- REPUBLIQUE DU SENEGAL DELEGATION GENERALE e...
- REPUBLIQUE DU SENEGAL
DELEGATION GENERALE
e PRIMATURE
A LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
ET TECHNIQUE
ETUDE DE LA NUTRITION AZOTEE DU RIZ PLUVIAL CULTIVE
SUR LES SOLS HYDROMORPHES "GRIS" do CASAMANCE
( SENEGAL )
Par
F. GANRY
Ing&niour de rechorcho 2 1'IRAT
Mars 1978
Centre National de Recherches Agronomiques
de Bambay
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
(1. S; A. A.)
-.
.
.
. .
R ES U Pl E
Les sols gris sableux de bas versant en Casamance sont carac-
tQrises par l'installation en cours
de cycle d'une nappe phrbatique qui
confàre à ces sols laurs :hautes potentialit6a.ngricoles.
Cette étude montre que la monoculture du riz peut @tre prati-
quée sans risque de baisse de rondomont & moyen terme, Sans apport d’on-
grais azote des rendements relativement Qlcvés peuvent @ire obtenus
(environ 2500 kg de grains/ha);avec apport’ d’engrais azotd starter, Cos
rendements augmentent sensiblement (jusqu'8 40@0 kg/ha].D'une façon grj-
ndrale, on note une haute efficicnco de l'engrais azote au semis.
L'analyse de ces rgsultats
montre la dépendance directe de 10
nutrition azot6e du riz vis-à-vis du volume racinaire duquel dspend la
surface d’activitu rhizosph6rique et le volume prospactES par la plante.
La surface d'activite rhizaspherique regit l’importance de la fixation
biologique de N2 et de la min0ralisation do l’azote rhizosphériques qui
ont oté mises en Qvidence; quant au volume do sol prospectd, il r6git
l'aptitude de la plante à capter l’azote de la nappe dont la contribu-
tion à la nutrition azotde du riz semble importante.
ETUDE DE LA NUTRITION AZOTE DU RIZ PLUVIAL
CULTIVE SUR LES SOLS HYDROMORPHES "GRIS" DE
Y
CASAMANCE (SENEGAL)
---m--e---
I- INTRODUCTION
.
u
Ces derniéros annoes,
suite aux études de SEGUY (1), les agro-
pbdologues de 1'IRRT (2) ont mis l'accent sur les remarquables aptitudes
.
des sols "gris"
de bas de versant en Casamancc, réputes inexorablement
pauvres. Leur potontialite rizicole tient essontiellament à l'installa-
tion,
en cours de saison des pluies, d'une nappe phréatique circulants.
L o s p r e m i e r s e s s a i s d e f e r t i l i s a t i o n azotee m e n é s s u r c e s s o l s
“ g r i s ” avaient mis en evidence un certain nombre de caracteres, nouveaux
dans les conditions Ecologiques de la Casamance continentale, dont les
principaux sont les suivants (3) :
- (un niveau de rendement relativement Qleve, compare à celui des sols
de plateau pour une fertilisation identique;
- un rendement relativement élevb du témoin sans azote;
- une grando efficacite de l’apport d’azote au semis;
- une productiv.itQ Elevée de l'unit6 d'azote.
La presente étude a pour but d'élucider ces particularitbs
du
CYC~S d e l ’ a z o t e e n s o l “grisl’ en VUQ de deboucher sur une fertilisation
azotde raisonnde. On se propose d'examiner sur une annee, la mobilisa-
tion d'azote par le riz en regard de la fourniture d’azote par le sol; sur
plusieurs annees,le comportement du riz en monoculture en regard de l'évo-
lution du niveau en azote total dans le sol.
2 - CAJRE DE L'ETUDE, METHODES UTILISEES
Les experiences ont eté conduites à Dianaba en Casamancc can-
-
tinentale dans une zone defrichee en 1972, l’annee de leur mise en place.
Ces experiences se composent de 3 dispositifs de 4 parcelle de 10m X IOm.
Chaque dispositif regroupe 4 traitements, en factoriel: avec ou sans on-
grais azote (80 kg N/ha) et avec ou sans culture de riz. Ces dispositifs
ont etci mis en Place en 1972, 1973 et 1974. A partir de la deuxieme annoe
de misci en place, le dispositif est conduit en culture uniforme de riz
avec engrais minéral sans azote. Un autre dispositif pluriannuel de quatre/
/parcollas
a étO mis en place en 1975 dans le but d'etudior l'effet sur le rendement
.
de l'enfouissement des pailles de riz de la récolte.
Les parcelles sont implantees sur sol sablo-argileux, en aval,
dans une zone où la nappe devient subafflaurante sous uno pluviometrie
normale, au cours de la montaison-epiaison.
Les principales caracteristiquos analytiques du sol figurent
au tableau 1. Les techniques de prslevements et d'analyse ont porté sur
le sol, la plante et la nappe.
Prelévement et dosane concornant l'atoto mindral dahs le sol
111
Les prelèvcments sont effectues à l'aide d'une sonde de 1,4cm
do diametre. On pr618ve euccessivemont les horizons O-10, 10-20, 20-40,
40-60, 60-MO et 50-100 cm. A chaque prélevement on effectue
au moins 5
profils par parcelle; un échantillon homogène est constitue à partir de
ces prél.&vements. Les prélèvements,sont apportes au laboratoire dans les
24 heures où l'on effectue une détermination d'humiditd et l'extraction
de l'azote minerai. Ces extraits sont stabilises au formol (quelques
gouttes par flacon de 250 ml). L'azote minera1 est extrait par agitation
de 509 de sol dans 200 ml d'une solution de chlorure de potassium pendant
30 minutes. Apres filtration, l'azote ammoniacal est dos6 par distillation
alcaline en presence de magnesio sur 100 ml de l'extrait, l'azote nitrique
est dose sur la meme aliquote aprés réduction des nitrates par alliage de
Devarda.
On prélève sur chaque parcelle de 100 m* un échantillon compo-
sé de 10 prblevements de 20 cm linoaires, chacun des prelèvement Qtant
fait au hasard. L'ensemble des plantes prélevess représente moins do !i $
des plantes de la parcelle. Sur chaque echantillon, on determine la teneur
en azote, ainsi que le poids de matière sèche. Sur le dernier prelèvement
(plante à debut de maturation) on separe l'epi du reste de la planto. Le
prélèvement de fin de maturation n'ayant pas été fait, on admettra que
pendant la phase de maturatioa la production de matiers sèche et la mobi-
lisation d'azote sont nuls.
On trace ensuite la courbe de croissance
matière sèche et de mobilisation d'azote que l'on exprime en kg par hectare.
Fixation de N2 en cours de cycle
La méthode mise au point par BALLANDREAU et G,(4) a dté aPpli-
quée à des cylindres de 25 cm de diamètre enfoncés dans le sol o0.-formas
par .un sac plastique, l'6tanchéite aux gaz Otant realisee par un joint
hydraulique, On apporte environ 1 litre d'acétylbno par humectation de
carbonate de calcium contenu dans une coupelle h 1'intCïrieur du cylindre;
plus 5ml de propane dilué à 10%;
injecte dans ce volume estime à environ
h 10 litres.le propane est un gaz traceur dont les variations de dilution
en cours d'incubation,
mesurables, permettent,.en m&me temps que La con-
naissance du volume des échanges gazeux, la prise en compte des fuites
eventuel.les.
Les résultats ainsi obtenus exprimés en nanamoles de f2H4
formés par heure et par dm2, rendent compte qualitativement et compara-
tivement de la fixation de N2; ils sont la moyenne d'au moins 3 mesures,
chacune d'elles obtenue sur une parcelle de 100 m2 étant la moyenne de
3 rdpétition par parcelle (1 rdpgtition = 1 cylindre de mesure).
TableauI:
Principales caractéristiques analytiques du sol
I
. Profondeur horizons en
!
cm ! O-10 , 10-20: 20-40: 40-60: 60-80~80-100~
!
I
1
-
-
!
I
I Granulom&rie $ microns
!
;
1
!
;
;
!
ArgiPo
I
o-2
f
i
22,3;
25,l;
25,9;
20,li
6,2f
5,8 !
!
Limon fin
2-20
!
9,91
ll,O!
12,o;
9,0!
4,lf
4,) !
!
!
!
Limon
I
grossier 20-50
1
30,7;
27,O;
Wf
14,2;
13,511
13,s !
I S a b l e s finS
TO-200
I 28,8!
