REPUBLIQUE DU SENEGAL Un Peuple - Un But - Une ...
REPUBLIQUE DU SENEGAL
Un Peuple - Un But - Une FCDI
MINISTERE DE L’AGRICULTURJJ
.-
INSTITUT SENEGMIS DE RECHERCHES
AGRICOLES
Route des Hydrocarbures - Bel-Air - Tel : (221) 832-24-31/23 Fax : (221) 832-24-27 -BP 3 120 - DAKAR - (Sénégal)
Par
Jean Pierre NDIAYE
Pédologue
Directeur Scientifique ISRA
Août 1999
. .
-
--
. ..-
----------
Par
Jean Pierre NDIAYE
Pédologue, Directeur Scientifique ISRA
Avant-Propos
La note élaborée et diffusée par le PSI-CORAF et relative aux <( possibilités
d’utilisation du phosphogypse pour la fertilisation des sols irrigués dans la vallée du
fleuve Sénégal >a a, semble-t-il, provoqué une controverse sur ce produit. Cette note,
en effet, a été diffusée au moment où un vaste programme de phosphatage de fond
des sols est en cours d’exécution à travers toutes les zones agroécologiques du
pays, mais surtout à un moment où certains agriculteurs de la vallée du fleuve
étaient sur le point d’apporter sur leurs terres, un mélange de phosphate tricalcique
et de phosphogypse.
La présente note a pour objectif d’apporter un éclairage sur les conditions
dans lesquelles le phosphogypse pourrait être utilisé comme amendement dans
certains types de sols de la vallée alluviale du fleuve Sénégal.
1.
Qu’est-ce que le phosphoqvpse ?
Sous-produit de la synthèse de l’acide phosphorique par voie humide, le
phosphogypse a une composition très variable qui dépend dans une large mesure de
la composition des phosphates naturels à partir desquels il est obtenu. Le tableau 1
présente la composition de phosphogypse produit au Sénégal. La lecture du tableau
1 montre que le phosphogypse constitue principalement une source de calcium
(CaO) et de souffre (S) et non de phosphore (P205). II apparait également que le
phosphogypse contient des métaux lourds à faible concentration.
II s’agit surtout du plomb (Pb), du cadmium (Cd) et du chrome (Cr). Ces métaux
peuvent être toxiques pour les plantes, même à faible concentration.
II convient de rappeler que le calcium est souvent envisagé comme
amendement. Cependant, il joue un rôle non négligeable dans la physiologie de la
plante, surtout en fonction des rapports Ca/Mg ou Ca/K. Son rôle est important dans
la conservation de la structure du sol.
#
Quant au souffre, c’est un aliment important pour les végétaux, constituant de
certaines protéines et enzymes, activateur de la respiration.
Comme source de calcium et de souffre le phosphogypse peut logiquement être
considéré comme un produit avec une certaine valeur fertilisante. Cependant, en
raison ‘du rôle du calcium dans la conservation de la structure du sol le
phosphogypse constitue un amendement pour les sols <c à problèmes >>, tels que les
sols acides avec un taux d’aluminium échangeable élevé ou les sols salés sodiques
dont le complexe d’échange est largement dominé par le sodium (Na). En effet, dans
ces derniers types de sols la présence de Na entraîne la dispersion des argiles et
l’effondrement de la structure du sol.
Source des
P205
s
C a 0 1 M a 0 1 K20
Na20 1Fe203
1 A1203 I
F
I M n I CU I Zn 1 P b 1 Cr 1 Ni 1 C d 1
résultats
%
%
%
oie
%
70
PPm
wm
fwm mm wm PPm PPrn
d’analyse
n
CIRAD-CA-GEC
0.99
14.64
3 2 . 2 6
0.01
<0.5
0 . 0 7
2 . 3
3 . 5
4.0 5.3
2 4 . 2
2 . 8
15.8
I
I
I
I C S :SENCHIM 1 . 7
18.0 32.0 l
2
2.
Principales caractéristiques des sols de la Vallée Alluviale du
f l e u v e S é n é a a l
L’inventaire cartographique le plus complet des sols de la Vallée est sans
doute celui du projet SEDAGRI-OMVS-FAO (1973) qui a réalisé une étude au 1/50000
depuis Bakel bsqu’à la mer couvrant les deux rives sénégalaise et mauritanienne,
sur 11200 Km environ.
II est généralement établi que la pédogénèse dans la partie la plus aval du delta est
essentiellement :Saline, soit à cause des inondations par les eaux de surface
saumâtres, soit à cause des mouvements ascendants de la nappe superficielle
chargée en sels solubles. En plus de cette salure, on enregistre souvent des
manifestations acides liées à la présence de composés sulfatés issus de la
mangrove fossile,
Il convient de noter que la séquence classique des différentes unités
géomorphologiques transversalement à la vallée a été maintes fois décrite et se
retrouve régulièrement répétée à tous les niveaux.
Depuis la dun,e, jusqu’au lit mineur, on distingue :
-
les sols bruns ou brun rouge isohumiques de dunes ;
- les sols peu évolués colluviaux de mi-glacis de raccordement dune-
cuvette ;
-
les sols hydromorphes colluviaux de bas glacis et de terrasse ou plage ;
-
les veri.isols modaux de cuvette et les vertisols hydromorphes de fond de
cuvette ;
-
les sols salés plus ou moins évolués, plus ou moins vertiques des levées
fluvio-deltaïques ;
-
les sols peu évolués des levées subactuelles ;
-
les sols, minéraux bruts des bourrelets de berge.
