11 .R. A.T.
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iA FERTILISATION POTASSIQUE DU M'L PENNISETUM ETa!SES EFFETS
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SUR LA FERTILITE D'UN SO; SABLEUX DU SENEGAL
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I
'Compte rendu de cinq années d'éxpérimentation
,
.
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3
novembre 1979 c’
Christian PIERI

---

SOMMAIRE
l- INTRODUCTION
2 - METHODES d'ETUDE
2.1 - Caractérisation du site expérimental
2.1.1 - Caractéristiques pédoclimatiques générales
2.1.2 - Statut du potassium des sols Dior
2.1.2.1 - Formes et répartition
2.1.2.2 - Origine minéralogique
2.1.2.3 - Dynamique du potassium
2.2 - Dispositif expérimental au champ
2.3 - Echantillonnage
2.3.1 - Sol
2.3.2 - Plante
2.3.3 - Solutions
2.4 - Analyses
3 - REPONSE DU MIL PENNISETUM A LA FUMURE POTASSIQUE
3.1 - Effet de la fumure K sur les rendements en mil
3.1.1 - Réponses annuelles au cours de la période 1973-1977
3.1.2 - Effet moyen de la fumure potassique sur les niveaux et
la stabilité des rendements
3.1.3 - Importance comparée de la fumure K dans l'amélioration
Ides rendements du mil
3.2 - Analyse des effets de la fumure potassique sur le mil
3.2.1 - Effet de la fumure K sur la croissance et le dévelQppement
du mil
3.2.2 - Effet de la fumure K sur les composantes du rendement
du mil
3.2.3 - Analyse statistique des relations fumure K x Rendement
~du mil
3.2.4 - Effet de la fumure K sur les teneurs minérales du mil
3.2.4.1
- Teneurs des grains
3.2.4.2
- Teneurs des pailles
a
3.2.4.3 - Teneurs des plantules
3.2.4.4 - Analyse statistique des relations entre
les teneurs minérales et le rendement
3.3 - Conclusion sur le rôle du potassium dans l'élaboration du rendement
du mil

---

4 - EFFET DE LA FUMURE: POTASSIQUE SUR
- LE:
- CARACTERISTIQUES ET LA FERTILITE
,
DES SOLS DIOR
4.1 - Evolution de quelques caractéristiques du sol
4.1.1 - Evolution des horizons de surface
4.1.1.1 - Variation des teneurs en cations échangeables
4.1.1.2 - Evolution de ‘la capacite d'échange, de la matière
organique et du pH
4.1.2 - Evolution relative du Frofil (0-1%) cm) en fonction des
fumures
4.2 - Evolution de la fertilite du scll
4.2.1 - Effets de la fumure potlassique sur les rendements en arachide
4.2.2 - Evolution de la production de matière sèche au cours de la
période 1973-11978
5 - CONCLUSION GENERALE
/
- - -
I
5.1 - La fertilisation potassique ada,?t:ée au système mil-sol sableux
5.2 - Maintien de fertilité et fonctil enement du système mil-sol sableux
:
ANNEXES
1
: Réponse du mil Fennisetum E. la fumure potassique (Bambey 1973-1977,
I I
: Evolution de la taille maximale d'un mil Souna III recevant des
des doses croissantes de potasse (Bambey 1977)
III : Réponse de l'arachide à la Eumure potassique (Bambey 1973-1977)
IV : Calcul des bilans minéraux (3 documents)

---

1 - INTRODUCTION
Le mil est la céréale la plus répandue en Afrique tr0pical.e sèche,
semée annuellement sur plus de 15 millions d'hectares (statistiques FAO 1969-1978
Remarquablement adapttit: aux conditions de sécheresse, cette cul-
ture est surtout localisée entre les isohyètes 700 à 300 mm et sur des sols
sableux, dont les autres céréales - sorgho, maïs - s'accommodent moins bien.
Tel est le cas au Sénégal où le mil, bien que cultivé sur toute
l'étendue du territoire, est essentiellement concentré dans les régions Nord et
Centre Nord du pays. Les sols de ces régions, appelés localement "sol dior",sont
très sableux et on peut dire que l'on rencontre là un modele assez représentatif
du systèmi'mil-sol sableux'qui caracterise l'Afrique soudano-sahélienne.
Réalisée dans de bonnes conditions, cette culture est capable de
produire par an plus dc 11 t/ha de matiGre sèche (dont 3 t/ha de grain) et donc
de mobiliser de fortes quantités d'éléments minéraux, notamment du potassium,
cation dominant de la matière sèche produite : une seule culture de mil e.n ex-
porte 50 à plus de 150 kg K20/ha/an, quantité sans commune mesure avec ce qui
est apporté dans les fumures géneralement recommandées dans ces régions (de
l'ordre de 25 kg/ha).
Certes les exportations réelles sont largement fonction du niveau
très variable de production atteint par les paysans (300 à 1200 kg/ha de 'grain)
et de l'importance de la restitution des résidus de récolte aux terres de cultu-
re.
Cependant, plusieurs auteurs ont montré à partir de résultats ex-
périmentaux,
obtenus dans différents pays d'Afrique de l'Ouest, que le bilan mi-
néral potassique sur un ou plusieurs cycles culturaux est toujours négatif (Tour-
te et al. 1964, Heathcote 1971, Poulain et Arrivets 1971) avec apparition à ter-
me d'une carence en cet élément qui, sauf exception (Bouyer 1973),n'existe nor-
malement pas à la mise en culture de ces sols. La restitution des résidus de ré-
colte est capable de ralentir cette évolution (Pichet et al. 1974 - Jones 1976),
mais il y a toujours un risque d'épuisement de ces sols, surtout les plus sa-
bleux, qui ont des réserves minérales non seulement faibles mais, en plus, très
facilement mobilisables (Wild 1971).

---

c.p<--MIIIIP.-c.-.-.-
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~__
-2-
Ce risque est très réel au Sénégal. En effet, depuis plusieurs
années, sous l'effet d'opérations d'in ensification agricoles, les rendements
tendent à s'accroitre et il en résulte une augmentation corrélative des prélè-
vements minéraux dans les sols sans CO Ipensation suffisante de fumure minérale
(engrais) ou organique (on évalue à mo ns de 30 % Xa masse de résidus de cul-
tures restituée aux champs). Mais surt ut, la pression démographique entrafne
une raréfaction des terres en jachère, particulièrement dans les zones de
culture de mil et de l'arachide (moins de 2 % de la superficie des terres agri-
coles en jachère dans la région Centre Nord) modifiant ainsi profondément
l'équilibre écologique traditionnel,
Outre la fumure phospho azotée, une fertilisation potassique
complémentaire doit donc être étudiee.
Mais la mise au point d une politique de fertilisation potassique
du mil pose de nombreux problèmes. En
f‘fet, sur un plan économique, il n'est
pas réaliste de préconiser de fortes f mures potassiques difficilement renta-
bles, dans le seul but d'6quilibrer un bilan minéral fortement déficitaire en
absence de restitution organique.
Sur un plan scientifiqu ),, il faut arriver à définir quels sont
les besoins réels du mil en potassium ar on doit s'attendre à ce que le parta-
ge de l'engrais K,entre le sol et la p ante, se fasse largement au bénéfice du
mil qui est capable d'en absorber des ;lantités considérables. On risque alors
de se retrouver dans l'impossibilité m térielle de maintenir les réserves potas-
siques de ces sols, quelles que soient :Les doses d'engrais appliquées.
Enfin, il est probable 1islue des apports réguliers et importants
d'engrais potassique, c'est à dire dans la grande majorité des cas de chlorure
de potassium, puisse induire des modifications profondes des caractéristiques
physico-chimiques de sols peu tamponnes comme le sont ceux du Sénégal.

---

-3-
C'est pour cela qu'une experimentation "au champ" a &é mise en
place en 1973 dans un sol très sableux de ce pays où l'on a réalisé, perdant cinq
années, des cultures successives de mil et d'arachide en conditions intensives.
Les objectifs poursuivis etaicnt les suivants :
- définition de La dose d'engrais potassique réellement néces
saire à une production intensive du mil, notamment grâce à la mise en évidence
des effets de cette fumure sur les facteurs d'élaboration du rendement de la cul-
ture,
- étude des conséquences d'une telle fertilisation, dans 1'0~1
tique d'un maintien de la fertilité des sols avec ou sans restitution des rési-
dus de récolte, sur les réserves en potassium de ce sol ainsi que celles des au-
tres éléments majeurs (calcium, magncsium) non apportés par la fumure.
II - METHODES D'ETUDE
2.1 - Caractérisation du site expérimental
2.1.1 - Caracteristiques pédoclimatiques générales
-_--_-------------------------------------
L'expérimentation a été réalisée au Centre National de la Re-
cherche Agronomique (CNRA) de BAMBEY, principale station expérimentale de l'Ins-
titut Sénégalais de Recherches Agricoles (ISRA).
Bambey est localisé au Centre-Nord du pays, à 120 kilomètres à 1
l'est de Dakar. Son climat est caractéristique de la zone tropicale sèche soudano
sahélienne
avec, en particulier, une pluviométrie faible (environ 600 mm) répar-
tie irrégulièrement au cours des mois de juillet à octobre.
La période 1973-1977 a été caractérisée par une sècheresse ac-
cusée puisque la pluviometrie annuelle n'a pas dépassé 450 mm.

---

- 4 -
Les sols de la station et de la zone environnante ont été abon-
damment décrits et étudiés (Faure et Bonfils 1955 - C. Charreau et R. Nicou 1971)
Ils appartiennent en majorité au groupe des sols ferrugineux tropicaux peu lessi-
vés, localement appelés "Dior". Ils son:: très sableux (2 â 6 % d'argile) sur
toute l'épaisseur de leur profil qui SI développe sur une grande profondeur (2 à
10 m). Leur teneur en matière organique est tres faible (0,3 à 0,4 %), leur capa-
cité d'échange cationique tr+s limitée; I(CEC = 0,7 à 1,5 me/lOOg). Ils ont une po-
rosité d'ensemble moyenne (38 à 40 %) -1: une capacite de stockage en eau utile
non négligeable (environ 80 mm par metre). Dans la mesure où un certain VOltmi?
d'eau subsiste dans le sol après récolte (octobre), il peut être conservé intact
jusqu'à la période de culture suivante :;juillet) pour autant que le sol ait été
maintenu sans repousses d'herbes penda:lt: toute la durée de la saison sèche. Ce
qui est en pratique réalisé par un labour de déchaumage suivant immédiatement la
récolte (Nicou R., J-L. Chopart, 1977) 1
2.1.2 - Statut du potassium dies sols Dior
-------------------.-~------------
Il convient de rappeler brièvement quelques faits essentiels
sur le statut du potassium dans les so Ls; Dior.
2.1.2.1 - Formes et répartition
---v-d------
Les très nombreux rt5sultats d'analyses des sols de Bambey dont
on dispose et les rgsultats complémenttires obtenus en cours d'expérimentation,
permettent de considérer,d'un point de vue pratique, que le potassium du sol se
répartit en trois fractions distinctes, auxquelles on associe une signification
agronomique :
- le potassium échangeable extrait de -ki;lçon classique à l'acétate d'ammoniaque
-
normal tamponné à pH7, correspond à ..a forme immédiatement disponible aux plan-
tes,
- le potassium des .réserves "mobilisab..es"
-
- obtenu par extraction à l'acide nitri-
que bouillant, correspondrait au Stoc:k. de potassium pouvant être mobilisé par
des cultures exigeantes en cet élément.. On obtient des quantités de potassium
comparables en mettant au contact le ,sol finement broyé durant 30 minutes avec
des résines échangeuses type R-H+
/
/

---

- 5 -
- le potassium total, extrait de façon classique par attaque acide f-luoro-
perchlorique
Le tableau suivant montre l'importance relative de ces trois
fractions, dans un sol Dior typique et, à titre de comparaison, dans un sol fer-
rugineux tropical dérivé des grès ferrugineux du continental terminal représen-
tatif des zones méridionales du Sénégal (climat plus humide et sols un peu plus
argileux en surface). On a indiqué, d'autre part, la répartition du potassium
entre les différentes fractions granulométriques du sol en
% du total
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-
---
- - -
t
1) Formes de Potassium :
1) Formes de Potassium :
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- - - -
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1
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i
Type de sol
Origine
Kéch
K nitrique
K total :
i
I
t! Sol Dior,
Bambey
mé/lOOg
0,09 20.01 $56 -fO;O6 1,85 + 0.11 :
i, ferr.trop.
(isohyète
[peu lessivé
600 mm)
%
5
30
100
,f
-
-
-
---I
Sol beige,
Séfa
mé/lOOg
0.08 20.03
0,96 fO.07
2,35 + 0,37
ferr.trop.
(isohyète
lessivé
z
3
41
100
2) Répartition
2) Répartition "0
-.
totalxar fractions granulométriques :
- - -
-
-
Type de sol
'
Origine
K total %
ll
Argile
Limon
sables t.fins
Fraction 1
- -_
((2 11)
(2-20 lJ)
(20-50 ,$)
750 u
Sol Dior,
32
35
30
3
peu lessivé
-.
-
Sol beige,
t
Séfa
76
11
10
3
l i-err.trop.
Icssivf
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'Tableau 1 : Formes de répartition du potassium dans deux sols du Sénéqal (R.OliveI

---

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I
/
- 6 -
On constate que le p$t.assium échangeable n'est qu'une fraction
très faible, 5 %, des réserves totalesien cet élément. Ces réserves sont, par
contre,
1
en grande partie "mobilisables';' par les cultures : de 30 à 40 % comme
l'indique les résultats de l'extractio~~i à l'acide nitrique bouillant.
Cela ne correspond pair, cependant à un stock de potassium mobili-
sable très important : environ 1 t/ha &ans les 30 premiers centimètres de sol,
(là où se trouve la majorité des racines des plantes). Ainsi théoriquement, qua-
tre ou cinq années de culture intensive de mil seraient à même d'épuiser ce stO&
Le tableau 1 révèle Infin
une particularité des sols Dior
qui, à la différence des sols du Sud dl pays (moyenne Casamance), contiennent
un fort pourcentage (65 %) de leur réserve potassique totale dans leurs fractions
granulométriques supérieures à 2 micro-n;.
/
2.1.2.2
Le fait précédent avait déjà été souligné dans une au-
tre étude (Piéri 1977) portant sur la ninéralogie comparée de ces sols et leurs
caractéristiques physico-chimiques. On! avait pu aI.ors vérifier que les sols Dior
contiennent
- de la kaolinkte, en majorité, dans les fractions kà
plus fines (inférieures à 2 microns) /
- des micas (io,.~ illite) non seulement dans les frac-
!
tions fines, mais aussi dans les, limon(s (2 à 50 microns), contrairement au cas
du sol de Casamance
- des f'eldspatihs (plagioclases) dans la fraction "limon';,
minéraux qui n'apparaissent pas dans Ile diffractogramme aux rayons X du sol de
Casamance.
Ces observations sont cohérentes avec les résultats analytiques
du tableau 1 et expliquent certainement l'enrichissement en potassium total des
* Ce calcul sommaire suppose abusiveme:n\\t que les racines profondes n'aient qu'un
rôle limité dans l'alimentation mincgrale du mil et qu'aucun mécanisme de
réapprovisionnement des réserves mol)ilisables en potassium du sol n'intervienne

---

._
-7-
fractions granulometriques de taille inférieure à 50 microns des sols Dior.
2.1.2.3 - Dynamique du potassium dans le sol
_-- _---.---------
Dans une expérimentation parallele, on a montre que le
potassium de ces sols n'était que tres faiblement entraîné par lixiviation (Pi&
ri 1979) = 2 à 3 kg/ha/an.
On a cherchG, d'autre part, à voir si le potassium de ces sols,
ou le potassium-engrais, pouvait etre libéré ou retrogradé à la suite d'une suc-
cession de phases de dessiccation et d'humectation, telles qu'elles se produi-
sent en cours de saison de culture.
Dix prises de 100 grammes de terre ont ainsi été soumises à
,
six alternances successives de régime hydrique, au cours d'une periode de trois
semaines (humidification à la capacité de saturation, puis passage 36 h en étuve
ventilée à 60" C). L'effet de ce traitement sur les teneurs en mé/lOOg du potas-
sium du sol est indiqué dans le schéma ci-dessous :
--
Kéch
L-
K nitrique = 0,63 t 0,136
K nitrique = 0,56 f r3,04
Il semblerait donc que ces alternances aient pour consiiquence
d'accroître sensiblement (t 27 "b) la proportion de potassium échangeable du stock
des réserves mobilisables, ces dernières restant constantes, voire en legère di-
minution (rétrogradation de potassium par passage dans le réseau silicate ?).

---

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-8-
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:
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Il serait évidemment IWZcessaire de mieux préciser quels sont les
facteurs et les conditions qui règlent IL(: transfert du potassium entre les diffé-
rents "compartiments"
du sol dans lesqulells il est inclus.
/
/
Cependant,
en première analyse, on peut considérer que le régi-
me hydrique auquel sont soumis les sols Dior n'a, en valeur absolue, qu'un fai-
ble impact sur leur statut potassique. '
2.2 - Dispositif expérimental au chpm
p
/
Le dispositif expérimental principal a été implanté en avril
l
1973 et est toujours poursuivi. 11 s'a it d'un essai à 10 traitements comportant
la combinaison factorielle de cinq tra itements de fumure minerale et de deux mo-
des de restitution organique.
Les traitements de f #mure minérale sont les suivants :
- témoin sans engrais
- fumure NP
- fumure NP + ci.0 kg/ha de K20 apportés annuellement
9;ous forme d'engrais KCl
- fumure NP t 6)O kg/ha K20 apportés annuellement
sous forme d'engrais KCl
- fumure NP + 90 kg/ha K20 apportés annuellement
sous forme d'engrais KCl
Ils sont combinés av c
. restitution
intégrale des pailles de mil produites
sur la parcelle
. sans restit .tion de ces résidus de récolte
Cet essai comporte 61 répétitions et les parcelles élémentaires
ont chacune une surface de 43,2 m2 (3,
m x 12 m),
On a cultivé en succession du mil et de l'arachide-De façon 5

---

-
9-
avoir une réponse chaque année pour chaque culture, l'essai comporte deux séries
(en 1973 série 1 : Mil - série 2 : Arachide).
La variété de mil Souna III et la variété d'arachide 57-422
sont utilisées depuis 1973 sans changement.
Les fumures minérales appliquees annuellement sont les sui-
vantes :
- pour le mil
: 70 kg/ha de sulfate d'ammoniaque et 100 kg/ha de super,phosphate
triple, enfouis au semis,en meme temps que les doses
de KCl
50 kg/ha d'urée au démariage
50 kg/ha d'urée à la montaison
Les doses d'urée ont été portées à 75 kg/ha à partir de 1976.
- pour l'arachide:50 kg/ha de sulfate d'ammoniaque et 70 kg/ha de superphosphate
triple, enfouis au semis, avec les doses de KCl
En 1973, sur l'ensemble du terrain d'essai, 100 kg/ha de Ca
(OHI avaient été enfouis
;Z 1' cxcrptioli cerlendant des ~nrcclles sans encirais.
Bien que, de 1973 à 1977, les pluviométries annuelles aient
été faibles (cf.annexe 11, les résultats culturaux en mil ont été satisfaisants.
Cependant, le 29 juillet 1375, lc mil a subi une très forte défoliation :Liée à
une attaque subite de criquets et ce fait a modifié la rêponse de la plante au
potassium, particulièrement cQtte année là. Les rendements en arachide ont été,
par contre, limités par une insuffisance d'alimentation azotée liée vraisembla-
blement à une mauvaise activité fixatrice de la symbiose rhizobium-légumineuse
(Ganry et W?y, 1976).
Les techniques culturales suivies sont celles recommandées
classiquement dans la zone = semis en sec du mil par paquets distants de 100 cm
x 90 cm ct semis mecaniquc d'arachide sur liqnc~:; distantes de 60 cm lors de la
première pluie utile (suffisante pour permettre la germination). Le démariage du
mil à 3 plants est toujours exécuté entre le 8eme et le l%ème jour après la

---

levée. La protection phytosanitaire est/ réalisée au mieux, sauf accident (cri-
quets). Après chaque récolte, et dans LIR délai de quelques Jours# on procède à
un labour aux boeufs avec une charrue reversible à socs sur une profondeur de
18 à 20 cm, avec enfouissement des pail.Les de mil sur les parcelles comportant
ce traitement.
Outre ce dispositi:E ce ntral, une batterie de 9 iysimètres a été
installée en 1973 entre les parcella:
des séries 1 et 2. Ces lysimètres sont
du type ROOSE (1970) sur colonne de !
non remanié. Leur surface circulaire est
?
de 0,5 mL, leur hauteur 150 cm. Leur bon ,d supérieur se trouve à 30 cm sous la
surface du sol, cette disposition pel
tant d'appliquer à la parcelle lysimétri-
que des techniques culturales et, no1tar I.ent, le labour, dans des conditions ri-
goureusement identiques à celle du d:iS]?@ 'sitif expérimental..
1
De plus, à partir (
976, des capteurs de solution du sol en
céramique poreuse ont été installés I
les parcelles de la série 1, correspon-
dant aux traitements NP, NPK 'ut
9 0
K 90 + enfouissement de paille de mil. Les
résultats obtenus en 1977 avec cette
hnique ont déjà fait l'objet d'une publi-
cation (Pieri 1979).
Enfin un pluviometl ce/ avec collecteur de pluie (en verre brun)
a été installé en 1975 en bordure de ce dispositif, à 150 cm de hauteur, de façon
à permettre de mesurer les teneurs mj inéc ales des eaux de pluie en cours d'hiver-
nage.
2.3 - Echantillonnage
2.3.1 - Sol
m-m
Les prélèvements (
erre ont tous été réalisés chaque année
après récolte, entre le mois d'octobl
t le mois de décembre, à l'exception des
prélèvements de départ réalisés en a7
1973.

