et de branches de Néré sous forme de paillis n’a pas augmenté de manière significative les rendements en sorgho par rapport au témoin.
L’ajout de BRF ne se traduit pas automatiquement par une augmentation du rendement des cultures, mais les effets de l’utilisation de BRF sont rarement négatifs sur les cultures.

Résumé des effets sur la plante cultivée

Figure 1 .Influence de l’apport de bois raméaux fragmentés (BRF) sur la variation relative du rendement par rapport au témoin sans apport (base 100) : A) tempéré ; B) tropical. Figure 1. Effect of soil amendment with small branches on the relative variation of mean yield as compared to control treatment without any input (basis 100) : A) temperate ; B) tropical.

La figure 1 présente une synthèse sur les variations de rendement en fonction de l’apport de BRF.

L’enfouissement de BRF dans les sols à texture légère, surtout testé en milieu tempéré, provoque une baisse du rendement de la première culture.

Cette baisse est expliquée par une immobilisation de l’azote par la microflore, qui peut être compensée par des apports d’azote minéral ou organique.

En revanche, le rendement des cultures suivantes est souvent supérieur à celui du témoin.

L’enfouissement de BRF dans des sols moins sableux ou leur apport en mulch (même sur sol sableux) ont un effet positif sur le rendement dès la première culture ; ce résultat, obtenu en conditions tropicales, doit être confirmé en climat tempéré.

L’intérêt de BRF de légumineuses riches en azote n’est pas avéré.

La méta-analyse de 2018 note :

« Les matériaux découpés à partir de plantes vivaces ligneuses appliquées sous forme d’amendements de paillis ou de bois raméal enterré ont dans la plupart des cas eu un effet positif sur les rendements des cultures.
À mesure que les précipitations dans la zone d’étude augmentaient, la taille de l’effet des rendements des cultures avec BRF diminuait.
Dans plus de 70% des cas, les réponses de rendement étaient positives pour les céréales avec l’utilisation de BRF.
Des effets globalement positifs ont été observés pour toutes les cultures (à l’exception de l’arachide sous BRF. Des effets bénéfiques ont été observés pour toute source donnée de matière ligneuse utilisée comme BRF ».

Effets sur les propriétés physiques et hydriques du sol

Enfouissement en zone tempérée (Canada)

Sur sol sablo-limoneux, Lalande et al. (1998) relèvent une augmentation significative de l’humidité dans l’horizon 0-15 cm les deux années suivant l’apport de BRF.

La seconde année après enfouissement de BRF en sol sableux, Beauchemin et al. (1990) et Tremblay et Beauchamp (1998) notent aussi une humidité dans l’horizon 0-20 cm significativement plus élevée que sans apport organique ; les seconds ont aussi mesuré l’humidité la première année, sans observer de diffé- rence entre traitements.

Lalande et al. (1998) observent également une augmentation significative du taux de macroagrégats (> 0,25 mm) stables dans l’horizon 0-15 cm la seconde année suivant l’apport de BRF. Mais après neuf années d’apports biennaux de BRF avec ou sans apport azoté sur sol sableux cultivé en céréales, N’dayegamiye et Angers (1993) n’observent aucun effet significatif sur la macroagrégation dans l’horizon 0-15 cm ; ils suggèrent que celle-ci est peu affectée par l’humine stable produite par décomposition des BRF.

Enfouissement en zone tropicale

À la deuxième récolte suivant les apports dans un sol sableux du Sénégal (PAM : 700 mm), Soumare et al. (2002) notent l’augmentation significative de la capacité de rétention en eau avec BRF par rapport aux témoins avec engrais ou sans apport (+ 21 à 24 %) et la diminution significative de la densité apparente par rapport au témoin sans apport (- 8 à - 13 %).

Mulch en zone tropicale

Sur sol sablo-argileux du Nigeria cultivé en ananas (PAM : 1 800 mm), Obiefuna (1991) note qu’un an après les apports, la densité apparente dans l’horizon 0-20 cm est significativement moins élevée avec copeaux qu’avec balle de riz (- 6 %) ou sans mulch (- 8 %). Les mulchs affectent peu la capacité de rétention bien qu’ils augmentent l’humidité à la capacité au champ et au point de flétrissement. En revanche, l’érosion est significativement moindre avec copeaux qu’avec balle de riz (- 53 %) ou sans mulch (- 69 %).

Sur une situation voisine sous bananier (PAM : 2 500 mm), Salau et al. (1992) constatent que l’infiltration est significativement plus importante avec copeaux qu’avec paille ou sans mulch, les différences diminuant au fil des mois. Sur l’année, l’humidité du sol est plus forte avec paille qu’avec copeaux (effet attribué à une meilleure couverture du sol), et avec copeaux que sans mulch. En revanche la densité apparente dans l’horizon 0-10 cm ne diffère pas entre traitements. De plus, la température du sol à 5 cm de profondeur varie moins sous copeaux que sous paille, et sous paille que sans mulch.

