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REPVEZIQUE DU SENEGAL
DE~GA'J!ION GBJERALF:
PRIMATURE
A IJA FtECHmCHE SCIENTIFIQUE EIl TEclrn‘rIQUE
DIVISION DEi BIOCIIIMIE W SOL
-m---M
RAPPORT DE SYNTHESE 1976
J-ulxmr 1977
Centre National de Recherches Agronomiques
de BAMBEY 1
INSTITUT SEXJ-EGALAIS DE RECHERCHES AGKK!OL;ES
(19 St 'R, p-e)
Les travaux de cette division consistent en la recherche et la mise
en oeuvre de techniques culturales faisant appel aux enfouissements de matière
organique et aux techniques microbiologiques, applicables en milieu paysan.
Ces techniques sont destinées, en système de culture traditionnel ou intensif,
& satisfaire deux objectifs primordiaux z
- l'optis&ation
d
u bilan de l'azote au sein d'agrosystèmes céreale-légumi-
m--~-I
--u-a-
neuse;
- l~arnelioration dela fertilité biologique des sols, principalement par
l'inoculation microbienne.
Les principaux thèmes de recherche qui en découlent sont les suivants :
v Zvaluation des gains et des pertes d'azote dans l'agrosysteme et @DwYune
optimisation du bilan de l'azote.
t Accroissement du stock d'azote des sols par la restitution des résidus de
récoltez problèmes posés par cette restitution organique.
Q Mtoxication biologique des sols à sorgho et des résidus de récolte.
?? Amélioration de la capacité de fixation de N2 des légumineuses.
w Tentative de modélisation mathématique des paramètres de la fixation de X2
in situ par l'arachide.
, Fixation de N2 chez les graminées.
1 - O~SBXOX JJJ BILfiM DIX L'A2!OT.G
. ..
Cetteacr':ion de recherche edt devenue impérative dans un souci
d'économie de l'azote et d'augmentation de la productivité végétale.
Economie de l'azote
v--11
Le renchérissement des engrais azotés a rendu indispensable la con-
naissance des termes du bilan de l'azote et notamment sa qu?XIt.ifiCatiOn
-
afin
-
de diminuer les pertes d'azote, d'augmenter les sourcesgratuites d'azote et
-.--.-.- _L
--P
.- --
.I_-vI-----* .-
enfin, d'accro?tre l'efficacité de chaque unité-g-ezote ainsi acquise.
---p-----.*
Augmentation de 1aLroductivité végétale
^--- _---
En système traditionnel, la decroissance des rendements de l'arachide
est nettement sensible pour les trois périodes quinquennales successives de
1960-1974, Les rendements moyens, au niveau du pays, varient de 917 kg/ha à
836 kg/ha puis 715 kg&. Les aléas climatiques ne peuvent suffire a expliquer
ce déclin où il faut voir un effet de la surculture: réduction des jachères et
restitutions ergan%~es
insuffisantes pour compenser lTinsuffisance des fu-
mures azotées souvent aléatoires, qui entraine une baisse du stock organique
du sol. En conséquence l'amendement organise devient indispensable dans le
cadre de la rotation pour maintenir l'équilibre du bilan de l'azote.
En syst&me intensif à niveau de rendement élevé, l'absence d'amende-
ment organique rendrait le bilan azoté déficitaire, ce qui ressort du bilan
établi ci-apres au pGoragrapho 1l;le système évoluerait alors vraisemblablement
vers un nouvel équilibre & niveau de rendement plus bas.
En effet, on a pu calculer au CNRI1 (grâce à l'azote 15) qu'en culture
intensive, une arachide, à Bambey, prélevait au moins 3@ de son azote aux
dé.pens de la matière organique dv sol (2 années de résultats). Quant au soja
les r&ultats obtenus à Séfa font apparaftre que le prélèvement d'azote aux
dépens du sol serait de l'ordre de 45$(mais ce résultat d'une seule année, &-
rite d?être confirmé ).
Il- Exemple concernant l'agro-système intensif W-l-Arachide
L -._y-
--"-
D'après les résultats exposés au tableau ci-après, l'ensemble des 2
cultures IV.&1 et Arachide a exporté 190 kg/ha d'azote dans ltensemble. des par-
ties aériennes, dont au moins 65 kg sont issus du pool organique du sol le re&e
étant issu de l'engrais azot&(le coefficient dtutilisation rbel de l'engrais
azote par la céréale étant compris entre 25 et 353:) et de la fixation de E29
c'est dire l'importance du substrat B'?.-t de l'activité biologique dans
ces sols.
3
!
Rendement
!
!
!
tiportation en azote
!
!
Matière végétale kg/ha i
kg/ha
i
- - -.- .+_--lll--v-
-*
!
!
! Résidu 0 Px0dhl-t ' I Récolte
!
!
-
0
!
? Résidu
, Produit ! Récolte p
f
, utile
j totale f
; utile
, totale
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-e-*-.-____* -__IUI*....--l-l<l---I* - w - 1 -* - P '
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2560 !
Cs?a~d t
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- - -
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460 ;
2370 ;
109 ,
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! ((joqucs) j (paille) i
!Arachide )
!
.
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em--
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-L,, ----:--v-z-.--
X produit utile en tant qu'aliment pour l'homme et les animaux.
Tableau des rendements et exportations d'azote dans le cadre d'un assolement
arachide-mil à Bambey en 1975.
Gr8ce à, l'azote 15, on a pu etablir, dans le cadre du precédent asso-
lement, un bilan provisoire simplifié de l'azote.
Apport d'asote$ l'agro-système-
-c-
- par fixation YL? de 70% dans 1'N total de l'arachide (1) qui apporte
* dans les parties wtiles (gousses + fanes) ..0*00.0*.
75 kg
. dans les racines + défoliation (2) ..0...*00.0.e.*.*...