26,9!
27,9!
35,2!
42,31
43,2!
I
I
5. grossiers
200-2000
I
I
7,B;
9,6;
Il,21
16,2i
31,f3;
34.,6:
I Argile t Limons
!
32,21
36,OI
37,9!
29,1!
12,31
8,6!
!
I
I
!
!
!
I
1
1
I Carbone (pour mille)
!
I' 6,071
3,021
2,991
2,25f
1,25j
0,651
I
I Matière organiqus $
I
I
l
I
I
I
I
!
1,1 1
0,7 1
0,s 1
0,4 1
0,2 1
091 1
t Azote total (pour
!
mille)
,
0,421
0,33;
0933;
0,241
0,12;
0,071
!I Rapport
I
i
C/N
i 15 ! 12
i
!
f
f
f9
f
1 0
;
11
f
10
I
II pH eau 'l/2,5
1
5,3 1
5,0 !
!
,
,
5,0 !
5?0 2
532 1
5 , 8 1
I
.,
!
I
1
I Humidité $ de la terre
!
i
i
1
!
1
!
1
13,91 14,5 ! 15,2 ! 13,5 !
6,l !
9,8 1
sèche a pF 2,5
I
I
I
I
I
1
1
I
0
3 - RESULTATS ET DISCUSSION
31- Etude annuelle de l’offre et de la demande en azote dans le
-
zstéme riz-sol qrie
Notre premier souci dans cette Etude a et6 de rechercher quelle
pouvait être l’offre! en azote par le sol on regard de la demande en azote
de la plante. Au cours d'une expérience annuelle (année 1973) nous avons
donc établi le profil d'azote minéral du sol ainsi que la courbe de mo-
bilisation en azote total du riz.
Dvnamique de l'azote minera1 : offre en azote (graphique 1)
On observe, dans l’horizon O-40cm, un accroissement de la mine-
ralisation nette dès la fin juin, les quantités d’azote minéral sont
maximum le 13 juillet (42 kg N/ha sur O-40 cm). Elles decroissent ensuite
pour atteindre, dans cet horizon, 17 kg N/ha le 3 aoQt et 7 kg/ha le 20
aoQt et se stabiliserensuite autour de 10 kg N/ha. On peut donc considdrcr
qu'une deuxième phase de mineralisation peu active apparaft début aoQt et
s'étend jusqu'en fin de cycle.
.
La culture de riz ne modifie pas l’allure de la dynamique do
l’azote minéral dans la premi&re phase ou phase de minéralisation active,
mlis elle augmente les taneurs en azote nitrique du solpdans la deuxisme
phase,& p a r t i r d e f i n j u i l l e t ( t a b l e a u 3 ) ; Iles c o u r b e s d u graphiquey’f, il-
lustrent cet effet sptscifique de la culture sur l’accroissement des teneurs
en azote nitriquo dans l’horizon O-40 cm et 40-100 cm.
Sur l'ensemble des parcelles, apres debut aoQt, donc après le
308 jour du cycle vdgdtatif,
les profils sont exempts d'azote ammoniacal.
Cette augmentation du niveau en N-NO3 dans le sol resylto vrai-
semblablement d'un effet de l’enracinement sur l'aeration du sol qui
stimulerait la minéralisation et la nitrification daRs la rhizosphercg
mais cette hypothèse admise, on comprendrait mal que la plante n'utilise
pas l'azote dont elle a induit la formation, sans invoquer l’interven-
tion d’autres facteurs, tels que l'évaporation ou 10 lessivage, suscep-
t i b l e s de balayer le nitrate rhizospheriquo.
Mobilisation en azote total par la culture ; demande en azote
Sur le traitement sans fumure azotoe, on observe après tallage
un accroissement de la mobilisation de l'azote qui se maintient à un taux
7
constant de 0,Y kq N/ha/,jour jusqu'au stade maturitd, pendant la phase
de minéralisation peu active. Cotte observation vient corroborer l’hypo-
thèse d'un effet rhizosphérique engendrant une fournirturc rdgulière
d'azote è la plante. La mobilisation totale d'azote gar la culture à la
maturité a BtÉ de 67 kg N/ha.
Sur lc traitement avec fumure azotbe, les apports d’azote au
tallage et 2 la montaison provoquent un accroissement du taux de mobili-
sation de l'azote. Cette mobilisation atteint, en dbbut d'Spiaison, un
maximuin de 114 kg IJ/ha,
alors qu'au dernier prélèvement de début de ma-
turité cette valeur n’est plus que de 93 kg N/ha; environ 20 kg N/ha
seraient donc retourngs au sol. M@me en tenant compte de l’erreur d’dchan-
tillonnage et des pertes (feuillos desséch6es) occasionnées au moment du
prGl&vemcnt,
on doit admettre q6'une partie de cet azote est rctournae
au sol sous forme d’exsudats racinairas. C e r6sultat t e n d r a i t h prouvar
la faible efficienca de la dose de 22 N tardive, puisque l’écart de mo-
bilisation de l’azote enregistr6 entre les deux traitements, avec et sans
fumure azotée est le m&me avant application de cette dose, et après ap-
plication en fin de phase de mobilisation de l'azote. Cette baisse d'of-
ficience ne se situerait pas au niveau de l’absorption de l'azote mais
au nivez.u des processus de translocation qui n’auraient pas Jour3 en favour
de la synthase protidique dans la plante entrafnant donc uno,.G~WE’Ption
d e c e t a z o t e .
$ynthèse d e s rSsultatsconcernant la dynamique de N minéral dans
le s,ol et la mobiliss&ion og:N tatalApa? Xa. plante
- “_ . . . . - .I . .._
.,
. . .
L'essentiel du système racinaire se trouve donc en présence,
jusqu’aux environs du YOe jour du cycle, d'un niveau d'azote nitriquo os-
c i l l a n t e n t r e 2 0 e t 2 5 k g N/ha, Ce niveau azoté, quoique faible, semblerait
indiquer que la minéralisation de l’azote
n’est pas un facteur limitant.
Cependant l'alimentation azotee n'a pas 6té optimale puisque l’apport d’en-
g r a i s azot8 augmente la mobilisation d'azote de 25 kg N/ha.
Cette constation traduit l’importance des phénom&nes rhizosphc-
riques (hypothotiques cependant} dans la nutrition azotée du riz en sol
g r i s . 11 semble bien que la fourniburo d'azote à la culture soit directe-
ment litSe au volume racinaire duquel dgpcnd la surface d'activito rhizos-
phBriquEi et le volume de sol prospectd. Cn pourrait ainsi explique+ la
meilleure- efficionce- des apports d’azote rSalis6s.enld8but de...c)aole
(tableau 2) qui interviendraient, en grande partie, indirectement dans
la nutrition azotbe par un plus grand d8voloppement du système racinairu,
Les apports tardifs quant ci eux, interviendraient directement dans ILa
nutrition arotÇe lorsque celle-ci serait doficicnte (sous l'action d'un
lessivage important par exemple) mais auraient peu d’effet sur le dovc-
loppement racinaire.
Les résultats que nous citons ci-dessous (tableau 2) ont 6tB
obtenus par P. SIBAND (5).
Tableau 2: Rendements en grain obtenus en sols gris avec la variétd IKP
-=-=-=-=---=-=-=-=-=-2-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
-=-=-=-=-=-=-=-=-
!
?,N semis !
!
,N tallage
!N tallage + N montaison;
Sans .
I
azote ! 75 N !
75 N
1
'50 N
25Ni25N
5GN ;
!
!
I
!
-
-
!
1
!
!
I
!
! Rendements:
3090 !
5220
!
5430 !
5800
i
5240
!
kg/ha
;
!
!
I
!
!
-=-=-=-=:-=-===-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-~-=-=-=-=-=-=-=-
!
=-=-
On remarque immodiatement le niveau do rendement élev6 du tamoin
sans azote et l'efficience importante de l'apport d'azote sn début do ~y-
cle. Le fractionnement 50 N au tallage et 25 N à la montaison est ccpcndani:
significativement sup6rieur aux autres traitements.
32- Etude pluriannuelle de la productivit6
du système riz-sol qris
en monoculture.