---

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-_
_-<. .___, _
- 11 -
En 1973, 1976 et 1977, les prélèvements de terre à la tariëre
ont été réalisés sur l'ensemble des 60 parcelles dans les horizons de surface :
couche de terre labourée et couche de terre suivante jusqu'à 35cm.
Un profil complet a (<te décrit et prélevé en 1973. En 1976 les
profils des parcelles, témoin, NPK30 et NPKgO + Paille, ont été systematiquement
prélevés à la tariere, sur les G répétitions de la série 1 et jusqu'à 150 cm.
Pour ce faire, on a rka1.i.s~ 3 sondages ;1 .Id t‘iriorc> par parcelle prélevée, en
constituant un échantillon composite par profondeur.
Les résultats d'analyses présentés sont donc toujours ].a moyen-
ne des valeurs obtenues sur 6 répétitions à l'exception des analyses réalisées en
1974 et 1975 ne portant que sur 3 répétitions.
2.3.2 - Plante
_--M-w
Chaque année les plants de mil sont prélevés le jour de la ré-
colte : au minimum trois paquets par parcelle,
soit 15 à 20 talles fructifères
qui sont séparés en trois fractions pour l'analyse (tiges + feuilles, rachis et
grains).
En 1973, 1975 et 1976, toutes les parcelles ont été échantil-
lonnées, sur les 6 répétitions.
En 1974 ct 1977, l'échantillonnage a porté sur
? répétitions.
Des prelëvements complémentaires ont eu lieu au moment du dé-
mariage du mil,à l'initiative de P.Siband,
sur tous les traitements en 1975 (6
répétitions) et en 1977 (4 répétitions).
Enfin une fitude plus systcmatique des effets du potassium sur
la croissance, le développement et les composantes du rendement du mil a été réa-
lisée par M. B. Koumbrait, stagiaire de 1'Ecole Nationale des Cadres Ruraux
(ENCR) de Bambey, en 1977.
Cette étude a été réalisée de la façon suivante : toutes les

---

parcelles de 3 blocs ont été échanti Lpnnées avec observations et mesures indivi-
duelles de 11 paquets de mil (33 pla ts) par parcelle élémentaire.
2.3.3 - Solutions
..----me--
ut: mode de préleveme
t de la solution du sol sur le terrain de
l'essai à l'aide de capteurs en céra ique poreuse est décrit dans un autre docu-
ment déjà signalé. Le recueil des SO Jtions pcrcolées dans les lysimètres est
fait chaque jour pendant toute la pé iode de drainage.
Les prélèvements d'e G. de pluie ont été faits régulièrement
après chaque pluie, stabilisés au fo 1101, puis stockés au réfrigérateur avant
analyse par le laboratoire.
2.4 - Analyses
-
Toutes les analyses
'échantillons de terre, de plantes et
d'eaux ont été executées dans le lab r:atoire central d'analyses de Bambey, avec
des méthodes inchangées de 1973 a 19 î7 .
Les dosages de C son faits à l'aide d'un analyseur de carbone,
type LECO. L'azote du sol est obtenu twlon la methode Kjedahl. Après extraction
à l'acetatc d'ammoniaque (solution n rmale pH 7,O) p les cations échangeables du
sol sont dosés en présence d'un tamp I ionique (lantane) par émission et absorp-
tion atomique (Perkin Elmer 306). Le ?H du sol, dans l'eau et dans une solution
normale de KCl (sol/solution =: 1/2,5 , est mesurée à l'aide d'un pBmètre Radio-
meter équipé d'électrodes coaxiales.~//
Après sèchage
1
à l'étuve ou dans un four à infra-rouge, les échan-
tillons de plante sont broyés finement, calcines puis analysés selon la méthode
du Comité Inter-Instituts. L'azote est dosé par la méthode Kjedahl après réduc-
tion des nitrates.
Les dosages minérau>:Idans les eaux et solutions du sol sont réa-
lisés selon les méthodes standard : dosage direct des cations en solution par
émission et absorption atomique, déi:ection de NB4f au réactif de Nessler, dosage
des carbonates, bicarbonates et chlorure par potentiomètrie automatique (Combiti-
treur Metrohm), dosage des sulfates par turbidimètrie et des nitrates par COlOri-
m.à+ria là 1 ‘arir71n nhennldi ~111 fnnicrlyc?) _

---

Rendement gmin
kg/ha
3000
Moyenne
( i975 - 1977 1+
1 9 7 6 +
1 9 7 7 +
Moyenne
25oc
y Rendement obtenu dons le COS
de restitution des pailles.
2000
- - -
I
I
K,O kg /ha /on
30
ii--+
0
60
CALCUL drr FONCTIONS da PRODUCTION
Sbrie 1
Sdria 2
-
-
19f3 y - 2 4 7 1 kg/ho
l!374 y =
2512 kg/ha
-
-
1975 y = 1887+ 70,58fi-1,18K
*y= 2383+72,39fi-0,78K
1976
-
-
y = 2453,7+1$35K-0,llK’
+ y= 2536,2 + 11,44K -0,lOK’
19f7
y = 2042 + 16,91 K- 0,132K2
+ y’ 2511 + 6,26K-0,052K’
FIGURE 1 :
Courbes de rCponse du mil ou potassium.

---

. . . .
;
.
.:
..
..:.
1 .
,.
.,
III - REPONSE DU MIL PENNISETUM A LA FUMURE POTASSIQUE
Nous décrirons dans ce chapitre quels sont les effets de la fu-
mure potassique successivement sur :
- 1~‘:; r:erl&~mc:nts ~II mi 1 : accroissement des rendements,
variabilité interannuelle C~C‘ la rCponsc
- la croissance, le développement et les composantes du ren-
dement de cette culture
- les teneurs minérales des grains et des pailles de mil
3.1 - Effet de la fumure potassique sur les rendements
3.1.1 - Réponse annuelle au cours de la période (1973-1977)
____---_------------------------------------------
Les résultats obtenus sont indiqués en annexe 1.
La fumure potassique a une action significative sur la pro-
duction de matière sèche du mil des le deuxième cycle cultural de cette plante
(en pratique en 3ème année, après la culture d'arachide).
La quantité de paille récoltée croît proportionnellement aux
doses d'engrais K appliquées : on enregistre en moyenne un surcroît de 20 à 30
kg/ha de matière sèche produite par unité JC20 apportée.
L'effet sur les rendements en grains est différent.Les cour -
bes de réponse obtenues sont de type quadratique (cf. fig.11 avec un maximum de
production obtenu avec des doses comprises entre 30 et 60 kg/ha K20. Dans les
conditions économiques qui prévalent au Sénégal, ces doses assurent un surcroît
de rendement largement rentable pour une culture intensive de mil (Pieri et al.
1978).
La réponse du mil à la fumure potassique a été cependant beau-
coup plus accentuGc en 1975. La dose optimale calculée se situerait bien au-delà
des 90 kg/ha/an de K20. Il s'agit, dans ce cas là, d'une situation particulière
créée par une importante réduction de la surface foliaire du mil consécutive à

---

-
-......---
+--.,“wl~~

---
-
:,‘,
I’
;:
i
j
;,
-
14 -
à une brusque attaque de criquets, signalée précédemment. A cette période de l'an.
née (fin juillet), le feuillage est devenu facteur limitant de la production et
seules les parcelles recevant une forte fumure potassique, et donc à fort déve-
loppement végétatif, ont pu atteindrc~ un niveau de rendement satisfaisant.
L'année 1975 marque,, d'autre part, le début de la période où
il a été possible de mesurer 1'effetCles restitutions organiques (enfouissement
de paille de mil, fin 1973, sui.vi par une culture d'arachide en 1974) sur les
rendements en mil. On a alors constaté, d'une part, un net accroissement de ren-
dement lié à cette pratique (cf. Fig.l:) et, d'autre part, l'absence d'interaction
statistiquement significative entre les apports de fumure potassique minérale et
de restitutions organiques. Autrement dit, et contrairement à ce que l'on pou-
vait attendre, l'a.llure de la réponse du mil à la fumure potassique n'est pas mo-
difiée par la pratique de l'enfouisse ent des résidus de récolte (il semblerait
même valoriser des doses de K20
3.1.2 -
stabilité des
tir de la moyenne
(cf. tableaux 1 et 2).
Pluie
1
utile
~--ON.,
Témoin

NPKgO
en mm
i O
-
- T_I -7 -
-
Moyenne (73-77)
452
1278
a!246
2489
2513
2515
Ecart.type
83,8
265
j 261
188
118
6 7
C.V.
18,s %
20,7 %
Il,9 %
7,6 %
4,7 %
2,7 %
----
Tableau 1 : Effet moyen de la fumure potassique sur les rendements en grain du
mil En absence de restitution de paille (1973-1977)

---

Rendement maxi.
‘-hlPK + paille.
-W! maxi NPK
60-
-I?d! NP
60-
0
0
0
SO-
O
0
t-M+ sans engrais
0
0
0
-
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
*O-
0
0
’
SAN$ ENQRÂIS ’
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
OJ
0
0
0
0
0
- Ann4as
1973
I
1974
1975
1976
4
rt
FIGURE 2 : Rendement u mil b lo fumure en y6 du rendement maximum annuel.

---

- 1: -
Deux conclusions importantes peuvent être tirées de ces
tableaux :
-. la fumure potassique (dont on apprecie ici l'effet
moyen et cumulatif des doses annuelle:; d'engrais K apportees) accroit les ren-
dements cn grain du mil ~)ern~i:::~~t.um. Ctrt cxfft:t. ct:;t très net pour la dose de
'
30 kg K20/ha/an et tend ,i climinuc>r ;I Ijart ir dc! 60 kg/ha de K20,
-. L'c!ngrai!; potassique apparait comme un facteur de
stabilisation du rendement. Certes C~I type de ri;sultat est souvent observé dans
des essais de fertilisation, mais il est tout de même significatif de relever
dans le tableau 1 (c'est-a-dire sur une période de 5 années) les points suivants.
En absence de fumure, la variabilité des rendements est du même ordre de gran-
deur que celle de la pluviométrie (C.V. = 20 %). La fumure phospho-azotée réduit
de moitié cette variabilite (C.V. = 12 U), mais c'est finalement lorsqu'on
applique une fumurc NKP que l'on obtient les rendements les plus stables d'une
annde à l'autre (C.V. z 5 ':).
jB Rendement en kg/ha
-
/
---
Témsin
NPKO
NPK3 0
NPK60
NPK90
! Sans paille
1133
2117
2480
2518
2509
1
Avec paille
12c2
2483
2713
2834
2789
Tableau 2 : Effet moyen de la fumure potassique sur les rendements en grain du
mil, avec et sans restitution de paille (à partir de l'année Y1975
----
à 1977 inclus)
Le tableau 2 montre
enfin que la restitution des résidus de
récolte :
- ne présente guère d'intérêt, en terme de gain de
rendement,
en l'absence de fertilisation minérale (moins de 70 kg/ha Id'accrois-
sement de rendement utile),
- procure un surcroît moyen de 299 kg/ha/an de rende-
ment en grain (et de 1011 kg/ha/an de rendement en paille) dans le cas d'une
culture fertilisée, quelle que soit la dose d'engrais potassique (interaction
non significative).

---

:;
‘,
.
.
.!
- 16 -
3.1.3 - Importance comparée de l'engrais potassique et de la restitu-
_.____- - __---- - ----- -_<q----- --------------_-------------------
tion des résidus de r'flcolte dans l'amélioration des rendements
-_---_-_---_- ___-__--_. 3..-- _-_--em ---- ---------------_-----------
du mil pennisetum
-.m---------------
on conclusion ;i cette, premiere série de résultats, on peut
resituer l'importance relative de Id iL.mure potassique parmi les autres prati-
ques agricoles recommandées au SEnPgal pour obtenir une production intensive de
mil.
Cette situation est illustrée par les figures 2 et 3.
La figure 2kéalisée à partir des résultats de l'essai de Bam-
bey) montre en % du rendement le plus f'crt de l'année (NPK + Paille) quels sont
les rendements obtenus, sans engrais, avec une fumure NP privée de potassium, ou
bien avec une fumure NPK (en retenant, ,dans ce cas, la dose K qui a expérimenta-
lement donné le rendement le plus éleve).
011 constate que, par comparaison avec 1"effet prépondérant de
la fumure NP, le rôle de l'enqrais potassique et de la restitution des résidus
de récolte dans l'amélioration des rentlaments en mil, est en proportion plus ré-
duit.
Cependant,
si la ferl:ilisation est un facteur important d'amé-
lioration du rendement, il ne faut pas cublier que la première condition à réa-
liser reste l'application de bonnes techniques culturales (et, notamment, le dé-
mariage précoce, le sarclage, le labour, etc... ) telles qu'elles sont préconisées
par la recherche. Ceci est illustré par la figure 3 où 1"on voit que le mil, mis
dans de bonnes conditions de culture, at.t.eint un niveau de rendement plus de 2
fois supérieur à celui obtenu en milielr paysan au cours de la même période (d'a-
près les résultats de G. Pocthier et a:.. 1976).
En résumé, dans 1'opl;ique d'une amélioration des rendements en
mil :
- la simple al>plication des techniques culturales
préconisées par l'ISRA, en absence de :oute fumure, assure déjà un doublement
des rendements moyens actuels

---

;.t
‘.’
Rendament mil
kg/ha
28OC
t
+ 23’8~
2545kq
l
t
t
2506 kq
2400
+ 23Ok
m
t
t
2246hq
2000
/
+76’
I
1600
t - K - -
1347kQ
-4
1200-
1276hg
I
.-. F u m u r e N P - ,
i
eoo-
x2,3
-- Bonnes techniques culturales -+
6OOkg/ha
-w----_
l
500 kq / ha
400-
I
I
Culture traditionklle
-
- VARItTe: SOUNA III --,
sans travail du sol
et sans engrais
SupplCment dc rendsment dO b I’enfouisssment de paille.
FIGURE 3 : Gamme de rendements en mil obtenus pour diffkentes am4liorations techniques.
(Bombey, 1973 - 1977)

---

6
- 17.-
- la fumure phospho-azotée permet d'accroître les ren-
dements de 76 % par rapport au seuil précédent(bonnes techniques culturales,
variété améliorée)
- la fumure potassique procure alors un surcroît de ren-
dement de 20 P; et, en mknt? temps, stakji 1i.s~ la production
- enfin, l'enfouissement des résidus de récolte de mil,
qui ne se justifie que dans le cas où il s'agit d'une culture recevant une fumure,
apporte encore une nouvelle amélioration de 23 P des rendements.
Au total, lorsque tous les thèmes sont associés, les rendements
moyens actuels peuvent être multipliés par cinq. Dans le cas d'une culture de mil
déjà réalisée dans de bonnes conditions culturales (dates de démariage, sarclage,
labour,etc... ), la fertilisation accroît les rendements de 119 %, dont 20 '% sont
dus à la fumure potassique.
3 . 2 - Analyse des effets de la fumure potassique sur :Le mil
Cette analyse repose sur les observations faites depuis le dé-
but de l'expérimentation et, tout particulièrement, lors de la dernière année, en
1977, où il a été possible de mesurer avec plus de précision les différents fac-
teurs d'élaboration du rendement du mil pennisetum.
3.2.1 - Effet de la fumure K sur la croissance et le développement
__-_--_-_---_--------------------------~------------------
du mil
__----
La fumure potassique accroît considérablement le développement
végétatif du mil, comme de nombreuses autres cultures. Cet effet, bien connu,peut
être,dans le cas du mil, diicomposé en deux :
- d'une part, un effet sur l'élongation des talles
- d'autre part, un effet surla multiplication du nombre
de talles produites (capacité de tallage).
Les mesures faites sur la croissance du mil au cours de l'an-
née 1977 sont reproduites en annexe II, et la figure 4 illustre pour les 60 pre-
miers jours l'allure de cette croissance dans trois cas différents = fumure NP
sans potassium, avec du potassium
r‘ngZfiA@ avc?c ou sans restitution de pailles.
I

---

I
<.
- 1 8 - i '
:;
3

‘.
:
/
La fumure potassiqu'9 agit incontestablement sur la taille du mil
et ceci est obtenu non pas par une prolongation de la vie végétative des plants
fertilisés (quelle que soit la fum re, toutes les parcelles de l'essai arrivent
à floraison, sans distinction de t iitement, entre le 43ème et le 55eme jour),
mais par un accroissement de la vi 3sse de croissance. Cet effet du potassium
se manifeste des la première dose
: reste le même dans l'intervalle de fertili-
/
sation potassique étudié (0 à 90 k ch/ha/an K20).
Il est remarquable ,d!: 3 noter que cet effet est très précoce puis-
que, dès le 19Esme jour après la le Se, 40 % de la différence de taille mesurée '
à la floraison sont déjà atteints. sn outre, visiblement au-delà de 30 kg/ha/an
de K20, l'effet dose devient nciigli zable (cf. Fig.4 et tableau 3).
La fumure potassiquie influence
le tallage du mil (cf. ta-
bleau 3). Elle joue, d'une part, s c le nombre de talles produites (c'est à dire
la "capacité de tallage" que l'on
zut apprécier dans ce cas par le nombre de
talles primaires apparues au 26ème jour après la levée) mais, aussi, sur la pré-
cocité de tallage qui est accrue c
68 "6 (en se reférant au nombre de talles pri-
maires formées au 16ème jour). Pot
le tallage, comme pour la croissance, les
effets sont les mêmes quelle que s it la dose d'engrais potassique (avec
semble-t-il un léger effet dépresc
f de la dose 90 kg K20/ha/an).
Il faut enfin ajout:eiIK que, durant la secheresse qui a sévi en
début de cycle cultural 1977 (9 mn :de pluie entre le 22 juillet et le 13 août),
les parcelles ayant recu une fumul
potassique ont manifesté un bien meilleur
comportement (cf. photographie) ql
celles privées de cet élément, malgré leur
développement végétatif (et donc ! ,ur surface évaporant-c) beaucoup plus fort.
Avec K
-
Sans K

---

- . _
.
- .

- :
-G-

- .
--_-
_.-
._
r
.--

.“._

.-

..-

__.
.
_
,
.<.,

:
’
i
l
/ : ,
Hauteur
Pluviom4trie
en cm.
en mm.
A
250
6djaur
200
00
150
I
37: jour +
100
25
S CB-
--L-
dl-
Juin
Juillet
AoOt
d---
0
-0
Septembre
Octobre
Traitements :
. NP
0 NPKso
0 NPKso
La NPK 60 + paille
FIGURE 4 :
Comparaison des courbes de croissance de mil
r e c e v a n t d e s f u m u r e s diffdrentes ( B a m b e y , 1 9 7 7 , d’aprh B . KOUMBRAïT ) .

---

-.
I
ubre total;
Taille hors tout en cm
Nbre talles primaires/poquet
épis/ :
poquet 1I
12ème jour
60ème jour
1Gème jour
26ème
our
Traitements
début tallage)
(flora.isori)
i
000
21,6
210 t 6.0
1,74 + 0,20
20,7 + 3,4
3,20
NPK
24,6
1,72 t 0,15
16,6 + 2,2
0
5r17
i
29,9
x=
251 t
NPK30
29,9
30,2
251 t
NPK60
NPK
30,9
249 t
90
000
22,l
211 t 6,9
1,58 + 0,20
19,5 + 2,8
3,59
NPKO
28,6
250 + 6,7.
2,52 t 0,25
22,6 t 5,0
5,98
35,0'
x=
253 + 6,G
i NPK 30
4(d
a NPKGO
37,0
35,9
258 t 8,l
+ NPK
35,8
240 t 8,0
90
Tableau 3 : Effet de la fumure potassique sur quelques caractéristiques
végétatives du mil (Bambey, 1977)

---

- 20 -
Par comparaison à cesil/effets du potassium, l'essai étudié per-
met aussi de constater que :
-. si la fumure hII’ favorise la croissance du mil au départ,
I
elle n'a d'effet ni. sur la taille de ’ / cette plante à la récolte, ni sur la préco-
cité et la capacité de tallage.
- l'enfouissemen 1: des pailles de mil a un effet qui
s'additionne à celui du potassium en renforçant encore plus la vigueur du mil
au démarrage (taille et précocité de tallage) .
- d'une fac;on gé Braie, le nombre d'épis fertiles paraît
fortement lié à la vigueur du mil. ap réciée dans les 15 jours suivant la levée
3.2.2 - Effet de la fumurei
------------.v-----
E: sur les composantes du rendement du mil
._ __-_-____-__-____-_----------------------
Sur la moyenne des résultats obtenus de 1975 à 1977 et qui est
donnée dans le tableau 4, on peut di. r._ e que la fumure potassique
-
- tend à accroît e modérément, en comparaison à la fumure NP
l -
seule, le nombre d'épis fertiles
- augmente plus
ensiblement le poids de grain par épi

---

- 21 -
Nbre épis
Poids grain
Rendement
Fraitements
fertiles/ha
g/epi
battage 5,
--.~--
000
37.878
2’1, ‘f
66, 9
NPK
56.733
3 7 , 7
6’3 ) 1
0
58.09'j
42,6
68,5
NPK30
59.086
41,3
70,2
NPK60
59.970
NPK90
68,8
000
38.898
30,9
68,8
NPK
61.091
40,8
68,6
0
NPK
41,9 x
68,6 x
30
44,1
(43,l
69,7 69,2
43,41
69,2 1
Tableau 4 : Effet de K sur les composantes du
rendement du mil (moyenne 1975-
1977, Bambey)
Ces deux effets se manifestent avec la même intensité, quelle
que soit la dose d'engrais K utilisée dans l'intervalle 30-90 kg/ha/an de K20.
L'accroissement du poids de grain par épi, dû à la fumure po-
tassique, ne s' explique pas par une éventuelle amélioration de la fertilité de
l'épi,qui conserve un même rendement au battage pour autant qu'une fumure NP
soit appliquée à la culture. Les mesures plus détaillées,faites en 1976 et 1977,
montrent que cette augmentation de poids est liée,en fait, à un accroissement de
la surface de l'épi (longueur en 1976, circonférence en 1977), le poids spécifi-
que du grain de mil restant constant (cf. tableau 5). Une étude encore plus
approfondie aurait été necessaire pour vérifier si cet effet sur la surface de
l'epi (qui n'est pas une composante du rendement) sc localise sur le nombre
d'epillets produits ou sur la pro1i.ficit.t; de ceux-ci.

---

- 22 -
_._-_----
:Longueur des
1Ti1.ismètre median
Poids en g
épis en cm
c m
1000 grains
- -
Traitements
.976
1977
- -
1977
1976
000
49,0 a
44,8 a
2,26 a
7,71 a
NPKO
49,4 a
52,2 b
2,45 a
7,57 a
NPK30
160,O b
51,3 b
2,64 b
l63,6 b
50,7 b
2,60 b
7,48 a
mK60
63,0 b
51,5 b
2,62 b
7,54 a
NPK90
000
52,5 a
49,0 ab
2,40 a
7,65 a
NPK
58,6
0
b
49,9 ab
2,46 a
7,62 a
NPK30
60,4 b
51,2 b
2,55 b
7,77 a
2
: NPK
58,l b
52,T b
60
2,67 b
7,78 a
!z
180,4 b
53,5 b
2,71 b
7,81 a
+ NPK90
/
--
Tableau 5 : Effet de la fumure K sur c i!lques caractéristiques d'épi de mil
(Bambey 76-77) -(Les lette
i; a et b distinguent les valeurs sta-
tistiquement différentes)
Par comparaison à cc
effets du potassium, on note que la fu-
mure NP seule,agit aussi à deux niveau
sur les composantes du rendement :
- en augmentant cc Gidérablement le nombre d'épis fertiles
- en améliorant 16 noids de grain par épi

---

- 23 -
Mais, à la difference du potassium, l'effet de la fumure NP
semble surtout important dans la phase de post-tallage, permettant à un plus grand
nombre de talles tardives de devenir fructifères (33 8 d'épis fertiles en plus que
sur les parcelles sans engrais).
Le poids de grain par C;pi est aussi iargement accru mais, dans
ce cas, la fumure NP agit non seulement sur la taille des épis mais aussi sur leur
fertilité,
avec un rendement au battage amélioré de 2 % = 69,l % contre 66,9 % sans
engrais.
Sur les cultures de mil avec engrais, la pratique de la resti-
tution des pailles de cette céréale a là aussi pour conséquence d'accroître le
nombre d'épis fertiles = environ 6 000 epis de plus par hectare.
On note,
enfi.
, de 1975 à 1977, que les chandelles de
mil sont un peu mieux remplies (1,2g de grain en plus par épi). Ce fait n'est pas
clairement expliqué par les résultats présentés au tableau 5. En effet l'enfouisse-
ment de paille, qui n'améliore pas le rendement au battage, est sans effet sur la
taille de l'épi. Il semblerait que ce traitement entraîne un maintien du poids spé-
cifique des grains qui aurait une légère tendance à baisser en présence de fumure
minérale seule. Les différences de poids observées (7,53g et 7,75g) ne sont cepen-
dant pas significatives au seuil de probabilité de 5 %.
3.2.3 - Analyse statistique des relations fumure K x Rendement du mil
____-_---------------------------------------------------------
Les relations qui livnt le rendement 3ux différents paramètres
mesurés ont été mises en évidence à partir des résultats obtenus en 1977. Une étude
de corrélation a été réalisée à cet effet par le Service de Méthodologie de 1'IRAT
entre les variables suivantes :
l- Rendement parcellaire
2- Nombre de talles au 16ème :jour
3- Nombre d'épis fertiles
4- Nombre total d'épis
5- Diamètre médian des épis

---

--
-- 24 .
On a tenu compte (
l'cxistenrc du dispositif expérimental
(dont l'effet a été tsliminé par calcul: :t des traitements. On a donc calculé des
coefficients de corr&lation :
- intra-trai txmeni
c'est à dire indépendants de la présence
des doses variables de potasse,
- inter-traitement
qui font intervenir ces applications
croissantes de potasse.
Rendement
kendement
Coefficients de corrélation
L
- intra-traitements (en italique)
Nb. talles
0,17
- inter-traitements
précoces
0,65*
Nb. to
tes
* significativité à P = 0,Ol
l
Total épi
0,27
~
0,71*
0,85*
0,80*
Total épi
-
-
Epis fertiles
0,27
0,59*
0,91*
0,86*
0,74*
o g7* Epis fertiles
t
l
Diam. épi
0,14
0,46
0,51
0,65*
0,51
0,67*
--
On remarque que la
ariable rendement se trouve liée signifi-
cativement aux autres paramètres mesuré
uniquement par l'intermédiaire des trai-
tements c'est à dire lorsque l'on prend
n considération la variabilité induite
par les doses croissantes de potasse.
On aboutit à un SC
ma explicatif de ce type :
cK
Nb.
/
talles précoces
IJ
1%. épis formt%
I-Jf
Nb. épis fertiles
épis
r-
Rend

---

- 25 -
Ceci tend Fi appuyer les observations faites précédemment :
le potassium améliore les rendements en mil par le biais de l'effet de cet engrais
sur la vigueur au démarrage de cette culture, ce qui permet d'obtenir à la récolte
un plus grand nombre d'epis fertiles, et dont la taille (ou la prolificité) est
accrue.
3.2.4 - Effet de la fumure K sur les teneurs minérales du mil
----_-------_-------__C_L_______________-------------
L'effet 'de la fumure K sur les teneurs minérales de la matière
sèche produite par le mil ,a étE plus particulièrement étudié pour :
- les grains ,i la récolte
- les pailles à la recolte
- Les jeunes plants à l'époque du démariage
3.2.4.1 .- Teneurs des grains
-----_--_
Les concentrations en cléments minéraux dans les grains à la
récolte ne sont pas modifiaes de façon significative par la fumure potassique.
Les valeurs moyennes annuellos,
pour lt>:+ fiLc;mcnts majeurs, sont données dans le
tableau 6.