15 kg
Pertes d'azote de l*agroTsxstème
II
- par exportation : arachide (fanes + gousses).............
109 kg
mil (grains) ..~O*O*~~~~"~o...~bo~~~~.*
33 kg
- par dénitrification
(3)
lC$ sur les restitutions organiques....
843
. . *L
40% SUT l'engrais azoté . ..OeODmOOroO.
??
38 hz
- par lessivage (négligeable) (4).
188 ‘kg
(1) Cette valeur de 7@ a été obtenue sur l'essai AIEA 1975. Elle pr&sente
donc la capacitd de fixation IV2 d'une arachide produisant 1500 kg de
graines à l'hectare.
(2) La d&.oliation, dans les conditions de culture améliorees est limitée à 10%
des fanes. L'apport d'azote par le système racinaire de l'arachide a eté
estti à 15 kg.
4
(3) DIaprès des études lysimktriques,
Bambey 1974. Les restitutions organiques
sur lesquelles la dénitrification a été calculée sont celles
. des pailles de mil (45 kg N/ha)
. des racines -t- défoliation de l'arachide et du mil (35 kg N/ha),
(4) Des imprécisions demeurent toujours sur l*importance de ces pertes sous
arachide, probablement faibles en année, sèche. Sous mil céréalier seme en
sec, les études lysim&riques ont montré que le lessivage de l'azote était
négligeable au-delà de 40 cm (cas de l'exemple cité),
Discussion
Le bilan établi ci-dessus est équilibré.
En absence de restitutions des pailles de mil, nous pouvons avancer
avec certitude que le bilan serait déficitaire, marne en tenant compte de l'im-
précision sur les pertes d'azote. Dans ce cas il est probable que la produc-
tion végétale diminuerait jusqu?à ce qu'un nouvel équilibre soit atteint.
Bar contre dans un type d'exploitation qui prévoirait l'apport de
fumier résultant des pailles de mil et des fanes dfarachide transformées par
l'eM.mal, ce bilan serait, à coup s(lr,éq&U.-bré.lJn apport de 5 tonnes/ha de
fumier à 2% d'azote, sur le mil de la rotation de préférence, équivautiait à la
restitution de l'ensemble des pailles de la rotation,
-1% Problème du bilan de l'azote pour-le soja
w - m - -
Pour un système de culture céréale-so&g
_1_ -.---e
il importerait d'être encore
plus attentif a ce problème du bilan de l'azote du fait qu%nviron 80$ de
l'azote total de cette légumineuse est exporté par les grains (AIEA, 1973)
contre 60% pour l'arachide, alors que la fixation a contribué à. 55% seulement
de l'apport total d'azote à la plante. Dans le cas de cette légumineuse, très
vraisemblablement le bilan d'azote serait déficitaire; la seule solution pour
remédier à ce déficit serait d'augmenter la capacité de z.%ation de N2 du sojB
-.
- - -
Jusqu'B 80% de ses besoins azotés 'cotas, B f'umure azotée starter constente,
Il est certes probable que la baisse de fertilité azotée du sol en-
trainbe par la culture intensive du soja favoriserait la remontée de ce pour-
centage; mais nlenregistrera-t-on pas alors une baisse de rendement ?
Il est permis de penser que le maïs avec paille enfouie (enfouisse-
inent différé de préférence: compost ou fumier), serait LUI bon précédent du soja
(l'aire de culture du soja au Sénégal correspondant en général à celle du ma%).
5
2 - ACCROISSE!!@NT IXJ STOCK D'AZOTE DES SOLS : PR~BliENZS DES RESTITUTIONS
Cet accroissement du niveau en azote organique des sols dont la né-
cessité a été mise en lumière précddemment pose le problème de la restitution
des residus de récolte et notamment celui de leur valorisation.
21" Les enfouissements de.pailles. de mkl.
- -,.-. ---
L'effet dépressif de l'enfouissement de paille sur la C&&ale suivant
cet enfouissement est désormais bien établi et significatif dans tous les cas.
Sur arachide, on n'observe généralement pas d'eflet dépressif , mais la fixation
N2 serait diminuée (résultat qui reste à confirmer),/%%squ&ées à forte pluvio-
métrie (donc à risque de lessivage important de l'azote), pourrait &tre à l'ori-
ginle d'une baisse de rendement par carence en azote.
La baisse de rendement du mil observée cette annde à Bambey, après
enfouissement de paille de mil ne peut Btre imputable à la seule immobilisation
de l'azote puisque dans les lysimètres où l'on a apporté un complément d'azote,
la baisse de rendement a été du m6me ordre de grandeur que dans les lysimètres
où cet apport n'a pas eu lieu (essai en lysimètres, Bambey, 1976).
211. Valorisation par inoculation des nailles
-.a...--- -----
,,.,,,.,,,,----.-".,.-,,.,---I-,,,,.
L'inoculation des pailles avec Trichoderma viride lève significative-
ment la toxicité lorsque l?on considère le rendement en paille et le rendement
en matière sèche totale, l'augmentation correspondante étant respectivement de
41s et 39%. Il convient de noter que l'arachide est pratiquement insensible à
l'effet phytotoxique des pailles de mil enfouies CZI raison vraisemblablement
d'un effet rjjtizosphérique favorabled-ela légumineuse,(Essai en lysimètres,
Bambey, 1976).
212. Valorisation par le compostage
--------------....",..~..--.----.--------
On a co~~p~zé, nu champ, trois types d'enfouissement: paille de mil,
pailles de sorgho et coques d'arachide (voir diagramme ci-après).