3 2 1 . Résultats
agronomiques
-----_---------^---I--
Las rgsultats du tableau 3 indiqueat globalement
- qua la monoculture de riz pluvial en sol gris n'induit pas d'effet
d6pressj.f sur elle-marne. Ce rgsultat est nouveau, puisque la monoculture
c6réaliÈzre induit g8nGralemcnt un effet dapressif sur elle-meme (6i 7);
- que l’engrais azote, dans les conditions des sols gris de Dianaba,
a eu apprcximativement le m8me effet à forte dose et fractionn8 on
COUPS de cycle qu'à faible dose au semis,
cc qui limiterait son effet à
un effet starter.
Les r e n d e m e n t s d e 2e, 3 e e t 4e annaa
ds monoculture sans en-
grais azoté, dans l'ensemble plus &~@VI~S que le rendement de premigre
annQe,
se stabilisent autour de 2400 kg de grain/ha. Cette observation
inhabituelle dans lés conditions ocologiques de la zone tropicale seshe,
soulève un certain nombre de questions. En effet, dans un milieu Qdaphi-
que où ni, l'eau,
ni la fertilisation nin0rale en dehors de l’azote, ns
Y
.
sont li@i:;antes,
le premier facteur limitant invoque est ndcessairement
l'azote. Or l'agro-systeme semble avoir atteint un Equilibre bien qu'il
exporte cliaque annee, par la culture, environ 70 kg d'azote total. Les
deux hypotheses suivantes an decoulent :
Ci- ou bien cet équilibre se fait au détriment du stock d'azote du
sol, ce qui impliquerait son appauvrissement;
:
b- ou bien cet Equilibre rosulte d'un apport d'azote exogbno à
l'agro-système (nappe et/ou fixation de NZ).
.
322. Validite de l'hypothèse"a": évolution de l'azote total du soi
-----------I--I---c_-"---
---1-_-----3----c---__1___11___11
Nous avons suivi sur trais annees de monoculture du riz 1'6vo-
lution des teneurs en azote total d,u sol. La première ann6e l'azote de 6
horizons sur Im de profondeur a r,5te analysa. Les deux annees suivantes,
ssuls deux horizons (O-20 et 20-40) ont eté analyses. Les rdsultats
(tableau 4) montrent que les teneurs en azote diminuant rapidement avec
la profondeur passant de 0,36 pour mille dans U-2Ocm a CI,24 dans 40-6Ocm
et 0,06 dans 80-100. Au cours de la monoculture aucune diminution de la
teneur en N total n'est observée dans les 40 premiers cantimhtros du pro-
fil; cette teneur qui est stable dans l'horizon 20-40cm augmente merne
lsgèromcnt dans l'horizon O-20 aores la mise en culture. L'hypothèco'ai'
Ll
:
est donc infirmet par CQS r8sultats.
323. Validite de l'hypothèse b
-------------------------
3231. Contribution de la fixation de N2 dans l'apport d'azote
- - - - - - - - - - - - - I - - - - I - -
à l'aqro-s ystème Riz pluvial-Sol gris
-
-
---1--- --m-w
De nombreux auteurs ont Btudi6 et etudient ce phdnomene biolo-
gique dont on commence 3 prendre conscience de l'importance sur le plan
agronomique (8, Y, 10, et 11).
L ce s résultats du tableau 5 mettant en Evidence l'existence
d'une fixation de N2 non négligeable qui semble soumise à l'action dl-:
plusieurs facteurs: la remontée de la nappe, la culture et l'enfouissc-
ment de paille.
La remontée de la nappe
En jachere nue
la fixation de N2, faible au 05e jour, a et6
multiplioe par 6 au 105e jour en fin de cycle pluwiométrique. Cette auy-
mentation spectaculaire de l'activité roductrice d'acetylène est vraisem-
blablernsnt due à l'effet positif de l'engorgement du sol en fin de oyole
sur l'activité nitrogenasiquo.
L'effet de la culture
Comme en jacherc nue, jusqu'au 600 jour, la fixation de Iv2 est
n&gligeablo.
Ensuite la culture de riz stimule la Îixation de N2 par rap-
port à la jachère nue. L e s d i f f é r e n c e s d ’ a c t i v i t é reductrice
d ' a c é t y l è n e
enregistres.3 au 705e jour s*expliquent en raison d'une part du stade ma-
turité avance du riz impliquant un arr8t de la photosynthèse et de l'au-
tre d'un engorgesent du sol plus important en jach&re nue qu'en parculla
cultivoo.
Effet de l'enfouissement des pailles et de l’enqrais azote
L'effet positif de llcnfouissemant des pailles sur l'actiwitc
r é d u c t r i c e d’acdtylbne e s t t r è s net particu.l.ièrement
en debut de cycle;
il permet de h!Atcr la fixation de N2 qui est sous son action multipliée
par 10 au 60e jour. Par contra l’engrais azote a un cffot inhibiteur
tràs net sur cette fixation de 112 quel que soit le stade vegetatif.
iiemarque d ’ o r d r e methodoloqique
On remarquera l’inter@t de continuer l'incubation jusqu'au
delà de 4h; cependant, il est très probable qu'en raison du confinemont
de la plante dans un volume reduit et de l'effet “serre” apparu, la modi-
ficaticn du metabolisme de la plante induise
des modifications dans la
capacit.6 f i x a t r i c e d e c e l l e - c l . Egalement; ,nOus':no. saurions garantir
quIaucune diffusion différenti$lle des gaz ne s’est opér6e h travars l'on-
veloppe plastique. pour cette raison, nous n'attachons qu'une valeur r e -
lative et qualitativo aux resultats d'actiwi.tQ fixatrice d’azote. A cet
dgard, toute tentative de quantification n,e serait pas fondee.
3232. Contribution do la na&p- dans l’apport d’azote
a - - - - - - - - -
- - - - - - - - -
à l’agro-eysthma Riz-Sol gris
---me - a - - - - - - -
Un prelèvement de 13 nappe a 6tb effectué 13 0 septembre, dans
deux pFQzomètrcs de part et d’autre des parcelles expérimentales, à uno
periode du cycle vegétatif où la nappe a dejà atteint le système racinairo
du riz pour devenir sub-afflsurante. Les rdsultats
du tableau 6 indiquent
des teneurs en N minéral. allant de 5 à E ppm avec une teneur en nitrate
supérieure dans le piezomètre amont, ce qui semblerait indiquer un appauc
vrissement en nitrate dQ B la culture.
11
L’azote de la nappe peut être pr&levG par la plante grace SI
trois processus :
- diffusion et/ou mise ü la disposition de cet PS'?: plante en rai-
son du déplacement latdral do la nappe;
- mass-flow,
c'est-a-dire l’absorption azotée rdsultant de l'abscrp-
tien hydrique.
Une approximation de l’azote absorbé par ce dernier procossus
peut Btre faite en Qvaluant le volume d'eau évapotranspir6 pondant la
poriode où la nappe immerge le systhme racinaire. Ces p6rioda ont 6té
r
mesurses
par PUCTWIER (12) en 1974 et en 1975, En ‘i 974, p8riodc de 613 .i..
(du 20-O&- au 20-IO), la nappe ayant 6t6 affleurante pendant 30 jours.
En l975rwode rln 60 jours dqalemant (du 28-08 au 27-IO),
la nappe ayant
étQ affleurante pendant 40 jours, L’évapotranspiration d'une culture de
riz cultivde avec nappe a ét6 SualuGe sur deux annáes à Djibélor (Casamanco)
pa-: DANCETTE et TOURE (13), en moyenne,& 5mm/jour. En admettant donc uno
tivapotranspiration moyenne de 5 mm/jour sur 60 jours, l'apport azott: par
la nappe b la culture, par le pr~cossus de mass-flow, serait alors compris
entre Ii5 et 25 kg N/ha.
Cet apport de 15 B 25 kg N/ha B l’agro-systéme riz-sol gris
n'incluant pas les apports dOs & la diffusion doit Btre considérg comme
minimum; il d6pendrait en partie B l'importance des cultures en amont.Cvt
apport ;azotG de la nappe peut d’ores et d6j& Qtre considér6 comme un fac-
t e u r pr.imordial d a n s l e m a i n t i e n d e l ’ é q u i l i b r e azotb d u s y s t è m e r i z - s o l
g r i s .
L'hypoth&sc b, relative à l’apport exoqène d'azote, est donc
confirmg, en ce qui concerne la fixation biologique de N2 et l’apport
d'azote par la nappe. Il r e s t e ü prociser l ’ i m p o r t a n c e r e l a t i v e d e s d e u x
ph6noménes.
1 2
!
t
Nombre d'années de monoculture en riz
!
!
!
!
1
2
3
4
!
!