---

- 26 -
NZ
P”R
KZ
Ca Z
t
i
Fumure
0 ' NPK l
0
0 j NPK
0
'NPK
0
P K
10'
t
!-
IN
paiIk$paiE.q
]
i
I
i
I
A"n%L;
1;59
1 .7f
1;59
1 . 7 5
ii.?C
1976
2,08
2,ll
2,20
2,20
0,3L
I 0,42 0,42 0,02 '0,02 0,02 0,02 0,12 0,12 0,12 0,12
1977
1,69
1,81
1,67
1,73
0,31
10,44 0,43 0,03 0,03 0,02 0,03 0,13 0,13 0,13 0,13
Moyenne
1,79
1,881
i,821 1,891
Of31
O,36 /0,34( 0‘36
0,38 0,3EI- 0,38 0,38 0,02 0,02 l o,û2 1iO,O2 O,i2 1 O,i2 1 û,i2 i 0,12
1
Tableau 6 : Teneurs en % de matière sèche dans les grains de mil Souna III à la récolte
(0 = sans engraisfSIK = parcelles avec engrais NP et NPK)

---

On observe simplement :
- un effet de la fumure NP sur les teneurs en azote
et en phosphore des grains
- une variabilitG inter-annuelle assez élevée pour le
taux d'azote et de potassium des grains
- aucun effet specifique apparent de l'enfouissement
de paille
Les valeurs moyennes générales sont finalement les suivantes :
N =
1,84 % (valeurs extrêmes 1,59-2,201
P
= 0,35 %
K =
0,38 V (valeurs extrêmes 0,28-0,44)
Ca = 0,02 0
Mg = 0,12 % (soit 6 fois plus que de calcium)
En 1974, une analyse minérale plus complète a donné les résul-
tats complémentaires sui-vants :
Fe =
97 ppm + 4,3
Zn =
29,s ppm + 1,8
Mn =
24,7 ppm + 1,3
etS =
0,ll % + 0,ll
CU =
7,3 ppm + 1,6
B
= 3,0 ppm + 0,2
Ces teneurs ne sont pas modifiées par les fumures appliquées.
3.2.4.2 - Teneurs des pailles
- - - - - - - - - -
Les valeurs des concentrations d'éléments minéraux majeurs
dans les pailles sont indiquées dans l'annexe 4.
D'une façon générale, on constate que la fumure potassique :
- n'affecte pas de façon sensible les taux d'azote
(0,54 % ,+ 0,081 et les taux de phosphore (0,12 % + 0,05) dans les pailles qui
fluctuent cependant d'une anntk à l'autre

---

- modifie, par contre, fortement les taux de potassium
et, en conséquence, les proportions rels:zives des cations majeurs dans les pail-
les, d'autant plus que les taux de calcium et de magnésium tendent à décroître
(de 10 à 20 % en valeur relative selon Les années).
Les taux de potassium, par contre, augmentent avec les doses
d'engrais K appliquées, selon une fonction quadratique, en 1975 (où le mil a
subi une forte attaque parasitaire) et L!inéaire les deux années suivantes :
- en 1976 K % paille = 1,5 + 0,011 K
cur K compris entre 0 et 90 kg K20/ha
- en 1977 K % paille = 1,l + 0,017 K
cur K compris entre 0 et 90 kg K20/ha
"
On remarque, par ail _ urs,
I que :
- la fumure NP, seule, tend à accroître légèrement les
teneurs en N et P des pailles et à diminuer, par contre, celles en potassium
- l'enfouisser nt des résidus de récolte n'a pas
d'effet significatif autre que celui d'augmenter le taux de potassium des pailles
de la culture de mil
f
Enfin l'analyse plus cnmplète, faite en 1974, donne les infor-
mations suivantes :
Teneur moyenne des p illes en Fe =
187,3 ppm + 31,6
Mn = 156,l ppm + 23,8
Zn =
13,4 ppm +
1,2
CU =
9,6 ppm 2 2,O
B
=
5,2 ppm + 0,4
avec, en outre
s
=
0,08 % + 0,02
et
Si0 2 = 0,97 % + 0,ll
Ces teneurs ne sont pas modifiées par la fUmUre K, à L'eXceP-
tion de la silice semble-t-il, dont le taux aurait tendance à chuter pour de for-
tes applications d'engrais potassiques (>cf. annexe 1).

---

.I
9b
w
1.0
5.0
A
4.8
4 . D ,I’ \\
i
4.4 \\
\\
4.4
4.6
\\\\\\
N
4.4
‘\\
-J
-*
4.2
4.2l!Ez
‘c-7
\\
4.0
4.0
‘\\
t
SO T-x-
0
JO
a0
Do
K
0.7
-_
w
04
P
0.5 k
0.4
i--
30 - x - - x -
,’
c* A--,
5
4t-
s
l--T
Q
’*0
K
1.0
-b-h
0.W
0.1
CO
0.7l-
0.a
w
k-- rb dl
1975 -
w
0.T
0 .
y.
b-L
0.5
“c. w
0.4
0.3
0.2
l--T -rr
Mn
1300
n o 0
Fe
9001
Zn
-- Sans paille enfouie (m tbmoin absolu)
----a---- Avec paille enfouie (0 tCmoin absolu)
FIGURE 5 : Effet de la fumure potassique sur les teneurs; minérales
dans les ieunes Plants de mil (80 jour oprk la lev6e). Bambey, P. SIBAND.

---

- 29 -
Ces résultats permettent d'avoir une appréciation globale des
teneurs moyennes des pailles de mil à la récolte mais, outre leur imprécision
inhérente aux difficultés d'échantillonnage (plante de taille variable, forte
différence de teneurs entre la tige et les feuilles), ils ne donnent que peu
d'informations sur les rGpercussions réelles de la fumure potassique qui, on
l'a vu, a une action décisive en début de cycle.
3.2.4.3 - xeseurs dans les jeunes Elants de mil au démariage
- - - - - - - - - - -_----------
Des résultats très comparables ont été obtenus en 1975 et 1977
par P. Siband.
Une dizaine de jours après la levée du :mil, la fumure potassi-
que apportée modifie profondément les concentrations minérales des jeunes plan-
tules comme l'illustrent les sraphi(Iucs de la figure 5 :
- les concentrations en K augmentent (de + 53 % en 1975 et de + 114 % en 1977)
- les taux de Ca et de Mg diminuent très fortement (de - 30 % et - 56 % en 1977)
- par contre, les taux de N, P et Fe restent relativement stables
- les teneurs en oligo éléments suivent une évolution, v'ariable selon les années
et non significatives.
0n observe, d'autre part, que la fumure NP a, sur les jeunes
plantules, les effets que l'on a déjà relevé sur les teneurs minérales dans les
pailles : augmentation du taux d'azote et surtout de phosphore, dépression du
taux de potassium. Quant à l'effet de l'enfouissement de paille, il se limite
apparemment à l'enrichissement en potassium des plantules. il n'a en particulier
pas d'effet significatif sur les teneurs en azote et l'influence sur les autres
éléments est variable d'une année à l'autre et sans signification statistique.
3.2.4-4 - Analyse statistique des rel,ations teneurs minérales
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
x Rendement du mil
- - - - - - - - -
Pour chaque série de résultats annuels, on avainement cherché
à établir une liaison éventuelle entre les rendements en grain obtenus et les
teneurs minérales mesurées dans les pailles à la récolte.

---

--
‘l.*
,.
.
;y-
-
- 30 -
Cependant, en regroU pant sur un même graphique les moyennes
par traitement des rendements et des t, aux de K dans Les pailles mesurés de 1973
à 1977 (cf. Fig.61, il semble que l.'o r-l puisse,trGs grossièrement,définir un seuiti
en deçà de 1,s % de K dans les paille S
les rendements fléchissent. Ce résultat
-.
graphique, très approximatif, n'a suc UiI fondement statistique mais peut être uti-
le à l'agronome qui suppose l'existenc i2 d'une carence potassique dans une cultu-
re de mil.
Les informations quie IL'on tire des teneurs minérales dans les
jeunes plantes
sont, par contre, pkU!s précises.
On a calculé pour 1'9:7;7 l'intensité de liaison entre les para-
mètres mesurés suivant :
- teneurs % dans 1:i plantule en K, Ca, Mg, N, P
- rendement en pa.ilLie et en grain de mil à la récolte
- teneurs en K éc!ha. en mé/lOOg mesurées dans l'horizon 0-2Ocrn
l'année précédente (en fin de recolte 1Lt3761
Les calculs réalisé:s par le Service de Méthodologie de 1'XFUAT
ont permis de mesurer les coefficient!3 de corrélation entre ces difftkents para-
mètres, après élimination de l'effet (Aispositif.
Les résultats les p:lc1s marquants sont les suivants :
/tous traitements
---_I_-
N
P
K
traitement
,
- K % plantule et rendement en grain
r = 0,499
i = 0,626
- K % plantule et rendement en paille
r = 0,726
r = 0,880
- K éch. et K % plantule
r = 0,869
r = 0,848
Les autres combinai:SCkns indiquent des Liaisons faibles ou non
significatives.
La liaison entre la tfil- Leur en potassium des plantules et le ren-
dement en grain reste faible (le pourc:e!mtage d'e‘xplication de l'une des varia-
bles par l'autre est seulement de 30 :i) .

---

Rendement grain
Kgha
2
3000
X6
X5
,6
.6
x7
x6
#7 Ii7
2
2500
2455-
6
d
2000
5
1500
1000
500
0
097
1.0
o Engrais seul
3 1973
6 1976
x Engrais t paille enfouie
4 1974
7 1977
5 1975
FIGURE 6 : Rendement du mil et toux de potossium dons la p a i l l e . (Bambey,1973-1977).

---

- 31 -
Par contre, on observe une liaison étroite entre K éch. et K%
__-_._. -_-..--.-.--
plantule d'une part, et K% plantule et rendement en paille d'autre part (cf.
Fig.7).
On pourrait évidemment s'attendre à de tel.les relations puis-
que le rendement en pail:Le est une fonction des doses croissantes de potasse ap-
pliquées, comme le sont :Le taux de K dans les plantules (K% = 6,70 - 3,78
-0,0224 x
e
, avec x = dose K20) et, dans une certaine mesure, les teneurs du sol
en K échangeable.
11 est cependant intéressant de noter 'que l'effet de l'enfouis-
sement des résidus de récolte sur le rendement en paille (environ 1 tonne de ma-
tière sèche en plus par an et par hectare) est directement corrélé avec
l'accroissement de teneur en potassium du mil au stade plantule.
Le dispositif expérimental utilisé ne nous permet pas de préci-
ser plus avant. Tout au plus peut-on constater qu'à la dose de 30 kg K20/ha/an,
qui semble la plus intéressante, les taux moyens en K dans les plantules sont
compris entre 4,s et 5 %,
_-_--___--.-.
Ce?s teneurs sont semblables à celles mesurées dans les jeunes
plantes ne recevant aucun engrais. Autrement dit l'engrais potassique permet-
trait de maintenir la teneur K % des jeunes plants à un niveau suffisant maigre
l'effet de dilution auquel on aurait pu s'attendre (puisque la fumure NPK
stimule le ddveloppement vt;qc;tati f) .
On peut aussi dire, en se basant sur les résultats d'analyse
de 1975 et 1977, que la fumure potassique semble pouvoir être valorisée lors-
que les jeunes plants de mil contiennent 4,0 à 4,5 % N dans :Leurs feuilles
(en poids sec) et environ 0,5 % (au moins) de P.
En ce qui concerne plus spécifiquement :L'effet de l'enfouisse-
ment des résidus de récolte sur le rendement en grain du mil qui, rappelons-le,
est de l'ordre de 300 kg.ha/an quel que soit le niveau de fumure potassique appli-
qué I il ne peut pas non plus être expliqué par un simple enrichissement des plan-
tules en potassium alors que celui-ci est directement corrélé à l'accroissement
de rendement en paille. A en juger par les rssultats des tableaux 3 et 4 il semble

---

.-
”
- 32 -
bien que la paille enfouie agisse, d'une /part comme un engrais potassique qui
accroit le nombre de talles précoces et le nombre d'épis fertiles, mais aUSSi
comme un complément de future phospho-azcytée. En effet de la comparaison des
effets des traitements NPKi et NPKO -1 Poille présentée ci-dessous, il ressort
que le nombre d'épis fertiles s'accroit (d'environ 2 000 épis par hectare) là
où l'on a enfoui de ].a paille, sans que ceci soit expliqué par une augmentation
préalable du nombre de talles précoces (nespectivement 2,53 et 2,52 talles/pied).
Or c'est bien ce que l'on observe lorsqt'ion applique une fumure phospho-azotée
(comparaison des traitements MOOO'" et fl,P~,l) qui entraine une très forte aug-
mentation du nombre d'épis fertiles (en\\i:ron 20 OOO/ha dans ce cas) sans qu'il
y ait eu d'effet sur la précocité du tall,age (1,74 et 1,72 talles/pied).
Traitement
INb. de talles/pied
Nb.
épis
-
lGème jour
fertiles/ha
000
1,74
38 878
NPI$-,
1,72
56 733
NPl(i
2,53
59 052
NPlb + Paille
2,52
61 091
La paille enfouie aurait, dans cette hypothèse, l'effet de
renforcer ou prolonger l'effet de la funmre NP.
3.3 - Conclusion sur le rôle du potassium dans l'élaboration du rendement
-.-
de mil Pennisetum
Le potassium, élément /minéral mobilisé en grande quantité par
les végétaux, stimule fortement la prodL.ction de matière sèche végétale, tout par-
ticulièrement dans le cas du mil, céreale à fort MILlage.
En ce qui concerne 1.e nendement en grain de cette culture, on a
constaté qu'il pouvait en moyenne être E.acru de 20% et maintenu stable d'une an-
-i
née à l'autre grâce à l'emploi de fumure potassique, Dans les conditions de Bam-
bey, et pour un mil à court cycle (Sounc III,90 jours), une dose de 30 kg/ha sous
forme de KCl paraît la plus convenable Garantissant des rendements de 2 500 kg de
grain à l'hectare.
Associé à une fertilisation de base phospho-azotée, l'engrais
potassique permet, en effet, d'accroître [de façon modérée mais significative le
nombre d'épis fertiles et leur taille (cu plus exactement leur surface).

---

Plantule
K %
A
r: 0 , 8 6 9
5,0-
l,O-
K Cchangcable (O-20cm)
Ol
I
I
1
w
0 0,Ol
0,05
0,lO
m4/100g - 1 9 7 6
Rendement paille
kg / ha
A
10000-
r = 0,880
5000-
Sous - ensemble ” tbmoin”
r= 0 , 7 2 6
Ko/‘&
0
0
W
2.0
38
480
5.0
64
7P
plantule
F I G U R E 7 : CorrClations entre le taux de potassium dans les jeunes plants de mil,
le rendement en paille et la teneur en potassium Cchongeable du sol ( 1977).

---

- 33 -
Il semble bien que cet effet soit essentiellement lié à une
action très précoce du potassium engrais, absorbé dès les premiers jours suivant
la levée par les jeunes plantes
de mil. Celles-ci en tirent une vigueur accrue
au démarrage, avec une vitesse de croissance stimulée au cours de la phase d'ins-
tallation du végétal dans le sol et une apparition plus précoce de talles qui
ont ainsi toutes les chances de devenir fructifères, à l'encontre des talles tar-
dives. Il est probable que c'est
à cette précocité d'action que l'on doit aus-
si l'accroissement de la surface de l'épi,dont la taille est déterminée dans les
20-25 jours suivant la levee.
Nous avons pu, en outre, constater au cours de la période d'ex-
périmentation marquée par de nombreuses périodes de sècheresse, que la fumure po-
tassique tamponne heureusement les aléas climatiques et constitue donc un fac -.
teur important de stabilisation des rendements.
Le potassium paraît en effet jouer un rôle essentiel dans
l'amélioration de l'efficience de l'eau disponible. Or, d,ans cette zone clima-
tique, l'eau est assurément le premier facteur limitant de la production. Il est
vraisemblable que cet effet bénéfique du potassium est
dû, non seulement à son
rôle bien connu dans la régulation stomatique et la transpiration végétale,mais
aussi à son influence considérable sur la croissance végetale. Ceci est parti-
culièrement important lors de la phase d'implantation du végétal où, grâce à
une croissance racinaire rendue plus vigoureuse, le mil peut rapidement explo-
rer les couches les plus profondes et, en pratique, les plus humides de ces sols
sableux.
On explique ainsi mieux
que l'effet de la fumure po-
tassique soit essentiellement lié à une action très précoce sur le mi+et qu'une
dose faible apparaisse comme largement suffisante,puisque les mobilisations par
la culture, au cours des trois premières semaines restent évidemment limitées.
Ceci ne veut évidemment pas dire que l'alimentation potassique
du mil dans les phases ultérieures de son développement soit secondaire. Mais,
en pratique, dans ces sols profonds contenant du potassium en quantité modérée
mais facilement mobilisable, et où la diffusion de l'ion K' se fait certaine-
ment sans difficulté (texture sableuse, faible capacité d'échange cationique),
le mil arrive toujours par la suite à satisfaire ses besoins grace à son enra-
cinement dense et profond.

---

Cette expérimentatior mous a permis enfin d'apporter quelques
informations sur les effets de la fumure phospho-azotée et des enfouissements
de paille.
C'est ainsi que, si la fumure NE) comme la fumure K favorisent
la croissance du mil. notamment lors de 1s phase d'installation du végétal, elle
n'a par contre aucun effet sur la preccclté et la capacité de tallage.
En schématisant,et par opposition à la fumure potassique,son
rôle semble plus important dans la phase de post-tallage permettant à un plus
grand nombre de talles de devenir fructilfères (33 Si d'épis en plus). Cette fumure
NP accroît aussi très sensiblement l.e poiids de grain par épi, non seulement en
augmentant la taille des épis comme le potassium, mais en faisant décroître la
stérilité.
Le rôle chimique de la paille enfouie apparaît plus complexe
et non totalement élucidé. Elle induit C#e;pendant un fort enrichissement en K des
jeunes plantes et donc présente les avartages de la fumure potassique (vigueur
au démarrage). On a aussi émis l'hypoth6se d'un éventuel effet de cette paille
enfouie, sur l'alimentation azotée du mil (action comparable à l'engrais NP sur
le nombre d'épis fertiles), voire sur le rendement de la transformation protéini-
que (effet éventuel sur le poids spéclfîqrue des grains).
Outre ces effets chiniques on ne doit pas oublier que les
enfouissements de résidus de récol.te agissent sur les propriétés hydriques des
sols et améliorent de ce fait les renderremts (cf. NHCOU et CHOPART, 1977).
IV - EFFETS DE LA FUMURE POTASSIQUE SUR L'EVOLUTION DES CARACTERISTIQUES ET
---
DE LA FERTILITE DES SOLS DIOR
Dans ce chapitre on precisera quelle a été l'évolution des ca--
ractéristiques physico-chimiques de ce sol Dior cultive et l'on cherchera à vé-
rifier si cette évolution peut être mis? en relation avec une modification mesu-
rable, au cours de la période d'expGrimwtation, die la fertilité intrinsèque de
ce milieu physique. Enfin on calculera, par deux méthodes différentes, le bilan
potassique global du système atmosphère-s ol-plante après deux successions cultu-
raies mil-arachide.

---

4.1 - Evolution de aueluues caractéristiaues du sol
Un suivi annuel a été réalisé dans les horizons de surface
avec, en plus, un contrôle sur l'ensemble de l'épaisseur du profil exploité par
les racines (150 cm).
4.1.1 - Evolution des horizons dc surface (1973-1977)
_-----__--------------------------------------
Cette t5volution est
indiquée dans les figures 8 à 10 et les
tableaux 7 et 8.
4.1.1.1 - Variations des teneurs en cations échangeables
--------------_--------
Pour ne pas trop surcharger la figure 0, l.es intervalles de
confiance des mesures moyennes de teneurs n'ont pas été reportés sur les graphi-
quesI à l'exception des valeurs de l'année de début d'explérimentation. A titre
d'exemple, le tableau 7 indique quelle est la variabilité des teneurs moyennes
relevées sur les échantillons de terre prélevés entre 0 et 20 cm en fin d'année
1976 : ceci illustre bien les difficultés d'interprétation que l'on peut avoir
avec des valeurs aussi faibles et pour lesquelles l'erreur relative devient fa-
cilement très élevée.

---

Trai-
K éch.
K
mobil.
Ca éch.
tements
+
t s
-.
t
+
x -
x
x -
ts ;
x -
ts
;
---- II
---
000
13,7 + 2,2 ppm
160 + 14,4
78,5 + 24,8
(0,035 + 0,006) me
(0,,41C + 0,037)
(0,392 + 0,124)
NPK30
19,6 + 6,3
156 + 10,4
64,l + 9,8
(0,050 t 0,017)
(0,4OC + 0,027)
,-
(0,320 2 0,049)
NPK90
35,2 + 3,7
151 + 23,0
47,8 + 17,4
(0,090 2 0,009)
(0,385 .t 0,059)
(0,238 + 0,087
*K30
27,4 + 5,9
177 + 21,8
67,l + 18,0
-t Paille
(0,070 + 0,015)
(0,453 -t 0,056)
(0,335 + C,O9)
NPKgO
43,0 + 6,9
194 + 22,9
60,l + 27,3
,t Paille
(0,110 + 0,018
(0,497 + 0,059)
,-
(0,300 + 0,136)
Tableau 7 : Teneurs en ppm (et EII mé/lOOg) de la terre prélevée en 1976, après
arachide, sur 1'essz.i réalisé a Bambey (6 répétitions, horizon O-20 cr
Cependant un C#ertain nombre d'informations se dégagent de I'en-
semble de ces mesures.
La variation périodique des teneurs, liée à l'alternance des
cultures, est le fait le plus &ident (montrant bien le danger des interpréta-
tions d'évolution de sol suivant. les indications obtenues après une ou deux an-
nées d'expérimentation).