On confirme l'effet inhibiteur de la paille de sorgho et de mil sur
le rendement, inhibition qui est levée par compostage de cette paille pa.r-kieJ-
lement dans le cas du sorgho et entièrement dans le cas du mil. Aucun effet
dépress-kf de la coque d'arachide n'est décelé, au contraire, ce matériau aurait
tendance à augmxcter globalement les rendements. (Essai au champ, Bambey,1976).
a- DEZOXICATIOR BIOLOGIQUE DES SOLS A SORGHO E!T DES RESIDUS DE RECOLTE
En zone tropicale sèche ouest-africaine, dsns les sols sableux à kaoli-
nite et & faible activite biologique, le sorgho est un mauvais précédent wLLtura1
dès que le niveau de rendement atteint un certain w Ce problème est dfi à.
llaccumulation dans le sol d'acides phénols inhibiteurs de croissance, apport&
par les résidus de récolte de sorgho: racines notamment. Ces acides n!étant pas
détruits par la microflore du sol sont toxiques pour la culture suivante: se=M
ma!Is, mil, coton ou arachide,
Il fallait donc stimuler la biodégradation de ces composés phytotoxiques,
ce qui a eté fait in vitro en inoculant le sol avec des souches de champignons
cellulolytiques (par exempl,é Trichoderma viride).
L'application in situ de cette méthode nous a amené à aborder t
l- L'isolement et la sélection de souches autochtones les plus efficientes en
k
considérant à la fois leur caractère non-pathogène vis-&-vis de la croissance du
sorgho et leur aptitude à biodégrader les composés phy-tytoxiques. En erre, parmi
six souches non-pathogènes, deux se sont avérées avoir un pouvoir détrxicateur
(voir tableau).
Tableau 1
-
- : Influence de l'inoculation du sol sur la hauteur et le poids
de la plan-te-test (Sorgho)
!
t
!SOL APRES ARACHIDE i
SOL APRES SCRGHO (Toxique)
!
1
'Y
.-*
f (Non toxique,
:Avec inoculati.onr~Sans inoculation: j
!
Témoin)
; détoxifié,
; non ddtnxifié i
*--
!
!Hauteur des tiges" (cm):
32,20 ;
TO,60 ;'
CI
!1
- - - - ----------'
..--- -*
--wv----*
;Poids &YL!.S tiges% (g) i
5,80
;
5,60
;
e
!!1
m
-
-
-
e
-
-
- - '
!
,Boids sec tiges'
!
bd f
','4, !
1,23
;
0
0
!
?& Moyenne de 4 rep&i.tions (1 répétition = un plant/ci.nq kg de sel).
Une étude paralléle en cases lysim&riques a mon-k.? que les milles
de mil inoculées avec Trichoderma viride ne sont plus phytotaxiques.
2- I.e choix d'un substra%suppcrt solide le plus favorable pour la preparation de
llinoculum. Ie but est d'enfouir dans le sol toxique un substrat-support inoculé;
rn pourrait alors atteindre un double but :
a) la détoxieatian
b) le csmposta&e : valorisation des sous-produits de récclte (paille de
sorgho et de mil, balle de riz, coque d'arachide). A ce propos, nos recherches ont
mis en évidence lrimportance du pouvoir tampon du compost (pH 6,6), prvrpriété pou-
vant serV5.r pot.~ lutter contre l'acidification des sels au Sénégal.
Les études au champ devront 'ktre entreprises dès l'année prochainer
IL'- AMELIORATION DE LA CAPACITE DE KCXATION DE N2 $EZ 'LES LEGqmSES
Cette étude est surtout axée sur l'amélioration artiZicielle de la sym-
biose par l'inoculation bactérienne d!une part et d'autre part par les techniques
culturales si cette symbiose existe déjà.
1 - ACTION DES TECHNIQUES CU1,TURALES SU3 ARACIIIDE
-.
il- Thilmakha
Des différents traitements nnt marqué favorablement l'évolution de la
nodulation en cours de cycle, Les rendements de matière sèche sont nettement ame-
liorés par le fumier. m outre la chaux (600 kg/ha/an Ca(OH)2 a eu, en Tème année
d'application, un effet spectaculaire, par rapport am rendements des années précé-
dentes.
Tableau 1: Accroissement des rendements en kg/ha par rapport au témoin
-
-I____y_
-,_ .- . - - . .-“l^--.----.--.-- -I_._.-.-..^.
*..” w----I
!
!
I
chaux
, Iabour + Chaux ILabour + ~l?umier~Iabour+Fum.ier+Chaux~
!
.
1
-/
_I-
!
, Gousses
; -I- 282 (+ 23$) ; + 346 (+ 28%)
; i- 255 (i 21%) ; + 243 (+ 22$
\\
.
-*---..---P*
'---.--_-.-. .--- .
.---
!
! Pailles ; + 487 (+ 5%) ; -t 189 (+ 22%)
; + 676 (+ 7879 i + 814 (+ 94%)
;
I-.-I-sw.m.-
_I--_--'
12- Thienaba
Sur la nodulation on observe les memes effets qu'à Thilmakha. %is'les
rendements de matière sèche sent faibles et ne dépassent guère une tonne à l'hectare.
21 INOCULATION BACTEBIETYNE DE L'ARACHIDE (Loupa)
L'tioculation a induit un effet bénéfique sur la nodulation et l'activi-
té nitrdgénasique en cours de cycle. Cet effet est comparable à celui du labour, Il
en est de même pour les rendements de matière sèche.
Tableau 2: Accroissement des rendements par rapport au tém:in
i Poids frais
i Fixati9n en
'
!
; nmeles C2H4/ , Poids gousses 1
, nodules en
. Poids de pailles i
I
,
,
i g/plante
i plante
I
kg/ha
;
kg/ha
;.
~Incculatir~$ + 204 (i- 97%) i +51285 (+l92ri + 148 (+ 16%) ; -t- 241 (+ 21%)
.
;
!!Labour
f + 310 (+14346)i +47047 (+,74x:x265 (i 29s) i 1- 259 (t' 23s)
;
-
*
-.
