Les systèmes agro-sylvo-pastoraux

Résumé

Les systèmes agro-sylvo-pastoraux offrent des possibilités d‟adaptation aux changements climatiques. Dans un milieu semi-aride, caractérisé par des pratiques agricoles traditionnelles dominé par l‟arbre à usage multiple Faidherbia albida, de nombreux auteurs ont démontré que cette espèce pouvait avoir un effet bénéfique sur le rendement de certaines cultures, mais sans déterminer jusqu‟à quelle distance. Pour cette étude, l‟objectif est donc de déterminer cette distance d‟influence du F. albida sur les traits cibles de la culture et d‟intégrer la production à l‟échelle parcelle à partir de quelques simples placettes. Pour ce faire, sur une parcelle de 1,16 ha, dans un parc à F. albida du bassin arachidier du Sénégal, des traits de l‟arachide ont été mesurés à trois distances différentes de six arbres de F. albida (sous houppier « S » ; au bord du houppier « B » ; hors houppier « H »). Trois vols de drone ont été également réalisé en multispectral, dans le visible (RGB), l’infrarouge thermique et certaines autres bandes infra-rouges pour corréler les mesures au sol aux indices de végétation des différents vols. Les résultats ont montré que F. albida n‟affecte pas significativement le rendement gousse de l‟arachide. Toutefois, il améliore de 50% environ la production de fanes. Après analyse géostatistique des images, une valeur de 9 m a été obtenue pour le paramètre « Range » indiquant la distance d‟influence du F. albida sur la culture d‟arachide. De plus, le rendement gousse réel de la parcelle entière a été mesuré à la récolte (0,88 t.ha-1), et comparé à l‟estimation par drone (0,79 t.ha-1 ) avec 12 % d‟erreur. En utilisant un proxy géostatistique pour la monoculture, le ratio équivalent de terre partiel de l‟arachide (LERcp) a été estimé à 1,04. Nous avons montré à travers cette étude la possibilité d‟estimation du rendement des cutures juste à partie d‟images de drone dans les systèmes agro-sylvo-pastoraux.

Présentation du Faidherbia albida

. Distribution et répartition géographiques Faidherbia albida, ou Kad en Wolof, est un arbre à rameaux épineux, de la famille des Fabaceae (sous-famille des Mimosoideae) qui atteint généralement 15 à 20 m de hauteur pour un diamètre à hauteur de poitrine de 1 m (CTFT, 1988). C‟est un arbre qui présente un intérêt non seulement pour sa production de bois et de fourrage, mais aussi pour son effet bénéfique sur les cultures associées (Charreau & Vidal, 1965; Louppe, 1990; Hamon, 2001). C‟est une espèce qui est très largement distribuée et qui pousse presque partout en Afrique sèche (Miehe, 1986; Steppler & Nair, 1987) et même au Moyen-Orient. Plus spécifiquement, elle est naturellement répandue dans les régions tropicales et subtropicales du continent, du Sénégal et de la Gambie à l‟ouest, à l‟Egypte dans le nord-est et vers le sud jusqu‟au KwaZulu en Afrique du Sud. Elle s‟étend également au Moyen-Orient et a été enregistrée en Arabie, Yémen, Israël, Palestine, Oman et en Syrie (Barnes & Fagg, 2003). Son origine n‟est pas bien connue, toutefois Chevalier (1934) suggère qu‟elle est originaire du Sahara avant son dessèchement et qu‟elle aurait été domestiquée dans l‟actuel domaine phytogéographique soudanien. C‟est une espèce très souple du point de vue écologique en raison de sa large répartition géographique. Elle occupe aussi bien les basses que les hautes altitudes et est caractérisée par un assez large éventail climatique avec comme seule constante, la présence d‟une longue saison sèche fort, tranchée. Elle présente une forte diversité génétique, traduite notamment par de fortes différences de croissance au stade juvénile (Roupsard et al., 1998). La présence de Faidherbia albida est liée aux formations ripicoles. Toutefois, c‟est une espèce qui se retrouve sur les sols sableux alluviaux, les dunes stabilisées et qui a une préférence pour les sols légers, sableux ou sablo-argileux, profonds. Cette préférence pédologie résulte du fait que Faidherbia albida soit une espèce exigeante en eau qui déroule sa période végétative en saison sèche (Roupsard et al., 1999). Pour satisfaire donc ses exigences, cette essence dispose d’un système racinaire performant avec un pivot qui croît très rapidement jusqu’à atteindre la nappe phréatique où son alimentation en eau est assurée (Roupsard et al., 1999). L‟espèce est parfaite comme composante des systèmes agroforestiers. L‟une de ses caractéristiques les plus remarquables est sa phénologie inversée. Le grand arbre épineux garde ses feuilles tout au long de la saison sèche et les perd au début de la saison pluvieuse. Il 5 est de ce fait caducifolié, et sa croissance est indéfinie durant la phase feuillée (Roupsard, 1997). Sous le Faidherbia albida, il y a peu de compétition pour la lumière pendant la période des cultures, tandis que durant les mois secs et chauds il fournit l‟abri pour le bétail, qui participe à l‟amélioration de la fertilité du sol à travers ses déjections. De plus, les racines pénètrent dans les couches profondes du sol. Elles ne concurrencent donc pas avec les cultures agricoles pour l‟eau et les nutriments mais elles interceptent autrement les nutriments inaccessibles profonds et les déposent sur le sol à travers les feuilles qui sont versées juste à temps pour fertiliser la couche superficielle du sol au début de la saison des cultures (CTFT, 1988). Il est estimé que 20 à 40 arbres par hectare peuvent fournir les nutriments équivalents à la quantité de fertilisant normalement requise (Von Maydell, 1987). Ceci est connu par la plupart des fermiers, et Faidherbia albida était protégé et conservé à cause des meilleurs rendements agricoles observés de façon remarquable sous ses pieds. Par ailleurs, Faidherbia albida pourrait également freiner l‟érosion et la perte d‟éléments nutritifs, améliorer les propriétés physiques du sol, la fraction organique et la fertilité au sens large. On parle des “effets faidherbia”, dont l‟origine est certainement complexe (Charreau & Vidal, 1965; Roupsard, 1997).