Sur sol sablo-argileux encroûté du Burkina Faso portant une savane herbacée (PAM : 500 mm), Mando (1997) note, deux ans après l’installation d’un mulch, que la porosité dans l’horizon 0-5 cm est peu affectée par sa présence ou sa nature (herbacée et/ou ligneuse). Mais, en général, la conductivité hydraulique et l’humidité du sol diminuent et la compacité augmente du mulch ligno-herbacé au mulch herbacé puis au mulch ligneux, surtout en présence de termites ; en l’absence de termites, les différences entre traitements sont souvent faibles.

Méta-analyse de 2018 :

Au Burkina Faso, les cultures sous P. biglobosa ont bénéficié d’une augmentation de 24% de la teneur en eau du sol par rapport aux conditions témoins (Wilson et al. 1998). Au Sénégal, la teneur en eau du sol était supérieure de 20 et 28% dans les systèmes de culture du mil avec P. reticulatum et G. senegalensis, sous la cime des arbustes (les sols étaient humides) (Kizito et al. 2007). Dans cette dernière étude utilisant des sondes à neutrons, le bilan hydrique des arbustes de P. reticulatum et de G. senegalensis intercalés avec le mil était supérieur aux observations en plein champ, une différence expliquée par le « levage hydraulique ». Ce phénomène implique que l’eau est transférée des couches profondes du sous-sol vers la surface par des plantes vivaces aux racines profondes et contribue à la réhumidification des horizons supérieurs du sol dans le cas des arbustes P. reticulatum et G. Senegalensis (Kizito et al. 2012) et des arbres P biglobosa et V. Paradoxa (Bayala et al. 2008).
Des taux d’infiltration améliorés peuvent également entraîner une rétention d’eau plus importante et un stockage dans les couches supérieures des profils de sol sous le couvert végétal des espèces vivaces (Bargues Tobella et al. 2014). Les espèces ligneuses et herbacées coexistent dans des paysages semi-arides et les différences dans les zones de prolifération des racines peuvent être telles que différentes composantes de la végétation ne semblent pas concurrencer pour les ressources en eau (Seghieri, 1995).
Les applications de feuilles de V. paradoxa et de P. biglobosa en tant que paillis dans des systèmes de culture à base de millet réduiraient le temps de rétention d’eau au Burkina Faso (Bayala et al. 2003), avec des effets plus prononcés sous V. paradoxa mulch que sous P. p. biglobosa. Les applications BRF augmentent la teneur en matière organique du sol, ce qui entraîne probablement une augmentation de la teneur en eau du sol (Chiroma et al. 2006). De plus, les ajouts de matière organique vont déclencher une activité termite, ce qui conduira éventuellement à une capacité d’infiltration accrue (Mando 1997b ; Mando et Miedema 1997 ; Ouédraogo et al. 2004).

Résumé des effets sur les propriétés physiques et hydriques du sol

Revue 2010 :

« L’apport de BRF améliore généralement les propriétés physiques et hydriques du sol par rapport aux témoins sans apport organique : infiltration, humidité, porosité et stabilité structurale plus élevées, compacité plus faible, température plus stable ; en mulch, les apports ligneux contribuent aussi à diminuer l’érosion. Mais l’intérêt des mulchs ligneux par rapport aux mulchs herbacés n’est pas net, plutôt favorable en termes de porosité et d’érosion, mais incertain ou négatif en termes d’infiltration et d’humidité du sol. Dans les zones tropicales sèches, l’effet des apports est très influencé par la présence des termites. »

Méta-analyse 2018 :

« Les systèmes avec des plantes vivaces intercalées montrent une teneur en eau plus élevée dans le sol, rendant l’eau plus disponible pour l’absorption des cultures. Ces résultats sont en grande partie imputables aux interactions souterraines, notamment (1) entre les racines et l’infiltration accrue d’eau qui créent des écoulements préférentiels dans les couches profondes du sol (Bargues Tobella et al. 2014), (2) une réduction de l’évaporation du sol sous les cimes des arbres ( Jonsson et al. 1999), et 3) l’effet de portance hydraulique transportant l’eau profonde et le remouillage du contenu en eau du sol de surface, généralement pendant la nuit (Bayala et al. 2008 ; Kizito et al. 2012). »

Effets sur les propriété s chimiques et d’échange du sol

Enfouissement en zone tempérée (Canada)

Revue 2010 : « Sur sol sableux cultivé en pomme de terre recevant P et K minéraux, Beauchemin et al. (1992a) notent la moindre minéralisation de N organique du sol et l’utilisation accrue de N de l’engrais par la culture avec BRF ; l’immobilisation de N minéral est plus élevée avec BRF frais que composté.

