ATE) CIRAD "Croissance et racines en sol ...
ATE) CIRAD "Croissance et
racines en sol
dégradé".
Influence d'apports de compost sur l'alimentation hydrique du
mil. (Essai sole C Bambey)
F.AFFHOLDER - Agronome IRAT/ISRA
Les résultats présentés ici portent sur le bilan hydrique
d'une culture de mil avec et sans apports de compost, ainsi que
sur l'observation du système racinaire et de la surface foliaire,
observations réalisées au cours des hivernages 1.989 et 1990.
Les observations pratiquées pendant la campagne 1991, en
cours au moment de la rédaction de ce rapport sont évoquées dans
Le rapport de F.BOUTES.
E:nfin, on a indiqué les activités prévues pour les prochains
mois.
L-Prësentation du dispositif
Le dispositif retenu pour l'étude de l'influence d'apports
fie
compost
sur l'alimentation hydrique d'une rotation mil-
arachide est extrait du dispositif de l'essai "Compost Sole Cl'
selon des modalités qui ont été precisées dans le pracédent
rappor% d'activité (F.AFFHOLDER in REYNIERS, 1990).
On rappellera cependant qu'on dispose de deux "sériesI' de
parcelles, notées lJEst'* et "'Ouest" en rotation annuelle mil-
arachide, le mil ayant été semé sur la série Est et l'arachide
sur la série Ouest en 1989.
Initialement le suivi du stock
hydrique du sol 8 la sonde à neutrons ne concernait que la série
Est, et des tubes complémentaires ont é,te implantés en 1990 afin
de permettre un suivi sur la série Ouest.
Rappelons également que Parmi$ les quatre sous-traitements
lGfumure minérale" du dispositif agronomique i=omplet, nous n'avons
conserve
pour le suivi du' stock hydrique in situ que le
traitement lVT2'V qui reçoit chaque année 38kg/ha d'engrais NPK lO-
21-211 dan,s le cas du mil et 38kg/ha de 8-18-27 dans le cas de
l'arachide.
Ce traitement etait en effet déjà partiellement
équipé de tubes d'accès pour sondes à neutrons depuis 1983.
On dispose en définitive pour chaque série, (3 partir de juin
1990,
de trois répétitions pour chacun des deux traitements
"Compost" et '!Sans Compostl'. On s'est assuré en 1990 que les
blocs constitués étaient homogènes du point de vue de la teneur
en éléments fins (Argile + limons fin) sur le premier m&tre de
sol,
ce paramètre ayant une influence importante sur les
caractéristiques hydrodynamiques des sols sableux du-Sénégal (J.
IMBERNON, 1981)
* ' .
.‘==m
I-w7.-.
----
--.--.
.--
_ - _ -..-
- .._. -_^-

II- Alimentation hydrique des cultures.
2.1- Evaluation du bilan hvdriaue
Le dispositif de mesure de l'humidité du sol à la sonde a
neutrons permet d'évaluer 1'ETR de la culture tant que le
drainage sous la cote maxi de mesure (300 cm à l(a sole C) et le
ruissellement des pluies sont nuls ou négligeables.
E:n 1989:
- l'abondante pluviométrie des mois d'aout et
septembre a entrainé un drainage sous la cote 300cm,
rendant
délicat le "bouclage" du bilan in situ entre le 9 et le 12
septembre. On a cependant pu estimer 1'ETR de ]La culture pour
cette
période,
sans toutefois pouvoir distinguer les deux
traitements, à l'aide du modèle BIP (F.FOREST), validé dans de
nombreuses situations et en particulier au Sénégal.
-le ruissellement a été rendu négligeable au
Tloisinage des tubes d'accès de l'humidimètre grâce à des anneaux
de tôle posés autour de ceux-ci.
-Pendant tout le reste du cycle du mil, qui était
La seule suivie cette année, le bilan hydrique in situ a pu être
&alué
avec la
précision
nécéssaire a
l'étude
des
deux
traitements.
E:n 1990:
-en raison
de la faible pluviométrie de cet
nivernage,
le front d'humectation du sol n'est decendu dans
aucune parcelle au-delà de la cote 200cm. Les teneurs en eau du
sol a 3OOcm sont de plus restees suffisamment faibles pour qu'un
5ventuel drainage à teneur en eau constante soit negligeable.
-dans le cas de la culture de mil, la présence
'd'anneaux de garde autour des tubes a permis, comme en 1989
'd'annuler le ruisssellement, et 1'ETR a pu être Qvaluée avec
précision sur l'ensemble du cycle.
-En ce qui concerne la culture d'arachide, les
poquets voisins des tubes n'ont pas levé normalement à la suite
d'une erreur dans la préparation du sol qui n'a pu être corrigee
par :La suite. Il en a résulté un développement médiocre de ces
poquets, dont les consommations hydriques mesurees à la sonde ne
peuvent être considérées comme représentatives de celles des
parcelles correspondantes. Pour cette raison, on s'est borné dans
ce qui suit à l'analyse de l'alimentation hydrique du mil.
2.2- Influence de l'apport de compost sur 1'ETR de la culture
de
m i l
On a représenté sur les figures 1 et 2 1'ETR du mil en
fonction du temps (exprimé en jours après semis) pour les deux
traitements, respectivement en 1990 et 1989.
Les figures 3 et 4 donnent l'évolution pour ces deux années
du stock hydrique utile (c'est à dire relativement au stock
présent en fin de saison sèche) cumulé à 200cm de profondeur sous
la culture, aux mêmes échelles de temps.
II-
--
------