Cette diversité de sols aux propriétés physiques et chimiques si di,verses et variées
devrait inciter à plus de prudence dans les recommandations souvent formulées
sous forme de recettes, que ce soit en matière de fertilisation minérale ou d’apport
d’amendements rninéraux.
2.1
Cas des sols de la basse vallée
L’on estime à peu près à 2 000 km* la superficie des sols affectés à des
degrés divers par les sels sur la rive sénégalaise. Ces sols sont surtout concentrés
dans la partie la plus basse de la vallée, le delta, qui va de Richard-TOI1 à
l’embouchure.
Cependant, des rnanifestations de salure affectent localement des sols situés plus en
amont jusqu’à Podor et même ponctuellement jusqu’aux environs de Salde (Loyer,
1989).
Dans tous les cas, la salure observée est de type chlorure-sulfaté d’origine
marine ou lagunaire, essentiellement sodique et magnésien à laquelle peut se
3
superposer une alcalisation liée à une sodicité excessive et souvent due à une
évolution secon’daire. Dans certaines zones, notamment dans la zone côtière, on
enregistre une acidification plus ou moins prononcée due à I’oxyclation des sulfures
de la mangrove et qui se superpose au phénomène de salure.
L’acidité résiduelle des sols est souvent forte (pH 3 à 6), ce qui n’exclut pas des
phénomènes d’alcalisation secondaire (Loyer, 1989).
.
2.1 .l
Salinité des nappes
Le calcul des activités des ions dans les nappes permet de déterminer si celles-ci
sont ou non saturées vis-à-vis de tel minéral. C’est ainsi que, pour les sulfates et le
gypse, lorsqu’il y a équilibre entre les ions en solution et le minéral on a :
(Ca++) (S0.J
K =
(CaS04-2H20)
K = produit de solubilité du gypse. Par convention (CaS042H20) = ‘1
Les activités chimiques sont placées entre parenthèses. Selon les auteurs, la valeur
de K varie entre 10-4.4 et 1 OF4-8
II convient de noter que la valeur maximum du produit des activités (Ca”) (SO47
calculée pour un certain nombre d’échantillons d’eau de nappe du Delta est
d’environ 10F4.“, ce qui suggère une précipitation de gypse à partir des eaux de
nappe les plus concentrées. Ceci est confirmé par les cristaux de gypse
fréquemment observés dans les sols salés du Delta.
2.1.2
Distribution de la salinité
La salure des sols salés se caractérise par une très grande hétérogénéité.
Ceci rend extremement difficile la définition de règles de répartition des sols dans
les différentes iunités morphologiques. Néanmoins, les faits suivants ont été mis en
évidence.
-
La salut-e globale au niveau des burrelets de berge qui bordent le fleuve et
les défluents augmente au fur et à mesure de l’éloignement du lit mineur
d’écoulement.
- Le maximum de salure est enregistré au milieu des levées du fluvio-
deltaïque haut, pour décroître latéralement vers les bordures de cuvette.
- Les deltas de rupture du fluvio-deltaïque bas sont généralement moins
salés et les sols sont répartis de façon plus hétérogène que dans: les
levées.
-
La salure globale des sols des cuvettes de décantation augmente du fond
de cuvette vers les bordures.
L’importance de l’hétérogénéité spatiale de la salinité aussi bien au sein du
même type de sol que d’un type de sol donné à un autre, rend plus difficile la mise
au point de mesures de lutte efficaces, notamment la détermination des doses
d’amendements nécessaires. Dans ces conditions, les analyses de sol peuvent
grandement contribuer à mieux rationaliser les conseils en matière d’amendements
pour restaurer la fertilité des sols salés sodiques.
4
3.
Efficacité du qvpse et du phosphoqvpse dans les sols de la
vallée alluviale du fleuve Sénéqal : un réexamen des preuves
expérimentales
II convient de rappeler que le phosphogypse est essentiellement du gypse
(CaS042H20) et donc, il conserve les propriétés physiques et chimiques de base du
gypse normal.
Mutsaars et Van der Velden (1973) ont réalisé des études de dessalement
des terres salées du Delta du fleuve Sénégal durant trois années (1970-l 973) sur la
cuvette de Boundoum Ouest (100 ha).
C’est ainsi qu’ils ont expérimenté un système qui comportait un drainage profond
avec des drains enterrés à différentes profondeurs et à différents écartements en
présence d’une couche d’argile de moins de un (1) mètre sur des sables et limons
stratifiés. Les diverses situations étudiées étaient les suivantes :
--+ Drainage avec drains ouverts ou enterrés ;
+ Espacement variable des drains (33 à 200 m) ;
-+ Amendements divers (chaux, gypse, coquillages broyés) ;
-+Travaux culturaux (labour profond, chissel, enfouissement de chaume).
Les résultats de ces expérimentations montrent la possibilité du dessalement
des sols argileux par percolation sans interruption de plus de 50 jours, de 400 mm
d’eau (90 % de dessalement par rapport à la salinité initiale dans l’argile de surface,
et 80 % sur tout le profil) ; et de 600 mm d’eau (respectivement 95 et 91 % de
dessalement de la couche argileuse). Les drains enterrés profonds associés à
l’épandage au moins d’une dose de 4t/ha de gypse ont constitué la méthode la plus
efficace sur le plan technique, puisqu’un dessalement complet du profil sur un mètre
est obtenu en trois (3) ans.