---

Teneurs
Teneurs
en ppm de terre
cn ppm de terre
t
M - A - M - A - M
50 ’
1 inl! l
4Oi
I/L\\
I A
1
,,i Fy/$j Kéchangeable
L -t-- T---m-
0
Ann&
OL--l----
Annce
73 74 75 76 77
73 74 75 1'6 17
Teneurs
Teneurs . _
en ppm de terre
en ppm de terre
M - A - M - A - M
260.
26(
240.
K
24f
0-20cm~ mo-
mobilisable
2ot
e 209 35cm
(60.
IOt
120.
12t
HO-
1lC
100.
(OC
so-
C O
oa
80.
Cchangtabk
aa
70.
TO
60.
60
50.
SO
40.
40
30.
30
NJ
20.
Cchangeable
20
IO-
10
o
0
--AT--T-)
73 74 75 76 77
73 74 76 ?6 77
i
0 0 0
6
NPKo
M Mil
Intewalte de confiance
0
NPK30
A Arachide
f
(+- 2,WSi-t)
0
NPK 90
FIGURE 8 : Evolution des teneurs en Mments bchangecubles
et en potassium mobilisable d’un sol Dior ( Bombey , 1 9 7 3 - 1977).

---

Teneurs moyennes
en ppm de terre
K “mobilisable”
160-
Ca &h.
K &h.
Mg Cch.
0t
I
5r- An&s
73
i4
75
7 6
f7
FIGURE 9 : Evolution moyenne des teneurs en Clbmentt Echangeables
et en potassium mobilisable dans les vingt premiers csntimétres
d’un sol Dior (Bambey, 1 9 7 3 - 1977).

---

-
CE~
M - A
-
- - M -
m4 /WI A
/WI
1,30-
1.23
'V~O- tO,l6
IJO-
l,OO-
1 x:
! 0,92
0,ao -
+
*a,12
I
WO-
i/
I'
0,70
0,60
1
e A n n &
0,so I
I
1
1
73 74 75
77
0-20cme
M- A - M -
l
5,‘Jd
w ,fO,Ob
(pH eau)
W-
%4-
(pH Kcl)
4,6-
T Y-
4,4-
. 4,37
1 tope
4,2
4.0 1
,
,
,
---,------w Annbe
7 3
74
7 5
7 7
Traitement:
t 0 0 0
o NPK3,
NPK90
Intervalle de confiance
(t tsx) de la moyenne
. NPK,,t paille
)
NPK,+ paille
l
F I G U R E t0 : E v o l u t i o n d e l a capacité! 1 bchange cotionique (CEC) et du pH (eau et Kcl )
dans l’horizon de surface (0- 20cm) a,
rrimbey 1 9 7 3 - 1977.

---

Le mil entraîne en effet, d'une part, une forte chute de K
échangeable du sol quelles que soient les teneurs initiales et, d'autre part,
fait passer à l'état échangeable le calcium du sol (et dans une moindre mesure
le magnésium) puisque l'accroissement de teneur mesuré dans les 20 premiers cen-
timètres du sol (15 à 30 ppm, soit 45 Fi 90 kg/ha de Ca), ne peut être entière-
ment expliqué par le faible apport de calcium (28,6 kg/ha) lié à l'application
des 100 kg/ha de superphosphate triple. Sur Les prélèvements suivant la culture
d'arachide l'inverse est observé : augmentation des teneurs en K échangeable,
du moins lorsqu'une fumure potassique est appliquée, et surtout chute systéma-
tique des teneurs en calcium et en magnésium échangeables dans les 20 premiers
centimètres du sol (alors que, par le superphosphate triple, on apporte 20 kg/ha
de Ca sur cette culture).
Malgré ces variations rythmiques annuelles, peut-on observer
une tendance évolutive des différentes caractéristiques mesurées ? Le nombre
d'années comparables (même culture) étant trop faible po'ur permettre un calcul
de tendance, nous avons cherché à pallier cette difficulté par voie graphique :
après avoir tracé la ligw bris& réunissant les valeurs annuelles moyennes
(tous traitements confondus) des caractéristiques chimiques étudiées (Ca éch.,
Mg éch., K mobilisable) nous avons tracé la courbe qui reunit les points mé-
dians des différents segments de droite de cette ligne brisee. Le résultat est
illustré par la figure 9 pour l'horizon de surface (O-20 cm) du sol étudié.
On note tout d'abord une baisse généra:Lisée des teneurs entre
la période précédant la mise en culture (avril 1973) et celle correspondant à
La récolte de l'année suivante (octobre 1974). On observe ensuite deux types de
tendance :
- le maintien des teneurs, : tel est le cas du potassium mobilisable qui se sta-
bilise vers 0,46 mé/100 g et celui du magnésium échangeable (0,08 mé/lOO g).
On peut associer à ce groupe de paramètres le potassium échangeable dont les
teneurs moyennes entre 1974 et 1977 oscillent autour de 0,05 mé/lOO g.
- appauvrissement continu en calcium échangeable.
Ces tendances se confirment dans l'horizon suivant (20-35 cm)
avec, toutefois, une certaine confusion en ce qui concerne le calcium échangea-
ble et apparemment une évolution vers une diminution des réserves K mobilisables.

---

c
-
30
-
En quoi ces tendances giénérales se trouvent-elles modifiées par
es traitements de fumure qu'a subi le sel ?
L'engrais minéral potassique permet de maintenir les teneurs en
K échangeable au niveau initial de 1!373 : ceci n'est vraiment réalisé que pour
la dose K, la plus él.evée (90 kg/ha/an),
[et sans tenir compte des variations an-
nuelles de teneurs. En outre, même en fcmure potassique forte, le niveau des ré-
serves mobilisables chute (cf. Fiq. 8 et tableau 7),
Par contre cette fumure minérale favorise l'appauvrissement
des horizons de surface en calcium échargeable et en magnésium, et ce, d'autant
plus que l'on applique des doses de potçasium plus elevées (cf.tableau 7). C'est
ainsi que dens les parcelles où l'on applique depuis 1973 90 kg/ha/an de K20, il
y a moins de 5 ppm de Mg échangeable dars l'horizon 20-35 cm, ce qui correspond
plutôt à une teneur d'oligo-éléments, ?Lors qu'il s'agit d'un élément majeur
indispensable à la croissance Végéta:le.
La chute des teneurs en calcium est aus-
si spectaculaire : 120 ppm en 1973, 60 Z 70 ppm en 1977.
La pratique de l.'enfoL.issement de paille, en association à la
fumure minérale, freine,sans vraiment?empêcher,cette
évolution défavorable. A do-
ses d'engrais K comparables, on observe Le plus souvent que les horizons de sur-
face, où l'incorporation des pailles de mil se fait, ont des teneurs en éléments
échangeables plus élevées bien que se situant en-dessous du niveau mesuré dans
les parcelles sans fumure (niveau de K Whangeable excepte évidemment).
4.I.t.2 - Evolution de la capacité de rétention ionique)de la
Y-.--.-.-- .-__---.------ - - -
matière organique et du pH
- - - _ - - .-. - - - - _- -
La figure 10, ci-après, illustre les variations annuelles de
la capacité d'échange caticwique (CEC) tit du pH (eau et KCl) de l'horizon de
surface du sol étudie.
Entre 1973 et 1977, Q:I observe une baisse significative de la
CEC ainsi que du pH. En ce qui concerne ce dernier, le pH Kcl, qui est la mesure

---

- 39 -
La plus précise, traduit dans son évolution la même variation périodique annuelle
que pour les éléments échangeables, les pH les plus bas @tant obtenus après cultut
re d'arachide. Ce sont les parcelles ne recevant aucun apport organique qui s'aci-
difient le plus.
La diminution sensible de La CEC de l'horizon de surface est à
mettre en relation avec celle de la matiere organique indiquée dans le tableau 8.
Les valeurs les plus basses ont été observées en 1976, année où la teneur moyenne
en carbone organique était de 1,54 Y.o,
les pH particulièrement acides et les
teneurs en calcium échangeable très faibles (cf. fig. 8).
-
-
c
o/oo
N o/oo Total
x +
t s-
x
+
ts-
X
X
1973
1 !, 7 'b
1973
Traitements
1977
000
2,09 + 0,13
1,49 + 0‘12
0,18 + 0‘02
0,13 + 0,02
NPK
1,65 + 0,26
30
NPK
1,61 + 0,31
90
1,56 + 0,31
NPK30
+ Paille
1,66 + 0,25
NPK90
+ Paille
Moyenne
2,09 + 0,13
1,59 t 0,28
0,18 + 0,02
0,14 + 0,02
Tableau 8 : Variations des teneurs en C o/oo et N o/oo dans l'horizon de
surface du sol Dior étudié (Bambey 1973 et 1977).

---

_-
-----.-BF

-3
---.--
t
- 4 0 -
1
La comparaison des
Qleurs moyennes de 1973 et de 1977 donnent
les résultats suivants :
CEC me/100 g 1,2? 'r 0 1 6
,
._
(100%) 0,92 + 0,12 (75%)
c o/oo
2,0!1 I- 0,13
,-
(100%) l,S9 + 0,28 (76%)
N o/oo
0 , 1 ti IL 0,02 (100%) 0,14 + 0,02 (75%)
Il y a parallèlisme
,!ntre les évolutions de la CEC et celle
de la matière organique qui, en 5 anr 3s, a decru de 25 95 du stock initial.
Il est intéressant
? faire deux observations, pour autant que
la précision de ces mesures le permet ?. Tout d'abord l'absence totale de fumure
n'est pas une pratique favorable au IT intien du niveau organique des sols, qui
atteint dans ce cas le point le plus
3s.
On n'observe pas, d autre part, un quelconque effet améliora-
teur des enfouissements de paille de
il (8 à 16 t/ha de matière sèche enfouie
en 2 fois) sur la CEC et sur les taux JC C o/oo et de N Q/OO, contrairement à
ce que l'on a relevé sur les éléments -changeables.
En résume, on obser a dans les horizons de surface une chute
des teneurs en élements échangeables, accentuée les premières années, mais qui
semble se stabiliser à un niveau très1 oas par la suite. Cependant, dans le cas
du calcium échangeable, la tendance $1 l'appauvrissement parait se poursuivre en-
deçà du seuil actuel (environ 0,3 mé/ 3Og) -
Alors que la fumurt! 'minérale NPK permet un certain maintien
des teneurs en K dchangeahle,
celle-ci accélère par contre les pertes en cal-
cium.
Enfin l'enfouissemttqt des pailles de mil améliore la situation
d'ensemble du point de vue minéral L!Ms reste
sans effet sur la bais-
- - - - . . - cependant
se qénéralisée de la CEX du sol, el.ymême corrélative d'une perte, en 5 ans,de
25% du stock initial de matière orgal;que contenue dans les 20 premiers centimè-
-.---me."-
tres du profil.

---

- 41 -
4.1.2 - Evolution relative du profil (Q-150 cm:1 en fonction des fumures
_______I_____-------------------------.----------------------~--.
11 s'est averé que la comparaison des profils prélevés en 1976 i
avec le profil d'origine prélevé en 1973, était sujette a caution du fait de la
variabilité spatiale élevée des sols Dior, meme dans le cadre d'un champ d'ex-
périmentation de taille réduite (1000 m2).
On compare donc seulement (cf. Fig.111 les profils prélevés en
1976 dans les parcelles :
- 1, sans fumure
- 3, avec une fumure annuelle NPK 3. (la plus voisine de
la fumure vulgarisée actuelle)
'- 10, avec une fumure annuelle NPK
et enfouissement
9 0
des pailles de mil
On observe que ces trois traitements ont entraîné des modifi-
cations importantes dans la répartition des cations échangeables au sein du pro-
fil :
- il y a eu accumulation relative de K échangeable dans les 50 premiers centimè-
tres de sol soumis au traitement 10, alors que les profils de sol soumis aux
traitements 1 et 3 sont assez voisins dans l'ensemble. iqu-delà de 80 cm de
profondeur, les profils sont tous semblables
- le calcium et le magnésium,qui tendent à s'accumuler en profondeur, ont été
visiblement lixiviés hors du profil exploré lorsque l'on a appliqué une fumure
potassique. Ce que nous avions observé pourl'horizon de surface se manifeste
sur les 150 premiers centimètres de sol : on assiste à un épuisement progres-
sif en cations alcalins de l'ensemble du profil, tendance cependant freinée
lorsque l'on pratique la restitution des résidus de récolte.
La répartition du potassium des réserves mobilisables est don-
née dans le tableau 9 ci-après.

---

--
--
n
- 42-
- ------
-c
1 = sans fumure
3 := P
10 = NPKgO + Paille 1
JPK30
A + L
K mobil.
A + 1
K mobil.
A + L
K mobil
%
mé/IOOg
'L
mé/lOOg
5
mé/lOOg
,
-.
---. <- -
-
-
Profondeur(cm1
O-20
3,1
0,410
2, 7
0,400
2,85
0,497
20-40
5,O
0,607
4, 3
0,540
4,8
0,677
40-60
6,5
0,717
5, 4
0,487
6,3
0,757
60-80
6,O
0,663
4, 9
0,500
5,6
0,690
80- 100
5,a
0 ,6 1 0
4, 4
0,547
5,1
0,603
100-150
5,9
0,590
3, 8
0,487
4,a
0,580
- I I - - --,-
Tableau 9 : Teneurs en éléments fins (a - qilile + limon) et en potassium mobili-
sable dans un sol Dior sou m-c, j à des fumures différentes (Bambey 1976)
On remarque que le p lil 3 (NPK30) apparaît nettement appau-
vri en K, notamment à partir de 40 cm dz proEondeur, par rapport aux deux autres
profils. Cependant la comparaison rcstc' dIpproximative car il se trouve que, par
le hasard de l'échantillonnage, les 6 PEI!! rcelles NPK 30 prélevées à la tarière
sont dans l'ensemble plus sableuses. 0ir ilil y a une relation très nette entre la
teneur en éléments fins du sol et l'im #POUrtance des réserves K mobilisables. Nous
avons établi cette relation à partir d.es résultats obtenus sur les prélèvements
faits sur les 6 parcelles témoins et a.ux 6 profondeurs échantillonnées (cf.Fig.12:
Le calcul de corrélation indique une 1 iazison trc% forte,et les meilleures équa-
tions de régression calculées sont les SilLvantes:
(1) K mobil. = 0,061 (A + L) + 0,273 7
r = 0,808 avec n = 36
mé/lOOg
%
(2) K mobil. = 0,3;!1 Ln (A + L) + 0,O
3 r = 0,,037 avec n = 36
mé/lOOg
e

---

K nitrique
me / 1009
K=O,321 Ln (A+L)+ 0,0829
r= 0,8372
I
I
I
I
I
I
I
1
,
? (A+L) %
0
t
2
3
4
5
6
7
8
9
(0
1
Profondeur 0 - 20cm
4
Profondeur 60 - 80 cm
2
"
"
20-40 cm
5
"
"
80 - 100 cm
3
"
"
40- 60cm
6
"
"
100 - 150 cm
FIGURE 12 : Relation entre le taux d’ argile + limon
et les teneurs en potassium mobilisable. (Bambey, 1976).

---

lO-
50-
4l\\\\
tI
100-
lI
- - K Cchan9tablt
- - - -
19 dchangtabie
- Ca dchanqtable
Traitements : + 11
: 000
0 3=NPKso
?? 10 = NPKw + paille
F I G U R E 1 1 : RBpartition d e s c a t i o r
$changeobles dons un profil de sol Dior
r e c e v a n t d e s ftimures diff&entes ( gmbey ,1976 1.

---

- 43 -
A partir de la relation la plus précise (:2 - cf.p.43), on peut
donc calculer quelles auraient dû être les teneurs en K mobïlisable aux diffé-
rents niveaux des profils 3 et 10 si ces derniers avaient suivi la même évolu-
tion, de 73 à 76, que le profil 1 :
Profondeur
Profil 3
Profil 10
-
-
-
0-20 cm
0,402
0,419
20-413 cm
0,551
0,586
40-60 cm
0,624
0,674
60-80 cm
0,593
0,636
80-1OOcm
0,558
0,606
lOO-1'5Ocrn
0,511
0,586
Ce calcul permet de confirmer, après correction de l'influence
texturale, l'appauvrissement du profil 3 entre 40 et 80 cm et l'enrichissement
du profil 10 entre 0 et 80 cm.
La figure 13, sur laquelle on a porté la courbe réelle et la
courbe calculée de répartition des teneurs en K mobilisables dans les profils 3
et 10, illustre ces évolutions.
En résumé l'étude comparative des profils de sol Dior montre
que ce dernier a été prorondément modifié par les traitements. L'appauvrissement,
en cations bivalents relevé en surface, se fait sentir sur toute l'étendue du pro-
fil. La répartition du potassium est elle aussi modifiée mais seulement dans les
90 premiers centimètres, les profils étant très comparables au-delà. Il apparaît
qu'avec une fumure NPK
le sol, peu modifié en surface, s'appauvrit nettement
30'
entre 40 et 80 cm : ce phénomène est moins visible sur les teneurs en K échangea-
ble que sur celles des resserves potassiques facilement mobilisables qui accusent
une forte baisse. Par contre l'application annuelle de 90 kg/ha de K20, avec en-
fouissement des résidus de récolte de mil, relève fortement les teneurs en K
échangeable et mobilisable dans les 90 premiers centimètres.
4.2 - Evolution de la fertilite
Les différentes fumures minérales et organiques appliquées au
sol Dior durant ces cinq années, en ont modifié les caractéristiques physico-

---

chimiques, non seulement dans les horizons de surface mais aussi en profondeur,
du moins pour certains éléments.
Peut-on considérer que la fertilité de ce sol a aussi évolué
SOUS l'effet des traitements qu'il a suki ?
La notion même de fertilité est difficile à saisir et nous la :
limiterons dans ce cas à l'aptitude
d'un sol à produire de la matiè-
re sèche végétale, dans des conditions climatiques données.
Nous avons donc considéré la matière sèche totale produite sur
le terrain de l'essai de 1973 à 1977, par le mil d'une part, et l'arachide d’au-
tre part (culture pour laquelle nous disposons en plus des résultats de 1978).
Nous donnerons donc préalablement un bref aperçu des effets
de la fumure potassique sur les rendemerts en arachide.
4.2.1 - Effets de la fumure pctjassique sur les rendements en arachide
-- -.--- ---- ___e - -.______-,_____...-__ -------____---_____----------
Les résultats obtenus sont présentés dans l'annexe 3.
Ils peuvent être brièvement résumés de la façon suivante : la
fumure potassique accroît en général de f,açon linéaire, dans l'intervalle 0 à
90 kg/ha de K20, la production de fanes d'arachide qui est, rappelons-le, une
production fourragère essentielle pour le bétail au Sénégal.
En ce qui concerne la production de gousses, les rendements
obtenus ont été, dans l'ensemble, faihlcs. Bien que la fUmUrC? pOtaSSiqUe n'ait
pas eu d'effet statistiquement démontré sur ces rendements, on observe qu'en
moyenne sur cinq ans une dose de 30 kg/ha de K20 associée à une fumure NP
apporte 190 kg/ha de gousses en plus (et :260 kg/ha de fanes:) par rapport à
une culture faite sans engrais. Par contre, la fumure NP seule est sans intérêt
(cf. tableau 10).
Aux prix actuels pratiqués sur le marché (42,5 F CFA le kilo
d'arachide et 17 F CFA le kilo d'engrais 18-18-27), cette fumure NPK30 est
rentable et le reste tant que le coût dr Ikilo d'engrais est inférieur à 54 F CFA:
(OU 27 F CFA si l'on veut maintenir un rapport entre la plus value monétaire
due à l'accroissement de rendement et 1s coût de Yengrais supérieur à 2).

---

9
W
- K mobilisable mC / 1009.
t
courba ‘. ’*t1
ACCUMULATION
b-
‘t
r4ellc
???????
,caurbt rhlk
EN
courbe
t +
D E
’ Y
l-
courbe calculde
K
’ colcul4e41
? ? ?
?
?? ?
??
K
“PK30
NPKw + paillo
Profondeur en cm.
FIGURE 13 : Comparaison entre les teneurs rCelles et calculdes en potassium
mobilisable dons deux profils de sols Dior ( B a m b e y , 1 9 7 6 ) .

---

- 45-
Rendements moyens en kg/ha (1973-1977)
Témoin
NP
+ Paille
-
-
NPK30
NPK30
Gousses
1 386
1 379
1 577
1 954
Fanes
1 343
1 371
1 599
2 034
Tableau 10 : Rendements moyens en arachide obtenus avec différentes
fumures (Bambey 1973-1977)
L'enfouissement de paille de mil a, par contre, toujours eu un
effet spectaculaire sur Les rendements en arachide, la meilleure combinaison
étant obtenue en association avec la fumure minérale NPK 3. (570 kg/ha/an de gous-
ses en plus et 690 kg/ha,/an de fanes).
L'analyse des récoltes faites en 1976 (à l'initiative de J.G'au-
tereau) a confirmé les observations déjà faites (P. Gillier et J. Gautereau,l971)
sur le rôle du potassium dans l'augmentation du nombre de gousses d'arachide bi-
graines. Il semble (que l'enfouissement de paille ait une action similaire mais
qu'il accroîsse aussi le nombre et le poids des graines saines.
Tout se passe comme si le potassium, et dans une certaine mesu-
re la paille enfouie,amient augmenté le volume utile consacré à la production de
graines sans que celles-ci puissent arriver, dans ce cas précis, à se former ou
à se remplir par suite d'une mauvaise nutrition azotée.
Cette dernière hypothèse s'appuie sur les observations de
jaunissement précoce d'arachide qui ont été faites en cours de culture et sur
une série de mesures d'activité fixatrice au champ (méthode Balandreau) réali-
sées par le service de biochimie des sols de Ban-bey. Ces mesures ont prouvé que
la fixation symbiotique d'azote est faible, mais améliorée en présence de Pail:le
enfouie, ce qui peut paraitre inattendu. En fait, les microhiologistes insistent
sur le rôle important que jouent les fragments de paille enfouie dans ces sols

---

F
--
- 46-
pauvres en matière organique : ils constitueraient autant de microsites favo-
rables, du point de vue de l'environnemerlt physicochimique et hydrique, à la
survie du rhizobium et à l'activite fixatrice de la symbiose réalisée avec
l'arachide.
Les dernières mesures cle rendement réalisées sur cet essai
en 1978, confirment à nouveau le role essentiel de l'apport de matière organique
à ces sols très sableux, car malgré 1'apI)lication d'engrais minéraux la produc-
tion d'arachide stagne. Dans ces conditions de culture, qui permettent d'obtenir
avec l'engrais une production fortement wcrue de mil (le précédent cultural
de l'arachide), l'enqrais minera1 sans rc?stitUtiOn Organique. s'avère en réalité
-,
plut8t néfaste.
d'arachide (Bambey 1978)
Kg/ha
NPKO
.--
'5-0
FE90
Sans paille
.._ ._ - - _...---
712
1724
775
704
Avec paille
.
-_------
1225
1326
1273
1269
. .
- - - -
4.2.2 - Evolution de la product/ion de matière sèche au cours de la
---,---------------II-- -c----------------------------------
période 1973-1978
- --.--- -- -__--_ ---
Cette évolution est illustrée par la figure 14 pour les
parcelles ayant subi les traitements suivants :
- témoin sans engrais
- fumure annuelle NPK38 et NPKgO
- fumure annuelle NPK90 avec enfouissement des pailles
de mil
On relève une tendance! générale à la baisse de la production
de matière sèche au (cours des 6 années de culture.
Il faut cependant préc:i.ser cette tendance selon que l'on se
trouve dans un systeme sans fumure ou a'rec application d'engrais.