Sur sol limono-argileux cultivé en orge, Larochelle (1994) constate la diminution de la teneur en nitrate (NO3 - ) dans l’horizon 0-15 cm avec apport de BRF sans complément azoté. Sur sol sablo-limoneux cultivé en oignon puis blé avec fertilisation complète, Lalande et al. (1998) observent une teneur en NO3 - dans l’horizon 0-15 cm significativement inférieure après enfouissement de 150 tMS/ha de BRF (feuillus) ; cet effet disparaît la seconde année. La corrélation négative (significative) entre teneur en NO3 - et nombre de colonies microbiennes témoigne de leur rôle dans l’immobilisation de N.

Les travaux de N’dayegamiye et Dubé (1986) sur sol sablo-graveleux cultivé en blé puis prairie et ceux de Beauchemin et al. (1990) sur sol sableux cultivé en pomme de terre montrent que l’immobilisation de N est moins nette durant la seconde culture suivant l’apport de BRF, comme l’atteste l’augmentation des rendements et des prélèvements de N par les cultures.

Par ailleurs, après quatre années de culture comportant deux apports de BRF, N’dayegamiye et Dubé (1986) ne constatent pas d’effet significatif sur la capacité d’échange cationique (CEC) du sol.

Sur sol sableux cultivé en pomme de terre avec fertilisation complète après prairie, Tremblay et Beauchamp (1998) notent que l’apport de 37,5 tMS/ha de BRF s’accompagne d’une diminution significative de teneur en P assimilable (Pass) dans l’horizon 0-20 cm, qu’ils attribuent à son immobilisation par la microflore. Cette diminution perdure l’année suivante, avec ou sans second apport, mais n’est plus significative. Par ailleurs, le pH du sol n’est pas modifié. »

Enfouissement en zone tropicale

Revue 2010 :
« Après deux cultures de tomate suivant une application de BRF dans un sol sableux du Sénégal (PAM : 700 mm), Soumare et al. (2002) observent l’augmentation de la CEC et de la teneur en K échangeable (Kéch) et la diminution de la teneur en Pass, toutes significatives. Les données sur les rendements et les teneurs en N et P des feuilles suggèrent une immobilisation de N et P par la microflore du sol pendant la première culture, puis une minéralisation les rendant disponibles pour la seconde culture.

Ces résultats sont contredits par ceux de Kwabiah et al. (2003) sur sol argilosableux du Kenya (PAM : 1 800 mm) cultivé en maı¨s, dans lequel la teneur en Pass est corrélée positivement à la quantité de P apporté par les BRF. Quelques mois après l’apport ligneux, le sol contient autant de Pass qu’après apport minéral de 25 kgP/ha. »

Mulch en zone tropicale

Revue 2010 :

« Les travaux mentionnés concernent des mulchs de copeaux d’origine probablement non raméale. Sur sol sablo-argileux du Nigeria (PAM : 1 800 mm) portant une culture d’ananas fertilisée, Obiefuna (1991) observe dans l’horizon 0-20 cm une CEC similaire après mulch de copeaux ou de balle de riz, significativement plus élevée que sans mulch. La teneur en NO3 - est significativement supérieure avec mulch (mais la densité apparente est plus faible, et les différences de stock ne semblent pas significatives). La teneur en Pass est significativement plus élevée avec balle de riz qu’avec copeaux, les autres différences n’étant pas significatives.

Sur une situation voisine (PAM : 2 500 mm), deux ans après plantation de bananier fertilisé en N et P, Salau et al. (1992) observent que, dans l’horizon 0-15 cm, la CEC est similaire après mulch de copeaux ou de paille, et significativement plus élevée que sans mulch ; le pH est significativement supérieur et le stock de Pass tend à être moindre avec copeaux qu’avec paille ou sans mulch.

Sur Andosol limono-argileux d’Hawaii cultivé en taro avec apport de P (PAM : 2 500 mm), Miyasaka et al. (2001) n’observent pas d’effet des traitements (mulch de copeaux ou d’ensilage, ou engrais) sur le pH et la teneur en Kéch lors des deux premières récoltes, mais les teneurs en calcium et magnésium échangeables sont significativement supérieures avec mulch (+ 100 %) ».