3- INOCULATION BACTIiKlXNXE DU S0J.A A SEFA
L'inoculation a marqué très favorablement :La nodulation : t&%in 1 nodc-
sité/plante; inooulation G3: 38 nodPsités/plante. Les rendements en grains sont
relativement améliords par ltincculation:gain de + 175 kg/ha. IJlle r&èle en p+-
sente de fumier une interaction positive sur la plus value en grains de -+ 642 kdha
(fumier seul donnant une plus value de + 135 &&a).
:-i"C14MoDXLISATION DE LA FIXATION D'AZOTE CHEZ L(ARACHIDE
L'activité fixatrice d'azote (FA) présente des variations amples et
rapides, tant nycthemérales que saisonnières. Une vaste campagne de mesures &n situ
a permis d'étudier de façon systématique la variation de PA chez l'arachide en
regard des paramètres suivants :
- paramètres climatiques : . pluvicmétrie
. insolation et énergie lunineuse
. température et déficit de saturation de l'aLe
- parametres édaphiques : . humidité du sol à 5, 15 et 25 cm
. température à 5 et 15 cm
" azote minéral. dans la rhizosphère et hors de la
rhizosphère.
- paramètres liés à la plante
. nombre et poids de nodule
. poids sec de feuille, tige et gousse
. turgidité relative des feuilles
L'analyse statistique en cours permettra d'expliquer les variations de
PA et de dégager les facteurs de l'environnement les plus déterminants avant
d'aboutir à la mise au point d'un modèle mathématique.
D'ores et déjà, il appara9t clairement que le premier facteur limitant
globalement la FA est le facteur eau: la sécheresse de la première quinzaine de
Septembre 76 a provoqué une chute brutale de la ??A (52000 nanomoles d'éthylène
produits par heure et par plante le 1 Septembre, 0700 le 14 Septembre) qui se tra-
duit, sur l'ensemble de la saison, par une diminution du rendement de la symbiose,
de l'ordre de 30$,
Cette tentative de modélisation, outre son évidente contribution à une
meilleure connaissance écologique de la symbiose Rhizcb$&&rachide et des consé-
quences qu’il est possible d'en tirer, permettra tout en diminuant le ncmbre de
mesures, d'affiner les futures expérimentations au champ, relatives à la fixation
d'azote,
?
variation diurnes (exemple le 1.9.76)
- TS = Température du Sol à 5 et 15 cm
- TA et DS = Température et Déficit de Saturation de l'air
- EL = Energie Iumïneuse reçue
- DRAP = fixation d'azote (Activitd Réductrice d'Acétylène par heure et
par Plante) mesuree avec les méthodes J.BALANDEEAU (B) et P.DART (D).
. Variations au c&urs du cycle de végétation
- PSP = Poids Sec des Plantes, avec Poids Sec des Gousses; PSG
- HS = Hwnidité du Sol à 5, 15, 25 cm de profondeur
- MAmw = efficience kximale de la Symbiose (ARA par gramme de
Nndosité Fraîche), en rapport avec 1'Humidité des Bodosités, HN.
- IURAP = AW &ximale par Flante.
L'erreur standard à la moyenne est représentée par un segment de
droite vertical de chaque caté du point représentatif.
:V/œ FIXATION D'AZOTE CHES LES GRAMINEES
., '!
'Ilrno première enqu'ète des passibilités de fixation d'azote de quelques
systèmes ~lSol-gramY1eell exondés, a montré que ces plantes et en premier lieu le
mars, peuvent entretenir dans leur rhizosphère une artivitk fixatrice relativement
élevée (évaluée par la méthode de &duction de Ifacétylène). Les baoteries ,fixa-
triees dlazate (diazatrQphes) sbnt présentes ds+s la plupart des systhmes racinai-
res étudiés, mais leur fréquence, leur nature et leur activité sont variables; les
plus astives (Spirillum notamment) dnt été isdlées de ltendhrhizl)sphère, après sté-
rilisatinn superficielle des racines.
Pouroentage de segments de racine classés en fonction de leur fixation
potentielle de N2
! '-- -
- ~- ---
, Fixation potentielle en'nanomoles
C2l!I4/h g.rac.sei
!
1
----y
--
-i
!N&I BDS
IDior Bsmbey ,
28%
;
22%
,
31% ;
!Malts BDS
!Beige Skfa !
26%
i
1 2 % i
24%
i
38% ;
!
!
,Sorgha CE 67 :Dak Bambey ,
1 2 % ;
25%
1
7%
;
56% ;
.
!SQrghe 63-78 !?!ek Bambey 1
6% j
25%
i
19%
i
50%
i
!
,Mil GA&I
!
!
!Dior Bambey ,
3L% !
19$ ;
50% ;
!Mil Sanie
!Dior Bambey !
6% !
6%
i
31%
I
43% !
!
!
!
!
!
!
>
- &l~qj&&sJjsJ~
^a -kea&-. -Le...--* - .,-A
.^. ,.
. fixatrice d'azote Riz-Diazntro&
.--.m.- -.m- -1- -w_-.. _<-.-..
menée en oollaboration avec llORSTOM a d'abord censisté en une prospectian rapide
des diff&rentes zones rizicoles du Séndgal, qui a permis d'isoler et de oolleotion-
ner un certain nombre de souches (genre Spirillum et autres) dent le criblage sur
riz SE 319 G permettra de dégager les plus actives.
En vases de vegétatian l'inoculation de plusieurs types de sel aveo
Sptiillum nIa pas donné de résultats significatifs ma&& des niveaux de fixation
ncn négligeables, atteignant 8000 nanomoles C'LH4/h/plante.
Rappelons que le succès de ces essais dlinaculatien est subardanné à
la définitien Pr&ise des partenaires d'une association (variété de riz - souche
de diazotrophe) qui, dans un contexte éoolegique donné , pourrait fournir à la plan-
te une quantité importante d'azote d'origine atmosphérique, aamme le fait la
symbiose Rhizobium-légumineuse.