---

Production totole de matiare Scche
(t/ha)
1 5
10
5
1
PluviomCtrie
(mm1
4 0 2
504
574
4 0 3
377
SS4t
t
I
I
I
I
I
I
73
74
75
76
77
76
Ande
Traitements :
o NPK
?? ? ? ?
30
a NPKso
?? NPKso + paille
FIGURE 14 : Evolution de la production totale de mati&re skche
vCgCtale produite de 1973 I 1978 h Bambey.

---

!‘
- 47 -
En absence de tout apport extérieur de fumure la matière sèche
produite par la culture d'arachide,et surtout de mil,est fortement réduite. On
peut donc conclure à une réelle diminution de la fertilité du sol dans ces con-
ditions.
Dans le cas d'un apport de fumure, deux tendances évolutives
-
se manifestent selon la culture consideréc :
- une stabilité de la quantite de matiGre seche produite par la culture de mil,
à un niveau compris cntrc 10 et 12 t/ha/an (le niveau légèrement inférieur
obtenu en 1975 étant :Lié ;i une attaque de criquets),
- dans le cas de l'arachide, pour autant que l'on puisse parler de tendance à
partir de données reposant sur trois années de mesure seulement, il semblerait
se dégager une évolutLon défavorable. En effet la production totale de matiere
sèche tend à décroître d'année en année, aussi bien sur les parcelles culti-
vées sans engrais que sur celles où l'on applique une fumure NPK avec ou sans
restitution des pailles de mil.
Cette cvolution est illustrée par la :Figure 14 où l'on a tracé
les droites qui joignent les niveaux de rendements en matière sèche produite
par la culture d'arachide en 1974, 1976 et 1978.
Toujours avec les mêmes réserves quant à la valeur de cette
interprétation basee sur une si courte période, on peut y observer que les
pentes de ces droites, q.ui traduiraient en quelque sorte les vitesses de déqra-
dation relatives de la fertilité du sol, sont de trois types :
- sans engrais, le rendement cn matiere sèche de l'arachide chute dès la
2ème culture puis tend à se stabiliser à un niveau faible (1,5 t/ha de gousses
t fanes),
- avec une fumure NPK et restitution des pailles de mil, la production de matière
sèche chute progressivement, à un rythme ("vitesse de dégradation") voisin de
celui observé en culture sans engrais,
- avec une fumure uniquement minérale de type NPK, les rendements en matière
sèche chutent, et semble-t-il, à un rythme accéléré par rapport aux cas
précédents.

---

I
- 48 -’
”
En conclusion, après 6 3nnees de cultures pures consécutives
de mil et d'arachide, on observe que :
- sans engrais minéral ni restitution or
-
- !nique, la fertilité du sol telle quelle
est traduite par la production totale ( : matière sèche, chute très rapidement
(en 1 ou 2 an) puis se stabilise 2 'un I
-
- ,veau faible (qui est celui qui carac-
-
térise en réalité la majorité des SO:LS
Dior cultives dans la région),
- si l'on applique une fumure minérale NI
-
-
:, les conclusions en matière d'évolu-
tion de fertilité de sol sont diffcreni 1s selon que celle-ci est évaluée par
une culture de mil mou par une culture ( 'arachide.
En effet, alors que 1'~ maintient le niveau de production de
matière sèche de céréale, celui de l'a+ac iide chute d'année en année et ce
d'autant plus, semble-t-il, que cette cu:~ :ure est réalisée dans un système ne
prévoyant pas de restitution organique (If lfouissement des pailles de mil après
récolte).
On assisterait donc: dala; ces conditions, SI une dégradation de
la fertilité du sol Dior, qui ne serai.t
atnifestée que par la culture de
l'arachide.
Cette constatation, qui devra certes être étayée par un suivi
à plus long terme de la production vegétaile obtenue sur ces sols,est évidemment
préoccupante . On ne peut que souligner d&s à présent la convergence qu'il y a
entre cette perte probable de fertilité, ;zt l'appauvrissement minéral et organique
dûment constaté dans ces sols.
Le fait que l'arachide soit la culture la plus affectée n'est
pas en contradiction avec ce que l.'on scit par ailleurs sur l'activité fixatrice
de&mbiose rhizobiurn - arachide, dont 1 'efficience décroit dans un sol qui
s'acidifie (désaturation en bases et risque de toxicité aluminique) et qui a
perdu en cinq ans 25 0, de son stock de nlatit?re organique.

---

-4’1 -
4.3 - Evaluation des bilans minéraux du système soi!-pLante étudié
-
-
Les résuLtats précédents renforcent l'hypothèse d'une dégradation
de la fertilité du sol Dior corrélative d'un appauvrissement minéral et organique
de ce sol constaté après quatre années de cultures.
Nous avons essayé de quantifier les pertes minérales qui se sont
réellement produites au cours de cette pcriode 1973 à 1976.
Deux méthodes permettent de faire cette eivaluation :
- la méthode du bilan, où l'on fait la différence entre Les quantités d'éléments
effectivement apportées au sol et celles prélevées ou perdues a-u cours de la
culture. Cette mét;lodr a été a:)pLiquée au potassium, au calcium, ainsi qu'à
l'azote.
En ce qui concerne ce dernier élsment, il ne peut s'agir que d'un
bilan apparen,t car de nomfireux termes Zu bilan exact n'ont pas éti mesurés,
notamment la fixation symbiotique de N 2 de l'air par l'arachide, et les ser-
tes par volatilisation et dénitrification de l'azote engrais.
- la méthode de la variation des stocks minéraux du sol entre L'état initial
(mise en culture de 1973) et l'état final (apres la récolte de 1976).
Cette méthode a dû être modifiée du fait de l'imprécision de la
caractérisation de l'état initial du sol (échantillonnage des profils de réfé-
rence insuffisant).
On s'est donc limité à une comparaison des stocks d'éléments mi,-
néraux évalués avec précision en 1976 dans des profils du même sol Dior soumis ex-
périmentalement à des traitements agricoles différents. :En pratique on a utilisé
les résultats déjà présentés au paragraphe 4.1.2 de notre étude, en insistant
essentiellement sur le cas du potassium mobilisable et en apportant quelques in-
dications complémentaires relatives à la variation des stocks de calcium échan-
geable et d' azote total du sol.
4.3.1 - Résultats du calcul des bilans minéraux
--------------------------------------~
Le détail du calcul des bilans minéraux est donné en annexe 4.
Ce calcul a c;t.c réalisti ;i partir des termes de bilan suivant :

---

a)
Exportations mintirales par les cultures : Document 3 et
et Fig.15
b)
Pertes par lixiv..attion : on a, d'une part, calculé le
drainage annuel par la méthode du bilan hydrique effica-
ce (P. Franquin et. F. Forest 1977) et, d'autre part, cal-
cul@ les pcrte.s rGnérales ii partir des données fournies
par le dispositi? lysimètrique installé sur le terrain
de l'essai - Document 1
- -
cl
Apports minéraux consécutifs 2 l'application des engrais
et à la restituton des résidus de récolte (paille) de
mil en fin d'anntk 1973 et 1975 - Document 3
dl
Apports minéraux O!ans les eaux pluviales, calculés à par-
tir des résultats obtenus au cours de trois années de me-
sure (1967 à 19713) en six points du territoire sénégalais *
- Document 2
-
Outre les remarques dG:à faites au sujet du bilan azoté, on
constatera qu'il n'a pas été tenu compte? des pertes minéral.es par érosion dans
ces bilans. En effet, les conditions petla)-climatiques de Bambey sont telles que
l'on est en droit de considérer que l'entraînement des éléments minéraux par
ruissellement superficiel est nul. Il e:~ va peut être differemment de l'érosion
éolienne, non négligeable au cours de l,i saison sèche.
Dans le cas étudie, il est probable que les apports éoliens
aient été plus importants que les dBparts; d'éléments fins arrachés du sol de l'es-
sai car celui-ci a toujours été labouré et cette rugosité artificielle de surfa-
ce est un facteur connu de limitation ds l'érosion éolienne.
Cependant, dans le site expérimental du CNRA de Bambey où la
plupart des soles sont labourées, nous ax7ons estimé en définitive ce terme du
bilan comme négligeable.
Enfin signalons que L 'evaluation des exportations minérales
par les cultures a iité plutôt obtenue par excès car les conditions de prélève-
ment des végétaux étaient telles que la restitution organique naturelle, par se-
nescence et chute des feuilles, était reduite au minimum, contrairement à ce que
l'on observe en milieu paysan.

---

- !-,l-
Le tableau 11 suivant résume les résultats finalement obtenus
par cette méthode de calcul de bilans.
Sans
restitutjon
Avec restitution de paille de mil
. .
.-
Traitement
000 NPKO IPK30
NPK60
NPK90
Bilan
K
K kg/ha
-198
- 294
294
- 240
240 - la3
la3 - 120
120 -
- a3
a3 - 98
98
-
C a
Ca kg/ha
- 90
+ 47
47
+ 31’ + 56
31’
+
56 + 38
I
N*
N* kg/ha
t - 214
214
- 142
142 \\ - 158
158 I- 161
- 161
I - 181
181 - 197
- 197 - 127
- 127
I
t
\\
I
I
Tableau 11 : Bilan minéral du système sol Dior cultive en mil et arachide
(1973- 1976)
U* = bilan apparent de l'azote)
4.3.1.1 - Bilan dugotassium
- - - - - - - -
Ce bilan, en général négatif, ne devient positif que si l'on
associe à la pratique de la restitution des pailles de mil celle d'une applica-
tion annuelle d'au moins 100 kg/ha d'engrais KCl (60 kg/ha/an de K20).
L'analyse plus détaillée de ce bilan (Document 3-A de l.'an-
nexe IV) nous montre :
- les pertes par lixiviation dans ces sols très sableux sont très faibles et, de
plus,
indépendantes des doses d'engrais K (sous forme minérale et organique)
que l'on a appliquées
- ces pertes sont d'ailleurs compers&spar les faibles quantités apportées annuel-
lement chns les eaux de p1ui.e
- ce bilan est rendu négatif essentiellement
par
las exportations potassiques
considérables réalisées par la culture de mil
La figure 15 reptisente la variation des quantités de potas-
sium exporté en fonction de la dose d'engrais potassique appliqué.

---

On constate le comport-ment en apparence paradoxal du mil qui,
à la différence de la culture de l'arachidie, épuise d'autant plus le sol en po-
tassium qu'il reçoit une fumure plus ric'le? en cet élément : cf. A KS21 A KS1 de
-.---
la figure 15.
Ce phénomène est moins accusé en 1975 du fait des accidents
végétatifs survenus cette année là. Nais nous avons pu le vérifier sur les résul-
tats obtenus avec la série2de cette même expérimentation.
En outre, d'autres Che:rcheurs travaillant sur des plantes à
développement végétatif comparable à cellii. du mil (Velly, 1972; Fritz,19731 ont
noté ce phénomene qui s'explique par les effets cumulatifs du potassium-engrais
sur la croissance végétale, d'une part, 1-1: sur l'enrichissement des tissus vé-
gétaux en cet élément, d'autre part (cf. Çi 3.1.1 et 3.2.4.2).
Il conviendra donc de .zenir le plus grand compte de cette cons-
tatation qui, soulignons-le,
n'a d'.i.ncidl?nce très défavorable que si l'on ne
pratique pas la restitution des pailles de! mil : augmenter la fumure potassique
du mil sans restituer les pailles à la rlscolte aboutira au résultat contraire à
-
-
celui escompté, c'est à dire à l'accélér.ltion de l'épuisement des réserves potas-
---
siques du sol. Ce phénomène n'apparaitle dans le cas de la culture de l'ara-
chide qui, lorsqu'on applique des doses ;uperieures à 60 kg/ha, permet une res-
tauration du bilan potassique du sol. -Celui-ci apparaît alors globalement
A
posi-
tif après 2 successions culturales mil-arachide, à la stricte condition que l'on
---
- - - -
restitue au sol les pailles de mil.
4.3.1.2 - Bilan du calc;,um
---.-_-.--
Ce bilan est, en générai, positif dans les conditions de cet
essai.

---

Exportations
e n kg/ha/an
25c
1977
/ 1977
1973
200
M I L
1975
100
1975
/
,- /
100
/
AK,1
~
/
SO
ARACHIDE
/
/
7
0.
-I-
I
>
Apports en kg/ ho /on
0
25
50
75
0 Exportations sur parcelle sans enfouissement.
?? Exportations sur parcelle avec enfouissement de paille de mil.
AK, Quantitd de K , kg/ha, fournie par les rbserves du sol
FIGURE 15 : Exportations en potassium du mil et de l’arachide
en fonction des apports d’ engrais potassique ( Bambey, 1973 - 1977).

---

- 53 -
que :
- les apports de calcium par les pluies sont notables et jouent certainement un
rôle dans le maintien du taux de saturation en bases des sols au Sénégal (cf.
Document 2, annexe IV)
- les pertes par lixiviation sont importantes et, en pratique, du même ordre de
grandeur que les exportations par les plantes.
En réalité ce .bilan calcique, rendu positif par l'emploi de
phosphates calciques,
est largement commandé par les pertes dues au drainage.
Il convient à ce propos de discuter les bases du calcul de
ces pertes telles qu'elles ont été présentées dans le document 1-B de l'annexe
IV. En cffct il n'a pas Cte possible, dans le cadre de cette étude (utilisation
de lysimètres), de déceler l'influence de la fertilisation potassique sur la mi-
se en solution du calcium.
En conséquence des pertes uniformes de 72 kg/ha de Ca en 4 ans
ont été évaluées quel que soit le traitement du sol. Ceci est peu vraisemblable
compte tenu de l'évolution décrite plus haut des profils de sol et illustrée par
la figure 11.
Nous avons confirmé depuis cet effet lixiviant de l'engrais
Xl (Piéri,1979) dans les mêmes conditions expérimentales que celles de cette
étude, mais en utilisant des capteurs de solution de sol en céramique poreuse.
Nous en rappelons brievement les conclusions.
En 1977, sous une culture de mil de la même variété, et pour
une pluviomètrie de 419 mm, le drainage a atteint 34 mm et les pertes en Ca fu-
rent :
- sous les parcelles à fumure NP: 10,5 kg/ha
- sous les parcelles à fumure NPK go: 18,9 kg/ha, soit
1,8 fois plus élevées.
En appliquant ce coefficient, le déficit calcique sous les
parcelles n'ayant reçu qu'une fumure NPKgo de 1973 à 1976 s'élèverait donc à
117 kg/ha de Ca, soit à plus de 200 kg/ha de Ca (OH)2 , valeurs certainement beau-
coup plus proches de la réalit6.

---

:..
- 54 -
En conclusion, et malgré l'imprécision des mesures des pertes
par lixiviatio:n, on doit constate]. que toute mise en culture des sols Dior en-
traîne un appauvrissement notab:Le du profil en calcium (et en magnésium) qui,
dans le cas de cette expérimentatjcn,
a été compensé par l'emploi d'engrais cal-
tiques (non utilisés en pratique au SEnégal).
Il y a, par contxe, de fortes chances pour que ces pertes cal-
tiques soient accrues par une fert.ilisation potassique à base d'engrais KCl em-
ployé à fortes doses, au point de rendre le bilan "entrée-sortie" négatif après
4 années de Cu:lture sans restitution organique.
Nous verrons dars la conclusion générale de cette étude quelle:
sont les implic:ations pratiques de ces observations.
4.3.1. .3 - 13ilan qppirent de l'azote
---.
- -- - _- - .- -
En complément des résultats du tableau 11, rappelés ci-dessous,
on indique quelles ont été les quantités d'azote exportées par l'arachide :
Sans restitution
--_ --
Avec restitution de paille de mil
Traitement :
000 NPK
NPK30 NPK60 NPK o
000 NPKO NPK30 NPKGO NPK90
Export. N arachide :
120 126
133
147
150
140 162*
176*
166*
1i39*
Bilan N
apparent : -214 -142
-158
-1611
-181
-197 -127 -152
-133
-161
mil+arachide
On observe que lr bilan de l'azote ne deviendrait positif*qu'à
trois conditions :
- que tout l'azote mobilisé par la <:ulture de l'arachide provienne de la fixatior
symbiotique
- que l'on restitue les pailles de mil au sol
- et que la culture d'arachide reqzive une fumure NP ou NPK
Or, d'après les travaux de Ganry et al. (1976 à 1978) relatifs
à ces questions, nous savons que :
- la fixation d'azote de l'air par l'arachide couvre 30 à 70 % des besoins
totaux dc la plante cn cet 6Ic’imcint, 1~s pourcentages les plus faibles étant
releves les année:; 2 pluviom(Strie défavorable, comme l'ont été les années 1973
et 1976,

---

- 55-
:4.
- les pertes de N-engrais dans l'atmosphère, qui sont de l'ordre de 20%, sont
accrues en présence de résidus végétaux. Sur ce point, il faut rappeler que
les fortes fumures azotées sont apportées sur la culture de mil et non pas sur
la culture qui suit immédiatement les enfouissements de paille.On peut donc: con
sidérer que les pertes dans l'atmosphère sont maintenues à leur niveau le plus
bas car un an et demi après leur incorporation dans le sol les pailles sont,
en pratique, totalement décomposées par minéralisation.
Quoi qu'il en soit, et en faisant l'hypothèse optimiste d'un
taux de 50 % de couverture des besoins N de l'arachide par la fixation symbio-
tique, on constate que le bilan de cet élément reste toujours négatif, la situa-
tion la moins défavorable étant obtenue lorsqu'après enfouissement des pailles
de mil on cultive une arachide recevant une fumure NP ou NPK30'
Ce bilan est conforme aux conclusions déjà tirées sur l'évolu-
tion des taux de matière organique dans les horizons de surface de ce sol (cf.ta-
bleau 8).
4.3.2 - Variation relative des stocks de réserves minérales du sol
_---------------------------------------------------------
Nous étudions d'abord le cas de l'évolution des réserves en
potassium mobilisable dans le profil.
4.3.2.1 - Stock degotassium mobilisable
- - - - _--_------_
Les éléments du calcul de la variation de stock de potassium
mobilisable dans les profils de sol des parcelles recevant une fumure annuelle
du type NPK30(et NPKgOf Paille), sont donnés dans le paragraphe 4.1.2 et illus-
trés par la figure 13.
Il s'agit donc d'une variation relative de stock induite par
ces fumures par rapport au stock présent en 1976 dans les profils de sol des par-
celles sans engrais.
Le calcul présenté dans le tableau 12 revient en quelque sorte
à évaluer les surfaces correspondant aux zones "d'épuisement en K' et 'l'accu-
mulation en K' de la figure 13.

---

- 56-
A K mé/lOC
J (écart entre les teneurs
en K mobilisable réel et
- - - -
-- calculé)
Profondeur en
Parcelle NPK3(]
Parcelle NPK
c m
- -
+ Paille
9 0
0 - 20
- 0,002
+ 0,078
20 - 40
- 0,010
+ 0,091
40 - 60
- 0,137
+ 0,083
60 - 80
- 0,093
+ 0,054
80 -100
- 0,011
- 0,003
> 100
E
E
TOTAL
mé/lOOg
- 0,253
+ 0,054
K kg/ha
- 294
+ 355
- -
Tableau 12 : Variation relative tu stock de K mobilisable (Bambey 1976)
Ces chiffres sont & rapprocher de ceux obtenus par la méthode
du bilan :
- cas des parcelles NPK 30 : la variat )n relative du stock de K est égale à la
différence algébrique entre les val 1rs du bilan de cet élément pour les par-
celles NPK30 et pour les parcelles sans engrais (000) soit
A K = - 240 .- (198' =-42 kg/ha
- cas des parcelles NPK90 + Paille : on a de la même façon :
AK = f 151 - (-1913 = + 349 kg/ha,
On constate une excellente colncordance de résultats dans le
cas des parcelles où l'on a appliqué une fumure forte (NPKgO + Paille). Par con-
tre, les deux méthodes fournissent de:; résultats très différents pour les par-
celles appauvries en K ayant reçu la tfumure annuelle NPK3. (traitement 3).

---

- 57-
Cette divergence peut cependant être expliquée de la façon
suivante. Le dernier mode d'évaluation (variation relative des stocks) repose
sur l'hypothèse de base qu'il n'y a pas de différence de nature mais seulement
d'intensité dans les processus qui règlent l'évolution de la richesse potassi-
que du sol Dior, qu'il reçoive une fumure annuelle NPK 3* (traitement 3) ou qu'il
soit cultivé sans engrais (traitement 1).
Apparemment cette hypothèse doit être rejetée puisque le stock
de K mobilisable du sol a été plus affecté dans le cas 3 (NPK30) que dans le cas
1 (sans engrais), alors que les prélèvements par les cultures ont été du même
ordre de grandeur (240 et 198 kg/ha respectivement).
Tout se passe comme si le renouvellement de ce stock à partir
du potassium total (c'est à dire le potassium du réseau silicaté que l'on ex-
trait par une attaque fluoro-perchlorique du sol) était moins bien assuré dans
le cas 3 (NPK30) que dans le cas 1 (sans engrais) et le cas “(NPKgO f Paille)".
On devrait alors, dans ces conditions, constater une chute
du rapport K mobilisable/K total.
Ceci a pu être contrôlé en 1977 (en 1976 aucun dosage de K to-
tal n'a été fait) sur l'horizon de surface du sol de toutes les parcelles de 1'
essai.
Les chiffres présentés dans le tableau 13 illustrent cette
hypothèse : dans l'horizon de surface des parcelles soumises aux traitements
de fumure NPQ, NPK30 et (NPQ + Paille) la proportion de K mobilisable par
rapport au K total est inférieure à celle mesurée sur les autres parcelles et
en particulier là où l'on a appliqué la fumure (NPKgO + Paille).