Méta-analyse 2018 :

La concentration en éléments nutritifs dans les termitières par rapport à celle des sols adjacents peut avoir une origine biologique provenant de processus métaboliques (salive, fèces, débris végétaux) et une origine minérale provenant d’une accumulation d’argile dans les structures de nid (Sileshi et al. 2010). Les processus médiés par les termites ont accru le recyclage des éléments nutritifs, la formation des sols, ainsi que la rétention et l’infiltration de l’humidité du sol au cours de plusieurs essais menés sur des terres arides (Mando 1997a, b ; Mando et Miedema 1997 ; Mando 1998 ; Léonard et Rajot 2001 ; Laguemvare 2003 ; Mando et Stroosnijder 2006 ; Ouédraogo et al. 2007).
Parmi les espèces de termitidés du Burkina Faso semi-aride figurent Odontotermes smeathmani, Microtermes lepidus et Macrotermes bellicosus (Ouédraogo et al., 2004). Leur régime alimentaire comprend du bois sec, du bois humide, de la litière et de l’herbe (Ouédraogo et al. 2007 ; Kaiser et al. 2015). Il existe un consensus général sur le fait que la recherche de nourriture par les termites dans la SWA améliore l’efficacité de l’utilisation des précipitations dans les sols lorsque les sols sont broyés avec des résidus de culture ou du bois ramial ou avec une combinaison des deux (Léonard et Rajot 2001 ; Brussaard et al. 2007 ; Sileshi et al. 2010 ).
L’infiltration d’eau peut être réduite en présence de termites souterrains (genre Odontotermes) car des particules hydrofuges telles que la matière organique et le limon sont transportées vers la couche de surface, ce qui le rend plus imperméable localement (Mettrop et al. 2013). Les termites dans les savanes africaines contribuent grandement à l’hétérogénéité du paysage (Davies et al. 2016), mais des études supplémentaires sont nécessaires pour comprendre l’effet de certaines espèces de termites sur la dynamique des nutriments du sol à l’échelle du paysage et leur influence sur la distribution spatiale des vivaces (Kaiser et al. 2015).
Une plus grande activité de la biomasse microbienne pourrait supporter un plus grand nombre de processus biogéochimiques grâce à des taux de décomposition plus rapides des catabolites dans la rhizosphère des cultures intercalaires P. reticulatum-mil (Diakhaté et al. 2016).
Yélémou et al. (2013) ont constaté que la respiration microbienne augmentait de 13 et 266% sous les canopées de P. reticulatum et P. thonningii dans les champs agricoles.
Diedhiou et al. (2009) ont montré que les communautés microbiennes du sol des « îles-ressources » présentaient une biomasse et une diversité plus grandes et une flore beaucoup plus fongique que l’extérieur de la zone d’influence des plantes pérennes ligneuses (G. senegalensis et P. reticulatum). Leur explication du processus évoque un stress hydrique moindre et une stimulation accrue des processus de décomposition de la litière. Diedhiou-Sall et al.
(2013) ont étudié, dans des conditions contrôlées, les effets d’un substrat composé de feuilles et de tiges de P. reticulatum sur des microorganismes du sol du Sénégal n’ayant jamais reçu d’amendements ligneux. L’apport de substrat organique a augmenté la biomasse microbienne, ainsi que les niveaux d’activité des enzymes cellulase et β-glucosidase, qui sont étroitement liés à la C minéralisation.
Hernandez et al. (2015) ont confirmé les observations relatives à l’abondance, à la diversité et à la forte activité des microorganismes dans les îles de ressources de P. reticulatum au Sénégal. D’autres études ont décrit les communautés microbiennes en se concentrant sur les densités de prédateurs, c’est-à-dire de bactérivores, de fongivores et autres. La présence d’arbustes au Sénégal a accru l’abondance des nématodes se nourrissant de bactéries par rapport à celle des nématodes nourrissant les plantes (Diakhaté et al. 2013). Ceci a des implications importantes sur le cycle et la disponibilité des éléments nutritifs, car l’influence de P. reticulatum tend à augmenter les bactériovores et à diminuer les nématodes se nourrissant des plantes (Diakhaté et al. 2013). »

Résumé des effets sur les propriétés chimiques et d’échange du sol

Revue 2010 :
« L’enfouissement de BRF en zone tempérée, testé sur des sols à texture légère, conduit à l’immobilisation de N et P, surtout l’année de l’apport. Mais pH et CEC ne semblent pas affectés. En zone tropicale, les apports ligneux ou herbacés ont peu d’effet sur NO3 - et Pass, surtout lorsque les stocks (kg/ha) plutôt que les teneurs (g/kg) sont considérés.

En revanche, pH et CEC tendent à être plus élevés après apport ligneux que sans apport organique ou même qu’après apport herbacé. »

Effets sur la matière organique du sol

Enfouissement en zone tempérée (Canada)

Revue 2010 :

« Après quatre ans de culture de céréales ou prairie et deux apports de BRF sur sol sablo-graveleux fertilisé en P et K, N’dayegamiye et Dubé (1986) constatent en général avec BRF des augmentations significatives de la teneur en C total (Ct ; + 20 à 70 %) et du rapport C/N du sol (+ 12 à 24 %), tandis que la teneur en N total (Nt) ne varie pas significativement (+ 8 à 40 %). Ils notent que l’apport conjoint de lisier favorise la décomposition et l’humification des BRF.