Fonctionnement hydrique du Faidherbia albida

La phénologie inversée du F. albida soulève des questions relatives à sa stratégie d‟utilisation de l‟eau. Son système racinaire pivotant (Cazet, 1989) lui permet d‟envoyer ses racines très en profondeur dans le sol (parfois à plus de 30 m de profondeur) (Lemaître, 1954; Dupuy & Dreyfus, 1992), atteignant le voisinage de la nappe phréatique. Ainsi, il est considéré que l‟espèce utilise des réservoirs hydriques profonds, et/ou qu‟il est phréatophyte (Roupsard, 1997). Pour étudier son fonctionnement hydrique générale et les niveaux de prélèvement de l‟eau dans le sol, (Roupsard et al., 1999), ont examiné la distribution verticale des racines, par la teneur en eau du sol et par traçage isotopique (méthode de l‟oxygène 18, δ18O). Après comparaison des compositions isotopiques en oxygène des eaux de sève avec celles des pluies, du sol et de la nappe (Ehleringer & Dawson, 1992), ils montrent ainsi qu‟au début de la saison sèche, les F. albida absorbent une grande partie de leur eau dans les remontées capillaires de la nappe et non dans le réservoir principal situé au niveau des horizons de sol compris entre 1,5 et 3,5 m. A la fin de la saison sèche, ils absorbent encore majoritairement dans la nappe, et/ou dans le réservoir principal. Et au début de la saison humide, ils utilisent aussi bien les eaux de la nappe que de surface. Cependant la compétition devrait être modérée, du fait de la faible transpiration des arbres fortement défeuillés (Roupsard, 1997).

Faidherbia albida et l‟agriculture 

Influence du Faidherbia albida sur le microclimat Dans les parcs agroforestiers, Faidherbia albida crée un microclimat propice aux cultures. Schoch (1966) a montré qu’un peuplement de Faidherbia (de 25 à 30 pieds/ha) peut entrainer une réduction de l’évapotranspiration potentielle (ETP) dans la proportion de 50% pendant la saison sèche et 10% pendant la saison des pluies par rapport à un champ nu. De la même manière, des maxima de températures moins élevés ont été enregistrées sous les houppiers à cause de la diminution du rayonnement solaire par le couvert (Dancette, 1960). De plus en raison du rythme phénologique inversé du Faidherbia albida, l‟ensoleillement indispensable aux cultures reste élevé pendant la saison des pluies (CTFT, 1988). 

Influence du Faidherbia albida sur la fertilité des sols

Faidherbia albida influence favorablement mais de façon irrégulière presque toutes les propriétés du sol. Il a un effet très faible sur les propriétés physiques des sols (CTFT, 1988). Par ailleurs, en ce qui concerne les caractéristiques organiques et biologiques des sols, Charreau et Vidal (1965) ont trouvé, à proximité du tronc du Faidherbia albida et par rapport au prélèvement effectué hors houppier, des augmentations des taux de carbone total, de carbone minéralisable et d‟humus, respectivement de plus de 62%, 73% et 47%. Ils trouvent également que le taux d‟azote sous l‟arbre double contrairement au carbone, ce qui implique que le rapport C/N diminue au fur et à mesure que l‟on se rapproche de l‟arbre et qu‟il y ait une rapide minéralisation de la matière organique sous l‟arbre. Sous Faidherbia albida on note également une augmentation du pH (Jung, 1970), des cations échangeables (Ca (100%), Mg (48%), K et Na (30 à 40%)) et du phosphore (134%) (CTFT, 1988). Plusieurs auteurs ont essayé d‟expliquer cette amélioration de la fertilité du sol observée sous le Faidherbia albida. A cet effet, Jung (1970) trouve que la quantité de feuilles et de gousses qui tombent sous l‟espèce ainsi que l‟écorce et le bois qui se détachent chaque saison apportent d‟importants minéraux (N, P2O5, K2O, CaO et MgO) au sol. L‟apport de ces éléments fertilisants est favorisé par le rythme phénologique particulier du Faidherbia albida. En effet, cet apport est réalisé en fin de saison sèche, à la période des travaux agricoles, et ils sont immédiatement intégrés au sol au moment où l‟activité microbiologique devient plus importante (CTFT, 1988). L‟influence du bétail à travers les déjections est également évoquée pour expliquer cette fertilité mais elle reste marginale selon Charreau et Vidal (1965) qui ont montré à Bambey de forts enrichissements sous les arbres, indépendamment du bétail.