II convient de noter que la qualité des sols de la vallée alluviale du fleuve
Sénégal dépend en partie de la quantité de sels qui y sont présents. Les équilibres
ioniques exercent aussi une influence sur cette qualité. Loyer (1989) a étudié
l’évolution des équilibres ioniques dans le sol dans plusieurs cuvettes de
décantation.
C’est ainsi qu’il a montré qu’entre 1980 et 1983, une indéniable accumulation relative
de sodium s’était produite. Selon l’auteur, cela expliquerait une alcalisation dans
certains endroits du Delta, nécessitant une application de gypse pour neutraliser le
sodium. Cependant, à la place du gypse l’auteur a testé un autre amendement
calcique (chaux) au laboratoire à titre expérimental sur colonnes de sol.
II ressort de cette expérimentation que le sol additionné de chaux avait une
perméabilité meilleure que le sol naturel et l’élimination des sels avait été améliorée
par l’amendement calcique.
Dans une étude consacrée à la caractérisation des propriétés physiques et
chimiques des sols du Delta du fleuve Sénégal (Raes et Deckers, 1993), la tendance
vers I’alcalisation qui a été observée par Loyer (1989) ne s’était pas confirmée à Pont
Gendarme, ni à Ndiaye après une longue période d’irrigation. Sur la base de ces
résultats Raes et Deckers (1993) ont conclu qu’une application de gypse ne
s’imposait pas.
Un des enseignements à tirer des résultats précédemment cités est que
l’apport de gypse et de phosphogypse doit se faire avec discernement en fonction du
type de sol, de ses propriétés physiques et chimiques, notamment en tenant compte
du taux de sodium sur le complexe d’échange (NB : le seuil l’imite admis pour
I’alcalisation est de 10115 OA) ou de la teneur en aluminium échangeable pour les
sols acides. II convient toutefois de rappeler que I’alcalisation des sols n’est pas
aisée à mettre en évidence analytiquement en présence de quantités importantes de
sels solubles.
Des essais de démonstration réalisés en collaboration avec la SAED ont été
implantés dans le Delta du fleuve Sénégal pour le dessalement de parcelles de riz
grâce à l’utilisation de phosphogypse (Kane, 1999). C’est ainsi que quatre (4)
paquets technologiques variables selon les doses d’engrais employées ont été
testés. Les résultats obtenus montrent des rendements de paddy de 9 300 kg/ha à
Nianga et 9 250 kg/ha à Bakel. La dose de 1000 kg/ha de phosphogypse combinée à
200 kg/ha de DAP et 200 kg/ha d’urée a été la plus efficace sur sols salés. Ces
résultats sur le rendement du rjz ne sont malheureusement pas accompagnés
d’informations sur le niveau de salinité et le taux de Na sur le complexe d’échange
avant et après les tests de démonstration.
Une question légitime que l’on peut se poser est de savoir quel peut être le
comportement du phosphogypse dans des sols avec des teneurs en gypse
relativement élevées ? Dans les conditions où les solutions sont à l’équilibre avec le
gypse l’on peut s’attendre à ce que la dissolution du phosphogypse apporté comme
amendement se fasse difficilement. Mais cet équilibre peut être vite perturbé,
notamment par un drainage qui entraîne une sous-saturation des solutions par
rapport au gypse. Dans ces conditions, le phosphogypse peut se dissoudre
progressivement.
Comme nous l’avons vu précédemment, le phosphogypse contient des
métaux lourds à faible concentration. Par exemple, la teneur en cadmium est de
l’ordre de 16 ppm, soit 16 g/t. Des applications massives et répétées de
phosphogypse pourraient donc conduire à une accumulation de cet élément dans le
sol et éventuellement dans les cultures. Si l’amendement est apporté sous forme de
mélange (50 % phosphate tricalcique de Taïba + 50 % phosphogypse) alors plus de
cadmium risque de s’accumuler dans le sol. En effet, ce mélange d’après les
analyses effectuées par le CIRAD a une teneur de :
Cd = 51.6 ppm
Ni = 29.8 ppm
Cr = 96.7 ppm
Pb = 5.3 ppm
CU = 27.7 ppm
Mn = 108 ppm
Ainsi, une dose de 400 kg/ha du mélange phosphogypse + phosphate
tricalcique de Taïba apporte environ 20.6 g Cd à l’hectare. Rappelons d’ailleurs que
6
---
------y
mm---.--
-
les teneurs en cadmisum du phosphate de Taïba varient entre 70 et 115 ppm tandis
que celles en mercure (Hg) se situent entre 250 et 1000 ppb.
Une autre question légitime que l’on peut se poser est de savoir sur quoi
repose la recommandation qui consiste à apporter un mélange phosphogypse (50 OA)
+ phosphate tricalcique (50 Oh) dans les sols de la vallée alluviale du fleuve
Sénégal ? Pourquoi 50 % de chaque produit et pas 75 % d’un produit et 25 */o de
l’autre ? Existe-t-il des référentiels techniques sur l’efficacité d’un tel mélange tant sur
la productivité des cultures que sur l’amélioration foncière des sols salés sodiques ?
II est généralement admis que les sols de la Vallée alluviale du fleuve Sénégal
sont pauvres OLI très pauvres aussi bien en phosphore total qu’en phosphore
assimilable.