-
------

-
.

Ces graphiques montrent clairement que 1'ETR mesurée sur le
traitement Compost n'est inférieure à celle du Témoin que lorsque
1.e stock hydrique disponible sous Compost est nettement inférieur
21 celui disponible sous le Temoin. Autrement dit, pour une même
offre en eau du sol, le compost permet une transpiration plus
c~levée de la culture.
Dans le cas où la réserve en eau du sol cesse d'être
suffisamment réalimentée par les pluies, le stock disponible
diminue'plus rapidement dans le cas des parcelles compostées que
sous les Témoin, et l'on finit par atteindre des teneurs en eau
telles que 1'ETR avec Compost devient inférieure à celle des
Témoin.
C!e phénomène s'est produit en 1989 (fig.2) tout à fait à la
fin du cycle de la culture (dix derniers jours), la réserve en
eau du sol ayant été maintenue à un niveau éleve dans les deux
traitements jusque vers 50 jours après semis par des pluies
i3bondantes. Entre 50 jours et 80 jours après semis, periode où
se situent la floraison et le remplissage des grains, 1'ETR du
traitement Compost a été supérieure de prés de 50% a celle du
Témoin.
Par contre, en 1990, vers 60 jours aprés semis 1'ETR des
parcelles compostées passe déjà en dessous de celle des Témoin,
.La réserve hydrique du sol ayant cessé d'être suffisamment
:réali.mentée des le 35ème jour.
Ainsi, en 1990, le compost a eu un effet positif sur 1'ETR
du mil pendant les phases de croissance (du 30ème au 55ème jour
environ), mais un effet négatif pendant les phases de formation,
remplissage et maturation des grains (fig.l), tandis qu'en 1989
l'effet a été positif pendant la presque totalité du cycle et
tout particulièrement pendant la floraison, où l'alimentation
Inydrique est déterminante pour la production de grain, et négatif
iseulement à la fin de la phase de maturation (fig.2).
Ces résultats sont à relier aux rendements du mil et a leurs
Izomposantes pour ces deux années (tableau 1):
Tableau 1: Rendement du mil avec (C) et sans (T) compost
-
-
grain paille n épis grains
kg/ha kg/ha /paquet
-
/épis (9)
-
-
C
627
5069
7.53
3.52
1989
(H.S.) (H.S.) (N.S.)
(H-S.)
T
29
2213
5.13
0.33
C
1155
2765
4.65
21.9
1990
(N.S.)
(SI
(S)
(N-S.)
T
1063
2186
3.93
22.3
t-w
I
---
-.--_--..-
..-___
. .

Cwwznmmatinn hydrique au CDU~EI du temps des dews tmitement~
Fig.1; Campagne Ii?80
F5g.z; Campagne 1wlEl
I
8.5
5.5
E T R
mmij
2,:
?d.C
cl.:
Evalution du stock hydrique du sd SQU5 hi mïb~ de n-d
Cumul il la ente ~0Oc.m)
?B
Fig.4; Campagne iEï8f3
Stock
-+- Cnmpost
E n paintilléa: +&-
un demi écart-type

