BILAN HYDRIQUE ET MINERA. SOUS CULTURE -. ~~---- ...
BILAN HYDRIQUE ET MINERA. SOUS CULTURE
-. ~~----
--.~.-_
D'ARACHIDE ET DE MIL A
_-_. - - -
L'ECHELLE DE L'HECTARE
Par CISSE L., IMBERNON J. et DANCETTE
---_--
Cl.
Janvier 1985.-
- -
-
Document de Travail ("1.
1. S. R. A.
DEPARTEMENT SYSTEMES ET TRANSFERT
CENTRE DE BAMBEY.-
Ce travail a été soumis pour publication à AGRONOMIE TROPICALE.-
---------_-------_--
REFERENCE :
CISSE L., IMBERNON J. et DANCETTE Cl.
----_----
Bilan hydrique et minéral sous culture d'arachide et de mil
à l'échelle de l'hectare.
I.S.R.A.,
Département Systèmes et transfert, Document de travail
no 1985 .- 5.
DAKAR, Janvier 1985.-
Les opinions exprimees dans :Les documents publ:.és dans la série
???????
"document de travail" n'engagent que leurs auteurs.
I.-INTRODUCTION
L’alimentation hydrique et minérale est un facteur prépondérant dans
l’élaboration des rendements des cultures de la zone soudano-sahelienne du
Sénégal.
Beaucoup de travaux relatifs a l’estimation de l’évapotranspiration,
du drainage et des pertes minérales par lixiviation sous cultures ont été
réalisés au Sénégal, notamment par C. DANCETTE ( 1, 2) , C. CHARREAU, A 5, CIIAUVEL, (I
et C. PIERI (4). Cependant, basés sur une ou quelques verticales de mesures, ils
ont permis de déterminer des valeurs que l’on peut difficilement extrapoler à
l’échelle d’un champ cultivé. Le sol qui joue Le rôle de réservoir hydrique et
minéral pouvant être très hétérogène, il doit par conséquent être considéré dans
l’ensemble de son hétérogénéité si l’on s’intéresse à L’échelle d’espa.ce qu’est
la parcelle cultivée.
Une expérimentation conduite de 1978 à 1981 au Centre National de
Recherches Agronomiques de Bambey, au Sénégal, dont on présente ici les rësultats
a été axée sur l’estimation de grandeurs spatialement représentatives, consomma-
tion hydrique des cultures, pertes en eau et en éléments minéraux par drainage,
Dans cette optique, on a d’abord procédé à une caractérisation de la structure
spatiale des principaux paramètres physiques et hydriques qui régissent la dyna-
mique de l’eau et des éléments minéraux.
Cette approche spatiale a déjà fait l’objet de plusieurs travaux parmi
lesquels on peut citer ceux de D.R. NIELSEN et A.W. WARRICK (5) et de
A.J. PECK et al. (6). Elle permet d’estimer de façon appropriée les valeurs
moyennes des paramètres étudiés à l’échelle d’un champ d’un ou de plusieurs hec-
tares.
Enfin un calcul comparatif des flux de drainage sous arachide obtenus
d’une part par l’utilisation de la loi de Darcy généralisée et d’autre part par
la méthode de la variation du stock hydrique a été fait: ainsi que l’établissement
d’un bilan minéral tenant compte des divers apports (engrais, eaux de pluie),
des exportations par les récoltes et des pertes par lixiviation.
II.-METHODES D'ETUDE
21. - Dispositif expérimental
Il a été impl.anté sur un sol sableux (sol ferrugineux tropic.al peu
lessivé,
appelé localement sol Dior) très caractéristiq,ue
de la zone Centre-Nord
du SéntZgal où il représente 80 7 des sols cultivés.
Une parcelle d’environ un hectare a été découpée en, 18 mailles tir
23 m x 23 m dans Lesquelles l’etude de la variabilité spatiale des par;imGtr~s
physiques et hydrodynamiques a E’ti’ faite d’octobre 1978 à juin 1979 sur sol I::L.