Par ailleurs les études sur la fumure phosphatée (Diatta et Cissé, 1985) ont
conduit à des recommandations d’apport de phosphore pour compenser les
exportations des récoltes et le remplacement du phosphate d’ammoniaque par le
phosphate tricalcique de Taïba ou le phosphate de Thiès (Phospal). Pour des
rendements de 5 à 6 t/ha de riz-paddy les doses à apporter seraient de 150 et 175
kg/ha, respectivement pour le tricalcique de Taïba et le phospal. L’utilisation de ces
phosphates naturels dans les conditions pédoclimatiques de la vallée du fleuve
Sénégal repose donc sur des bases expérimentales.
Qu’en est-t-il du mélange phosphate tricalcique et phosphogypse ?
II semble que pour la vallée du fleuve Sénégal, l’apport de ce mélange repose plutôt
sur un raisonnement << agronomique ‘> simple.
Le phosphate tricalcique permet de compenser les exportations en phosphore
sur ces sols carencés en cet élément et le phosphogypse grâce à l’apport de calcium
permet de lutter contre les effets néfastes du sodium sur la structure du sol et le
dessalement.
Les résultats d’analyses du mélange phosphogypse + phosphate tricalcique
effectuées par le CIRAD indiquent les teneurs suivantes :
Ca0 = 40.6 %,
Mg0 = 0.04 %
K20 < 0.5 %,
Na 20 = 0.08 %
Fe203 = 0.49 %
Al203 = 0.77 %,
P205 = 19.12 %
s = 6 .\\ 79 70 .
Ainsi un apport de 400 kg/ha de ce mélange correspond à une dose de 76 kg
P205/ha, 162 kg CaO/ha et 27 kg S/ha. Une dose de 76 kg P205/ha ne constitue pas
un phosphatage de fond. Elle ne compense que les exportations.
On remarquera que la dose de 162 kg CaO/ha est nettement inférieure à celle
apportée par une dose de 1000 kg/ha de phosphogypse (322 kg CaO/ha) et qui s’est
révélée être la dose la plus efficace dans les essais démonstrations précédemment
cités (Kane, 1999). Elle est également sans commune mesure avec la dose de 4, t/ha
de gypse que Mutsaars et van der Velden (1973) ont identifiée comme la, plus
efficace pour un dessalement complet du profil.
II semble donc qu’il y ait extrapolation des recommandations destinées aux
conditions de cultures exondées a une réalité tout à fait différente que constituent les
sols alluviaux de la vallée du fleuve Sénégal.
II convient de rappeler que Fardeaux et al (1983) ont montre que des apports
même au niveau1 de 125 kg P/ha ne modifie pas la fertilité des sols Fondé et Hollaldé
à très fort pouvoir fixateur. La notion de phosphatage de fond s’applique donc mal à
ces types de sols. Chercher à accroître les réserves de ces sols en phosphore
(phosphatage de ,fond) est un objectif irréaliste compte tenu de leur fort pouvoir
fixateur. L’entretien des réserves assimilables à leur niveau actuel et la recherche
d’une méthode de fertilisation phosphatée procurant, dès l’année qui suit l’épandage,
les rendements maximaux sont deux objectifs que l’agronome devrait chercher à
atteindre dans la fertilisation de ces sols à fort pouvoir fixateur (Fardeaux et al,
1983).
Conclusion
La possibilité d’utiliser le phosphate tricalcique de Taïba dans les sols
alluviaux de la vallée du fleuve a été largement démontrée dans de nombreuses
expérimentations. II en est de même du phospal. Dans ces conditions, il ne s’agit
point de procéder à un phosphatage de fond mais d’apporter une quantité de P205 à
l’hectare qui compense les exportations du riz pour un rendement donné. Quant à
l’utilisation du phosphogypse, elle peut se justifier dans des sols salés sodiques ou
dans des sols acides avec une teneur élevée d’aluminium échangeable. Les
quantités de phosphogypse employées actuellement dans la vallée dans le cadre de
ce qu’on appelle abusivement (pour la vallée) « programme de phosphatage de
fond >> paraissent nettement insuffisantes pour un dessalement complet du profil au
regard des résuIi:ats expérimentaux disponibles.
L’apport de quantités plus importantes de phosphogypse (1-4 tJha) devrait
s’accompagner d’un suivi du devenir des métaux lourds contenus dans ce produit,
surtout si les apports sont répétitifs.
Y
Diatta, S. et Cisé, L.. 1985. Fertilisation phosphatée du riz irrigué dans la moyenne
vallée du fleuve Sénégal.
Rapport de synthèse. Dot. ISRA
Fardeaux, J.C., Diatta, S. Ndiaye, J.P et Jappe, J. 1983. Choix de la fertilisation
phosphorique dans quelques sols du Sénégal : Utilisation du phosphore
32. Agron. Trop. 38 (2) : 103-l 09
Kane, A. 1999. Restauration de la productivité des sols : Essais démonstration
amendements phosphocalciques et dessalement. Dot. ICSSENCHIM.
17 p.
Loyer, J.Y. 1989. Les sols salés de la basse vallée du fleuve Sénégal.
Editions ORSTOM. Collections Etudes et Thèsès, Paris, France 137 p.
Mutsaars, M . et van der Velden. 1973. Le dessalement des terres salées du Delta
du fleuve Sénégal. Bilan de trois années d’expérimentation (1970-
1973). OMVS St-Louis.
Raes, D. et Deckers, J. (eds).l993. Les sols du Delta du fleuve SEnégal. Propriétés
physiques et chimiques Projet Gestion de l’eau, Coopération
Scientifique Kuleuven - SAED Bulletin Technique No 8. 84 p.