Sur sol sablo-limoneux cultivé en oignon puis blé fertilisé, Lalande et al. (1998) observent avec BRF des augmentations significatives des teneurs en Ct (+ 17 %) et Nt (+ 11 %) dans l’horizon 0-15 cm la deuxième année, mais pas la première. Sur sol sableux cultivé en pomme de terre avec fertilisation complète, Tremblay et Beauchamp (1998) constatent que la teneur en Ct dans l’horizon 0-20 cm n’est pas affectée par l’apport de BRF la première année ; l’année suivante, avec ou sans second apport, elle est significativement supérieure avec BRF (+ 10 % en moyenne) ; le rapport C/N n’est pas affecté.

Après neuf années d’apports biennaux de BRF avec ou sans apports complémentaires de N sur sol sableux cultivé en céréales, N’dayegamiye et Angers (1993) observent que la teneur en Ct dans l’horizon 0-15 cm est significativement supérieure avec BRF (+ 16 à 37 %). Sans apport azoté, la teneur en Nt est significativement supérieure avec BRF (+ 9 à 27 %), mais pas le rapport C/N (0 à + 10 %) ; avec apport azoté, le rapport C/N est significativement supérieur avec BRF (+ 6 à 18 %) mais pas la teneur en Nt (- 8 à + 25 %). Avec BRF, les quantités respectives de C dans les fractions lourdes et légères augmentent de 17 et 38 % et la teneur en humine de 38 %, mais la teneur en acides humiques n’est pas affectée ; 80 % des différences entre traitements sont imputables aux fractions lourdes et humine. »

Enfouissement en zone tropicale

Revue 2010 :

« Dans un sol sableux du Sénégal (PAM : 700 mm), lors de la deuxième récolte suivant l’enfouissement d’apports organiques, Soumare et al. (2002) notent que la teneur en Ct avec BRF est significativement plus faible qu’avec apport annuel d’engrais ternaire ou de litière compostée (- 40 %), mais ne diffère pas statistiquement de celle mesurée sans apport (quoique 40 % supérieure). En revanche, la teneur en Nt avec BRF est significativement plus élevée en général qu’avec litière compostée (+ 100 %) ou sans apport (+ 1 000 %), mais ne diffère pas de celle mesurée après apport annuel d’engrais (quoique 20 % supérieure). L’effet des BRF est donc plus marqué ici sur N que sur C. Les différences de stocks de Ct et Nt entre traitements semblent équivalentes aux différences de teneurs. »

Mulch en zone tropicale

Revue 2010 :

« Les travaux mentionnés concernent des mulchs de copeaux d’origine probablement non raméale. Plus d’un an après des apports en mulch sur sol sabloargileux du Nigeria cultivé en ananas fertilisé (PAM : 1 800 mm), Obiefuna (1991) relève que la teneur en Ct dans l’horizon 0-20 cm est significativement plus élevée avec balle de riz que copeaux (+ 11 %) et avec copeaux que sans mulch (+ 5 %) ; toutefois, la densité apparente étant plus faible avec copeaux, les stocks de Ct avec copeaux ou sans mulch sont peu différents (± 2 %).

Dans une situation voisine sous bananier (PAM : 2 500 mm), Salau et al. (1992) constatent que le stock de Ct dans l’horizon 0-15 cm est significativement plus élevé avec copeaux (+ 30 %) ou paille (+ 40 %) que sans mulch deux ans après la plantation, mais les différences entre traitements ne sont pas significatives avant cette date ; sur la période, les diffé- rences de stocks de Nt ne sont jamais significatives. Les traitements n’ont pas d’effet significatif sur la densité apparente et affectent donc similairement teneurs et stocks.

Sur Andosol limono-argileux d’Hawaii cultivé en taro avec engrais phosphaté (PAM : 2 500 mm), Miyasaka et al. (2001) observent, lors de la récolte qui suit le deuxième apport, que les teneurs en C organique et Nt sont significativement plus importantes avec mulch de copeaux ou d’ensilage qu’avec apport de N minéral (respectivement + 17 et + 8 % pour C, significativement plus élevé avec copeaux qu’avec ensilage ; + 8 et + 4 % pour N) ; mais il n’y a pas de différence significative entre traitements lors de la récolte qui suit le premier apport. »

Résumé des effets sur la matière organique du sol

Figure 2. Influence de l’apport de bois ramé aux fragmenté s (BRF) sur la variation relative de teneur en C du sol superficiel par rapport au témoin sans apport (base 100) : A) tempé ré ; B) tropical.

Figure 2. Effect of soil amendment with small branches on the relative variation of topsoil C as compared to control treatment without any input (basis 100) : A) temperate ; B) tropical.