! S a n s
Y-!
!
2070
2638
2434
2360
1,apport. !
I d’onqrsis!
(+410)
(+ 613)
(2 709)
(2
480)
;
’
!
-!
i
Avec ,
38ES
3925
4052
!
] apport ;
(~1572)
.
($.533)
(+08)
;
Id’azotc
i 80 kg N/ha en 3 apports
15 kg N/ha au semis
I
!
!
en cours de cycle
I
Tableau 3: Rendement en grain du riz sur des parcelles en lèrc, 2&mc,3emc
-
et 4e année de culture consdcutive. Les intervalles de con-
fiance sont donnes avec une s6curit6 de 95%.
Remarques
- Four l e s traitemants a v e c a z o t e , un seul Apport a k?tB rQalisB
1'annrSe de la mesure.
- V e r t i c a l e m e n t , l e s r é s u l t a t s
correspondent B une m8me annee de
mesure; horizontalement la correspondance entre rdsultats
dans le
t,emPs n'est Pas chronologique.
,
I
1
N total du sol ( pour mille)
!
;
!
! Juin 1972
I
,Profondour
!Juin 1974
en cm
j(aprèS 2ème
i
1 juste aprés
;dBfriche)
! culture)
I
!
!
!
!
I
!
O-10
, 0242
I
!
!
*-
il,36
0,41
0,40
!
IO-20
i 0,33
!
(cw7)i
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!
1
!
!
1
20-40
!
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!
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!
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1
I
I
1
1
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0,12
;
!
!
!
1
i
!
80-I 00
!
0306
1
Tableau 4: Evolution des teneurs en N totai du sol avant at apros cultura
de riz. Les intervalles de confiance sont données avec une
sSvurit6 d e 95%.
Remarque
Chaque rosultat est la moyenne de 4 réputitions. Une repétition
se constitue d'un échantillon moyen confectionné B partir d'une Par-
celle de 100 m2; cette meme parcel.le ayant Bt6 prelevee 3 anneos do
scito.
-.
13
!
f
I
, Stade I
Temps d'incubation en heures
i n si.tu I
;
cn
-
1
j o u r s i
2
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6
I
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2 35
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85e - ! 250
500 2 205
-
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1750
4900
6158 21685
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1
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! 30
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145 2
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151e
2075 2 480 .+ ‘- f
1
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I
R1Z
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1710
1930
2960 2 350
.
!
, .
I
!
!
!
!
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!
!
450
1200
1640 + 400
!
!
!
N
!
I 560
1700
2060 t 665
!
DE RIZ ,
!
!
!
!
!
!
1650
3270
5890
I PJILLE: !
22320
;
!
!
!
!
!
!
f ENFOUIE ! Avec
!
!
90
65
640 2 240
!
!
! N
!
I 350
1355
1300 i 270
!.
!
!
!
!
!
I
!
I
f 150
1170
1620
390
A
!
Tableau 2: Evaluation in situ de la fixation libre do N2 exprimce en
nanomolcs C2H4/hfgm2, en fonction :
- do la pr8soncc ou non de la culture de riz
- de la date dans le cycle cultural
- d e l ’ a p p o r t d ’ e n g r a i s azotb
- de l'enfouissement de paille
L’intervalle de confiance correspond 3. l’erreur standard de la moyenne.
!
! N-Nli4+
i N-N03- f
!! PiBzom&tres 1.
I
1
wm
,
wm
,
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1
P (amont) , 2
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I
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Tableau 6: Teneur en azote mincral de la nappe.
--
--
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-* ,11
-
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,,J
SYNTHESE et CONCLUSICN
Les pro~~sa3s~.cbs8~uations faites sur le sol gris de bas de vcr-
sant en'Casamance mettaient en dvidence dos rendements sur riz rclativc-
ment Slcv6s sans apport d'azote et une grande efficacite de l'apport
d'azote au semis. Cette hauts patentialite des sols gris jointe à la par-
ticularite de leur statu t azote nous a amenés à Etudier l'evolution do
l'azatc (dans le
systeme sol-plante, Cette 6tudo s'est echelonnec sur
:
cinq ans, demarrant juste aprbs le d&frichement dc la forét.
Comme on sol de plateau, un0 phase de minéralisation activa a
r
et6 mise en Evidence en debut de cycle jusqu'en fin juillet, suivio d'une
phase de mineralisation nette peu marqu6e dans l'horizon O-40 cm. Par
contre, dans octte,deuxihmo phase, sous culture de riz, les teneurs en
azote nitrique surit accrues de l'ordre de 20 a 25 kg N-NG3/ha dans 10s
40 premiers centimBtres,suggQrant un effet specifique de la culture sur
la minéralisation de l'azote. Ce rdsultat expliquerait que la cultUrO,
sans engrais azot< mobilise de faccn raqulière, du tal?age à la montaison,
onviron 1 kg d'N/ha/juur.
L'observation du maintien de la productivit6 véq0tale du riz
en monoculture sans anpauvrissenent a?&0 du sol, (cuntraikament aux sols
de plateau), implique qu'il y ait un apport d'azote axooèno. fi cet dgard,
la rochorchc d'une fixation biclogique de N2 ainsi que d'un apport azote
par la nappe a Qte entreprise et a ef.?ectivement r8vll6 la contribution
de COS deux facteurs dans l'apport azot6. La fisation de N2 a btb mise on
Bvidencct (mais non quantifioe).
Cette fixation de N2 serait provoqueo rar
la remont&e de la nappe, stimulee par la culture, hEIt6e et stimuleo par
l'enfouissement do paille. L'appart azot6 par la nappe, dB au procnssus
de mass-flow,
donc no ruprgscntant qu'uno partie de l'apport total,
serait de 75 & 25 kg N/ha. Ces rdsultats montrent la ddpendance directo
: .,
de 13 nutrition azotfie du riz vis-&-vis du volume racinaire duquel dVpend
la surface d'activitd rhizosphoriquo (fixation de N2 et mineralisation)
*.
et lc volume de sol prospecte (aptitude do la planto h capter l'azcto dc
la nappe).
Sur la plan de la pratique agricole, l'adoption d'un compromis
antre 1s souci de l'obtention de rendements ~LO~BS par l'emploi des on-
grais azotes et le souci de l'économie d'azcte en exploitant au mieux les
.
deux sources gratuitas d'azote :N2 da l'air et N minera1 de la napoe,
devrait !>tre recherche. En d'autres termes, l'obtention de hauts ren-
daments est possibie mais elle cnlèvo'le benefico des sources cxogèneo
i
d'azote.
A cet egard, nos rosultats nous ûutorisent à proconiscr l'en-
yrais azote en fumurc starter uniquement, avec enfouissement en fin de
cycle dos pailles de la rdcolto de riz precédente.
La monocuituro de riz pluvial peut Qtre pratiquée dans ces sols
sur plusieurs anndes sans craindre la manifestation d'essefs dépressifs.
A plus long terme, iL conviendrait cependant d'Btre attentif B l'SvoIL.u-
tion des facteurs odaphiques sous monoculture do riz.
.
B 1 B L I O G R A P H I E
---L--.,.-I-
1 - SEGUY (L.), 1970.
Influence des facteurs pEdologiquas
et des techniques culturale
sur la croissance et la Production du riz pluvial en Casamance~
Rapport IRAT, 62 p. CNRA de Bambcy.
2 - BERl-RAMD (R,) et FORCST (II.), 1973.
Compte rendu de 1'Qtude des sols gris de Casamanca
Rapport IRAT, E3 p. Annexes.
3- SIBAND(P), 1971.
In rapport d'activitb lY7G.
Recherche d'accompagnement sur 10 riz pluvial dans le cadre
de 1'OpR Casamanco
Rapport C.N.H.A. Bnmbcy.
4- BALPNDREAU (J.) et DOMMERGUES (Y.), 1971.
Mesure in situ de l'activité nitrogdnasique
C.R.Acad.Sci. Paris, I_
273 : 2020-2023
5- SIBAND (p.), 1976.
Quelques reflexions sur les potentialités et 10s problemes dos
sols gris de Casamance (Sénégal méridional)
Agron. Trop. vol. XXX1 - 2.
6- GRNRY (F.), 1978.
Effoct of nitrogen fertilizaion (urea) and organic manuring (compost)
on soil productivity on millet monoculture in somi-arid tropical
condition
\\;iorkshop on organic rocycling in agriculture BUEA Cameroun
5-14 dr5cembre 1975.