SEDAGRI-OMVS-FAO (1973). Etude hydro-agricole du fleuve Sénégal. Etude
Pédologique, FAO Rome DP. RAF 65-061.
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Un Peuple - Un But - Une FCDI
MINISTERE DE L’AGRICULTURJJ
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INSTITUT SENEGMIS DE RECHERCHES
AGRICOLES
Route des Hydrocarbures - Bel-Air - Tel : (221) 832-24-31/23 Fax : (221) 832-24-27 -BP 3 120 - DAKAR - (Sénégal)
Par
Jean Pierre NDIAYE
Pédologue
Directeur Scientifique ISRA
Août 1999
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Par
Jean Pierre NDIAYE
Pédologue, Directeur Scientifique ISRA
Avant-Propos
La note élaborée et diffusée par le PSI-CORAF et relative aux <( possibilités
d’utilisation du phosphogypse pour la fertilisation des sols irrigués dans la vallée du
fleuve Sénégal >a a, semble-t-il, provoqué une controverse sur ce produit. Cette note,
en effet, a été diffusée au moment où un vaste programme de phosphatage de fond
des sols est en cours d’exécution à travers toutes les zones agroécologiques du
pays, mais surtout à un moment où certains agriculteurs de la vallée du fleuve
étaient sur le point d’apporter sur leurs terres, un mélange de phosphate tricalcique
et de phosphogypse.
La présente note a pour objectif d’apporter un éclairage sur les conditions
dans lesquelles le phosphogypse pourrait être utilisé comme amendement dans
certains types de sols de la vallée alluviale du fleuve Sénégal.
1.
Qu’est-ce que le phosphoqvpse ?
Sous-produit de la synthèse de l’acide phosphorique par voie humide, le
phosphogypse a une composition très variable qui dépend dans une large mesure de
la composition des phosphates naturels à partir desquels il est obtenu. Le tableau 1
présente la composition de phosphogypse produit au Sénégal. La lecture du tableau
1 montre que le phosphogypse constitue principalement une source de calcium
(CaO) et de souffre (S) et non de phosphore (P205). II apparait également que le
phosphogypse contient des métaux lourds à faible concentration.
II s’agit surtout du plomb (Pb), du cadmium (Cd) et du chrome (Cr). Ces métaux
peuvent être toxiques pour les plantes, même à faible concentration.
II convient de rappeler que le calcium est souvent envisagé comme
amendement. Cependant, il joue un rôle non négligeable dans la physiologie de la
plante, surtout en fonction des rapports Ca/Mg ou Ca/K. Son rôle est important dans
la conservation de la structure du sol.
#
Quant au souffre, c’est un aliment important pour les végétaux, constituant de
certaines protéines et enzymes, activateur de la respiration.
Comme source de calcium et de souffre le phosphogypse peut logiquement être
considéré comme un produit avec une certaine valeur fertilisante. Cependant, en
raison ‘du rôle du calcium dans la conservation de la structure du sol le
phosphogypse constitue un amendement pour les sols <c à problèmes >>, tels que les
sols acides avec un taux d’aluminium échangeable élevé ou les sols salés sodiques
dont le complexe d’échange est largement dominé par le sodium (Na). En effet, dans
ces derniers types de sols la présence de Na entraîne la dispersion des argiles et
l’effondrement de la structure du sol.
Source des
P205
s
C a 0 1 M a 0 1 K20
Na20 1Fe203
1 A1203 I
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I M n I CU I Zn 1 P b 1 Cr 1 Ni 1 C d 1
résultats
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d’analyse
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CIRAD-CA-GEC
0.99
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2 . 3
3 . 5
4.0 5.3
2 4 . 2
2 . 8
15.8
I
I
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I C S :SENCHIM 1 . 7
18.0 32.0 l
2
2.
Principales caractéristiques des sols de la Vallée Alluviale du
f l e u v e S é n é a a l
L’inventaire cartographique le plus complet des sols de la Vallée est sans
doute celui du projet SEDAGRI-OMVS-FAO (1973) qui a réalisé une étude au 1/50000
depuis Bakel bsqu’à la mer couvrant les deux rives sénégalaise et mauritanienne,
sur 11200 Km environ.
II est généralement établi que la pédogénèse dans la partie la plus aval du delta est
essentiellement :Saline, soit à cause des inondations par les eaux de surface
saumâtres, soit à cause des mouvements ascendants de la nappe superficielle
chargée en sels solubles. En plus de cette salure, on enregistre souvent des
manifestations acides liées à la présence de composés sulfatés issus de la
mangrove fossile,
Il convient de noter que la séquence classique des différentes unités
géomorphologiques transversalement à la vallée a été maintes fois décrite et se
retrouve régulièrement répétée à tous les niveaux.
Depuis la dun,e, jusqu’au lit mineur, on distingue :
-
les sols bruns ou brun rouge isohumiques de dunes ;
- les sols peu évolués colluviaux de mi-glacis de raccordement dune-
cuvette ;
-
les sols hydromorphes colluviaux de bas glacis et de terrasse ou plage ;
-
les veri.isols modaux de cuvette et les vertisols hydromorphes de fond de
cuvette ;
-
les sols salés plus ou moins évolués, plus ou moins vertiques des levées
fluvio-deltaïques ;
-
les sols peu évolués des levées subactuelles ;
-
les sols, minéraux bruts des bourrelets de berge.