REPVEZIQUE DU SENEGAL
DE~GA'J!ION GBJERALF:
PRIMATURE
A IJA FtECHmCHE SCIENTIFIQUE EIl TEclrn‘rIQUE
DIVISION DEi BIOCIIIMIE W SOL
-m---M
RAPPORT DE SYNTHESE 1976
J-ulxmr 1977
Centre National de Recherches Agronomiques
de BAMBEY 1
INSTITUT SEXJ-EGALAIS DE RECHERCHES AGKK!OL;ES
(19 St 'R, p-e)
Les travaux de cette division consistent en la recherche et la mise
en oeuvre de techniques culturales faisant appel aux enfouissements de matière
organique et aux techniques microbiologiques, applicables en milieu paysan.
Ces techniques sont destinées, en système de culture traditionnel ou intensif,
& satisfaire deux objectifs primordiaux z
- l'optis&ation
d
u bilan de l'azote au sein d'agrosystèmes céreale-légumi-
m--~-I
--u-a-
neuse;
- l~arnelioration dela fertilité biologique des sols, principalement par
l'inoculation microbienne.
Les principaux thèmes de recherche qui en découlent sont les suivants :
v Zvaluation des gains et des pertes d'azote dans l'agrosysteme et @DwYune
optimisation du bilan de l'azote.
t Accroissement du stock d'azote des sols par la restitution des résidus de
récoltez problèmes posés par cette restitution organique.
Q Mtoxication biologique des sols à sorgho et des résidus de récolte.
?? Amélioration de la capacité de fixation de N2 des légumineuses.
w Tentative de modélisation mathématique des paramètres de la fixation de X2
in situ par l'arachide.
, Fixation de N2 chez les graminées.
1 - O~SBXOX JJJ BILfiM DIX L'A2!OT.G
. ..
Cetteacr':ion de recherche edt devenue impérative dans un souci
d'économie de l'azote et d'augmentation de la productivité végétale.
Economie de l'azote
v--11
Le renchérissement des engrais azotés a rendu indispensable la con-
naissance des termes du bilan de l'azote et notamment sa qu?XIt.ifiCatiOn
-
afin
-
de diminuer les pertes d'azote, d'augmenter les sourcesgratuites d'azote et
-.--.-.- _L
--P
.- --
.I_-vI-----* .-
enfin, d'accro?tre l'efficacité de chaque unité-g-ezote ainsi acquise.
---p-----.*
Augmentation de 1aLroductivité végétale
^--- _---
En système traditionnel, la decroissance des rendements de l'arachide
est nettement sensible pour les trois périodes quinquennales successives de
1960-1974, Les rendements moyens, au niveau du pays, varient de 917 kg/ha à
836 kg/ha puis 715 kg&. Les aléas climatiques ne peuvent suffire a expliquer
ce déclin où il faut voir un effet de la surculture: réduction des jachères et
restitutions ergan%~es
insuffisantes pour compenser lTinsuffisance des fu-
mures azotées souvent aléatoires, qui entraine une baisse du stock organique
du sol. En conséquence l'amendement organise devient indispensable dans le
cadre de la rotation pour maintenir l'équilibre du bilan de l'azote.
En syst&me intensif à niveau de rendement élevé, l'absence d'amende-
ment organique rendrait le bilan azoté déficitaire, ce qui ressort du bilan
établi ci-apres au pGoragrapho 1l;le système évoluerait alors vraisemblablement
vers un nouvel équilibre & niveau de rendement plus bas.
En effet, on a pu calculer au CNRI1 (grâce à l'azote 15) qu'en culture
intensive, une arachide, à Bambey, prélevait au moins 3@ de son azote aux
dé.pens de la matière organique dv sol (2 années de résultats). Quant au soja
les r&ultats obtenus à Séfa font apparaftre que le prélèvement d'azote aux
dépens du sol serait de l'ordre de 45$(mais ce résultat d'une seule année, &-
rite d?être confirmé ).
Il- Exemple concernant l'agro-système intensif W-l-Arachide
L -._y-
--"-
D'après les résultats exposés au tableau ci-après, l'ensemble des 2
cultures IV.&1 et Arachide a exporté 190 kg/ha d'azote dans ltensemble. des par-
ties aériennes, dont au moins 65 kg sont issus du pool organique du sol le re&e
étant issu de l'engrais azot&(le coefficient dtutilisation rbel de l'engrais
azote par la céréale étant compris entre 25 et 353:) et de la fixation de E29
c'est dire l'importance du substrat B'?.-t de l'activité biologique dans
ces sols.
3
!
Rendement
!
!
!
tiportation en azote
!
!
Matière végétale kg/ha i
kg/ha
i
- - -.- .+_--lll--v-
-*
!
!
! Résidu 0 Px0dhl-t ' I Récolte
!
!
-
0
!
? Résidu
, Produit ! Récolte p
f
, utile
j totale f
; utile
, totale
;
-e-*-.-____* -__IUI*....--l-l<l---I* - w - 1 -* - P '
!
2560 !
Cs?a~d t
-e.w---l-e
-----*
- - -
!
!
!
!
!
!
460 ;
2370 ;
109 ,
!
! ((joqucs) j (paille) i
!Arachide )
!
.
!
!
!
!
!
!
,
em--
?
-L,, ----:--v-z-.--
X produit utile en tant qu'aliment pour l'homme et les animaux.
Tableau des rendements et exportations d'azote dans le cadre d'un assolement
arachide-mil à Bambey en 1975.
Gr8ce à, l'azote 15, on a pu etablir, dans le cadre du precédent asso-
lement, un bilan provisoire simplifié de l'azote.
Apport d'asote$ l'agro-système-
-c-
- par fixation YL? de 70% dans 1'N total de l'arachide (1) qui apporte
* dans les parties wtiles (gousses + fanes) ..0*00.0*.
75 kg
. dans les racines + défoliation (2) ..0...*00.0.e.*.*...