7- WArJG (T.S.G.), YANG (T.K.),cHuANG (T.T.), 1767.
Soil phanolic acids as .plant growth inhitors
Soi1 sci. 103(4)
239-245
u-
YOSI-~IDA (~.)and RNCAJRS (R.R.), 1773.
Nitrogen fixing activity in upland and flooded rice fiblds.
Soi.1 Sci.Soc. Hm. proc. 37(l), 42-46,
. .
9- WEINHARD (P.), BALAPJDREAU (J.), RINAUDO (G.), DOMMERGUES (Y.), 1371 ?
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non-légumincusas tropicales.
RaW*
Ecol. Biol. Sol, T. VIII, 3, pp. 367-373
IC- RIN,?UDO (G,), 1972.
Etude de la fixation d'azote dans la rhizosphère du riz
Rapport de stage ORSTOM. Centre URSTOM de Dakar.
ll- DOM?lERGUES (Y.) et MANGENOT (F.), 1370.
Lcolqgie microbienne du sol
Masson, paris.
DELEGATION GENERALE
e PRIMATURE
A LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
ET TECHNIQUE
ETUDE DE LA NUTRITION AZOTEE DU RIZ PLUVIAL CULTIVE
SUR LES SOLS HYDROMORPHES "GRIS" do CASAMANCE
( SENEGAL )
Par
F. GANRY
Ing&niour de rechorcho 2 1'IRAT
Mars 1978
Centre National de Recherches Agronomiques
de Bambay
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
(1. S; A. A.)
-.
.
.
. .
R ES U Pl E
Les sols gris sableux de bas versant en Casamance sont carac-
tQrises par l'installation en cours
de cycle d'une nappe phrbatique qui
confàre à ces sols laurs :hautes potentialit6a.ngricoles.
Cette étude montre que la monoculture du riz peut @tre prati-
quée sans risque de baisse de rondomont & moyen terme, Sans apport d’on-
grais azote des rendements relativement Qlcvés peuvent @ire obtenus
(environ 2500 kg de grains/ha);avec apport’ d’engrais azotd starter, Cos
rendements augmentent sensiblement (jusqu'8 40@0 kg/ha].D'une façon grj-
ndrale, on note une haute efficicnco de l'engrais azote au semis.
L'analyse de ces rgsultats
montre la dépendance directe de 10
nutrition azot6e du riz vis-à-vis du volume racinaire duquel dspend la
surface d’activitu rhizosph6rique et le volume prospactES par la plante.
La surface d'activite rhizaspherique regit l’importance de la fixation
biologique de N2 et de la min0ralisation do l’azote rhizosphériques qui
ont oté mises en Qvidence; quant au volume do sol prospectd, il r6git
l'aptitude de la plante à capter l’azote de la nappe dont la contribu-
tion à la nutrition azotde du riz semble importante.
ETUDE DE LA NUTRITION AZOTE DU RIZ PLUVIAL
CULTIVE SUR LES SOLS HYDROMORPHES "GRIS" DE
Y
CASAMANCE (SENEGAL)
---m--e---
I- INTRODUCTION
.
u
Ces derniéros annoes,
suite aux études de SEGUY (1), les agro-
pbdologues de 1'IRRT (2) ont mis l'accent sur les remarquables aptitudes
.
des sols "gris"
de bas de versant en Casamancc, réputes inexorablement
pauvres. Leur potontialite rizicole tient essontiellament à l'installa-
tion,
en cours de saison des pluies, d'une nappe phréatique circulants.
L o s p r e m i e r s e s s a i s d e f e r t i l i s a t i o n azotee m e n é s s u r c e s s o l s
“ g r i s ” avaient mis en evidence un certain nombre de caracteres, nouveaux
dans les conditions Ecologiques de la Casamance continentale, dont les
principaux sont les suivants (3) :
- (un niveau de rendement relativement Qleve, compare à celui des sols
de plateau pour une fertilisation identique;
- un rendement relativement élevb du témoin sans azote;
- une grando efficacite de l’apport d’azote au semis;
- une productiv.itQ Elevée de l'unit6 d'azote.
La presente étude a pour but d'élucider ces particularitbs
du
CYC~S d e l ’ a z o t e e n s o l “grisl’ en VUQ de deboucher sur une fertilisation
azotde raisonnde. On se propose d'examiner sur une annee, la mobilisa-
tion d'azote par le riz en regard de la fourniture d’azote par le sol; sur
plusieurs annees,le comportement du riz en monoculture en regard de l'évo-
lution du niveau en azote total dans le sol.
2 - CAJRE DE L'ETUDE, METHODES UTILISEES
Les experiences ont eté conduites à Dianaba en Casamancc can-
-
tinentale dans une zone defrichee en 1972, l’annee de leur mise en place.
Ces experiences se composent de 3 dispositifs de 4 parcelle de 10m X IOm.
Chaque dispositif regroupe 4 traitements, en factoriel: avec ou sans on-
grais azote (80 kg N/ha) et avec ou sans culture de riz. Ces dispositifs
ont etci mis en Place en 1972, 1973 et 1974. A partir de la deuxieme annoe
de misci en place, le dispositif est conduit en culture uniforme de riz
avec engrais minéral sans azote. Un autre dispositif pluriannuel de quatre/
/parcollas
a étO mis en place en 1975 dans le but d'etudior l'effet sur le rendement
.
de l'enfouissement des pailles de riz de la récolte.
Les parcelles sont implantees sur sol sablo-argileux, en aval,
dans une zone où la nappe devient subafflaurante sous uno pluviometrie
normale, au cours de la montaison-epiaison.
Les principales caracteristiquos analytiques du sol figurent
au tableau 1. Les techniques de prslevements et d'analyse ont porté sur
le sol, la plante et la nappe.
Prelévement et dosane concornant l'atoto mindral dahs le sol
111
Les prelèvcments sont effectues à l'aide d'une sonde de 1,4cm
do diametre. On pr618ve euccessivemont les horizons O-10, 10-20, 20-40,
40-60, 60-MO et 50-100 cm. A chaque prélevement on effectue
au moins 5
profils par parcelle; un échantillon homogène est constitue à partir de
ces prél.&vements. Les prélèvements,sont apportes au laboratoire dans les
24 heures où l'on effectue une détermination d'humiditd et l'extraction
de l'azote minerai. Ces extraits sont stabilises au formol (quelques
gouttes par flacon de 250 ml). L'azote minera1 est extrait par agitation
de 509 de sol dans 200 ml d'une solution de chlorure de potassium pendant
30 minutes. Apres filtration, l'azote ammoniacal est dos6 par distillation
alcaline en presence de magnesio sur 100 ml de l'extrait, l'azote nitrique
est dose sur la meme aliquote aprés réduction des nitrates par alliage de
Devarda.
On prélève sur chaque parcelle de 100 m* un échantillon compo-
sé de 10 prblevements de 20 cm linoaires, chacun des prelèvement Qtant
fait au hasard. L'ensemble des plantes prélevess représente moins do !i $
des plantes de la parcelle. Sur chaque echantillon, on determine la teneur
en azote, ainsi que le poids de matière sèche. Sur le dernier prelèvement
(plante à debut de maturation) on separe l'epi du reste de la planto. Le
prélèvement de fin de maturation n'ayant pas été fait, on admettra que
pendant la phase de maturatioa la production de matiers sèche et la mobi-
lisation d'azote sont nuls.
On trace ensuite la courbe de croissance
matière sèche et de mobilisation d'azote que l'on exprime en kg par hectare.
Fixation de N2 en cours de cycle
La méthode mise au point par BALLANDREAU et G,(4) a dté aPpli-
quée à des cylindres de 25 cm de diamètre enfoncés dans le sol o0.-formas
par .un sac plastique, l'6tanchéite aux gaz Otant realisee par un joint
hydraulique, On apporte environ 1 litre d'acétylbno par humectation de
carbonate de calcium contenu dans une coupelle h 1'intCïrieur du cylindre;
plus 5ml de propane dilué à 10%;
injecte dans ce volume estime à environ
h 10 litres.le propane est un gaz traceur dont les variations de dilution
en cours d'incubation,
mesurables, permettent,.en m&me temps que La con-
naissance du volume des échanges gazeux, la prise en compte des fuites
eventuel.les.