Cette diversité de sols aux propriétés physiques et chimiques si di,verses et variées
devrait inciter à plus de prudence dans les recommandations souvent formulées
sous forme de recettes, que ce soit en matière de fertilisation minérale ou d’apport
d’amendements rninéraux.
2.1
Cas des sols de la basse vallée
L’on estime à peu près à 2 000 km* la superficie des sols affectés à des
degrés divers par les sels sur la rive sénégalaise. Ces sols sont surtout concentrés
dans la partie la plus basse de la vallée, le delta, qui va de Richard-TOI1 à
l’embouchure.
Cependant, des rnanifestations de salure affectent localement des sols situés plus en
amont jusqu’à Podor et même ponctuellement jusqu’aux environs de Salde (Loyer,
1989).
Dans tous les cas, la salure observée est de type chlorure-sulfaté d’origine
marine ou lagunaire, essentiellement sodique et magnésien à laquelle peut se
3
superposer une alcalisation liée à une sodicité excessive et souvent due à une
évolution secon’daire. Dans certaines zones, notamment dans la zone côtière, on
enregistre une acidification plus ou moins prononcée due à I’oxyclation des sulfures
de la mangrove et qui se superpose au phénomène de salure.
L’acidité résiduelle des sols est souvent forte (pH 3 à 6), ce qui n’exclut pas des
phénomènes d’alcalisation secondaire (Loyer, 1989).
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2.1 .l
Salinité des nappes
Le calcul des activités des ions dans les nappes permet de déterminer si celles-ci
sont ou non saturées vis-à-vis de tel minéral. C’est ainsi que, pour les sulfates et le
gypse, lorsqu’il y a équilibre entre les ions en solution et le minéral on a :
(Ca++) (S0.J
K =
(CaS04-2H20)
K = produit de solubilité du gypse. Par convention (CaS042H20) = ‘1
Les activités chimiques sont placées entre parenthèses. Selon les auteurs, la valeur
de K varie entre 10-4.4 et 1 OF4-8
II convient de noter que la valeur maximum du produit des activités (Ca”) (SO47
calculée pour un certain nombre d’échantillons d’eau de nappe du Delta est
d’environ 10F4.“, ce qui suggère une précipitation de gypse à partir des eaux de
nappe les plus concentrées. Ceci est confirmé par les cristaux de gypse
fréquemment observés dans les sols salés du Delta.
2.1.2
Distribution de la salinité
La salure des sols salés se caractérise par une très grande hétérogénéité.
Ceci rend extremement difficile la définition de règles de répartition des sols dans
les différentes iunités morphologiques. Néanmoins, les faits suivants ont été mis en
évidence.
-
La salut-e globale au niveau des burrelets de berge qui bordent le fleuve et
les défluents augmente au fur et à mesure de l’éloignement du lit mineur
d’écoulement.
- Le maximum de salure est enregistré au milieu des levées du fluvio-
deltaïque haut, pour décroître latéralement vers les bordures de cuvette.
- Les deltas de rupture du fluvio-deltaïque bas sont généralement moins
salés et les sols sont répartis de façon plus hétérogène que dans: les
levées.
-
La salure globale des sols des cuvettes de décantation augmente du fond
de cuvette vers les bordures.
L’importance de l’hétérogénéité spatiale de la salinité aussi bien au sein du
même type de sol que d’un type de sol donné à un autre, rend plus difficile la mise
au point de mesures de lutte efficaces, notamment la détermination des doses
d’amendements nécessaires. Dans ces conditions, les analyses de sol peuvent
grandement contribuer à mieux rationaliser les conseils en matière d’amendements
pour restaurer la fertilité des sols salés sodiques.
4
3.
Efficacité du qvpse et du phosphoqvpse dans les sols de la
vallée alluviale du fleuve Sénéqal : un réexamen des preuves
expérimentales
II convient de rappeler que le phosphogypse est essentiellement du gypse
(CaS042H20) et donc, il conserve les propriétés physiques et chimiques de base du
gypse normal.
Mutsaars et Van der Velden (1973) ont réalisé des études de dessalement
des terres salées du Delta du fleuve Sénégal durant trois années (1970-l 973) sur la
cuvette de Boundoum Ouest (100 ha).
C’est ainsi qu’ils ont expérimenté un système qui comportait un drainage profond
avec des drains enterrés à différentes profondeurs et à différents écartements en
présence d’une couche d’argile de moins de un (1) mètre sur des sables et limons
stratifiés. Les diverses situations étudiées étaient les suivantes :
--+ Drainage avec drains ouverts ou enterrés ;
+ Espacement variable des drains (33 à 200 m) ;
-+ Amendements divers (chaux, gypse, coquillages broyés) ;
-+Travaux culturaux (labour profond, chissel, enfouissement de chaume).
Les résultats de ces expérimentations montrent la possibilité du dessalement
des sols argileux par percolation sans interruption de plus de 50 jours, de 400 mm
d’eau (90 % de dessalement par rapport à la salinité initiale dans l’argile de surface,
et 80 % sur tout le profil) ; et de 600 mm d’eau (respectivement 95 et 91 % de
dessalement de la couche argileuse). Les drains enterrés profonds associés à
l’épandage au moins d’une dose de 4t/ha de gypse ont constitué la méthode la plus
efficace sur le plan technique, puisqu’un dessalement complet du profil sur un mètre
est obtenu en trois (3) ans.
II convient de noter que la qualité des sols de la vallée alluviale du fleuve
Sénégal dépend en partie de la quantité de sels qui y sont présents. Les équilibres
ioniques exercent aussi une influence sur cette qualité. Loyer (1989) a étudié
l’évolution des équilibres ioniques dans le sol dans plusieurs cuvettes de
décantation.