15 kg
Pertes d'azote de l*agroTsxstème
II
- par exportation : arachide (fanes + gousses).............
109 kg
mil (grains) ..~O*O*~~~~"~o...~bo~~~~.*
33 kg
- par dénitrification
(3)
lC$ sur les restitutions organiques....
843
. . *L
40% SUT l'engrais azoté . ..OeODmOOroO.
??
38 hz
- par lessivage (négligeable) (4).
188 ‘kg
(1) Cette valeur de 7@ a été obtenue sur l'essai AIEA 1975. Elle pr&sente
donc la capacitd de fixation IV2 d'une arachide produisant 1500 kg de
graines à l'hectare.
(2) La d&.oliation, dans les conditions de culture améliorees est limitée à 10%
des fanes. L'apport d'azote par le système racinaire de l'arachide a eté
estti à 15 kg.
4
(3) DIaprès des études lysimktriques,
Bambey 1974. Les restitutions organiques
sur lesquelles la dénitrification a été calculée sont celles
. des pailles de mil (45 kg N/ha)
. des racines -t- défoliation de l'arachide et du mil (35 kg N/ha),
(4) Des imprécisions demeurent toujours sur l*importance de ces pertes sous
arachide, probablement faibles en année, sèche. Sous mil céréalier seme en
sec, les études lysim&riques ont montré que le lessivage de l'azote était
négligeable au-delà de 40 cm (cas de l'exemple cité),
Discussion
Le bilan établi ci-dessus est équilibré.
En absence de restitutions des pailles de mil, nous pouvons avancer
avec certitude que le bilan serait déficitaire, marne en tenant compte de l'im-
précision sur les pertes d'azote. Dans ce cas il est probable que la produc-
tion végétale diminuerait jusqu?à ce qu'un nouvel équilibre soit atteint.
Bar contre dans un type d'exploitation qui prévoirait l'apport de
fumier résultant des pailles de mil et des fanes dfarachide transformées par
l'eM.mal, ce bilan serait, à coup s(lr,éq&U.-bré.lJn apport de 5 tonnes/ha de
fumier à 2% d'azote, sur le mil de la rotation de préférence, équivautiait à la
restitution de l'ensemble des pailles de la rotation,
-1% Problème du bilan de l'azote pour-le soja
w - m - -
Pour un système de culture céréale-so&g
_1_ -.---e
il importerait d'être encore
plus attentif a ce problème du bilan de l'azote du fait qu%nviron 80$ de
l'azote total de cette légumineuse est exporté par les grains (AIEA, 1973)
contre 60% pour l'arachide, alors que la fixation a contribué à. 55% seulement
de l'apport total d'azote à la plante. Dans le cas de cette légumineuse, très
vraisemblablement le bilan d'azote serait déficitaire; la seule solution pour
remédier à ce déficit serait d'augmenter la capacité de z.%ation de N2 du sojB
-.
- - -
Jusqu'B 80% de ses besoins azotés 'cotas, B f'umure azotée starter constente,
Il est certes probable que la baisse de fertilité azotée du sol en-
trainbe par la culture intensive du soja favoriserait la remontée de ce pour-
centage; mais nlenregistrera-t-on pas alors une baisse de rendement ?
Il est permis de penser que le maïs avec paille enfouie (enfouisse-
inent différé de préférence: compost ou fumier), serait LUI bon précédent du soja
(l'aire de culture du soja au Sénégal correspondant en général à celle du ma%).
5
2 - ACCROISSE!!@NT IXJ STOCK D'AZOTE DES SOLS : PR~BliENZS DES RESTITUTIONS
Cet accroissement du niveau en azote organique des sols dont la né-
cessité a été mise en lumière précddemment pose le problème de la restitution
des residus de récolte et notamment celui de leur valorisation.
21" Les enfouissements de.pailles. de mkl.
- -,.-. ---
L'effet dépressif de l'enfouissement de paille sur la C&&ale suivant
cet enfouissement est désormais bien établi et significatif dans tous les cas.
Sur arachide, on n'observe généralement pas d'eflet dépressif , mais la fixation
N2 serait diminuée (résultat qui reste à confirmer),/%%squ&ées à forte pluvio-
métrie (donc à risque de lessivage important de l'azote), pourrait &tre à l'ori-
ginle d'une baisse de rendement par carence en azote.
La baisse de rendement du mil observée cette annde à Bambey, après
enfouissement de paille de mil ne peut Btre imputable à la seule immobilisation
de l'azote puisque dans les lysimètres où l'on a apporté un complément d'azote,
la baisse de rendement a été du m6me ordre de grandeur que dans les lysimètres
où cet apport n'a pas eu lieu (essai en lysimètres, Bambey, 1976).
211. Valorisation par inoculation des nailles
-.a...--- -----
,,.,,,.,,,,----.-".,.-,,.,---I-,,,,.
L'inoculation des pailles avec Trichoderma viride lève significative-
ment la toxicité lorsque l?on considère le rendement en paille et le rendement
en matière sèche totale, l'augmentation correspondante étant respectivement de
41s et 39%. Il convient de noter que l'arachide est pratiquement insensible à
l'effet phytotoxique des pailles de mil enfouies CZI raison vraisemblablement
d'un effet rjjtizosphérique favorabled-ela légumineuse,(Essai en lysimètres,
Bambey, 1976).
212. Valorisation par le compostage
--------------....",..~..--.----.--------
On a co~~p~zé, nu champ, trois types d'enfouissement: paille de mil,
pailles de sorgho et coques d'arachide (voir diagramme ci-après).