----.-P-
I---Y--
3
Au Cent re > o n t é t é instalil,&s u n t u b e d’,acc&s pour humidimc~tre .:l
neutrons, ;i 760 c m d e p r o f o n d e u r e t ;dles t e n s i o m è t r e s p l a c é s B 1 0 0 , 110 ttt 1 i0 (*m.
L!ne d o u b l e serie d e ccllu/lies d e p r é l è v e m e n t d e s o l u t i o n 311 :-OI ! c:q’t.
Soi1 Moisture, r é f .
1’300) l o c a l i s é e s ’ i$ 30, 60 e t 1 1 0 cm d e p r o f o n d e u r - , :1 Ct:(;
implantée de part et d’autre du tube/ /neutron,
2l%.Snison L!LTS p ZL&S 7 9 8 0 e t 198/1
Deux cellules de prélèvembnt de solution du sol supplémentaires ont
Cté i n s t a l l é e s à 180 cm de profonde& pour le calcul des transferts minsraux
sous mil au-de à d e c e t t e c ô t e .
E n
9 7 9 , l e s sous-parcellCs
o n t Gtt; cultiv6es e n a r a c h i d e e t e n 148CI
e t 1981 e n m i l Souna.
ks v a r i é t é s elt l e s d o s e s d ’ e n g r a i s appli quees s o n t pré-
sentées au tab eau 1.
22. - Mesures et méthodes de calbu
-
-
-
Y-
A v e c l e mai.‘tlage r é a l i s é 1n a ainsi obtenu un rése:ib de 78 noeuds sur
f
leque 1, entre octobre 1978 et juin la179 :
- on a effectue en chaqk noeud une caractérisation de la texture
du sol par la déterminatio,n du taux #‘éléments fins inférieurs à =O&n (taux
d’argile + limon) par tranche .de 10 I;:~I de sol jusqu’à 120 cm de profon(!ear.
- s u r qua.t:re ::loeuds choCsis p o u r l e u r r e p r é s e n t a t i v i t é e n t e n e u r s
e n GlEments f i n s , o n a r6alisé u n m o n o l i t h e d e s o l d e 1,s m x I,5 m , i s o l é l a t é -
ralement jusqu’d 150 cm Ae profondeu-; par une feuille de polyane. Sur chaque
mono1 ithe, on a install.6 un tube neui;-z-on jusqu’a 200 cm et 10 tensiomètres aux
c ô t e s 10, 20, 30, 4 0 , 5 0 , 7 0 , 9 0 , II@, 1 3 0 e t 1 5 0 c m . O n a e f f e c t u é d e s essais
d e c a r a c t é r i s a t i o n s hydre-dynamiques
ii.vec infiltration d’une lame d’eau de 4 cm
sur toute la surface du monolithe,
suivi du vo lume inf i 1 tr6 dans un anneau de
6 0 c m tic dinm?trc e t d e 1s redistribllkion.
- sur les 24 noeuds resl:ants, on a i.mplanté un tube neutron l~ ‘00 cm
e t t r o i s tensiomCtres a 100, 110 et
2.0 cm de profondeur. Des essais d’inii lt I-a-
tion sur deux anneaux concentriques (1~i 60 cm et ll20 cm de di,lmètre ont tlt6
réalis6s avec une lame d’ C;I~ constanl;e de 4 cm. On a mesur 1 e volume ~1’t’:l11
i n f i l t r é d a n s 1 ‘ a n n e a u int(;rieur c:en&r6 s u r L e tMube neutrcw èt o n n srtivi
i 1‘
/
drainage interne.
1
*\\llllc:t
t .u 1. 1 il r-t.