Revue 2010 :

« La figure 2 présente une synthèse sur les variations de teneur en C du sol en fonction de l’apport de BRF. Par rapport aux témoins sans apport organique ou sans aucun apport, les BRF déterminent une augmentation de la teneur en C du sol, faible l’année de l’apport (0 à 10 % en général), le plus souvent significative l’année suivante (10 à 40 %) et au-delà (20 à 70 % avec apports renouvelés). L’augmentation de la teneur en Nt du sol est imperceptible l’année de l’apport, faible la deuxième année (0 à 10 % en général), parfois significative au-delà (10 à 40 % avec apports renouvelés). Les variations de stocks de C et N sont moins nettes, du fait d’une densité apparente souvent infé- rieure avec BRF. L’augmentation du rapport C/N ne devient significative qu’à partir de la quatrième année (10 à 20 % avec apports renouvelés). L’humification des BRF est favorisée par des apports azotés simultanés. L’intérêt des BRF par rapport aux apports herbacés ou azotés n’est pas avéré. "

Effets sur l’activité biologique du sol

Enfouissement en zone tempérée (Canada)

Dans la couche 0-20 cm d’un sol sableux sous pomme de terre fertilisée, Tremblay et Beauchamp (1998) notent que 6 et 12 mois après apport de BRF la population de champignons a respectivement triplé et doublé par rapport au témoin, mais n’est plus affectée significativement ensuite (avec ou sans second apport).

Les populations de bactéries et d’actinomycètes ne sont pas affectées significativement.

La biomasse microbienne est plus élevée avec BRF, mais la différence n’est significative qu’à certaines périodes. Dans la couche 0-15 cm d’un sol sablolimoneux cultivé en oignon puis blé fertilisé, Lalande et al. (1998) observent que les populations de bactéries, actinomycètes et surtout champignons sont significativement plus importantes avec BRF l’année de l’apport (+ 140, 163 et 2 300 %, respectivement) ; l’année suivante, la différence est significative pour les champignons seulement (+ 48, 21 et 700 %, respectivement).

De fortes variations sont observées entre dates, avec des maxima 2 mois après apport. L’activité phosphatase alcaline n’est pas affectée l’année de l’apport, mais, l’année suivante, elle est significativement plus élevée avec BRF. Dans la couche 0-5 cm d’un sol limonoargileux cultivé en orge, Larochelle (1994) observe que la mésofaune est plus abondante avec BRF (jusqu’à 23 fois), en particulier les acariens et collemboles (fongivores et leurs prédateurs), avec des variations sensibles selon les essences utilisées, le diamètre des rameaux, la taille des copeaux, l’apport éventuel de N, etc.

Enfouissement ou mulch en zone tropicale

Les travaux de Mando (1997) au Burkina Faso soulignent l’importance des termites dans l’évolution du sol après mulch organique.

Résumé des effets sur l’activité biologique du sol

Les travaux réalisés au Canada montrent que l’enfouissement de BRF stimule le développement des populations de champignons, d’insectes qui leur sont liés, et, à un moindre niveau, de bactéries et d’actinomycètes, surtout l’année de l’apport. Ce sujet a été peu étudié en zone tropicale.

Méta-analyse analye 2018 :

Options de gestion

Le paysage forestier d’origine de SWA a été progressivement défriché pour permettre la culture de cultures à des intensités variables dans la région (Fig. 1 et Fig. 2). L’abattage des arbres indigènes et la surpopulation du bétail transhumant ont contribué à la désertification et à la dégradation des sols fragiles (Dongmo et al. 2012).
Les familles d’agriculteurs de SWA ont développé et / ou adopté des pratiques de contrôle de l’érosion et de la désertification depuis les années 1970 afin de lutter contre la sécheresse (Critchley et al. 1994 ; West et al.
2008). Selon certains points de vue, la dégradation des sols en Afrique subsaharienne aurait mis un terme à la dégradation des sols grâce aux techniques de restauration des sols (Mazzucato et Niemeijer 1998 ; Niemeijer et Mazzucato 2002 ; Farage et al. 2007 ; van Walsum et al. 2007). 2014). Les systèmes intégrés arboricoles, une forme d’agroforesterie, occupent une place de plus en plus importante dans le développement de systèmes de production durables en Afrique subsaharienne (Gijsbers et al. 1994 ; Ouédraogo et Alexandre 1994 ; Yaméogo et al. 2013). Ces systèmes se sont révélés résilients et adaptables malgré les crises écologiques et économiques qui ont affecté l’agriculture soudano-sahélienne au cours des quatre dernières décennies (de Ridder et al. 2004 ; Aune et Bationo 2008 ; Reij et Smaling 2008 ; Hien et al. 2010 ; Settle et Garba 2011).
Alors que les plantes vivaces ligneuses semblent clairement liées aux points chauds de la fertilité du sol, Bayala et al. (2015) avancent que les familles d’agriculteurs tireraient davantage parti de la présence d’arbres dans les parcs en (a) taillant les cimes des arbres denses afin de minimiser la concurrence de la lumière avec les céréales ou (b) préservant le couvert mais en remplaçant les céréales par des espèces tolérantes à l’ombre taro).
L’identification des espèces cultivées et la sélection de plantes vivaces ligneuses à associer aux céréales nécessiteront la mobilisation de connaissances écologiques. Les schémas de plantation qui tiennent compte des contraintes environnementales (taro sous la couronne de V. paradoxa et les céréales en plein champ) peuvent également entraîner une augmentation de la fourniture de services écosystémiques (à savoir, la biodiversité et une meilleure nutrition des ménages). Les éleveurs peuvent également constater que les fourrages à base d’arbres ou d’arbustes procurent des avantages en termes de rendement, en complément des résidus de culture destinés à l’alimentation des animaux. Les plantes vivaces ligneuses peuvent en outre fournir des ressources renouvelables pour le bois de feu, les matériaux de construction et les médicaments (Yélémou et al. 2007 ; Sop et al. 2012). L’application de la FMNR est une méthode de faible investissement qui peut réconcilier la production alimentaire avec le reboisement et pourrait en outre améliorer les avantages économiques et nutritionnels de l’agriculture, y compris l’amélioration de la santé et des conditions psycho-sociales (Weston et al. 2015).