C’est ainsi qu’il a montré qu’entre 1980 et 1983, une indéniable accumulation relative
de sodium s’était produite. Selon l’auteur, cela expliquerait une alcalisation dans
certains endroits du Delta, nécessitant une application de gypse pour neutraliser le
sodium. Cependant, à la place du gypse l’auteur a testé un autre amendement
calcique (chaux) au laboratoire à titre expérimental sur colonnes de sol.
II ressort de cette expérimentation que le sol additionné de chaux avait une
perméabilité meilleure que le sol naturel et l’élimination des sels avait été améliorée
par l’amendement calcique.
Dans une étude consacrée à la caractérisation des propriétés physiques et
chimiques des sols du Delta du fleuve Sénégal (Raes et Deckers, 1993), la tendance
vers I’alcalisation qui a été observée par Loyer (1989) ne s’était pas confirmée à Pont
Gendarme, ni à Ndiaye après une longue période d’irrigation. Sur la base de ces
résultats Raes et Deckers (1993) ont conclu qu’une application de gypse ne
s’imposait pas.
Un des enseignements à tirer des résultats précédemment cités est que
l’apport de gypse et de phosphogypse doit se faire avec discernement en fonction du
type de sol, de ses propriétés physiques et chimiques, notamment en tenant compte
du taux de sodium sur le complexe d’échange (NB : le seuil l’imite admis pour
I’alcalisation est de 10115 OA) ou de la teneur en aluminium échangeable pour les
sols acides. II convient toutefois de rappeler que I’alcalisation des sols n’est pas
aisée à mettre en évidence analytiquement en présence de quantités importantes de
sels solubles.
Des essais de démonstration réalisés en collaboration avec la SAED ont été
implantés dans le Delta du fleuve Sénégal pour le dessalement de parcelles de riz
grâce à l’utilisation de phosphogypse (Kane, 1999). C’est ainsi que quatre (4)
paquets technologiques variables selon les doses d’engrais employées ont été
testés. Les résultats obtenus montrent des rendements de paddy de 9 300 kg/ha à
Nianga et 9 250 kg/ha à Bakel. La dose de 1000 kg/ha de phosphogypse combinée à
200 kg/ha de DAP et 200 kg/ha d’urée a été la plus efficace sur sols salés. Ces
résultats sur le rendement du rjz ne sont malheureusement pas accompagnés
d’informations sur le niveau de salinité et le taux de Na sur le complexe d’échange
avant et après les tests de démonstration.
Une question légitime que l’on peut se poser est de savoir quel peut être le
comportement du phosphogypse dans des sols avec des teneurs en gypse
relativement élevées ? Dans les conditions où les solutions sont à l’équilibre avec le
gypse l’on peut s’attendre à ce que la dissolution du phosphogypse apporté comme
amendement se fasse difficilement. Mais cet équilibre peut être vite perturbé,
notamment par un drainage qui entraîne une sous-saturation des solutions par
rapport au gypse. Dans ces conditions, le phosphogypse peut se dissoudre
progressivement.
Comme nous l’avons vu précédemment, le phosphogypse contient des
métaux lourds à faible concentration. Par exemple, la teneur en cadmium est de
l’ordre de 16 ppm, soit 16 g/t. Des applications massives et répétées de
phosphogypse pourraient donc conduire à une accumulation de cet élément dans le
sol et éventuellement dans les cultures. Si l’amendement est apporté sous forme de
mélange (50 % phosphate tricalcique de Taïba + 50 % phosphogypse) alors plus de
cadmium risque de s’accumuler dans le sol. En effet, ce mélange d’après les
analyses effectuées par le CIRAD a une teneur de :
Cd = 51.6 ppm
Ni = 29.8 ppm
Cr = 96.7 ppm
Pb = 5.3 ppm
CU = 27.7 ppm
Mn = 108 ppm
Ainsi, une dose de 400 kg/ha du mélange phosphogypse + phosphate
tricalcique de Taïba apporte environ 20.6 g Cd à l’hectare. Rappelons d’ailleurs que
6
---
------y
mm---.--
-
les teneurs en cadmisum du phosphate de Taïba varient entre 70 et 115 ppm tandis
que celles en mercure (Hg) se situent entre 250 et 1000 ppb.
Une autre question légitime que l’on peut se poser est de savoir sur quoi
repose la recommandation qui consiste à apporter un mélange phosphogypse (50 OA)
+ phosphate tricalcique (50 Oh) dans les sols de la vallée alluviale du fleuve
Sénégal ? Pourquoi 50 % de chaque produit et pas 75 % d’un produit et 25 */o de
l’autre ? Existe-t-il des référentiels techniques sur l’efficacité d’un tel mélange tant sur
la productivité des cultures que sur l’amélioration foncière des sols salés sodiques ?
II est généralement admis que les sols de la Vallée alluviale du fleuve Sénégal
sont pauvres OLI très pauvres aussi bien en phosphore total qu’en phosphore
assimilable.
Par ailleurs les études sur la fumure phosphatée (Diatta et Cissé, 1985) ont
conduit à des recommandations d’apport de phosphore pour compenser les
exportations des récoltes et le remplacement du phosphate d’ammoniaque par le
phosphate tricalcique de Taïba ou le phosphate de Thiès (Phospal). Pour des
rendements de 5 à 6 t/ha de riz-paddy les doses à apporter seraient de 150 et 175
kg/ha, respectivement pour le tricalcique de Taïba et le phospal. L’utilisation de ces
phosphates naturels dans les conditions pédoclimatiques de la vallée du fleuve
Sénégal repose donc sur des bases expérimentales.