-.-.__- -
I_--_--
ij.it.ca -1tt scmi :i
.-..- --__----
1979
il I- 3 c h i ti (
II jui 1 let
1 Y80
M i 1
7 mût
Souna I I I ( 9 0 j)
150 kg/ha d
IO-,21-21 a u
semis
f 1 5 0 kg/ha d e s u l f a t e d’ar
moniaque au 27e et au 4 le
jour après le semis
1981
Mil
5 ju. illet
Souna I I I ( 9 0 j )
150 kg/ha de 10-21-21 au
*
.s emi s
+ 5 0 kg/ha d ’ u r é e a u 27e et
au 41e jour après le semis
Tableau I : Cultures, dates de semis, v a r i é t é s e t d o s e s d ’ e n g r a i s
appliquées en 1979, 1980 et 1981
Arachide ( 1979)
Mil (1980)
Mil. ( 1980)
E T R
D (mn>
ETR
D bd
ETR
D (mm)
Sous-parce 1 les
-
(mm>
iL= I 10 (cm
(ml
5% 180 c m
b-d
i?= 180 cm
I
333,0
38,3
287,7
57,I
340,o
33,4
2
374,0
21,6
310,4
25,3
367,4
E
3
329,0
54,8
284,2
48,0
336,9
26,2
4
364,O
1,2
352,5
E
402, I
E
5
388,0
E
348,6
E
412,4
E
6
387,0
493
374,0
16,6
312,2
32,7
Moyenne
362.5
20.0
326,2
2435
361,8
1594
Ecart-type
25,99
22,57
37,35
23,99
39,42
17,03
P’luviomét rie
472,3 mm
396,I mm
547,8 mm
t o t a l e
Pluviométrie
358,O mm
389,0 mm
--,-516,8 mm
c y c l e
Tableau II : Valeurs de 1’ETR et du drainage (D)
E: : v a l e u r t r è s f a i b l e ( p r i s e é g a l e ii 0,Ol p o u r l e
calcul de la moyenne arithmétique)
Pluviométrie cycle : pluviométrie (semis- récolte)
--__-_---
--1-
/
Pendant la p~ériodt? de Ij:ulture, l e s relev6s ter],, I 0mi;Lriques o n t Gtc
faits tous les jours et les profi.\\s hydriques ont été mesurés, I:n moyenne, chaqut
semaine.
Les prélèvements de la s(bE.ution du sol ont été également faits environ
chaque semaine par création 3 l’i~!~t,érieur des cellules 11’u:n vide de 600 mb grZct>
à une pompe à vide manue Ile. La sillution d u s o l e s t r e c u e i l l i e , a p r è s u n e n u i t ,
au cours de laquelle les cellules 1 ionctionnent.
2 p r e s s i o n décroissant<2 ; e l l e
est ensuite filtrée et conservée C!!~I chambre froide jusqufCiu moment tit> 1 ‘nriai:yst;
chimique. ~3 teneur en Ca, Mg, K dt Na est déterminée par timission et nbsorption
atomique et celle en azote (ni trat/e) par calorimétrie.
222.Méthode-s de calcul
-
-
L ’ é v a p o t r a n s p i r a t i o n mcjyenne journaliere (ETR) t:st e s t i m é e Z1 p a r t i r
du calcul de I’ETR lhebdolmadaire obltlenue par la relation : EITR = P - (D + AS)
avec: P
: p l u v i o m é t r i e d e l a semai/ne c o n s i d é r é e
D
: d r a i n a g e à l a c ô t e i2 pendiant c e t t e S#emaine
A S : variation hebdomadaire d1 stock hydrique entre r3 et la côte %
rj
Pour s’ affranchir du caileul de D, l a c ô t e i5 e s t c h o i s i e d e t e l l e fasd1
que L’on soit au-del.2 du front rackqiaire et qu’en outre l’humidité du sol soit
.
constante dans le temps (et suffisa&ent faib1.e p o u r q u e !,3 conductivité hydrau-
lique soit quasiment nulle.