Les résultats ainsi obtenus exprimés en nanamoles de f2H4
formés par heure et par dm2, rendent compte qualitativement et compara-
tivement de la fixation de N2; ils sont la moyenne d'au moins 3 mesures,
chacune d'elles obtenue sur une parcelle de 100 m2 étant la moyenne de
3 rdpétition par parcelle (1 rdpgtition = 1 cylindre de mesure).
TableauI:
Principales caractéristiques analytiques du sol
I
. Profondeur horizons en
!
cm ! O-10 , 10-20: 20-40: 40-60: 60-80~80-100~
!
I
1
-
-
!
I
I Granulom&rie $ microns
!
;
1
!
;
;
!
ArgiPo
I
o-2
f
i
22,3;
25,l;
25,9;
20,li
6,2f
5,8 !
!
Limon fin
2-20
!
9,91
ll,O!
12,o;
9,0!
4,lf
4,) !
!
!
!
Limon
I
grossier 20-50
1
30,7;
27,O;
Wf
14,2;
13,511
13,s !
I S a b l e s finS
TO-200
I 28,8!
26,9!
27,9!
35,2!
42,31
43,2!
I
I
5. grossiers
200-2000
I
I
7,B;
9,6;
Il,21
16,2i
31,f3;
34.,6:
I Argile t Limons
!
32,21
36,OI
37,9!
29,1!
12,31
8,6!
!
I
I
!
!
!
I
1
1
I Carbone (pour mille)
!
I' 6,071
3,021
2,991
2,25f
1,25j
0,651
I
I Matière organiqus $
I
I
l
I
I
I
I
!
1,1 1
0,7 1
0,s 1
0,4 1
0,2 1
091 1
t Azote total (pour
!
mille)
,
0,421
0,33;
0933;
0,241
0,12;
0,071
!I Rapport
I
i
C/N
i 15 ! 12
i
!
f
f
f9
f
1 0
;
11
f
10
I
II pH eau 'l/2,5
1
5,3 1
5,0 !
!
,
,
5,0 !
5?0 2
532 1
5 , 8 1
I
.,
!
I
1
I Humidité $ de la terre
!
i
i
1
!
1
!
1
13,91 14,5 ! 15,2 ! 13,5 !
6,l !
9,8 1
sèche a pF 2,5
I
I
I
I
I
1
1
I
0
3 - RESULTATS ET DISCUSSION
31- Etude annuelle de l’offre et de la demande en azote dans le
-
zstéme riz-sol qrie
Notre premier souci dans cette Etude a et6 de rechercher quelle
pouvait être l’offre! en azote par le sol on regard de la demande en azote
de la plante. Au cours d'une expérience annuelle (année 1973) nous avons
donc établi le profil d'azote minéral du sol ainsi que la courbe de mo-
bilisation en azote total du riz.
Dvnamique de l'azote minera1 : offre en azote (graphique 1)
On observe, dans l’horizon O-40cm, un accroissement de la mine-
ralisation nette dès la fin juin, les quantités d’azote minéral sont
maximum le 13 juillet (42 kg N/ha sur O-40 cm). Elles decroissent ensuite
pour atteindre, dans cet horizon, 17 kg N/ha le 3 aoQt et 7 kg/ha le 20
aoQt et se stabiliserensuite autour de 10 kg N/ha. On peut donc considdrcr
qu'une deuxième phase de mineralisation peu active apparaft début aoQt et
s'étend jusqu'en fin de cycle.
.
La culture de riz ne modifie pas l’allure de la dynamique do
l’azote minéral dans la premi&re phase ou phase de minéralisation active,
mlis elle augmente les taneurs en azote nitrique du solpdans la deuxisme
phase,& p a r t i r d e f i n j u i l l e t ( t a b l e a u 3 ) ; Iles c o u r b e s d u graphiquey’f, il-
lustrent cet effet sptscifique de la culture sur l’accroissement des teneurs
en azote nitriquo dans l’horizon O-40 cm et 40-100 cm.
Sur l'ensemble des parcelles, apres debut aoQt, donc après le
308 jour du cycle vdgdtatif,
les profils sont exempts d'azote ammoniacal.
Cette augmentation du niveau en N-NO3 dans le sol resylto vrai-
semblablement d'un effet de l’enracinement sur l'aeration du sol qui
stimulerait la minéralisation et la nitrification daRs la rhizosphercg
mais cette hypothèse admise, on comprendrait mal que la plante n'utilise
pas l'azote dont elle a induit la formation, sans invoquer l’interven-
tion d’autres facteurs, tels que l'évaporation ou 10 lessivage, suscep-
t i b l e s de balayer le nitrate rhizospheriquo.
Mobilisation en azote total par la culture ; demande en azote
Sur le traitement sans fumure azotoe, on observe après tallage
un accroissement de la mobilisation de l'azote qui se maintient à un taux
7
constant de 0,Y kq N/ha/,jour jusqu'au stade maturitd, pendant la phase
de minéralisation peu active. Cotte observation vient corroborer l’hypo-
thèse d'un effet rhizosphérique engendrant une fournirturc rdgulière
d'azote è la plante. La mobilisation totale d'azote gar la culture à la
maturité a BtÉ de 67 kg N/ha.
Sur lc traitement avec fumure azotbe, les apports d’azote au
tallage et 2 la montaison provoquent un accroissement du taux de mobili-
sation de l'azote. Cette mobilisation atteint, en dbbut d'Spiaison, un
maximuin de 114 kg IJ/ha,
alors qu'au dernier prélèvement de début de ma-
turité cette valeur n’est plus que de 93 kg N/ha; environ 20 kg N/ha
seraient donc retourngs au sol. M@me en tenant compte de l’erreur d’dchan-
tillonnage et des pertes (feuillos desséch6es) occasionnées au moment du
prGl&vemcnt,
on doit admettre q6'une partie de cet azote est rctournae
au sol sous forme d’exsudats racinairas. C e r6sultat t e n d r a i t h prouvar
la faible efficienca de la dose de 22 N tardive, puisque l’écart de mo-
bilisation de l’azote enregistr6 entre les deux traitements, avec et sans
fumure azotée est le m&me avant application de cette dose, et après ap-
plication en fin de phase de mobilisation de l'azote. Cette baisse d'of-
ficience ne se situerait pas au niveau de l’absorption de l'azote mais
au nivez.u des processus de translocation qui n’auraient pas Jour3 en favour
de la synthase protidique dans la plante entrafnant donc uno,.G~WE’Ption
d e c e t a z o t e .
$ynthèse d e s rSsultatsconcernant la dynamique de N minéral dans
le s,ol et la mobiliss&ion og:N tatalApa? Xa. plante
- “_ . . . . - .I . .._
.,
. . .
L'essentiel du système racinaire se trouve donc en présence,
jusqu’aux environs du YOe jour du cycle, d'un niveau d'azote nitriquo os-
c i l l a n t e n t r e 2 0 e t 2 5 k g N/ha, Ce niveau azoté, quoique faible, semblerait
indiquer que la minéralisation de l’azote
n’est pas un facteur limitant.
Cependant l'alimentation azotee n'a pas 6té optimale puisque l’apport d’en-
g r a i s azot8 augmente la mobilisation d'azote de 25 kg N/ha.
Cette constation traduit l’importance des phénom&nes rhizosphc-
riques (hypothotiques cependant} dans la nutrition azotée du riz en sol
g r i s . 11 semble bien que la fourniburo d'azote à la culture soit directe-
ment litSe au volume racinaire duquel dgpcnd la surface d'activito rhizos-
phBriquEi et le volume de sol prospectd. Cn pourrait ainsi explique+ la
meilleure- efficionce- des apports d’azote rSalis6s.enld8but de...c)aole
(tableau 2) qui interviendraient, en grande partie, indirectement dans
la nutrition azotbe par un plus grand d8voloppement du système racinairu,
Les apports tardifs quant ci eux, interviendraient directement dans ILa
nutrition arotÇe lorsque celle-ci serait doficicnte (sous l'action d'un
lessivage important par exemple) mais auraient peu d’effet sur le dovc-
loppement racinaire.
Les résultats que nous citons ci-dessous (tableau 2) ont 6tB
obtenus par P. SIBAND (5).
Tableau 2: Rendements en grain obtenus en sols gris avec la variétd IKP
-=-=-=-=---=-=-=-=-=-2-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
-=-=-=-=-=-=-=-=-
!
?,N semis !
!
,N tallage
!N tallage + N montaison;
Sans .
I
azote ! 75 N !
75 N
1
'50 N
25Ni25N
5GN ;
!
!
I
!
-
-
!
1
!
!
I
!