---

-,.Y?---
. . . . . I
“.
I
-
- - ~
- 58 -
-a
d
- 1
---
ime/lOOg
l
-l--- - - -.
Traitement
000
NPK
NPK,
/
I
0
3.
-t---t-
1,847
1,862
1,878
1,825 1,783
1,858
1,897
K Total (HF)
+0,11'7
+0,140
to,oa4 _CO,065
+0,134
+0,145 _+0,136
- _
0,43
I 0,478 t 0,475
+- 0,3900,470
0,550
to,o?
+0,065 _to,oso
_
+0,031
+0,073
+0,076
.--.
K mobilisable
25,4
21,8
23
-2
25,5 / 26,0 1 21,9
25,3
29,0
R Total
%
/
I
. - .
-
3-
Tableau 13 : Teneurs en pota. ium de l'horizon de surface (O-20 cm) du sol en
1977 (Bambey, se ;.e 1) avec indication des intervalles de confiance
En conclusic 1, il est @vident que l'explication que nous pro-
posons à partir de ces quelque i
chiffres merite d'être approfondie et testée pour
en apprécier la réelle valeur ?t la signification. Elle attire cependant à nou-
veau notre attention, à parti] d'un problème très concret de maintien de ferti-
lité potassique des sols sable IX? sur l'interêt qu'il y aurait à avoir une meil-
leure connaissance des paramèi es qui rèlglent les équilibres entre les différen-
tes formes du potassium dans cl 'S sols.
Constatons
!nfin, du simple point de vue de la pratique agrono-
mique, que les traitements de fkmure appliqués entraînent soit un appauvrisse-
ment, soit un enrichissement en potassium de ce sol et donc qu'il est parfaite-
ment concevable,
- - - tout en intensifiant la production végétale, de trouver des soz
.-.1-. . . . .
lutions techniques qui au minimum maintiennent les sols Dior à leur niveau ds
- - -
_ --.. -
fertilité
-__.I --._._ ",Eotassique initial.
-_.-. -..- I." ..,-.--..-

---

- 59-
4.3.2.2 - Stock de calcium échangeable
-------------me
L'évaluation de la variation relative du stock de calcium
échangeable du sol après 4 années de culture peut être obtenueà partir des ré-
sultats illustrés par la figure 11 (p-42) et en appliquant la méthode de calcul
décrite pour le potassium.
Or cette figure 11 montre que les profils de répartition du
calcium échangeable (et du magnésium échangeable) Se sont fortement différenciés
en fonction des traitements.
Sans entrer dans le détail des calculs, on aboutit à des va-
leurs de pertes apparentes en calcium échangeable de plus de 600 kg/ha dans les
profils de sol ayant reçu une fumure '%PIC~~" ou "NPK 90 + Paille" en comparaison
avec la situation observée en 1976 dans les profils de sol n'ayant jamais reçu
d'engrais.
Ces chiffres n'ont donc aucune commune mesure avec ceux obte-
nus par la méthode du bilan "entrée-sortie".
Dans un cas on devrait conclure à l'extrême appauvrissement
du sol en calcium (variation du stock de Ca échangeable), dans l'autre on con-
clut à un maintien, voire un renforcement des réserves calciques du sol (méthode
du bilan).
Aussi, en l'absence d'autres éléments d'information (connais-
sance de la variation des teneurs en calcium total), il convient simplement de
constater que :
- le calcium échangeable est un indicateur erroné de l'évolution des réserves
calciques des sols Dior. On avait d'ailleurs déjà observé que les teneurs en
Ca échangeable sont plus le reflet du type de culture réalisée que de la ri-
chesse chimique ses sols Dior.
- la méthode des bilans "entrée-sortie", elle aussi imprécise, ne rend pas du
tout compte des modifications chimiques profondes qui ont lieu au sein du pro-
fil des sols cultivés

---

--
<.-
._
-i--y-
‘..
-
61;
-
5
4.3.2.3 - Stock d'azcte total
_----_-_-----
Compte tenu de la rél)artition très en surface de la matière
organique, on a uniquement considéré la variation de Stoc:k de N total dans les
20 premiers centimètres du sol : au CCIIII'S des 4 années de culture.
Ceci présentait le ~XX avantage de pouvoir comparer directe
ment les résultats obtenus en 1973 et :?II 1976, puisque, pour l'horizon considé-
ré, on avait des échantillonnages de q~ilité comparable.
On constate alors, d'après les chiffres donnés dans le tableau
8, qu'en moyenne la couche de terre considérée s'est appauvrie de 40 ppm de N to-
tal, soit environ 120 kg/ha (val.eurs extrêmes 90 et 150 kg/ha), chiffres tout
à fait cohérents avec ceux obtenus par la méthode du bilan.
+
+
t
En conclusion à cet e évaluation des bi.lans du potassium, du
calcium et de l'azote, dans le systèm
étudie nous retiendrons les faits sail-
lants suivants :
- le bilan potassique est sous la dép ‘e ndance des exportations en cet élément,
parfois considérables, réalisées par la culture au mil. Il n'apparaît positif
que si l'on associe à la pratique Ce la restitution des pailles de mil celle
d'une fertilisation minérale équive.Lente au minimum à. un apport annuel de
100 kg/ha d'engrais KCl (60 krJK20). Mais il convient de raisonner cette fumu-
Xe, car s'il esi:q_ossible d'enrich.i.r le sol enEotassium, en apportant à la
----.
-<-.~_._ ._. <._..- . ..".- . . .._... _. ..r
----..---_ ---..-
_..._ -..-
culture de l'arachide des doses
-- ----..- ._..
d'c!n.qrais K supérieures aux exportations,ile$
vain et préjudiciable de tenter d'wir ainsi ;pour-.,le mil. En effet, dans ce
- -.-._ - ._--..,., ^_ ".__ _.. ..M*. <_< .v"..--*--.
_.__

---

- 6.1 -
cas, plus on apporte de K-engrais plus on favorise l'épuisement des réserves
potassiques du sol. Il faudra donc, dans la pratique agricole, tenir compte
de ce phénomène pour se prévenir de recommandations de fertilisation erronées.
11 est apparu enfin qu'il serait très souhaitable de mieux
connaître la nature des facteurs qui règlent la cinétique des échanges dans
le sol entre les différentes formes de potassium, depuis les plus stables (K
du réseau) jusqu'au plus labiles (K échangeable et soluble).
- le bilan calcique du sol s'est averé positif dans la plupart des cas. En réa-
lité ceci tient à l'apport de phosphate calcique sur les cultures de mil et
d'arachide qui a permis de maintenir un bilan "entrée-sortie" équilibré, voire
largement positif dans le cas d'une restitution intégrale des pailles de mil
au sol.
Or, au Sénégal, les phosphates calciques entrent peu ou pas
du tout (phosphate d'ammoniaque) dans la composition des formules d'engrais
vulgarisées. On sait aussi que la pratique de la restitution organique est
peu suivie par les agriculteurs.
C'est dire que la décalcification des sols, due essentielle-
ment au phénomène de la lixiviation, et son corollaire, l'acidification, sont
des processus certainement en cours dans ce pays. Ils pourraient être accélérés
par l'emploi abusif de fortes doses d'engrais KCl (et azotés évidemment).
Heureusement il semble que, du moins dans la partie du pays
sous influence océanique, le calcium contenu dans les eaux de pluie permette
de ralentir cette évolution défavorable du bilan calcique des sols.
Par contre, on constate un effet important de la culture et
de la fertilisation sur le statut et la dynamique du calcium dans les sols,
qu"i1 conviendrait d'étudier plus en détail pour avoir une meilleure apprécia-
tion de l'évolution à long terme de ces sols.
- Enfin l'essai d'établissement d'un bilan de l'azote a montré que celui-ci, cer-
tainement négatif dans les conditions de cette expérimentation comme le confir-
me la chute du taux d"azote total du sol, ne pouvait ap,paraftre équilibré qu'
à la condition d'une bonne activité fixatrice de la culture de l'arachide et
de l'application conjointe des techniques de fertilisation et de restitution
organique.

---

.
- 62 --
v
- CONCLUSION GENERALE
A partir de la constatation banale d'un déséquilibre manifeste
existant entre, d'une part la quantité élevée de potassium exportée par une
bonne culture de mil et, d'autre part, celles, bien plus faibles, contenues
dans les fumures généralement vulgari&es, on a cherché à préciser les bases
d'une fertilisation potassique adaptëe à cette culture qui, dans l‘ensemble
de la zone soudano-sahélienne , est traditionnellement associée à l'exploita-
tion agricole des sols sableux.
L'étude réalisée en 501 très sableux -sol Dior-
dans la zo-
ne semi-aride (moins de 600 mm de plLmiométrie annuelle) du Sénégal nous a
permis d'apporter certains élements de repense.
L'exemple traité a Gtci assez illustratif de l'enchaînement des
problèmes qui se posent à l'agronome lorsque celui-ci souhaite faire des pro-
positions techniques précises satisfaisant à la fois l'objectif immédiat d'un
accroissement rentable des rendement:; et les exigences d'un maintien à long
terme de la capacité de production du milieu, c'est à dire de sa fertilité.
Il a fallu, en fait, aller au-delà de la simple définition
d'une dose d'engrais à apporter sur rlnle culture, pour suivre l'évolution glo-
bale des équilibres minéraux dans un système agrotechnique défini par une
succession culturale (mil-arachide) ~?t; un niveau particulier d'intensification
(culture attelée bovine avec ou sans restitutions organiques).
Au terme de cette étule, il convient donc de faire le point
des connaissances acquises dans le d uble but s,uivant :
- établir des recommandations techniques précises proposables
aux agents du développement agricole du Sénégal,
- apprécier dans quelle mesure ces connaissances contribuent
à une meilleure compréhension du foncltionnement du systPme "mil-sol Sableux",
système qui, comme nous le soulignicns en introduction, concerne plUSieUrS
millions d'hectares cultivés et, en dgfinitive, plusieurs millions d'habi-
tants des pays au Sud du Sahara.

---

- 63-
5.1 - La fertilisation potassique adaptée au système mil-sol sableux
L'enseignement principal de cette étude est que l'on ne doit pas
établir
la ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .du..rnil en suivant le principe de l'application
d'une dose d'engrai*; pot-as::jqu~a (ca11 f(art i1.i satjon d'entretien) qui compense
les exportations en potassium de cette culture.
Non seulement ceci conduirait à préconiser des doses d'engrais
très élevées,ayant peu de raison d'être rentabilisées par%urcroît de rende-
ment obtenu, mais irait à l'encontre du but poursuivi, à savoir le maintien
de l'équilibre potassique du système.
En effet, ce système sol-plante est tel que plus on apporte de
fortes doses d'engrais potassique (dans l'intervalle 0 à 90 kg/ha/an de K20)
F;ur lc mil plus on favori:i;f: l'cpuisement d!?s réserves en potassium du sol.
Ce resultat paradoxal est lié à l'effet particulier de l'engrais
K sur le mil qui tout A la fois stimule fortement la croissance de cette plan-
te et, en plus,
accroît la teneur en potassium des tissus formés.
La fumure potassique du mil doit donc être mise au point en te-
nant compte :
- du rôle précis du potassium sur les facteurs d'élaboration du
rendement du mil et de son effet réel sur l'accroissemlent de la production
utile de cette culture.
- des objectifs de production fixés au systèmemil-arachide,
_ du maintien de la fertilité du milieu.
Nous avons alors montré que le potassium est bien un facteur d'ac-
-
croissement des rendements en mil (en moyenne la récolte de grain est aug-
mentée de 20 %), bien qu'il soit loin d'égaler les performances atteintes par
la fumure phospho-azotée (qui accroît les rendements de près de 80 %).
Mais l'originalité et l'intérêt du potassium réside dans le rôle
que cet élément joue dans la stabiLisation inter,-annue:lle de la production de
. ..-
__-.--_-.I^
mil du système.

---

Pour les conditions cl:i
:.iques (sècheresses fréquentes) dans les-
quelles fonctionne ce système mil-::SO.. sableux, cette propriété de la fumure
potassique est incontestablement d' UIl intérêt majeur.
Cette stabilité des rer
aents a pu être mise en relation avec
l'effet du potassium sur la vigueur
- - -
1~ démarrage du mil. Cette vigueur pro-
vient en fait :
- d'une augmentation de? .Li ;L vitesse de croissance du mil, qui
s'implante ainsi plus rapidement dclIl!j ce milieu sableux,
- d'une précocité accrcle dl'apparition des talles, qui ont toute
chance de devenir fructifères et nc)Il 1Ggétatives comme les talles formées plus
tardivement,
- d'une plus grande rés ;i; 1 :ance à la sècheresse (régulation stoma-
tique,croissance racinairc).
Aussi, en se limitant à
ztte partie de l'analyse des effets de
l'engrais potassique sur le mil, or
?ut en déduire que les doses à appli-
quer doivent être modérées car cett
:ulture ne mobilise, dans les quinze
premiers jours de croissance, que 6
quantités réduites de potassium. En
conséquence,
une dose de 30 kg/ha C
c2g apparaît comme un maximum, ce qui
a été confirmé par les résultats ol:
lus en essai au champ au cours de ces
cinq dernières années d'expérimento
In. Il convient de souligner d'ailleurs
que cette quantité de potassium est
?lle qui est recommandée par la vulga-
risation au Sénégal pour la fumure
mil en conditions améliorées (150 kg/ha
de 10-21-21).
Mais,. en appliquant une!ti?lle dose,, la suite de notre étude prou-
ve que le système n'est pas en équi.I ilt: Ire par suite de l'épuisement des réser-
ves potassiques du sol, particulier
?nt sensible en profondeur (entre 40 et
90 cm).

---

:
:
- 65 -
Les recommandations à faire doivent donc pre~nnr~~n-com~~t~&~
.-
-_---.--. .-~-.-.---.-_-. .
objectifs de productiol_clue__l!on._s_e_fixe..et1_.,.S~a~C_orl,sagricoles-_exi,s.-
tantes.
Sans vouloir nous substituer aux responsables du développement
agricole, nous avons, 2 titre d'exemple, raisonné la fumure potassique du sy,s-
tème mil-sol sableux dans deux situations caricaturales.
Nous considèrons
d'une part le cas d'une exploitation traditionnelle à ,très faible niveau d'in-
tensification et, d'autre part, celui d'une exploitation qui a déjà acquis des
moyens de production importants (matériel de culture attelée, engrais, pesti-
cides, etc...).
Dans le premier cas les statistiques agricoles nous apprennent
._
qu'en système traditionnel extensif les rendements moyens en mil sont infé-
rieurs à 500 kg/ha. On peut alors dire que, dans de telles conditions, la
moyen le plus puissant pour accroître les rendements de mil à l'hectare n'est
pas en priorité la fertilisation mais l'amélioration des techniques culturalc-
et le respect de leur date d'application, en insistant tout particulièrement
sur le démariage précoce, les sarclages,etc.... Dans ce domaine, l'accrois-
sement potentiel des rendements est supérieur à 200 % !
Ce faisant, les
agents de la production agricole doivent savoir qu'ils prennent un risque car
cette augmentation des rendements est obtenue aux dépends du capital foncier.
Très tôt, sinon immédiatement, la fumure phospho-azotée apparaîtra nécessai-
r e mais ce n'est qu'à partir du moment où les rendements en mil seront ré-
gulièrement supérieurs à 1 tonne de grains à l'hectare que l'on pourra rai-
sonnablement espérer obtenir un effet sensible de la fumure potassique sur
la production.
Ceci nous amene au deuxième cas, celui d'un système agricole en
cours d'intensification, ayant dépassé le cap de production des 1000 kg/ha
de grain de mil en moyenne annuelle.
Il est alors vraisemblable que, dans ces conditions, en absence
d'apports réguliers et massifs de fumier, les réserves minérales du sol, et
notamment en potassium,
sont déjà largement entamées.

---

- 66-
Un certain nombre d'indit rteurs,qu'il conviendra de mieux préci-
ser, permettent d'attirer l'attention du responsable agricole sur cette si-
tuation. En effet, la fumure potassic ;Le a de fortes chances d'accroftre les
rendements en mil dès que la teneur ( :, sol Dior en K échangeable est infé-
rieure à 0,05 me/100 g dans les hori: ilns de surface , que le pourcentage de K
dans la paille de mil à la récolte n iktteint pas 1,5 %# ou que ce pourcenta-
ge dans les jeunes feuilles prélevée: au moment du démariage (vers le 10ème
jour après la levée) est inférieur a :,5 % (pour des teneurs en N de 4,5 à
5 % et de P supérieures à 0,5 %).
On pourra alors chercher lans un premier temps à relever le ni-
veau potassique du sol. Il faudra rell mmander dans ce cas l'application de
doses assez importantes d'engrais
.--.__
po; bssique sur la culture de l'arachide,
correspondant à des quantites de K s Grieures aux exportations de cette cul-
ture (soit des apports de 40 à 50 kg'ha de K20). Ceci aura le double avanta-
ge de favoriser la production de fan?:,; d'arachide, fourrage d'intérêt primor-
dial dans ces zones, et de permettre ie redressement des réserves potassiques
du sol.
La fumure potassique du nlL1 sera évidemment conseillée, comme
facteur de stabilisation de la producrion en conditions d'intensification. Un
---.- .-,,- _l_l- --,-- ".--.-" -*.....- "..*.m
apport de 30
n kg/ha de K20 est suffis t ,
-
-
en veillant à ce que l'engrais soit
bien appliqué à temps (c'est à dire b:l pratique,au moment du semis)
Ce fa.isant, le producte /r atteindra rapidement un niveau supé-
rieur d'intensification avec une pr ~
dection moyenne annuelle de 2 t/ha de
grain de mil qui justifiera pleine ent la pratique de :La restitution au sol
des résidus de récolte de cette cul uae.
Tout au long de cette é ude nous avons en effet mis en évidence
le grand intérêt de ces enfouisseme
- *-..,
.-.,,. "._ -- ".. --.-_--.. ts de paille.
,.. -.. ...__,- < ". . . . . . -
I:L convient cependant de
préciser deux points importants à c
sujet :
- l'enfouissement des p illes n’esit vraiment intéressant, et donc
attractif, (gain de rendements en m 1 et en arachide, amélioration du capital
foncier) que pour les agriculteurs ti pratiquent déjà un système de cultures
avec application d'engrais minez-aux

---

-.
.
- 67 -
Dans le cadre d'un système de cultures sans apports d'engrais il
est peu réaliste de préconiser une telle opération, dont on connait la
difficulté de réalisation, alors que son impact est, nJ1 sur l'amélioration
des rendements en mil, insuffisant sur le maintien du bilan minéral, et reste
aléatoire (*) en terme d'accroissement de rendement en arachide.
- la quantité de paille à enfouir doit être précisée par d'autres
essais car, au cours de cette expérimentation de longue durée, on a pu cons-
tater que l'enfouissement de 4 t/ha ou de 8 t/ha de matière sèche tous les
deux ans avait le même effet améliorateur sur les rendements des cultures de
mil et d'arachide.
Ne pouvait-on pas aboutir aux mêmes résultats en enfouissant des
quantités moindres de matière organique dans le sol ?
Cette question introduit la réflexion sur l.e fonctionnement du
système mil-sol sableux, développée dans la deuxième partie de votre conclu-
sion.
5.2 - Maintien de la fertilité et fonctionnement système mil-sol sableux
-
Nous avons montré dans cette étude que la productivité d'un tel
système, exprimée en quantité de matière sèche produite par unité de surface
cultivée, peut être considérablement accrue grâce à l'emploi d'un ensemble de
facteurs de production, en principe à la portée de tous les agriculteurs de
la zone : variétés améliorées, engrais, pesticides, chaîne de culture attelée
bovine.
On sait avec précision ce qu'il faut faire pour produire, bon an
mal an, plus de 2 800 kg/ha de grains de mil, ce qui représentent 7 fois plus
que la production moyenne 3 l'hectare obtenue dans les champs paysans.
(*) car dépend des conditions hydriques du sol et de la paille au moment de
l'enfouissement.

---

Certes l'adéquation des techniques recommandées aux réalités
agricoles du SéntSgal et des autres pays soudano-sahéliens doit encore être
améliorée. Bien d'autres conditions, Economiques notamment, doivent être réu-
nies mais, d'apres l'exemple que dornent déjà certains agriculteurs, le temps
n'est peut être pas si loin où ces techniques
seront largement appliquées.
Or un tel accroissement de productivité dans un milieu écologi-
que, unanimement reconnu comme trE!s fragile, ne présente-t-il pas un grave
danger potentiel ?
En nous limitant aux modifications induites dans le seul milieu
physique, notre etude peut apporter certains éléments de réponse à cette ques-
tion qui fait souvent l'objet de déb os passionnés.
En effet nos résultats, qui soulignons le 3 nouveau Ont été
obtenus dans de très bonnes conditicns de culture (labour annuel, bonne
densité, démariage précoce, sarclages à la demande, etc...), semblent bien
montrer que la fertilité du systeme mil - sol sableux ne s'est pas maintenue
après 5 à 6 années d'exploitation.
Cependant, et c'est la l'important,
cette déperdition de fertilité
(évaluée par la diminution de matière sèche totale produite par an et par
hectare) n'a pas la méme ampleur selom les types de fumure appliquées au sol :
- S~%E apports extérieurs d'éléments minéraux, la fertilité du
-3
sol baisse très rapidement et dès la deuxième année de culture les rendements
de mil et d'arachide tendent à se stabiliser à un niveau bas,
- avec une fumure mintiiralie adaptée=, on arrive à maintenir le
-- -*
niveau de production du mil, mais pas celui des cultures d'arachide, dont le
rendement chute d'année en année, d'a,utant plus fortement que l'on ne pratique
pas de restitution organique dans le cadre de ce système de cultures,
- en associant fumure minérale NPK et restitution des p ailles de
-----
mil (enfouies après récolte), on maintient le niveau de production de cette
céréale à un très haut niveau (un reln;dement moyen de 2805 kg/ha a été obtenu

---

dans cet essai au cours de la période 1973 à 1977, où La moyenne pluviomé-
trique annuelle a été de 452 mm), mais on constate toujours une chute progres-
sive des rendements en arachide. Il y aurait donc, mêmts dans ces conditions
de culture les plus favorables, une dégradation de la fertilité des sols Dior,
qui se ferait au même rythme que celui constaté dans un système de cultures
sans fumure(mais où, dans les conditions de cette expérimentation, on a
pratiqué le labour et le strict respect du calendrier 'cultural, ce qui a
permis d'obtenir un rendement moyen de 1280 kg/ha de mil, soit le double de
ce qui est observé en système traditionnel).
Ainsi, dans les conditions techniques fixélss au départ à cette
étude, nous faisons donc la preuve que nous savons trè.s efficacement accroTtIre-
la productivité du système mil-sol sableux, mais nous :ne savons malheureuse-
ment pas encore en assurer le maintien des potentialités.
Le problème mérite cependant d'être analysé plus en profondeur, ce
que nous avons fait par le calcul des bilans minéraux.
Nous avons surtout étudié les cas du potassium, du calcium et de
l'azote, sachant que dans ces sols le maintien de la f'ertilité phosphorique
du milieu ne pose pas de problème difficile à résoudre.
Le bilan du potassium soulève deux
types de problèmes : le pre-
mier est d'ordre pratique. Peut-on arriver à corriger La carence d'un sol ap-
pauvri en potassium et maintenir un bilan équilibré ? :La réponse donnée par
k
cette étude est oui , puisque nous avons pu vérifier expérimentalement qu'il
est q_ossible.~'enriLc4!1Lr,,__-~~l-~n K en associant fumure minérale, et resti:
-. ~
-_ __ .-.I ,...- --.-.1 . . _-. _.. .". ..-. . .._<^ . . . ".
tution organique. On peut donc dire que la crainte d'un épuisement irréversi-
ble des sols en potassium est certainement exagérée. Cependant, et c'est le
deuxième problème posé, est-on assuré de maintenir le statut potassique du
sol dans son état initial ?
Le potassium se trouve sous plusieurs formes
dans les sols, depuis les plus stables (K du réseau si:Licaté) jusqu'aux plus
labiles. Après quatre ans de culture intensive , nous avons constaté que tou-
tes ces formes de potassium étaient affectées par les prélèvements réalisés
par le mil. Le sol Dior, et d'une façon générale, les sols sableux, sont
"pauvres mais généreux" et nous ne connaissons pas suffisamment les mécanis-
mes qui règlent les transferts entre :
K réseau -; K mobilisable z K échangeable *>K soluble

---

. .
_
----
---
. . *
. .
I.
‘.
- 7U -
Donc, tout e n estimant ~;u'une "catastrophe" n'est pas réellement
à craindre, il nous semble important de dire qu'une recherche sur ces meca-
nismes doit être entreprise, en essayant en particulier de préciser le rôle
de l'engrais, de la plante et du régime hydrique SUI: les, équilibres entre les
formes du potassium dans les sols sabileux.
Le bilan du calcium a scu'levé des problèmes analogues à ceux du
potassium. L'intensification agricole entraîne en effet inéluctablement une
décalcification qui, dans la plupart des cas, n'est compensée que par d'éven-
tuels apports météoriques puisque les engrais utilis&s, à l'exception des
phosphates calciques, sont dépourvus de cet élëment, voire en facilite la li-
xiviation. Si ce maintien du bilan
- callcique
-
doit donc être une préoccupation
constante des agronomes, sa réalisation ne
- - - présente pas de difficultés insvy-
montables (amendements alcalins, restiitution organique). Mais, comme pour le
potassium, le maintien de l'état calcLque suppose que l*on ait une meilleure
connaissance des facteurs qui régis sent la dynamique du calcium qui, comme
nous l'avons VU~ peut être fortement modifiée par la culture du mil par exem-
ple (effet du mil sur le passage à l'dtat échangeable du calcium du sol).
L'analyse de ces bilans, notamment celui du potassium fortement
déficitaire en absence de restitution organique, permet d'expliquer la vites-
se de dégradation accrue observée dans les systemes à futnure minérale seule.
Mais il faut faire intervenir l'evolution organique du sol et le
bilan azoté du système pour comprendre que, même dans le meilleur des cas
(fumure organo-minérale forte), la. fertilité semble chuter.
C'est certainement le pro:olème le plus préoccupant auquel nous
avons à faire face pour assurer le maintien de ].a fertilité de ce système
mil-sol sableux. En effet, nous constatons que,. malgré :L'apport (en deux
fois) de 16 t/ha de matière sèche (Faille de mil à 0,s 'k d'azote), les stocks
initiaux de carbone et d'azote du sel ne sont pas maintenus. Certes le déve-
loppement médiocre de l'arachide dans notre expérimentation a dû largement
contribuer à rendre négatif le bilan azoté du système.

