Régénération de la fertilité et de la productivité des sols après 20 ans de rotation coton-maïs au Bénin

22/09/2025
La dégradation des sols est un défi majeur en Afrique subsaharienne, où la gestion intégrée de la fertilité des sols a été encouragée afin de restaurer la productivité. Dans plusieurs pays d'Afrique subsaharienne (ASS), les rendements agricoles ont diminué en raison des limitations en nutriments associées à la dégradation des sols. Cela se produit lorsque le recyclage des résidus de culture et l'utilisation d'engrais minéraux et organiques ne suffisent pas à compenser les pertes de nutriments et de matière organique du sol (MOS).
TAZCO 2 ©AFD - Crédits Stéphane Brabant - Cotonou Femmes dans les champs de coton
TAZCO 2 ©AFD - Crédits Stéphane Brabant - Cotonou Femmes dans les champs de coton

TAZCO 2 ©AFD - Crédits Stéphane Brabant - Cotonou Femmes dans les champs de coton

Cette étude visait à évaluer l'effet à long terme de l'application d'engrais organiques et minéraux sur la productivité du coton et du maïs et sur les propriétés chimiques du sol. Des échantillons de sol ont été prélevés à une profondeur de 0 à 20 cm en 1973, 1974, 1982 et 1989 afin d'évaluer les changements de fertilité.

Rendement du coton graine (en haut) et du maïs (en bas) à Aplahoue de 1972 à 1992.

Rendement du coton graine (en haut) et du maïs (en bas) à Aplahoue de 1972 à 1992.

Rendement du coton graine (en haut) et du maïs (en bas) à Aplahoue de 1972 à 1992. F0a sans engrais minéral (EM) et sans élimination des résidus de culture, F0b : sans EM et avec restitution des résidus de culture, F0c : sans EM et avec restitution des résidus de culture et apport de 10 t ha−1 an−1 F1a : F0a avec EM, F1b : F0b avec EM, F1c : F0c avec EM. Les lignes pointillées verticales en 1980 indiquent la fin des phases d'épuisement.

Les apports élevés en biomasse ont stimulé la productivité nutritive, mais réduit l'efficacité de l'utilisation des engrais.

Les ressources organiques ont eu une influence positive sur la productivité des facteurs N, P et K, en particulier pour le coton. Cela suggère que l'incorporation de matière organique, associée à la fertilisation minérale, améliore la disponibilité et l'absorption des nutriments. Cependant, dans les traitements avec une application élevée de biomasse, la contribution des engrais chimiques au rendement était minime, comme le reflète la faible efficacité agronomique de l'utilisation des nutriments dans ces traitements. Cela indique que la disponibilité des nutriments provenant de la matière organique a réduit la réponse incrémentielle du rendement aux engrais minéraux.

Le carbone organique du sol a diminué de manière constante dans tous les traitements pendant la phase d'épuisement, mais est resté stable pendant la phase de régénération.

Aucune des pratiques de gestion évaluées, à savoir l'utilisation d'engrais minéraux, la conservation des résidus de culture et l'ajout de biomasse végétale, n'était suffisante pour empêcher le déclin des propriétés chimiques clés du sol aucours de la phase d’épuisement d'un Ferralsol. La minéralisation rapide de la matière organique dans un sol ferralitique, favorisée par le climat chaud et humide du site d'étude et la forte teneur en sable du sol, a probablement amélioré le cycle des nutriments et contribué à l'appauvrissement en Carbone Organique du Sol (COS) dans tous les traitements. Ce taux de minéralisation élevé a minimisé les différences de niveaux de COS entre les traitements, indiquant que le maintien du COS dans de telles conditions reste difficile malgré l'ajout d'apports organiques.

Effets limités de l'association d'intrants organiques et d'engrais minéraux sur le rendement.

Nos résultats ont montré un effet neutre et parfois positif de la combinaison d'engrais minéraux et de ressources organiques sur les rendements du coton et du maïs. Pendant la phase d'épuisement, les rendements du coton et du maïs n'ont augmenté et se sont maintenus que dans les traitements qui ont conservé les résidus de culture et ajouté de la biomasse de mauvaises herbes, indépendamment de l'utilisation d'engrais dans le cas du coton, et en produisant à peine 300 kg ha−1 an−1 de rendement supplémentaire avec des engrais dans le cas du maïs. Les effets positifs résiduels de la conservation des résidus de culture et de l'ajout de biomasse végétale au sol pendant la phase d'épuisement, malgré l'utilisation d'engrais, ont tout de même permis d'obtenir les rendements les plus élevés pendant la phase de régénération.

L'analyse de cet ensemble de données obsolètes mais non publiées a mis en lumière la persistance des effets à long terme de l'épuisement des sols, même lorsque la gestion de la fertilité des sols est rétablie, ce qui indique une sorte de « mémoire des sols ». La persistance de ces effets suggère que les interventions régénératrices doivent commencer avant que les seuils critiques de dégradation ne soient franchis.

Ces travaux sont le fruit d’une collaboration entre l’IRC (Institut de Recherche sur le Coton), le ºÚÁÏÍø911, l’université de Parakou, l’INRAE, les universités de la République d’Uruguay et de Groningen (Pays-Bas).