! Rendements:
3090 !
5220
!
5430 !
5800
i
5240
!
kg/ha
;
!
!
I
!
!
-=-=-=-=:-=-===-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-~-=-=-=-=-=-=-=-
!
=-=-
On remarque immodiatement le niveau do rendement élev6 du tamoin
sans azote et l'efficience importante de l'apport d'azote sn début do ~y-
cle. Le fractionnement 50 N au tallage et 25 N à la montaison est ccpcndani:
significativement sup6rieur aux autres traitements.
32- Etude pluriannuelle de la productivit6
du système riz-sol qris
en monoculture.
3 2 1 . Résultats
agronomiques
-----_---------^---I--
Las rgsultats du tableau 3 indiqueat globalement
- qua la monoculture de riz pluvial en sol gris n'induit pas d'effet
d6pressj.f sur elle-marne. Ce rgsultat est nouveau, puisque la monoculture
c6réaliÈzre induit g8nGralemcnt un effet dapressif sur elle-meme (6i 7);
- que l’engrais azote, dans les conditions des sols gris de Dianaba,
a eu apprcximativement le m8me effet à forte dose et fractionn8 on
COUPS de cycle qu'à faible dose au semis,
cc qui limiterait son effet à
un effet starter.
Les r e n d e m e n t s d e 2e, 3 e e t 4e annaa
ds monoculture sans en-
grais azoté, dans l'ensemble plus &~@VI~S que le rendement de premigre
annQe,
se stabilisent autour de 2400 kg de grain/ha. Cette observation
inhabituelle dans lés conditions ocologiques de la zone tropicale seshe,
soulève un certain nombre de questions. En effet, dans un milieu Qdaphi-
que où ni, l'eau,
ni la fertilisation nin0rale en dehors de l’azote, ns
Y
.
sont li@i:;antes,
le premier facteur limitant invoque est ndcessairement
l'azote. Or l'agro-systeme semble avoir atteint un Equilibre bien qu'il
exporte cliaque annee, par la culture, environ 70 kg d'azote total. Les
deux hypotheses suivantes an decoulent :
Ci- ou bien cet équilibre se fait au détriment du stock d'azote du
sol, ce qui impliquerait son appauvrissement;
:
b- ou bien cet Equilibre rosulte d'un apport d'azote exogbno à
l'agro-système (nappe et/ou fixation de NZ).
.
322. Validite de l'hypothèse"a": évolution de l'azote total du soi
-----------I--I---c_-"---
---1-_-----3----c---__1___11___11
Nous avons suivi sur trais annees de monoculture du riz 1'6vo-
lution des teneurs en azote total d,u sol. La première ann6e l'azote de 6
horizons sur Im de profondeur a r,5te analysa. Les deux annees suivantes,
ssuls deux horizons (O-20 et 20-40) ont eté analyses. Les rdsultats
(tableau 4) montrent que les teneurs en azote diminuant rapidement avec
la profondeur passant de 0,36 pour mille dans U-2Ocm a CI,24 dans 40-6Ocm
et 0,06 dans 80-100. Au cours de la monoculture aucune diminution de la
teneur en N total n'est observée dans les 40 premiers cantimhtros du pro-
fil; cette teneur qui est stable dans l'horizon 20-40cm augmente merne
lsgèromcnt dans l'horizon O-20 aores la mise en culture. L'hypothèco'ai'
Ll
:
est donc infirmet par CQS r8sultats.
323. Validite de l'hypothèse b
-------------------------
3231. Contribution de la fixation de N2 dans l'apport d'azote
- - - - - - - - - - - - - I - - - - I - -
à l'aqro-s ystème Riz pluvial-Sol gris
-
-
---1--- --m-w
De nombreux auteurs ont Btudi6 et etudient ce phdnomene biolo-
gique dont on commence 3 prendre conscience de l'importance sur le plan
agronomique (8, Y, 10, et 11).
L ce s résultats du tableau 5 mettant en Evidence l'existence
d'une fixation de N2 non négligeable qui semble soumise à l'action dl-:
plusieurs facteurs: la remontée de la nappe, la culture et l'enfouissc-
ment de paille.
La remontée de la nappe
En jachere nue
la fixation de N2, faible au 05e jour, a et6
multiplioe par 6 au 105e jour en fin de cycle pluwiométrique. Cette auy-
mentation spectaculaire de l'activité roductrice d'acetylène est vraisem-
blablernsnt due à l'effet positif de l'engorgement du sol en fin de oyole
sur l'activité nitrogenasiquo.
L'effet de la culture
Comme en jacherc nue, jusqu'au 600 jour, la fixation de Iv2 est
n&gligeablo.
Ensuite la culture de riz stimule la Îixation de N2 par rap-
port à la jachère nue. L e s d i f f é r e n c e s d ’ a c t i v i t é reductrice
d ' a c é t y l è n e
enregistres.3 au 705e jour s*expliquent en raison d'une part du stade ma-
turité avance du riz impliquant un arr8t de la photosynthèse et de l'au-
tre d'un engorgesent du sol plus important en jach&re nue qu'en parculla
cultivoo.
Effet de l'enfouissement des pailles et de l’enqrais azote
L'effet positif de llcnfouissemant des pailles sur l'actiwitc
r é d u c t r i c e d’acdtylbne e s t t r è s net particu.l.ièrement
en debut de cycle;
il permet de h!Atcr la fixation de N2 qui est sous son action multipliée
par 10 au 60e jour. Par contra l’engrais azote a un cffot inhibiteur
tràs net sur cette fixation de 112 quel que soit le stade vegetatif.
iiemarque d ’ o r d r e methodoloqique
On remarquera l’inter@t de continuer l'incubation jusqu'au
delà de 4h; cependant, il est très probable qu'en raison du confinemont
de la plante dans un volume reduit et de l'effet “serre” apparu, la modi-
ficaticn du metabolisme de la plante induise
des modifications dans la
capacit.6 f i x a t r i c e d e c e l l e - c l . Egalement; ,nOus':no. saurions garantir
quIaucune diffusion différenti$lle des gaz ne s’est opér6e h travars l'on-
veloppe plastique. pour cette raison, nous n'attachons qu'une valeur r e -
lative et qualitativo aux resultats d'actiwi.tQ fixatrice d’azote. A cet
dgard, toute tentative de quantification n,e serait pas fondee.
3232. Contribution do la na&p- dans l’apport d’azote
a - - - - - - - - -
- - - - - - - - -
à l’agro-eysthma Riz-Sol gris
---me - a - - - - - - -
Un prelèvement de 13 nappe a 6tb effectué 13 0 septembre, dans
deux pFQzomètrcs de part et d’autre des parcelles expérimentales, à uno
periode du cycle vegétatif où la nappe a dejà atteint le système racinairo
du riz pour devenir sub-afflsurante. Les rdsultats
du tableau 6 indiquent
des teneurs en N minéral. allant de 5 à E ppm avec une teneur en nitrate
supérieure dans le piezomètre amont, ce qui semblerait indiquer un appauc
vrissement en nitrate dQ B la culture.
11
L’azote de la nappe peut être pr&levG par la plante grace SI
trois processus :
- diffusion et/ou mise ü la disposition de cet PS'?: plante en rai-
son du déplacement latdral do la nappe;
- mass-flow,
c'est-a-dire l’absorption azotée rdsultant de l'abscrp-
tien hydrique.
Une approximation de l’azote absorbé par ce dernier procossus
peut Btre faite en Qvaluant le volume d'eau évapotranspir6 pondant la
poriode où la nappe immerge le systhme racinaire. Ces p6rioda ont 6té
r
mesurses
par PUCTWIER (12) en 1974 et en 1975, En ‘i 974, p8riodc de 613 .i..
(du 20-O&- au 20-IO), la nappe ayant 6t6 affleurante pendant 30 jours.
En l975rwode rln 60 jours dqalemant (du 28-08 au 27-IO),
la nappe ayant
étQ affleurante pendant 40 jours, L’évapotranspiration d'une culture de
riz cultivde avec nappe a ét6 SualuGe sur deux annáes à Djibélor (Casamanco)
pa-: DANCETTE et TOURE (13), en moyenne,& 5mm/jour. En admettant donc uno
tivapotranspiration moyenne de 5 mm/jour sur 60 jours, l'apport azott: par
la nappe b la culture, par le pr~cossus de mass-flow, serait alors compris
entre Ii5 et 25 kg N/ha.