---

- 71 -
Mais il n'en reste pas moins vrai que les fortes quantités de ma-
tière organique apportées ont véritablement été "brûlées" au sein du système,,
en ne laissant sur place qu'un résidu minéral. Que l’on ait ou non enfoui de
la paille, les taux de carbone et d'azote total du sol ont chuté de 25 % après
cinq années de culture.
C'est ainsi que si l'enfouissement de paille de mil apparaît in-
téressant à plusieurs égards (amélioration des rendements, maintien du statut
cationique du sol), il n'est pas satisfaisant du point de vue du maintien du
stock de matière organique des sols sableux,constituant qui conditionne pour-
tant l'essentiel de propriétés physico-chimiques et biologiques de ces sols.
Aussi il apparaît en dernière analyse que le problème, de loin
-__. .-_-
le plus important que l'on ait à résoudre
.-
pour assurer le maintien de la fer-
tilité du système mil-sol sableux en conditions de culture intensive est
..,,I-..-
celui de l'évolution de la matière organique des sols. Cela suppose d'une
- - -
part que l'on recherche quelles sont les causes et les conditions de La sta-
bilisation de cette matière organique pré-existante ou a,pportée dans les sols
et, d'autre part, que l'on voit dans la pratique comment il est possible de
transformer et de valoriser les résidus organiques de la production agricole
pour véritablement amender les sols sableux sous climat semi-aride.
+
+ +
L - ..------
__----- _~I____..
.---- -.CI.--
En conclusion le système mil-sol sableux, si répandu en Afrique
au sud du Sahara, présente de très réelles possibilités d'intensification.
Les techniques culturales et la fertilisation sont des moyens
puissants pour aboutir à cet accroissement de productivité.
A ce titre, la fumure potassique apparaît mclins comme un facteur
d'accroissement des rendements du mil que comme un facteur de stabilisation
de la production en conditions semi-arides.
Cependant une telle intensification suppose que l'on se préoc-
cupe du maintien de la fertilité du système qui, en définitive, est largement
dépendant du statut azoté et de l'évolution de la matière organique de ces
sols sableux.

---

REMERCIEMENTS
--
Cette synthèse n'a été rc? due possible qu'avec le concours de plu-
sieurs.
Mes remerciements vont to 11: d'abord à R. TOURTE, C. CHARREAU et
R. NICOU qui ont éte a l'origine de c b programme et à J. PICHOT qui m'a aidé
à en définir le support expérimental.
De 1973 à 1978, j'ai pu c bnstamment compter sur l'appui de mes
camarades du CNRA de BAMBEY et, notam lent, S. DI:ATTA, F. GANRY, J.P.N'DIAYE,
P. SIBAND, J. WEY, avec qui j‘avais d s échanges constants et qui m'ont aidé
dans la critique et l'interprétation k ces résultats.
J'adresse des remerciemen ;a'- tout particuliers à ceux qui ont eu la
lourde charge de rgaliser aux champs :es essais, A. CISSOKO et M. GOUDIABY,
et d'y effectuer de nombreuses observ kions et mesures avec le concours de
M. N'DOYE, M. K. THIAW, B. KOUMBRAIT.
Ils ont aussi alimenté r6 iulièrement les laboratoires d'analyses
de Bambey d'une multitude d'échantill wns de plante, de terre et d'eaux qui
ont fait l'objet de maintes extractic 6 et maints dosages. Que R. OLIVER et
l'ensemble du personnel des laboratoi ies de Bambcy trouvent ici l'expression
de ma sincère gratitude pour 1’ampleLl.r et la cqualité de leur travail.
Mes remerciements s'adressent enfin à mes collègues du Service de
Méthodologie et de la Division d'Agrctnomie de 1'IRAT à Montpellier qui m'ont
aidé et conseillé dans l'interprétaticn et la rcodaction de ces résultats. Je
n'oublierai pas enfin Mme BONDOUX qlti, avec dexterité, a transformé le VOlU-
mineux manuscrit que je lui ai remis en un document. qui aura au moins, pour
le lecteur, l'attrait d'une bonne prs%entation.

---

BIBLIOGRAPHIE CITEE
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Effects of soi1 moisture rcgime on yield, nutrient content and evapotranspi-
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Agronomy Journal (1964) 56, p. 195-198
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Etude comparative des sols du CRA de Bambey.
Ann. du CRA de Bambey, 1955
BOYER (J.), 1973
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C.R. 1Oème Coll. Inst. Int. Potasse, Abidjan, p. 83-102
CHARREAU (C.); NICOU (R.), 1971
L'amélioration du profil cultural dans les sols sableux et sablo-argileux
de la zone tropicale sèche ouest-africaine et ses incidences agronomiques.
Agro. Trop.,Bull. Agro. No 23
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ANNEXE 1 : Réponse du mil Pennisetum à la
fumure potassique
(Bambey 1973-1977)
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---

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---

ANNEXE II : Evolution de la taille (hors tout) d'un
mil Souna 1 II recevant des doses croissantes
de potasse (Bambey 1977)

---

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---

ANNEXE III : Réponse de l'arachide à la fumure
potassique (Bambey 1973-1977)

---

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---

ANNEXE IV
CALCUL DES BILANS MINERAUX
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(1973 - 1976)
DOCUMENT 1 : PERTES PAR LIXIVIATION
A) Calcul des bilans hydriques efficaces
B) Evaluation des P#ertes minérales
DOCUMENT 2
: APPORTS MINERAUX PAR LES EAUX DE PLUIE
DOCUMENT 3
: RESULTATS
A) Bilan du potassium
8) Bilan du calcium
C) Bilan apparent de l'azote

---

ILANS
(CALCUL DES B
IINERAUX
DOCUMENT 1 :
.
1 PERTES PAR
LIX
IIATION 1
A - Calcul des bil 15 hydriques efficaces
B- Evaluation des wtes minëralc5

---

A--
CALCUL DES BILANS HYDRIQUES EFFICACES POUR LA PERIODE - 1976
1973

j
Ce calcul a été établi en application du modèle mis au point par
P. Franquin et F. Forest (1977) et à l'aide des paramètres bioclimatiques four-
nis par C. Dancette (1979).
Définitions :
P i
Pluviométrie au cours de la pentade i
Offre globale en eau, OGEi = Pi + R S. - 1
1
RSi
Réserve en eau dans 180 cm de sol
ETM i
Besoins de la culture durant la pentade (cf. C.Dancette)
ETRi
Consommation réelle du mil
DRi
Percolation au-delà de 180 cm, qui se produit :Lorsque RSi est supérieure
à la réserve en eau maximale sur cette profondeur de sol
Données hydro-climatiques de base :
La réserye en eau maximale dans un sol Dior très sableux est de
50 mm/m (Hamon, 19781, soit 9 0 mm sur 180 cm.
Les besoins en eau d'un mil de 90 jours (Souna III), en 1973 et
1975, ont été les suivants :
ETR en mm/jour
1973
1975
- de la levée au 15ème jour :
2,6
2,3
- du 16ème jour au 30è U :
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3,6
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- du 46 "
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6,1
- du 61 1(
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4,9
4,4
- du 76 11
U au 90è N :
4,O
3,6

---

.
Les besoins en eau d'c me variété d'arachide de 105 jours (variété
57-422) en 1974 et 1976 ont été les cxl1 vants
ETR en mm/jOUr
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1974
1976
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- du 166 jour au 306
4,O
3r7
- du 31è w au 45Q
5,2
4,8
- du 468 w au 606
6,O
5,s
- du 61è " au 7%
510
4,6
- du 76è " au 906
5,7
5,2
- du 90è M aul05è
7,o
6,4
Par comparaison avec Cl'a utres situations semblables, on a estimé
à 20 mm le stock d'eau résiduel dans le s 180 cm du sel Dior étudié en début de
saison des pluies 1973 (jachère à trG !S faible densitrj, en 71 et 72).
Résultats :
Les calculs décrits dcLI: s les tableaux suivants donnent finalement
les informations suivantes :
Année
Pluie utile
Conson m.a tien par
Drainage
Stock résiduel
mm
la 1x1
-
--t ;re, mm
mm
-
--.--
mm
1973
406,l
4
15
0
0
1974
501,6
:
,6
145,0
0
1975
572,9
:
15
109,5
71,9
1976
390,8
4
18
23,0
0

---

BILAN HYDRIQUE EFFICACE
Localisation
: BAMBEY, sole 1 Sud
Année : 1973
Culture : Mil Souna III
Levée
: 4 juillet
Récolte
: ler octobre
Rendement moyen : 2 318 k/ha de grain
. .-
--~-
Période
P
DR
i
OGEi
ETM i
ETRi
j
=i.
i
avant ler juillet
20
2- 6 juillet
27,0
47
13
13
34
7 - 11
27,6
61,6
13
13
48,6
12 - 16
0
48,6
13
13
35,6
17 - 21
0
35,6
20,s
20,5
15,l
22 - 26
0
15,l
20,5
15,l
0
27 - 31
15,8
15,8
20,5
15,8
0
ler aout
- 5
66,O
66
34
34
32
6 - 10
17,l
49,l
34
34
15,l
11 - 15
4,5
19,6
34
19,,6
0
16 - 20
97,7
97,7
34
34
63,7
21 - 25
28,4
92,l
34
34
58,l
26 - 30
0
58,l
34
34
24,l
31 août
- 4 sept.
38,O
62,l
24,5
24,,5
37,6
5- 9
32,0
69,6
24,5
24,5
45,l
10 - 14
9,2
54,3
24,5
24,5
29,8
15 - 19
22,0
51,8
20
20
31,8
20 - 24
19,0
50,8
20
20
30,8
25 - 29
0
30,8
20
20
10,8
30 sept.
- 4 oct.
1,8
12,6
10
10
2,6
- -
Bilan
406,l
423,5
0
0
-
-
l-

---

BILAN HYDRIQUE E
----"‘I- FICACE
----.
Localisation : BAMBEY, sole 1 Sud
Année : 1974
Culture : Arachide, 57-422
3mis
: 4 juillet
icolte
: 20 octobre
?mdement moyen : 1 665 kg/ha d e gousses
-.--,.
------ -. --
PERIODE
P
OGE
ETM
ETR
Rs
DR
i
i.
i
i
i
i
P--w
-
-. - - -
A v a n t l e 1 4 j u i l l e t
0
14 - 19
61,9
61.,9
9
9
52,9
20 - 24
Or7
53,6
9
9
44,6
25 - 30
20,7
65,3
9
9
56,3
31 -
4 août
23,2
79,5
20
20
59,5
5- 9
157,7
21:7,2
20
20
90
107,2
10 - 14
15,6
105,6
20
20
85,6
15 - 19
13,o
98,6
26
26
72,6
20 - 24
77,8
150,4
26
26
90
34,4
25 - 29
29,4
119,4
26
26
90
3,4
30 août
- 3 sept.
21,2
Ill,2
30
30
81,2
4- 8
8,6
89,8
30
30
59,8
9 - 13
13,o
7;!,8
30
30
42,8
14 - 18
4,6
47,4
25
25
22,4
19 - 23
17,o
39,4
25
25
14,4
24 - 28
15,4
29,8
25
25
4,8
29 septembre
- 3 oct.
Il,8
28,5
16,5
4- 8
0
28,5
0
9 - 13
10,o
28s
10
14 - 18
0
35,o
0
19 - 23
0
35,0
0
- -. W-I
BILAN
50 16
356, tj
0
145,o
-. .--.

---

BILAN HYDRIQUE EFFICACE
._l__,_C
Localisation :BAMBEY, sole 1 Sud
Année : 1975
Culture : Mil Souna III
Levée
: 9 juillet
Récolte
: 20 octobre
Rendement moyen : 2 211 kq/ha de grain
PERIODE
'i
OGEi 1-----
ETMi
ETRi
RSi
DRi
/
- - -
Avant le 5 juillet
0
5 -
9 juillet
12,6
12,6
11,5
11,5
1,l
10 - 14
16,8
17,9
Il,5
11,5
6,4
15 - 19
587
12,l
11,5
11,5
Or6
20 - 24
22,7
23,3
18
18
5,3L
25 - 29
76,0
81,3
18
18
63,3
30 juillet
- 3 août
31,l
94,4
18
18
76,4
4- 8
31,8
108,2
30,5
30,5
77,7
9 - 13
0,‘3
78,3
30,5
30,5
4 7 , a
14 - 18
23,0
70,a
30,5
30,5
40,3
19 - 23
96,3
136,6
30,5
30,5
90
1611
24 - 28
45,5
135,5
30,5
30,5
90
15,O
29 août
- 2 sept.
80,O
170
30,5
30,5
90
49,5
3- 7
12,9
102,9
22
22
80,9
8 - 12
33,0
113,9
22
22
90
1,9
13 - 17
49,0
139
22
22
90
27,o
18 - 22
0
90
18
18
72
23 - 27
29,5
101,5
18
l a
83,5
28 septembre
- 2 oct.
Or4
83,9
18
18
65,9
3- 7
6,O
71,9
71,9
8 - 12
0
BILAN
572,9
391*5
(7119)

---

. .
*
BILAN HYDRIQliE
v-.--.. :FFICACE
- -.--
Localisation : BAMBEY, sole 1 Sud
Année : 1976
Culture : Arachide, 57-422
Iii s
: 10 juillet
olte
: 11 octobre
dement moyen : 1 104 kg/ha de gousse
--- --- -. ----
PERIODE
'i
OGEi
ETMi
ETRi
RSi
DRi
- -. ---
Avant le 10 juillet
60
10 - 14 juillet
11,3
8,5
8,5
62,8
15 - 19
11,9
8,s
9,s
66,2
20 - 24
7,7
8,s
9,5
65,4
25 - 29
64,l
18,Cl
18,5
90
21,0
30 juillet
- 3 août
1,2
91,2
18,s
18,5
72,7
4- 8
35,0
107,7
18,s
18,5
89,2
9 - 13
26,8
116,0
24,0
24
90
2,o
14 - 18
13,3
103,3
24,C)
1;' 4
79,3
19 - 23
7,7
87
24,O
;Y4
63
24 - 28
23,7
86,7
27,s
L"7,5
59,2
29 août
- 2 sept.
19,0
78,2
27,s
F7,5
50,7
3- 7
2,3
53,0
27,s
;;7,5
25,5
8 - 12
6,8
32,3
23,0
;,3,0
9,3
13 - 17
97,4
106,7
23,0
Y3,O
83,7
18 - 22
9,3
93
23,0
;'3
70,o
23 - 27
23,8
93,EJ
26,0
:i6
67,8
28 septembre
- 2 octobre
6,O
73,8
26,0
26
47,8
3- 7
23,5
71,.3
26,0
?6
45,3
8 - 12
0
45,.3
32,0
'". '1
.*cI
13,3
13 - 17
0
13,71
32,0
:; 3, 3
0
- - -
- - - -
BILAN
390,8
4 l! 7 , 8
23,0
- - - - .
-. .---

---

EVALUATION DES PERTES MINERALES PAR LIXI'JIATION
0-
DANS UN SOL DIOR DE BAMBEY
AU COURS DE LA PERIODE 1973 - 1976
1 - OBJECTIF
Mesurer les quantités d'éléments minéraux entraînésdans la solu-
tion du sol au-delà de la cote - 180 cm(profondeur maximale de l'enracinement du
mil Pennisetum), en se plaçant dans les mêmes conditions que celles de l'essai
sur la fertilisation potassique du mil (et de l'arachide).
2- DISPOSITIF EXPERIMENTAL
Ce dispositif a été implanté au cours de la saison sèche 1973
sur trois parcelles de 15 m x 17 m, localisées entre les deux séries de l'es-
sai "Potasse x Paille" de Bambey.
Chaque parcelle contient 3 lysimètres installés sur colonnes de
sol non remanié, selon un procédé mis au point et décrit par E. Roose.
Ces 9 lysimètrcs ont les caractéristiques suivantes :
- le haut du lysimètre est situé à 30 cm sous la surface du sol qui peut ainsi
Ctre
labouré et recevoir des enfouissements de paille comme le reste de l'es-
sai
- le lysimètre est cylindrique, de section 0, 5 m2 et de hauteur égale à 150 'cm.
- les solutions de drainage collectées par gravité dans une fosse centrale cor-
respondent donc au flux hydrique traversant la cote - 180 cm.
Ces trois parcelles sont cultivées dans les mêmes conditions que
celles de l'essai d'engrais (succession mil-arachide) dont elles reproduisent
les trois traitements suivants :

---

-L-
- fumure annuelle NPK 30 f restitution
ar enfouissewnt des pailles de mil
récoltées I
la parcelle
- fumure annuelle NPK90
- fumure annuelle NPK
-k restitution :ar enfouissement des pailles de mil
90
récoltées SI : la Parce:lle
3 - RESULTATS
-Y
3.1 - Contrôle de fonctionnement
- liu dispositif
_I
-
La réalisation pratique 'd'un tel di.spositif en sol très sableux
présente de nombreuses difficultés : I :;avaux de terrassement considérables, im-
possibilité pratique, dans certains c; ;,, d'enfoncer in force le cylindre métal-
lique qui entoure la colonne de terre ;E?che "scul.ptéc~".
IX a fallu, en conséquen+:
ce, pour quelques lysimètres, mouil.lel
ILa terre de façon à réduire le frottement
cylindre-colonne et aboutir au résulti ; final ill.ustr-é par la photographie ci-
jointe.
Quarante à cinquante litres
d'une eau contenant 90 mg/1 de Ca,
50 mg/1 de M(3, 120 mg/1 de Na et
1 mg/1 de K (sous formes de carbona-
tes,, chlorures et sulfates) ont ain-
p .'-
si été aF.portés.
7."."bS
Pour cette raison et à cause
des perturbations de sol liées au
terrassement (bien que les couches
de sol aient été remises dans l'or-
dre initial),les résultats obtenus
au cours des deux premières campa-
gnes (de mlzsure n'ont pas été jugés
valables.
Ce n'est qu'à partir de
1975 que L'on peut considérer le dis-
positif wmme fonctionnel. Des pré-
lèvements
journaliers des solutions
de drainatre ont été alors réalisés
avec determination mensuelle du bi-
lan ioniqlle complet.

---

Volumes cumult!s
en mm d’eau drain&
150
100
50
0 l
A O Û T S E P T E M B R E O C T O B R E NOVWBl?E DtCEM6RE J A N V I E R
FEVRIER
1975
I
fS76
2-3
?? ?????? ?? ?
??????????
CIJWS~-5-6
? ?
?????
? ? ?????? ? ? ? ? ?
NPKso+ poil@
FIGURE 1 : Volumes cumul& des solutions de drainage recueillies en l975 b Bambsy. prof 180cm.

---

- 3 -
3.2 - Cinétique de drainage des solutions de sol dans les lysimètres
Ces cinétiques sont illustrés par la figure 1 .
si l'on peut considérer que les lysimètres 1 à 6 (correspondant
aux traitements NPK 30 + Paille et NPK90), ont des caractéristiques hydrodynami-
ques voisines, il n'en va pas de même avec les trois lysimètres installés sur
la parcelle NPK
+ Paille (lysimètres 7, 8 et 9) qui ont un comportement hy-
9 0
drique aberrant. Le lysimètre N09, en particulier, qui est installé en partie
sur une termitière enfouie, n'a pratiquement pas drainé depuis son installation
comme l'indique les résultats présentés dans le tab:Leau 1
--
33,l
7,0
-
0
7,8
0
54,9
16,8
-
79,0
37,5
7,o
Tableau 1 : Drainage annuel en mm dans les lysimètres de Bambey (1973-76)
Nous avons donc eté conduit à écarter de l'interprétation des
résultats ceux provenant des lysimètres 7, 8 et 9.
si l'on compare les drainages mesurés dans les 6 premiers lysi-
mètres au cours des deux années de référence (1975 et 1976) avec les drainages
calculés par la méthode du bilan hydrique efficace, on constate que :

---

- les valeurs sont assez voisines mais plus faibles (drainage calculé en 1975,
109,5 et 85,5 mm dans les lysimètres
drainage calculé en 1976.23 mm et 17,6mm
dans les lysimetres)
- le drainage dans les lysimètres se p ursuit longtemps après l'arrêt des pluies,
ce qui n'est pas appréciable par le
BlCUl. Par contre, les dates de début de
drainage sont bien celles trouvées p 1' calcul = vers le 20 août en 1975, et
vers le 25 juillet f'n 1976.
3.3 - Teneurs minérales des solut:
- - :)ns du sol
-.
3.3.1 - Valeurs moyennes an
--_---_---__---_----
eclles
._-----
Les solutions ont (5 ;i analysées au laboratoire de Bambey dès
que les volumes recueillis furent suf :.sants. En 1975 on a procédé à 7 prélève-
ments pour analyse : les 23 août, 19 s Ptembre, 31 octobre, 15 novembre, 11 dé-
cembre, puis, le 28 janvier 1976 et le ;?5 février 1976.
Au cours de l'hiver age 1976, le drainage ayant été plus fai-
ble, les dosages n'ont éte réalises qu i trois reprises : le 8 septembre, le 9
octobre et le 13 novembre.
Les concentrations
Dyennes en éléments minéraux de toutes
les solutions de drainage recueillies
u cours de ces deux campagnes expérimen-
tales (y compris celles correspondant
JX lysimètres défectueux installés sur la
parcelle NPK
+ Paille) sont donnees dans les tableaux II et III.
90

---

-5-
Concentrations en mg/1
t
-t
Ca
Mg
Na
K
NO -
C03H-
PH
'i"2
3
-
-
Traitements
+ Paille
39,4
13,2
23,3
5,g
12,3
NPK30
0,3
111,ï
7,5
35,6
9,4
16,2
4,9
12,6
tr.
51,3
26,8
76,5
NPK90
-
Nl?Kgo + Paille
35,2
10,o
7,2
Of2
---l- 7,l
23,3
4,g
Ill,8
27,2
44,s
6,5
Tableau II : Concentrations minérales moyennes des solutions de drainage a
Bambey sous culture de mil (campagne 19'75-76)
Concentrations en ma/1
Ca
Na
K
'i"2
_-
Traitements
+ Paille
22,5
5,8
a,3
3,(
NE’K3 0
3 NO - cl- C03H- PH
3
-
-
15,l
75,5
7,a
19,6
4,5
9,1
3,’
12,9
20,a
9,6
12,6
sa,8
mnK90
7,4
-
-
--
NFK90 t Paille
31,s
5,3
Il,6
l,!
Tableau III
4 17,8 7,5
7
5
10,l
12,3
15,3
9,3
119,7
7,9
--
: Concentrations minérales troyennes des solutions de drainage 2
Bambey sous culture d'arachide (campagne 1975-76)
Ces résultats ne font pas ressortir, pour une année donnée,
des différences significatives liées à la fumure appliquée au sol.