.3 Ressources limitées
Les plantes pérennes ligneuses prédominantes dans la région SWA ont tendance à produire de la matière organique sous forme de branches et de feuilles à des taux relativement élevés bien qu’elles soient souvent recépées. Pour illustrer la disponibilité de la biomasse ligneuse et feuillue pour les amendements de sol dans un paysage soudano-sahélien, examinons l’exemple d’une étude menée à Guié, un village de 47 km2 du Centre-Nord du Burkina Faso (Kabré, 2010). Dans cette localité, seules six espèces étaient responsables de 63% des tiges échantillonnées dans un inventaire forestier systématique (tableau 5). Acacia macrostachya était l’espèce la plus abondante, représentant 17% des tiges échantillonnées, mais cette espèce a des épines et produit peu de biomasse foliaire.
Par conséquent, lorsqu’il se produit dans les champs, il est généralement coupé et réduit en cendres par les agriculteurs pour nettoyer les champs avant la saison des pluies. V. paradoxa ou arbre à beurre de karité, en revanche, est abondant et explique des taux de biomasse plus élevés.
Néanmoins, à partir des 829 kg de MS ha − 1 évalués dans l’étude présentée dans le tableau 5, la biomasse attribuée aux arbres à beurre de karité serait inaccessible en tant que source d’amendements du sol. Cette espèce particulière est réglementée par les politiques locales et nationales car ses produits sont consommés dans la cuisine locale et exportés comme matière première pour l’industrie cosmétique internationale.
V. paradoxa est une plante à feuilles caduques. La biomasse foliaire est souvent brûlée alors qu’elle pourrait être compostée ou utilisée directement comme paillis. En conséquence, la biomasse ligneuse et feuillue « disponible » restante à appliquer sur les sols de Guié, au Burkina Faso, comprend trois arbustes (Combretum micranthum, G. senegalensis et P. reticulatum) et une espèce d’arbre (Cassia sieberiana), représentant moins de 250 kg de matière sèche par hectare (Kabré, 2010).
Au Sénégal, P. reticulatum représentait environ 1 t ha − 1 tandis que G. senegalensis représente 1–2 t ha − 1 de biomasse riche en carbone (Lufafa et al. 2008b). Des études antérieures menées au Sénégal ne mesuraient pas plus de 500 kg de MS par hectare de G. senegalensis (Louppe, 1991). Ce sont des quantités plutôt faibles comparées au 1 à 6 t de MS ha-1 appliqué lors d’expériences documentées dans la littérature scientifique. Il est essentiel de prendre en compte que la faisabilité de l’utilisation des RW dépend de :
1. Effet des amendements de sol sur le rendement, le cycle des éléments nutritifs et les taux de séquestration du carbone dans le sol
2. Richesse et composition des plantes pérennes ligneuses dans l’écosystème
3. Fréquence de la taille
4. Proximité entre les sites source et évier
La capacité intrinsèque d’une espèce donnée à repousser vigoureusement et à produire une biomasse importante est un trait qui dépend de l’environnement et de la gestion. L’identification des espèces présentant un tel trait est essentielle et pourrait constituer l’un des futurs domaines d’investigation. Transférer des feuilles et des branches sur de longues distances pour s’appliquer sur des sols dégradés représente une charge de travail appréciable qui peut entrer en conflit avec d’autres demandes de main-d’œuvre, agricoles ou non.
Il convient également de prêter attention aux règles foncières locales relatives à l’utilisation, à la gestion et à la plantation d’arbres et d’arbustes sur des terres agricoles, qui peuvent parfois être déconnectées de celles préconisées par les institutions (Rousseau et al. 2017).