On confirme l'effet inhibiteur de la paille de sorgho et de mil sur
le rendement, inhibition qui est levée par compostage de cette paille pa.r-kieJ-
lement dans le cas du sorgho et entièrement dans le cas du mil. Aucun effet
dépress-kf de la coque d'arachide n'est décelé, au contraire, ce matériau aurait
tendance à augmxcter globalement les rendements. (Essai au champ, Bambey,1976).
a- DEZOXICATIOR BIOLOGIQUE DES SOLS A SORGHO E!T DES RESIDUS DE RECOLTE
En zone tropicale sèche ouest-africaine, dsns les sols sableux à kaoli-
nite et & faible activite biologique, le sorgho est un mauvais précédent wLLtura1
dès que le niveau de rendement atteint un certain w Ce problème est dfi à.
llaccumulation dans le sol d'acides phénols inhibiteurs de croissance, apport&
par les résidus de récolte de sorgho: racines notamment. Ces acides n!étant pas
détruits par la microflore du sol sont toxiques pour la culture suivante: se=M
ma!Is, mil, coton ou arachide,
Il fallait donc stimuler la biodégradation de ces composés phytotoxiques,
ce qui a eté fait in vitro en inoculant le sol avec des souches de champignons
cellulolytiques (par exempl,é Trichoderma viride).
L'application in situ de cette méthode nous a amené à aborder t
l- L'isolement et la sélection de souches autochtones les plus efficientes en
k
considérant à la fois leur caractère non-pathogène vis-&-vis de la croissance du
sorgho et leur aptitude à biodégrader les composés phy-tytoxiques. En erre, parmi
six souches non-pathogènes, deux se sont avérées avoir un pouvoir détrxicateur
(voir tableau).
Tableau 1
-
- : Influence de l'inoculation du sol sur la hauteur et le poids
de la plan-te-test (Sorgho)
!
t
!SOL APRES ARACHIDE i
SOL APRES SCRGHO (Toxique)
!
1
'Y
.-*
f (Non toxique,
:Avec inoculati.onr~Sans inoculation: j
!
Témoin)
; détoxifié,
; non ddtnxifié i
*--
!
!Hauteur des tiges" (cm):
32,20 ;
TO,60 ;'
CI
!1
- - - - ----------'
..--- -*
--wv----*
;Poids &YL!.S tiges% (g) i
5,80
;
5,60
;
e
!!1
m
-
-
-
e
-
-
- - '
!
,Boids sec tiges'
!
bd f
','4, !
1,23
;
0
0
!
?& Moyenne de 4 rep&i.tions (1 répétition = un plant/ci.nq kg de sel).
Une étude paralléle en cases lysim&riques a mon-k.? que les milles
de mil inoculées avec Trichoderma viride ne sont plus phytotaxiques.
2- I.e choix d'un substra%suppcrt solide le plus favorable pour la preparation de
llinoculum. Ie but est d'enfouir dans le sol toxique un substrat-support inoculé;
rn pourrait alors atteindre un double but :
a) la détoxieatian
b) le csmposta&e : valorisation des sous-produits de récclte (paille de
sorgho et de mil, balle de riz, coque d'arachide). A ce propos, nos recherches ont
mis en évidence lrimportance du pouvoir tampon du compost (pH 6,6), prvrpriété pou-
vant serV5.r pot.~ lutter contre l'acidification des sels au Sénégal.
Les études au champ devront 'ktre entreprises dès l'année prochainer
IL'- AMELIORATION DE LA CAPACITE DE KCXATION DE N2 $EZ 'LES LEGqmSES
Cette étude est surtout axée sur l'amélioration artiZicielle de la sym-
biose par l'inoculation bactérienne d!une part et d'autre part par les techniques
culturales si cette symbiose existe déjà.
1 - ACTION DES TECHNIQUES CU1,TURALES SU3 ARACIIIDE
-.
il- Thilmakha
Des différents traitements nnt marqué favorablement l'évolution de la
nodulation en cours de cycle, Les rendements de matière sèche sont nettement ame-
liorés par le fumier. m outre la chaux (600 kg/ha/an Ca(OH)2 a eu, en Tème année
d'application, un effet spectaculaire, par rapport am rendements des années précé-
dentes.
Tableau 1: Accroissement des rendements en kg/ha par rapport au témoin
-
-I____y_
-,_ .- . - - . .-“l^--.----.--.-- -I_._.-.-..^.
*..” w----I
!
!
I
chaux
, Iabour + Chaux ILabour + ~l?umier~Iabour+Fum.ier+Chaux~
!
.
1
-/
_I-
!
, Gousses
; -I- 282 (+ 23$) ; + 346 (+ 28%)
; i- 255 (i 21%) ; + 243 (+ 22$
\\
.
-*---..---P*
'---.--_-.-. .--- .
.---
!
! Pailles ; + 487 (+ 5%) ; -t 189 (+ 22%)
; + 676 (+ 7879 i + 814 (+ 94%)
;
I-.-I-sw.m.-
_I--_--'
12- Thienaba
Sur la nodulation on observe les memes effets qu'à Thilmakha. %is'les
rendements de matière sèche sent faibles et ne dépassent guère une tonne à l'hectare.
21 INOCULATION BACTEBIETYNE DE L'ARACHIDE (Loupa)
L'tioculation a induit un effet bénéfique sur la nodulation et l'activi-
té nitrdgénasique en cours de cycle. Cet effet est comparable à celui du labour, Il
en est de même pour les rendements de matière sèche.
Tableau 2: Accroissement des rendements par rapport au tém:in
i Poids frais
i Fixati9n en
'
!
; nmeles C2H4/ , Poids gousses 1
, nodules en
. Poids de pailles i
I
,
,
i g/plante
i plante
I
kg/ha
;
kg/ha
;.
~Incculatir~$ + 204 (i- 97%) i +51285 (+l92ri + 148 (+ 16%) ; -t- 241 (+ 21%)
.
;
!!Labour
f + 310 (+14346)i +47047 (+,74x:x265 (i 29s) i 1- 259 (t' 23s)
;
-
*
-.