Le drainage sous arachic ‘, 2 la côte 110 cm, CL: sous mil, 3 180 cm
e s t c a l c u l é p a r l a m,&thode d e l a v; riation d e s t o c k entrt? l a c ô t e d e r é f é r e n c e
et la dernière côte de mesure (if =
160 cm). En 1979, sou:; c u l t u r e d’ar;tc:hide. i l
a étiS également calcu.lé en appliqu: tt Xa l o i d e D a r c y gclnéralisée. La ?o!:ti\\lcri-
vité hydraulique a i-t6 alors calcul m,e par- la relation mise en évidence par
J . lX3ERNON (7) 5 p a r t i r d u t a u x d’ Irgile i- limon 3 Z = i 10 c m . C e t t e r e l a t i o n
s ’ e x p r i m e a i n s i :
Qfl
K =z Ko (--;
- . .- - Ko (cm/h) = 28,42 - 1 i534 (A + L)
FS =
3,67 + c &37 (A i- 1,)
0 = teneur en eau vol aique ( cm3/cm3)
8, - teneur en eau vol. mique ;i s a t u r a t i o n
L e s f l u x massiques aux c Les de r6ffrcnce s o n t - (.:~lcult;s !):II- 1.1 F:I 1 IL i.,,
qmx = q h x 3~
q mr: = flux massique de
= f l u x hydri.que
qh
Cx
= concen t:rat ion dt!
III.-RESULTATS ET INTERPRETATION5
-
-
31. - Analyse spatiale des principaux paramètres physiques et hydrodynamiques
311.Texture d u SOZ
L’histogramme des fréquences relatives du taux moyen (A + L) dans la
tranche 0 - 110 cm est présenté à la figure la. La courbe lissée montre que ce
paramètre a une loi de distribution dissymétrique, de type log-nowmalr: dont la
moyenne et L’écart-typle sont respectivement :
mlog(A + L) = o,868 et r log ( A + L) = 0,120
La structure spatiale caractérisée par son variogramme (fig- lb) montrtl
une indépendance des points de mesures distants d’au moins de 23 mètres.
312.Teneu.r en eau du sol et charges hydrauZiques
L’analyse des lois de distribution de ces paramètres est basée sur la
distribution des fréquences cumulées. A la figure 2a sont présentées ce1 les des
humidités en régime permanent d’infiltration, après 5 *jours et 18 jours de ressu-
yage et au point de flétrissement à Z = 110 cm. A la figure 2b, on a représenté
la distribution de fréquences des charges hydrauliques après 5 jours et 18 jours
de redistribution à la côte Z = 110 cm.
L’ajustement des points obtenus à des droites montre que ces paramètre:
sont normalement distribués.
313. Vitesse d’infiZt:ration permanente (Ko)
Les paramètres statistiques de la loi de distribution de Ko à la côte
55 = 110 cm sont :
Moyenne =
24,5
Médiane =
3h*,C?
Ecart-type =
496
Aplatissement =
25,o
Coefficient; de variation =
18,7 %
Assymetrie =
1 ,C8
Mode =
23.2
De ces valeurs on en déduit que la vitesse d’infiltration permanente
suit une loi de distribution log-normale.
;l'. - Ui Ian hydrique
~ _-__ -_---.__
Si parmi les deux termes! du bil.ln uydrique sous .:ulture cal(:ul(;s,
1’ETII ne pose aucun probllème partic’ulier, le ~zalcul d u d r a i n a g e p a r contre SOU~~~\\
celui des valeurs négatives Obtenue/s au cours de certaines périodes du c:yr‘le ce
la plante. Ces valeurs ont été trociwées en utilisant la méthode de la vnri$ltic)n
de stock hydrique entre la côte de Déférence e t l a derniGre c ô t e d e me::ure.
011
a alors recalculé le drainage sous arachide
?ar l a l o i d e D a r c y géner:i lisc,tL rat
par Ila relation D = P - (ETR + AS) ,’ [et sous mil uniquement par cet te derr.i; ré!
relation parce qu’on ne dispose pas1 ,de m e s u r e s tensiométriques e n c a d r a n t I:I .i;ti‘
Z = 180 cm.