Qu’en est-t-il du mélange phosphate tricalcique et phosphogypse ?
II semble que pour la vallée du fleuve Sénégal, l’apport de ce mélange repose plutôt
sur un raisonnement << agronomique ‘> simple.
Le phosphate tricalcique permet de compenser les exportations en phosphore
sur ces sols carencés en cet élément et le phosphogypse grâce à l’apport de calcium
permet de lutter contre les effets néfastes du sodium sur la structure du sol et le
dessalement.
Les résultats d’analyses du mélange phosphogypse + phosphate tricalcique
effectuées par le CIRAD indiquent les teneurs suivantes :
Ca0 = 40.6 %,
Mg0 = 0.04 %
K20 < 0.5 %,
Na 20 = 0.08 %
Fe203 = 0.49 %
Al203 = 0.77 %,
P205 = 19.12 %
s = 6 .\\ 79 70 .
Ainsi un apport de 400 kg/ha de ce mélange correspond à une dose de 76 kg
P205/ha, 162 kg CaO/ha et 27 kg S/ha. Une dose de 76 kg P205/ha ne constitue pas
un phosphatage de fond. Elle ne compense que les exportations.
On remarquera que la dose de 162 kg CaO/ha est nettement inférieure à celle
apportée par une dose de 1000 kg/ha de phosphogypse (322 kg CaO/ha) et qui s’est
révélée être la dose la plus efficace dans les essais démonstrations précédemment
cités (Kane, 1999). Elle est également sans commune mesure avec la dose de 4, t/ha
de gypse que Mutsaars et van der Velden (1973) ont identifiée comme la, plus
efficace pour un dessalement complet du profil.
II semble donc qu’il y ait extrapolation des recommandations destinées aux
conditions de cultures exondées a une réalité tout à fait différente que constituent les
sols alluviaux de la vallée du fleuve Sénégal.
II convient de rappeler que Fardeaux et al (1983) ont montre que des apports
même au niveau1 de 125 kg P/ha ne modifie pas la fertilité des sols Fondé et Hollaldé
à très fort pouvoir fixateur. La notion de phosphatage de fond s’applique donc mal à
ces types de sols. Chercher à accroître les réserves de ces sols en phosphore
(phosphatage de ,fond) est un objectif irréaliste compte tenu de leur fort pouvoir
fixateur. L’entretien des réserves assimilables à leur niveau actuel et la recherche
d’une méthode de fertilisation phosphatée procurant, dès l’année qui suit l’épandage,
les rendements maximaux sont deux objectifs que l’agronome devrait chercher à
atteindre dans la fertilisation de ces sols à fort pouvoir fixateur (Fardeaux et al,
1983).
Conclusion
La possibilité d’utiliser le phosphate tricalcique de Taïba dans les sols
alluviaux de la vallée du fleuve a été largement démontrée dans de nombreuses
expérimentations. II en est de même du phospal. Dans ces conditions, il ne s’agit
point de procéder à un phosphatage de fond mais d’apporter une quantité de P205 à
l’hectare qui compense les exportations du riz pour un rendement donné. Quant à
l’utilisation du phosphogypse, elle peut se justifier dans des sols salés sodiques ou
dans des sols acides avec une teneur élevée d’aluminium échangeable. Les
quantités de phosphogypse employées actuellement dans la vallée dans le cadre de
ce qu’on appelle abusivement (pour la vallée) « programme de phosphatage de
fond >> paraissent nettement insuffisantes pour un dessalement complet du profil au
regard des résuIi:ats expérimentaux disponibles.
L’apport de quantités plus importantes de phosphogypse (1-4 tJha) devrait
s’accompagner d’un suivi du devenir des métaux lourds contenus dans ce produit,
surtout si les apports sont répétitifs.
Y
Diatta, S. et Cisé, L.. 1985. Fertilisation phosphatée du riz irrigué dans la moyenne
vallée du fleuve Sénégal.
Rapport de synthèse. Dot. ISRA
Fardeaux, J.C., Diatta, S. Ndiaye, J.P et Jappe, J. 1983. Choix de la fertilisation
phosphorique dans quelques sols du Sénégal : Utilisation du phosphore
32. Agron. Trop. 38 (2) : 103-l 09
Kane, A. 1999. Restauration de la productivité des sols : Essais démonstration
amendements phosphocalciques et dessalement. Dot. ICSSENCHIM.
17 p.
Loyer, J.Y. 1989. Les sols salés de la basse vallée du fleuve Sénégal.
Editions ORSTOM. Collections Etudes et Thèsès, Paris, France 137 p.
Mutsaars, M . et van der Velden. 1973. Le dessalement des terres salées du Delta
du fleuve Sénégal. Bilan de trois années d’expérimentation (1970-
1973). OMVS St-Louis.
Raes, D. et Deckers, J. (eds).l993. Les sols du Delta du fleuve SEnégal. Propriétés
physiques et chimiques Projet Gestion de l’eau, Coopération
Scientifique Kuleuven - SAED Bulletin Technique No 8. 84 p.
SEDAGRI-OMVS-FAO (1973). Etude hydro-agricole du fleuve Sénégal. Etude
Pédologique, FAO Rome DP. RAF 65-061.
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