3- INOCULATION BACTIiKlXNXE DU S0J.A A SEFA
L'inoculation a marqué très favorablement :La nodulation : t&%in 1 nodc-
sité/plante; inooulation G3: 38 nodPsités/plante. Les rendements en grains sont
relativement améliords par ltincculation:gain de + 175 kg/ha. IJlle r&èle en p+-
sente de fumier une interaction positive sur la plus value en grains de -+ 642 kdha
(fumier seul donnant une plus value de + 135 &&a).
:-i"C14MoDXLISATION DE LA FIXATION D'AZOTE CHEZ L(ARACHIDE
L'activité fixatrice d'azote (FA) présente des variations amples et
rapides, tant nycthemérales que saisonnières. Une vaste campagne de mesures &n situ
a permis d'étudier de façon systématique la variation de PA chez l'arachide en
regard des paramètres suivants :
- paramètres climatiques : . pluvicmétrie
. insolation et énergie lunineuse
. température et déficit de saturation de l'aLe
- parametres édaphiques : . humidité du sol à 5, 15 et 25 cm
. température à 5 et 15 cm
" azote minéral. dans la rhizosphère et hors de la
rhizosphère.
- paramètres liés à la plante
. nombre et poids de nodule
. poids sec de feuille, tige et gousse
. turgidité relative des feuilles
L'analyse statistique en cours permettra d'expliquer les variations de
PA et de dégager les facteurs de l'environnement les plus déterminants avant
d'aboutir à la mise au point d'un modèle mathématique.
D'ores et déjà, il appara9t clairement que le premier facteur limitant
globalement la FA est le facteur eau: la sécheresse de la première quinzaine de
Septembre 76 a provoqué une chute brutale de la ??A (52000 nanomoles d'éthylène
produits par heure et par plante le 1 Septembre, 0700 le 14 Septembre) qui se tra-
duit, sur l'ensemble de la saison, par une diminution du rendement de la symbiose,
de l'ordre de 30$,
Cette tentative de modélisation, outre son évidente contribution à une
meilleure connaissance écologique de la symbiose Rhizcb$&&rachide et des consé-
quences qu’il est possible d'en tirer, permettra tout en diminuant le ncmbre de
mesures, d'affiner les futures expérimentations au champ, relatives à la fixation
d'azote,
?
variation diurnes (exemple le 1.9.76)
- TS = Température du Sol à 5 et 15 cm
- TA et DS = Température et Déficit de Saturation de l'air
- EL = Energie Iumïneuse reçue
- DRAP = fixation d'azote (Activitd Réductrice d'Acétylène par heure et
par Plante) mesuree avec les méthodes J.BALANDEEAU (B) et P.DART (D).
. Variations au c&urs du cycle de végétation
- PSP = Poids Sec des Plantes, avec Poids Sec des Gousses; PSG
- HS = Hwnidité du Sol à 5, 15, 25 cm de profondeur
- MAmw = efficience kximale de la Symbiose (ARA par gramme de
Nndosité Fraîche), en rapport avec 1'Humidité des Bodosités, HN.
- IURAP = AW &ximale par Flante.
L'erreur standard à la moyenne est représentée par un segment de
droite vertical de chaque caté du point représentatif.
:V/œ FIXATION D'AZOTE CHES LES GRAMINEES
., '!
'Ilrno première enqu'ète des passibilités de fixation d'azote de quelques
systèmes ~lSol-gramY1eell exondés, a montré que ces plantes et en premier lieu le
mars, peuvent entretenir dans leur rhizosphère une artivitk fixatrice relativement
élevée (évaluée par la méthode de &duction de Ifacétylène). Les baoteries ,fixa-
triees dlazate (diazatrQphes) sbnt présentes ds+s la plupart des systhmes racinai-
res étudiés, mais leur fréquence, leur nature et leur activité sont variables; les
plus astives (Spirillum notamment) dnt été isdlées de ltendhrhizl)sphère, après sté-
rilisatinn superficielle des racines.
Pouroentage de segments de racine classés en fonction de leur fixation
potentielle de N2
! '-- -
- ~- ---
, Fixation potentielle en'nanomoles
C2l!I4/h g.rac.sei
!
1
----y
--
-i
!N&I BDS
IDior Bsmbey ,
28%
;
22%
,
31% ;
!Malts BDS
!Beige Skfa !
26%
i
1 2 % i
24%
i
38% ;
!
!
,Sorgha CE 67 :Dak Bambey ,
1 2 % ;
25%
1
7%
;
56% ;
.
!SQrghe 63-78 !?!ek Bambey 1
6% j
25%
i
19%
i
50%
i
!
,Mil GA&I
!
!
!Dior Bambey ,
3L% !
19$ ;
50% ;
!Mil Sanie
!Dior Bambey !
6% !
6%
i
31%
I
43% !
!
!
!
!
!
!
>
- &l~qj&&sJjsJ~
^a -kea&-. -Le...--* - .,-A
.^. ,.
. fixatrice d'azote Riz-Diazntro&
.--.m.- -.m- -1- -w_-.. _<-.-..
menée en oollaboration avec llORSTOM a d'abord censisté en une prospectian rapide
des diff&rentes zones rizicoles du Séndgal, qui a permis d'isoler et de oolleotion-
ner un certain nombre de souches (genre Spirillum et autres) dent le criblage sur
riz SE 319 G permettra de dégager les plus actives.
En vases de vegétatian l'inoculation de plusieurs types de sel aveo
Sptiillum nIa pas donné de résultats significatifs ma&& des niveaux de fixation
ncn négligeables, atteignant 8000 nanomoles C'LH4/h/plante.
Rappelons que le succès de ces essais dlinaculatien est subardanné à
la définitien Pr&ise des partenaires d'une association (variété de riz - souche
de diazotrophe) qui, dans un contexte éoolegique donné , pourrait fournir à la plan-
te une quantité importante d'azote d'origine atmosphérique, aamme le fait la
symbiose Rhizobium-légumineuse.