Cet apport de 15 B 25 kg N/ha B l’agro-systéme riz-sol gris
n'incluant pas les apports dOs & la diffusion doit Btre considérg comme
minimum; il d6pendrait en partie B l'importance des cultures en amont.Cvt
apport ;azotG de la nappe peut d’ores et d6j& Qtre considér6 comme un fac-
t e u r pr.imordial d a n s l e m a i n t i e n d e l ’ é q u i l i b r e azotb d u s y s t è m e r i z - s o l
g r i s .
L'hypoth&sc b, relative à l’apport exoqène d'azote, est donc
confirmg, en ce qui concerne la fixation biologique de N2 et l’apport
d'azote par la nappe. Il r e s t e ü prociser l ’ i m p o r t a n c e r e l a t i v e d e s d e u x
ph6noménes.
1 2
!
t
Nombre d'années de monoculture en riz
!
!
!
!
1
2
3
4
!
!
! S a n s
Y-!
!
2070
2638
2434
2360
1,apport. !
I d’onqrsis!
(+410)
(+ 613)
(2 709)
(2
480)
;
’
!
-!
i
Avec ,
38ES
3925
4052
!
] apport ;
(~1572)
.
($.533)
(+08)
;
Id’azotc
i 80 kg N/ha en 3 apports
15 kg N/ha au semis
I
!
!
en cours de cycle
I
Tableau 3: Rendement en grain du riz sur des parcelles en lèrc, 2&mc,3emc
-
et 4e année de culture consdcutive. Les intervalles de con-
fiance sont donnes avec une s6curit6 de 95%.
Remarques
- Four l e s traitemants a v e c a z o t e , un seul Apport a k?tB rQalisB
1'annrSe de la mesure.
- V e r t i c a l e m e n t , l e s r é s u l t a t s
correspondent B une m8me annee de
mesure; horizontalement la correspondance entre rdsultats
dans le
t,emPs n'est Pas chronologique.
,
I
1
N total du sol ( pour mille)
!
;
!
! Juin 1972
I
,Profondour
!Juin 1974
en cm
j(aprèS 2ème
i
1 juste aprés
;dBfriche)
! culture)
I
!
!
!
!
I
!
O-10
, 0242
I
!
!
*-
il,36
0,41
0,40
!
IO-20
i 0,33
!
(cw7)i
(2 04
(2 OP)j
!
1
!
!
1
20-40
!
!
or33
l
0934
1
u,34
[
!
!
!
!
40-60
!
a,*4
1
I
I
1
1
60-EU
0,12
;
!
!
!
1
i
!
80-I 00
!
0306
1
Tableau 4: Evolution des teneurs en N totai du sol avant at apros cultura
de riz. Les intervalles de confiance sont données avec une
sSvurit6 d e 95%.
Remarque
Chaque rosultat est la moyenne de 4 réputitions. Une repétition
se constitue d'un échantillon moyen confectionné B partir d'une Par-
celle de 100 m2; cette meme parcel.le ayant Bt6 prelevee 3 anneos do
scito.
-.
13
!
f
I
, Stade I
Temps d'incubation en heures
i n si.tu I
;
cn
-
1
j o u r s i
2
4
6
I
!
!
!
!
I
2 35
JACHERE
0
.
65
!
!
600
!
0
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1
!
NUE
!
85e - ! 250
500 2 205
-
:
I
I
i
!
; lOtje
;
1750
4900
6158 21685
‘:.
f
.
f
!
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1
CULTURE
I Sans ,
! 30
100
145 2
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f
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I N
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fi20
151e
2075 2 480 .+ ‘- f
1
!
!
I
!
I
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.l:
!
1710
1930
2960 2 350
.
!
, .
I
!
!
!
!
! CULTUEE ! Sans
!
!
450
1200
1640 + 400
!
!
!
N
!
I 560
1700
2060 t 665
!
DE RIZ ,
!
!
!
!
!
!
1650
3270
5890
I PJILLE: !
22320
;
!
!
!
!
!
!
f ENFOUIE ! Avec
!
!
90
65
640 2 240
!
!
! N
!
I 350
1355
1300 i 270
!.
!
!
!
!
!
I
!
I
f 150
1170
1620
390
A
!
Tableau 2: Evaluation in situ de la fixation libre do N2 exprimce en
nanomolcs C2H4/hfgm2, en fonction :
- do la pr8soncc ou non de la culture de riz
- de la date dans le cycle cultural
- d e l ’ a p p o r t d ’ e n g r a i s azotb
- de l'enfouissement de paille
L’intervalle de confiance correspond 3. l’erreur standard de la moyenne.
!
! N-Nli4+
i N-N03- f
!! PiBzom&tres 1.
I
1
wm
,
wm
,
‘-
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6
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1
P (amont) , 2
1
I
1
P (aval)
i
2
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3,
;
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Tableau 6: Teneur en azote mincral de la nappe.
--
--
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- -2
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-* ,11
-
”
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SYNTHESE et CONCLUSICN
Les pro~~sa3s~.cbs8~uations faites sur le sol gris de bas de vcr-
sant en'Casamance mettaient en dvidence dos rendements sur riz rclativc-
ment Slcv6s sans apport d'azote et une grande efficacite de l'apport
d'azote au semis. Cette hauts patentialite des sols gris jointe à la par-
ticularite de leur statu t azote nous a amenés à Etudier l'evolution do
l'azatc (dans le
systeme sol-plante, Cette 6tudo s'est echelonnec sur
:
cinq ans, demarrant juste aprbs le d&frichement dc la forét.
Comme on sol de plateau, un0 phase de minéralisation activa a
r
et6 mise en Evidence en debut de cycle jusqu'en fin juillet, suivio d'une
phase de mineralisation nette peu marqu6e dans l'horizon O-40 cm. Par
contre, dans octte,deuxihmo phase, sous culture de riz, les teneurs en
azote nitrique surit accrues de l'ordre de 20 a 25 kg N-NG3/ha dans 10s
40 premiers centimBtres,suggQrant un effet specifique de la culture sur
la minéralisation de l'azote. Ce rdsultat expliquerait que la cultUrO,
sans engrais azot< mobilise de faccn raqulière, du tal?age à la montaison,
onviron 1 kg d'N/ha/juur.
L'observation du maintien de la productivit6 véq0tale du riz
en monoculture sans anpauvrissenent a?&0 du sol, (cuntraikament aux sols
de plateau), implique qu'il y ait un apport d'azote axooèno. fi cet dgard,
la rochorchc d'une fixation biclogique de N2 ainsi que d'un apport azote
par la nappe a Qte entreprise et a ef.?ectivement r8vll6 la contribution
de COS deux facteurs dans l'apport azot6. La fisation de N2 a btb mise on
Bvidencct (mais non quantifioe).
Cette fixation de N2 serait provoqueo rar
la remont&e de la nappe, stimulee par la culture, hEIt6e et stimuleo par
l'enfouissement do paille. L'appart azot6 par la nappe, dB au procnssus
de mass-flow,
donc no ruprgscntant qu'uno partie de l'apport total,
serait de 75 & 25 kg N/ha. Ces rdsultats montrent la ddpendance directo
: .,
de 13 nutrition azotfie du riz vis-&-vis du volume racinaire duquel dVpend
la surface d'activitd rhizosphoriquo (fixation de N2 et mineralisation)
*.
et lc volume de sol prospecte (aptitude do la planto h capter l'azcto dc
la nappe).
Sur la plan de la pratique agricole, l'adoption d'un compromis
antre 1s souci de l'obtention de rendements ~LO~BS par l'emploi des on-
grais azotes et le souci de l'économie d'azcte en exploitant au mieux les
.
deux sources gratuitas d'azote :N2 da l'air et N minera1 de la napoe,
devrait !>tre recherche. En d'autres termes, l'obtention de hauts ren-
daments est possibie mais elle cnlèvo'le benefico des sources cxogèneo
i
d'azote.
A cet egard, nos rosultats nous ûutorisent à proconiscr l'en-
yrais azote en fumurc starter uniquement, avec enfouissement en fin de
cycle dos pailles de la rdcolto de riz precédente.
La monocuituro de riz pluvial peut Qtre pratiquée dans ces sols
sur plusieurs anndes sans craindre la manifestation d'essefs dépressifs.
A plus long terme, iL conviendrait cependant d'Btre attentif B l'SvoIL.u-
tion des facteurs odaphiques sous monoculture do riz.
.
B 1 B L I O G R A P H I E
---L--.,.-I-
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