Le compost a eu un effet positif en 1989 sur la production
de grain et de paille ainsi que sur le poids de grains par épis,
alors qu'il n'a pas eu d'effet en 1990 sur la production de grain
mais un effet positif sur la production de paille et d'épis.
I:II-E:ffet du compost sur la surface foliaire et l'enracinement
du mil.
J.l- Effet du comnost sur la surface foliaire,
L'indice de surface foliaire (LAI) du mil a été mesuré à
partir de la montaison en 1990.
La surface spécifique des
feuilles de mil a été obtenue par planimétrie directe à chaque
date de mesure à partir d'un échantillon de feuilles prélevées
sur un pied de chaque parcelle et la surface foliaire de trois
autres pieds prélevés sur des lignes réservées à cet usage était
determinée par pesée en sec.
On n'a pas observé de différences entre les traitements pour
La surface spécifique.
Le tableau 2 résume les résultats obtenus pour le LAI.
Tableau 2: Indice de surface foliaire du mil en 1990
-j.a.s.l56
compostl' 1.62
16:8
019
_
1.13
1.76
1.4
H.S.
N.S.
H.S.
(j.a.s = jours après semis)
C:es résultats confirment l'influence positive du compost en
début de cycle et négative par la suite du fait de l'epuisement
des réserves hydriques du sol.
3.2- Effet du compost sur l'enracinement.
Deux fosses ont été ouvertes en 1990, l'une dans un Témoin
et
l'autre dans
une parcelle compostée.
On s'est
efforcé
d'observer
des pieds dont le développement aérien
était
representatif de celui du traitement considéré. Les racines ont
été observées selon la méthode du comptage des intersections de
racines avec le plan vertical à l'aide d'une grille a mailles
carrées de 5cm.
Les profils
étaient placés dans le plan
perpendiculaire à la ligne de semis.
Le graphique 5 donne le nombre de racines observées sur une
bande de 1lOcm de large et de 5cm de hauteur centrée sur un
poquet, en fonction de la profondeur.
--u---c-
-_._

.--_
.----.-
-
..,

0.45.
Graphique 4: DeaaitB de racines
en fwmtion de la prnfcmdeur
at-I y
!lNombre de raciaes~cm2
a35-
3-,
5,
l --- CompoYt
-*T&min
P
/
ri--
W=l
Graphi ue 8: pro ression
du front 1 ‘humecta ion du sol
F
-_e
Y - - _ - _ - - - _ -
1
- compost
- wmoirl
-.--
1-1--
---..-.-.--
--
- 1m----

,
-
On note que l'enracinement atteint une profondeur plus faible
sous Compost (160 cm environ) que sous Témoin (180cm). La densité
de racines est également plus faible sous Compost au delà de la
cote 100 cm. Ceci est à relier à la plus faible humectation des
horizons profonds dans le cas du compost (fig.6), qui s'explique
par le rythme plus élevé de consommation de l'eau du sol (fig.1
et 3).
E:n fait, le front d'humectation observé à la sonde dans un
tube placé à proximité immédiate de la fosse lfiCompost" n'est pas
descendu au delà de la cote IlOcm,
et les racines qui ont
colonisé les horizons inférieurs n'ont pu le faire qu'en raison
de la présence d'une faible quantité d'eau résiduelle de l'année
précédente.
Dans les horizons superieurs, en revanche, la densité de
racines dutraitementcompostest sensiblement supérieure à celle
du temoin.
La quantité totale de racines observées sur le profil témoin
est plus élevée que celle du traitement compost, respectivement
1908 et 1645 racines, mais si l'on calcule la densité moyenne sur
la zone colonisée par les racines, on obtient des valeurs très
voisines:
0.09 et 0.10
racines
par cm2 de sol colonisé
respectivement pour le témoin et le compost.
IV-Conclusion et perspectives
Les résultats acquis au cours des deux campagnes précédentes
montrent que
les apports de compost, en agissant sur le
développement foliaire et racinaire, augmentent la capacité de
la culture à extraire l'eau du sol. Mais on constate que dans le
contexte de Bambey, ceci peut avoir des effets pervers lorsque
la répartition des pluies ne permet pas une réalimentation
suffisante de la réserve pendant la phase sexuée du cycle.
La relation entre fertilite du sol et productivité de la
culture apparait ainsi dépendante des conditions hydriques.
Les observations pratiquées actuellement la sole C (bilan
hydrique neutronique, mesures de LAI, description du système
racinaire par la méthode des prélèvements globaux, mesure de la
transpiration par la méthode du flux de sève), jointes aux
précedentes, devraient permettre de quantifier les liens existant
entre surface foliaire et ETR d'une part et e:ntre densité de
racines et ETR d'autre part.
L'expérimentation en pot qui vient d'être mise en place,
décrite dans son rapport par F.BOUTES devrait, quant à elle,
permettre d'évaluer l'influence de la dégradation du sol sur la
surface foliaire et l'enracinement (croissance des racines et
résistance
au transfert de l'eau a travers la racine), le
dispositif de la sole C ne paraissant pas adapté à cet aspect de
la problématique (cf rapport de B.JAILLARD).