---

Par contre, d'un l.ysi;nètre à l'autre, quel que soit,le traite-
mznt du sol, les concentrations minEirales des sol.utions de drainage varient sen-
siblement. Voici à titre d'exemple, les valeurs moyennes obtenues pour les six
lysimètres en 1975 :
Traitement NPKJO
Traitement
+ Paille
NPK90
--_-. _
-
Lysimetrc No 1 ND 2
No :3
No 4 No 5 No6
Ca ms/l
49,s
30,7
30, :1
23,l
35,2 48,5
K mg/1
8,3 6,0
3,4
3,l
4,5
7,l
On constate, d'autre part, qu'au cours d'une campagne de mesu-
res, les concentrations des solutions de drainage recueillies dans un même lysi-
mètre varient, par contre, assez peu :;urtout en ce qui concerne les cations bi-
valents. Si l'on prend le cas du lysirletre No 1 les résultats obtenus au cours
de la campagne 1975-1976 ont étc? les :;Gvants :
Date de
prélèvement
Volume drainé
Ca
K
-
-
-
-
1
mg/1
mg/1
29.8.75
l
3,4
54,l
12,l
19.9.75
11,2
46,4
8,8
31.10.75
3,5
53,8
4,2
15.11.75
4,9
48,5
9,7
11.12.75
7 , 6
48,5
8,4
28.1.76
6 , 7
52,0
7,3
25.2.76
2,3
48,8
5,8
Moyenne
50,3
8,O
C.V.
5,9 %
32,2 %
/
La dernière observatiion que l'on puisse faire enfin sur l'en-
semble des résultats obtenus est qu'il ne sembla pas y avoir de relation entre
les concentrations en éléments et les uolumes d'eau drainée. En effet, pour tous

---

-.-
-7-
les lysimètres on peut constater qu'il y a une grande similitude entre :
Somme des concentrations
- la moyenne des concentrations pour
ia =
chaque élément5
Nombre de prélèvements
- la moyenne pondérée des concentra-
Quantité totale d'élément~lixivié~
% =
tions,
Volume total de solution drainée -
Voici, à titre d'illustration, les concentrations moyennes en
mg/1 obtenues en 1975 selon ces deux modes de calcul :
Traitement NPK
+ Paille
3 0
Traitement NPKgO
-
x
'a
P
Ca
39,4
39,4
35,0
35,6
Mg
13,4
13,2
9,3
9,4
Na
23,3
21,2
16,7
16,2
K
5,7
5,7
4'9
4,g
3.3.2 - Interprétation des résultats
____------------------------
Les résultats obtenus sont relativement imprécis et ne mettent
pas en évidence un effet du type de fumure appliquée sur les concentrations de
la solution du sol en profondeur. Ceci nous a conduit à utiliser par la suite
(à partir de 1977) un nouveau dispositif de mesure de la concentration en solutés
de la solution du sol qui s'est avérée plus efficace (capteurs en céramique po-
reuse, Piéri 1979).
~a-loi qu'il en soit, deux conclusions semblent pouvoir être dé!-
gagées.
L'effet du type de culture semble plus important que l'effet
de la fumure
sur la composition de la solution du sol qui est :
- plus concentrée en cations bivalents sous culture de mil
(1975)
- plus riche en nitrates sous arachide (1976)

---

.
- f! -
On peut considérer qw la composition des eaux de drainage en
profondeur est relativement constante au cours d'un même cycle pluvial, et, en
tous les cas, indépendants des volumes percolés. Tout se passe comme si la solu-
tion drainante se mettait en équilibre d'échange ionique avec les couches de ter-
re traversées dont les caractéristiques physico-clrimiyues sont alors déterminan-
tes de la composition dc la solut.ior.1 rc~uoilli(~ fwiklandgr
1974).
En conclusion, nous cjtimons que l'on peut retenir à l'heure
actuelle les normes suivantes, en attenlant les informations plus précises qui
seront obtenues par les nouveaux dispcsitifs mis en place (capteurs de solution
en céramique poreuse) :
- sous culture de mil en sol Dior, les teneurs minérales exprjmées en mg/1 de
la solution drainante profonde (au-C.el& de 180 cm) sont :
C a
= 37,s mg/l zrondi à 38 mg/1
Mg
= 11,3 mg/:1 czrondi à 11 mg/1
K = 5,4
mg/l iirrondi d '5 mg/1
NO 3 = rréailt
- sous culture d'arachide,ces teneurs sont :
C a
= 21,l mg/1 iirrondi à 21 mg/1
Mg =
5,l mg/1 <wrondi à 5 mg/1
K
=
3,4 mg/1 ,irrondi à. 3 mg/1
NO 3 = 19,3 mg/1 Ozrondi & 19 mg/1
Ces valeurs correspzldent à la moyenne des concentrations don-
nées dans les tableaux II et II (sans .:enir compte des lysimètres défectueux de
la parcelle NPKgO + Paille).
4 - EVALUATION DES PERTES
LIXIVIATION AU COURS DE LA PERIODE
- - - -
1973 - 1976
Cette évaluation est faite en tenant compte, d'une part, des
concentrations en éléments présentes précédemment et,, d'autre part, en évaluant
le drainage à partir des volumes de solutions recueillies dans les lysimètres
et des valeurs obtenues par calcul er ,application du mod&le du bilan hydrique
efficace. Quand ces deux valeurs sont disponibles (c'est à dire à partie de 1975),
on en calcule la moyenne qui sert alcrs pour I'évaluation des pertes minérales

---

-9-
par lixiviation dont les résultats sont inscrits dans le tableau IV
Drainage a
180 cm
Pertes minérales en kg/ha
AWEE -
en m3/ha
CULTURE
Lysimètre
calculé
Moyenne
Ca
Mg
K
No:3
1973 Mil
0
0
0
0
0
0
19'74 Arachide
1 450
1 450
30,5
7,2
4,4
27,,6
1!3'75 Mil
855
1 095
975
37,l
10,7
4,9
0
19'76 Arachide
176
230
203
413
1,o
Or6
3,,9
- -
-
TOTAL
2 775
2 628
71,9
18,9
9,9
31,,5
Ca0
MgO
522
N
100,5
31,4
11,8
7,, 1
A--
-
- -
--
Tableau IV : Pertes minérales par lixiviation dans un sol Dior cultivé
(Bambey 1973-76)
On constate que, d'après ce calcul, le sol Dior étudié, malgré
une pluviomètrie annuelle moyenne assez faible (469 mm), s'est tout de même sen-
siblement appauvri par lixiviation en quatre années de culture. Les pertes les
plus fortes sont dues à l'entraînement en profondeur du calcium et du magnésium.
Les pertes en azote minéral par ce processus sont très faibles et celles en po-
tassium peu importantes.
Remerciements
Ces résultats n'auraient pû être obtenus sans le concours effi-
cace de M. Aliou Cissoko qui est le principal artisan de l'installation très déli
cate de ce dispositif de mesure. Il en assure depuis la bonne marche avec le con-
cours de Mamadou Goudiaby, puis de Mame Khemes Thiaw et de Moussa N'Doye. Que
tous trouvent ici l'expression de mes sincères remerciements.

---

DOCUMENT 2 :

---

MESURE DES QUANTITES D'ELEMENTS MINERAUX APPORTEES
c
PAR LES EAUX DE
--1
PLUIES AU SENEGAL (19716 - 1978)
1 - OBJECTIF :
Les réserves minérales dans les sols très sableux du Sénégal sont
faibles. A ce titre les apports, même réduits en valeur absolue, d'éléments miné-
raux solubilisés dans les eaux de pluie doivent être pris en considération dans
l'évaluation du bilan minéral "entrée-sortie" de ces SO:LS.
Ceci a été réalisé au cours de trois ann6es (1976-78) en plusieurs
lieux de pluviométrie très différente du Sénégal, de fagon à apprécier l'impor-
tance effective de ces apports météoriques.
Seuls sont pris en considération les éléments hydrosolubles conte-
nus dans les eaux de pluie, voire dans les aérosols (poussière) à l'exclusion des
éléments contenus dans la phase solide de ces aérosols.
2 - DISPOSITIF :
Il a été installé dans les lieux suivants :
- N'Diol (région du fleuve Sénégal)
- Bambey (Centre-Nord)
- Nioro du Rip (Centre-Sud)
- Séfa (Moyenne Casamance)
- Djibelor - plateau (Casamance maritime)
- Djibelor - vallée (Casamance maritime)
Les prélèvements sont effectués à l'aide d'un pluviomètre en plas-
tique de 24 cm de diamètre (surface de réception 452,4 cm2)
Les eaux de pluie sont collectées dans un flacon de verre brun de :
2 800 ml situé sous le pluviomètre
Une toile fine (moustiquaire plastique) et un tampon de coton hiy-
drophile (régulièrement remplacé) sont placés dans le pluvi,omètre pour éviter les
pollutions externes (insectes, poussière, etc...).
Le dispositif est installé sur un support à 1,50 m au-dessus du
sol et loin de tout arbre ou construction.

---

_ ..----
-
2
-
Après chaque pluie, la
slution recueillie est stabilisée à l'ai-
de d'une goutte de formol.
Des prélèvements régu.l
sont effectués et envoyés au laboratoi-
re de Bambey pour détermination du bi
L ionique complet :
ibre de pr&lèvements analys@s
1976
1977
1978
N'Dior
4
5
4
Bambey
15
8
8
Nioro du Rip
8
7
9
Séfa
14
10
10
Djibélor 1
9
6
9
Djibélor 2
9
6
9

---

PrCcipitations cumulées
Teneurs min&des
en mm.
en mg/l.
\\
4 0 0 -
1 t e”
/--
3 0 0 -
2 0 0 -
- 10
160 -
-9
160 -
-9
140 -
- 7
120 -
- 6
100 -
-5
6 0 -
.II
- 4
6 0 -
- 3
4 0 -
- 2
f
2 0 -
-1
0
I
.
1
Juillet
AoiIt
GPt«nac
octobre
Conccntmtion en :
I Calcium
I Potassium
Il Nitrate
FIGURE 1 : Teneurs minérales des eaux de pluie I Bambey (1976).

---

- 3 -
3 - RESULTATS : Les résultats moyens annuels (moyennes pondérées) sont donnés dans le tableau 1
Pluie
+
2-
STATIONS
/
mm
1
PH
/ Ca
2+
1 Mg 2+ / Na +
K-
NO -
SO
Cl -
HC0
P
0
Si0
3
4
3
2
5
2
l
1976
98,2
6,1
8,37
2,39
9,83
3,07
1,49
1,60
19,55
5,O
0,61
Tr
N'DIOL
1977
253,6
6,2
2,73
0,99
5,40
5,21
0,18
1,79
9,91
43,63
0,59
Oa
1978
164,l
4,7
5,12
1,20
5,99
1,20
0,15
10,49
16,34
4,17
0,36
m
Moyenne
172,0
5,7
4,56
1,32
6,43
3,53
O,42
4,52
13,79
23,72
0,52
w
pondérée
1976
402,5
6,3
3,96
0,66
2,16
0,66
1,28
0,52
3,21
8,76
81
I
BAMBEY
1977
417,0
5,7
2‘24
0,43
3,32
1,05
0,15
1,91
2,62
2,81
IV
I
1978
693,9
4,6
1,73
0,50
1,48
0,56
0,06
3,87
3,60
v,o4
(
!j
tt
r
Moyenne
504,5
5,4
2,46
0,52
2,17
0,72
0,41
2,44
3,23
3‘12
11
I
pondérée
i
1976
783,6
6,2
2,61
0,33
1,82
0,38
0,57
0,47
2,51
4,76
l
0,ll
w
NIORO du RIP 1977
514,6
5,5
1,17
0,21
1,25
0,40
0,ll
1,53
2,81
0,94
0,04
w
1978
769,9
4,1
1,21
0,48
0,78
0,38
Tr
2,42
1,56
0,52
0,ll
Sa
Moyenne
689,4
5,2
1,73
0,36
1,29
0,38
i 0,24 1 1,46
I 2,23
1 2,23
0,09
tl
pondérée
-1,
1976
1161,2
6,5
2,54
0,41
0,71
0,23
0,45
0,07
1,25
9,05
0,ll
vl
I
SEFA
1977
732,7
581
1,34
0,18
0,83
0,24
0,09
1,16
0,81
0,25
1978
1028,9
4,O
0,64
0,ll
0,46
0,31
Tr
1,21
1,84
Tr
0,lO
L
Moyenne
974,3
5,3
1,57
0,25
0,65
0,26
)
0,20
1
0,74
1
1,35
l
3,66
f
0,ll
1
U
0,28
0,50
1,54
1,56
6,53
0,39
"
DJIBELOR 1
0,38
0,13
2,31
1,25
1,34
0,17
n
0,72
Tr
1,87
1,58
1,59
0,07
In
0,47
0,23
1,84
1,50
I
3,49
0,22
SS
0,69
0,85
2,31
2,Ol
6,29
0,30
It
DJIBELOR 2
0,39
0,07
1,56
2,67
0,27
0,08
It
0,69
Tr
1,57
1,50
1,20
0,06
w
Moyenne
1004,8
5,5
2,57
0,28
1,36
0,62
0,35
1,85
2199
2,92
0,16
a,
pondérée
Tableau 1 : Moyenries pondérées annuelles des concentrat:
>ns en éléments minéraux des eaux de pluie au Sénegal en mg/1
(1976-1978)

---

La variabilité des résu:.t.ats annuels est illustrée par les figu-
res 1 et II où l'on a indiqué les concertrations en calcium, potassium et nitra-
tes dans les eaux de pluie recueillies à Bambey et à Séfa en 1976.
4- INTEFU?RETATION :
L'observation des résultats annuels et la comparaison entre les
concentrations moyennes pondérées (quartité totale d'élément/pluviométrie
annuel-
le) et les concentrations moyennes arithimétiques I(Somme des concentrations/nom-
bre de prélèvements analysés) nous a ccnfirmé qu'il n'y avait pas de relation er.-
tre les concentrations et le volume des précipitations.
On observe cependant un
l'on passe d'une concentration moyenne
Séfa.
Ces eaux de pluie sont d
dans l'ensemble, peu chargées et,sans
tenir compte des résultats de N'Diol,
en moyenne :
Cations
Anions
NO 3= 0,29
0,08 mg/1
Cl - 2,06 t 0,70 mg/1
S O 4- 1,617 t 0,60 mg/1
HC03= 3,08 f 0,50 mg/1
P205= 0,16 t 0,05 mg/1
La silice n'existe qu'à l'état de trace sous forme soluble dans
les précipitations recueillies. Cependan/t elle est l'élément essentiel des aéro-
sols qui sont contenus dans les échantillons prislevés, particulièrement dans les
régions Nord soumises aux vents sahariens chargés en éléments fins ::

---

-5-
Année 1976
- -
Residus sec
Poids total des
mg/1
éléments solubles
N'DIOL
249
5 2
BAMBEY
220
2 2
SEFA
îf3
15
DJIBELOR 2
6 6
19
La proximité de l'océan joue aussi certainement un rôle importiint
dans l'enrichissement en éléments solubles des eaux métf~oriques, d'autant plus
qu'au cours de la saison des pluies les vents dominants (région de Bambey no-
tamment) sont orientés N-W - S-E, c'est à dire en provenance de l'océan. Il
n'est pas impossible que cette orientation des vents explique aussi l'origine
des teneurs relativement élevées en calcium et en phosphore de ces solutions du
fait de l'implantation, à Rufisque (région du Cap-Vert), d'une importante cimen-
terie et, à Taïba (au Nord de Thiès), de l'usine de transformation des phospha-
tes tricalciques locaux qui libèrent dans l'atmosphère des fumées ayant une char-
ge solide élevée (évaluée à 600 kg/heure de fonctionnement).
On remarque, à ce propos, que les eaux de pluie de la Station de
Séfa, zone de prélèvement la plus orientale, sont les plus pauvres en calcium et
en éléments solubles d'une façon générale.
En conclusion, on ne doit pas considérer que les teneurs moyennes
données ci-dessus soient représentatives des teneurs en éléments minéraux des
eaux de pluie suz l'ensemble du territoire du Sénégal , :mais seulement de la fran-
ge qui reste soumis aux influences océaniques.
Dans cette zone cependant, ces apports ne s.?nt pas négligeables
sur le plan minéral global, du moins en ce qui concerne le calcium et le mdium.
A titre d'exemple, à partir des données du tableau I, on peut cal-
culer quelles ont été les quantités d'éléments minéraux apport& par les précipi-
tations pluviométriques à Bambey au cours de la période correspondant à l’expéri-
IIX?ntatiOn sur la fertilisation potassique du mil et de l'arachide en sol Dior. La

---

pluviométrie cumulée totale, de 1973 a :i976, s'est élevée à 1871 mm et donc dans
ces conditions, les sols ont bénéficie des apports théoriques suivants :
Ca = 46 kg/ha
HC0 3 = 58 kg/ha
Mg = 10 kg/ha
so4
= 46 kg/ha
Na = 41 kg/ha
C l
= 61 kg/ha
K = 14 kg/ha
p2°5 = 4 kg/ha
N-NO 3 =1,7 kg/ha
La comparaison de ces chiffres avec ceux correspondants aux
pertes par lixiviation au cours de la rGme période, montre que l'on doit tenir
compte de ces apports météoriques dans le calcul du bilan minéral "entrée-sorties'
des sols cultivés, à Bambey notamment. 1
REMERCIEMENTS
Je remercie les Agents ries Stations méteorologiques qui ont bien
voulu faire ces prélèvements au cour.s cle trois années consécutives, ainsi que
M. N'Doye et les Agents du Laboratoire ce Bambey, qui ont réalisé les très nom-
breux dosages d'eaux demandés à cette occasion.

---

PrCcipitations cumul&
en mm.
A
1250-
Teneurs minbmhe
en mg/l.
1000 -
750-
.lO
500-
v9
450-
400-
-6
350-
-7
300-
-6
250-
5
4
200-
150-
3
loO-
,2
50-
-t
1 I
I
I
I
0
Mai
Juin
Juillet
AaOt
Septembre
Octobre
Novembre
Concentmtion en :
1 Calcium 1 Potassium n Nitrate
FIGURE II : Teneurs minérales des eaux de pluie b SCfa ( 1976).

---

(CALCUL DES BILANS MINERAUX)
DOCUMENT 3 :
A - Bilan du potassium
B- Bilan du calcium
c - Bilan de l'azote

---

\\ .
. “N/ :.,
I
i) - Bilan du potassium'tBàmb
1973-1976
c
exprime en kg/ha de K
t
-
- --
A-..-- -T .- - - - ,.
0 0 0
NPK(
NPK(
NF'K(
NP’(3(
0 0 0
NPKC
NPK6
I-
-----
-
-
EXPORT PLANTES
------z--------
--_-----------_
1973 Mil
y 131 - 20(
- 202
‘- ZOE
-. 216
~ 133
-,,_ 2oc *- 202
- 208 - 216’
1974 Arachide
- 19 - 2t
- 217
‘- 3c - 33 -. 30
- 3 0 - 43 - 41 - 38
1975 Mil
- 34 - 4s
- 90
‘- 111 -’ 129 - 52
- 78 - 146 - 136 - 169
1976 Arachide
- 16 -* 21
- 23
‘_ 36 - 44 - 2i
-’ 29 - 49 - 52 - 56
>
. ..-..-
---.
- 200 - 296 - 342
‘I 385 - 422 - 240
- 3 3 7 - 440 - 446
r
-
- 479
- - - _-
--..-
--.
--..- --.
PERTESJJX’V.
- 12 - 12
” 12 ” 12 - 12 - 12
: 12 - 12
12 /
---------_-_
e m -
-----A
- - -
L-l
APPQRTS-ENGRAIS
--------_---___
.-
- - - - - ---_.
1973 à 1976
$‘O + 100
1” 200
t 300
0
0 t 100
t 200
.- - - - - - --.
RESIIIUIlQN-QRGAN.
.
-------------__-_
1973 Mil
0
0
0
l- 113
t 1 7 9 t 170
t 157
t 184
b
1974 Mil
0
0
0
t 42
t 5 8 t 123
t 114
t 144
- - -
.- _-_-
---.
0
0
0
t 155
t 237
+ 293
t 271
t 328
,-
----.
1
- - - - -
APPQRIS-PLUIE
----------___ t
--
-.--
*
--. -- -
I_-;
1973- 1976
f 14
1
4
t 14
t i4 t 14 t 44
t 14
t 14
.-- - - -
A--A.”
-
-
-.-A
---
_--.
BILAN i3-76 ‘%
- 240
1 8 3
- 120 - 83
98 - 59
t 27
.--- ---_. -.- -..--.-. -
..I
.-- ------ - - - .-”
w
--

---

J
,<’
.,
Y---- -
Cyi la; appar&s*bs I'&te'(B;mbey 73-76)
exprimé en kg/ha Je N
0 -
J
iillè
rr.
.-wmmm i l enfc
.-----. rie
i"""' I----L
000
NPKO
NPK6
NPKg
NPKO
NPK;(
NPK30
PIPK6(
NPK9r
..--
-...-L
-.-
-
-
EXEQnAYLuIES
------------mm-
1973 Mil
- 54 - 84 - 8 6
- 78 - 80 - 5,4
- 84 “. 8 6 - 78 - 80
1974 Arachide
- 67 - 75 - 73
- 82 - 79 - 72 - 88 - 98 - 90 - 109
11975 Mil
- 35 - 67 - 7 4
- 71 - 86 - 36 - 82 - 102 - 91 - 103
L976 Arachide
- 53 - 51 - 6 0
- 65 - 71 - 613
- 74 - 78 - 76 - 80
-_
I_ 209 - 277 - 293
- 296 - 316 - 230 - 328 - 364 - 335 -SS
-_
m-m
--=-A
PERTES LIXIV
z===========*
-.
/
1973-1976
7
7
7
7
7
7
7
7
-
-
APPORTS ENGRAIS
_ I _ .
===============
+ 140 + 140
+ 140 + 140
0 + 140 t 140 + 140
-,
0
RESTITUTION ORGAN
----------M-----w’
--_-------------_
1373 Mil
0
0
0
0 + 25 + 38 t 38 + 32 + 39
1975 Mil
0
0
0
0 + 13 + 28 + 39 + 35 + 37
-
-
0
0
0
0 + 38 + 66 + 77 + 67
-
-
J-3
2 + 2 +
2
+ 2 + 2 + 2 + 2 f 2 + 2 L-3
- .-----...--_~-
-
-
/
i BILAN 73-76 apparent
- 214 - 142 - 158
- 161 - 181 - 197
- 127 - 152 - 133 - 161 !
j -.L---
T
.--.l
----Y
Ï

---

) Bilan du calcium (Bambey 19
*
exprimé en kg/ha *db Ca
.1
i
_---
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$" '.973 Mil
- 28 - 34 - 35
- 35 - 30 - 28 - 34 - 3 5 - 3 5 - 30
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1914 Arachide
- 14 - 14 - 15
- 15 - 15 - 12 - 16 - 19 -
16 - 18
.)
1975 M i l
9 - 17 - 21
- 20 - 22
9 - 21 - 2 6 - 2 4 - 23
1976 Arachide
- 13 - 13 - 17
- 19 - 20 - 17 - 22 - 2 2 - 2 0 - 23
- - -
l- 64 - 78 - 88
'* 89 - 87 - 66 - 93 - 102 - 9 5
L
- - - -
-
-
-
- 72 - 72 - 72
- 72 - 72 - 72 - 72 - 72 - 7 2
-
-
-
-
APPORI--ENbRASS
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*'77
-
-
1973
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0 t 141 + 141
t- 141 t 141
0
t 141 t 141 t 141 t'141
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1
RESTITUTION ORGAN
-----------------*
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1973 Mil
0
0
0
0 t 27 t 33 t 34 t 33 t 28
1975 Mil
0
0
0
0 t 9 t 20 t 25 t 23 f 22
.
-
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0
0
0
0
t 36 t 53 t 59 t 56
L-
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APPORTS PLUIE
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1973-1976
L-76
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t 46 t 46
t 46 t 46 t 46, t 46 t 46
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BILAN 73-76
- 9d
t 37
t 38 - 56
t 86
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