Tableau 5 Biomasse ligneuse potentielle de trois arbres et trois arbustes sur un territoire villageois de 47 km2 à Guié, dans le centre-nord du Burkina Faso. Source de données : Kabré (2010)

Espèces
Type de plante ligneuse
 % de tiges échantillonnées
Biomasse de branches ligneuses échantillonnée <7 cm (kg MS ha − 1)
Biomasse de rameaux ligneux échantillonnée < 2 cm (kg DM ha−1)
Biomasse ligneuse totale échantillonnée (kg DM ha−1)
Acacia machrostachya
arbre
17
nd
nd
nd
Combretum micranthum
arbuste
13
32
18
50
Cassia sieberiana
arbre
13
61
38
99
Vitellaria paradoxa
arbre
11
356
290
646
Guiera senegalensis
arbuste
5
8
6
14
Piliostigma reticulatum
arbuste
4
10
10
20
Total

63
467
362
829
aucune donnée disponible

Conclusion

Revue 2010 :

L’apport de BRF enrichit le sol en matière organique et en nutriments, ce qui stimule l’activité biologique, notamment fongique ; cette stimulation améliore ensuite la disponibilité des nutriments pour les plantes. Mais les BRF peuvent provoquer une immobilisation de N, voire de P, l’année du premier apport, donc une baisse du rendement, observée surtout en cas d’enfouissement en sol sableux sous climat tempéré ; cette immobilisation peut être limitée en cas d’apport azoté simultané. Cependant, le rendement est très généralement accru l’année suivante, même en cas de nouvel apport ligneux. Par ailleurs, surtout en mulch, les BRF ont un effet favorable sur les propriétés physiques et hydriques du sol.

De nombreux facteurs modulent ces effets, dans des proportions mal connues : espèces utilisées, diamètre des rameaux, dimension des fragments, dose, etc. Il semble néanmoins que l’utilisation de légumineuses n’ait pas d’effet particulièrement favorable.

Enfin, les BRF n’ont pas d’intérêt clairement décisif par rapport aux apports herbacés (propriétés physico-hydriques ou organiques du sol) ou azotés (statut organique du sol, rendement).

Méta-analyse 2018

L’objectif de cette méta-analyse était de qualifier et de quantifier les effets des plantes vivaces ligneuses sur la productivité des cultures et les caractéristiques du sol. Nous avons spécifiquement étudié les effets des plantes pérennes ligneuses dans les systèmes agroforestiers et les effets de l’application de matériaux de coupe en tant que amendements de sol (c’est-à-dire bois raméal). Les plantes pérennes ligneuses dans les systèmes agroforestiers créent localement des îlots de ressources ou des points chauds de fertilité autour de leur base, liés aux processus à la fois en surface (c.-à-d. Ajout de litière) et souterraine (c.-à-d. Ascenseur et décomposition des racines). À partir de cette méta-analyse, il est possible d’avancer que les arbustes des systèmes de culture à base de céréales offrent des avantages similaires à ceux des arbres (c’est-à-dire des propriétés améliorées du sol) avec moins de compromis en termes de rendement. Ces effets étaient plus visibles avec de faibles précipitations et une faible productivité du site.
Les amendements RW ont eu des effets bénéfiques généraux sur les rendements des cultures et sur les teneurs en C et N du sol, indépendamment du matériau source. Les considérations sur la disponibilité des ressources et la durabilité de la pratique doivent être approfondies.
L’application de matériaux d’arbustes et d’arbres à l’aide d’arbustes d’arrosage peut être une option pour améliorer les sols agricoles d’Afrique de l’Ouest semi-arides dans des systèmes de cultures pérennes à annuelles. Les résultats de cette méta-analyse mettent en évidence la nécessité de mener des recherches sur l’utilisation et la gestion des plantes vivaces (en particulier des arbustes), sur les synergies entre les composantes de la biodiversité au niveau du système de culture et sur les compromis au niveau du système de production. .
À la lumière des discussions sur « l’écologisation du Sahel » par la plantation d’arbres ou l’établissement d’un « Grand mur vert en lettres capitales » au sud du Sahara, notre méta-analyse indique qu’un potentiel important en termes d’augmentation et de stabilisation de la productivité du sol peut être dérivés de la gestion intensive de la végétation ligneuse indigène existante, dans des paysages multifonctionnels combinant la production de cultures vivrières avec d’autres services écosystémiques fournis par les arbres

Mis en ligne par La vie re-belle
 22/06/2020
 https://www.lavierebelle.org/effets-de-l-apport-de-bois-rameal-fragmente-sur-la-plante-et-le-sol

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