Ces différentes méthodes/ confirment l’existence de ces valeurs r.e<a-
tives qui apparaissent essentiellenllent sous arachide, à partir du 40ème .j otir ;ipr<
le semis, sauf pour la sous-Parcell;e 5 (30ème jour après semis), et sous mi i I?n
d é b u t d e c y c l e (10 j o u r s a p r è s Semi;s) e t à p a r t i r d u 50ème j o u r a p r è s s e m i s .
L e s t r a v a u x e f f e c t u é s pz/r J.L. CHOPART (8) sur 1. ‘enracinement de
1 ‘arachide et du mil dans les sols sableux du Sénégal ont:. montré que le svs tcJ!nt!
racinaire de l’arachide atteint sa profondeur maximale 50 jours après le semis
e t q u e c e l l e - c i p e u t a l o r s s e situtir à l a côte Z = 1 5 0 c m .
La vi tesse d’enracinemerjt qui est de 5 cm/j jusqu’au Tème j o u r aprls
l e s e m i s e t d e 2,5 cm/j du 7ème au 30ème jour permet d’avancer que la côte
1?= 110 cm peut être atteinte par lie système racinaire de l.‘arachide 35 jours
après le semis. On peut donc suppo:jer que les valeurs négatives obtenues à partir
de cette période proviennent de 1 ‘dxtraction racinaire.
Le système racinaire du ,rri 1, t o u j o u r s d ’ a p r è s CHOPART, p e u t descendrt!
jusqu’à la côte fz - 180 cm, c ô t e atjtieinte à l a f i n d u c y c l e d e l a p l a n t e . Les
m e s u r e s d e d e n s i t é e t d ’ e x t r a c t i o n racinaires p a r t r a n c h e (~12 s o l q u ’ o n z effec-
t&es en 198 I ont montré cependant q:ue vers la fin du mois d’août ( 58 jours agrCs
semis) , d e s r a c i n e s é t a i e n t présent/e.s à 180 cm de profondeu-r et présentaient ‘zntl
c e r t a i n e a c t i v i t é b i e n q u e celle-cii s o i t b e a u c o u p p l u s f a i b l e q u e c e l l e d e s
racines de 1-a couche 0 - SO cm. 11 iest donc probable que les valeurs n6wr. i vei
o b t e n u e s e n f i n d e c y c l e s o i e n t dûcIs aux pré1 cvements racinaires du mi 1 .
Les autres val.eurs nfgat/i:ves qui apparaissent en début de cycle ou 7
d e s p é r i o d e s oi~ l e s y s t è m e racinairle n ’ a p a s e n c o r e a t t e r n t l a c ô t e d e rtiférencc
e t q u i coincident gén.éralLement à des p é r i o d e s d e s é c h e r e s s e p o u v a n t s’6taler sur
15 jours (XI plus, s o n t s u p p o s é e s di,es, b i e n q u e c e phènomène s o i t t r è s r:lr(! d.sns
l e s s o l s s a b l e u x , à des remontées iapillaires.
Ces valeurs sont plus importantes
d a n s les s o u s - p a r c e l l e s 2 , 4 , 5 e t ;6 ri t a u x d’6léments f i n s e n p r o f o n d e u r p l u s
élevi;s que dans, les sous--parcelles 11 et 3.
Pour le calcull du drain: pe cumula, on a utilisé finalement 1 ci :I:I’ tii&é
de variation du stock hydrique et
cumu1 a é t é f a i t e n t e n a n t c o m p t e kil, Ciwicl:;
les valeurs posi tivcs et négatives
cumul alg6brique).
Les lames d’eeau évapotranspirées et drainées à 110 cm sont présent.ee:
au tableau II.
On observe une faible variabilité de 1’ETR (Cv = 7,2 %>. Par contre,
le drainage présente une tres importante variabilité :; les sous-parcelles les
moins drainantes 4, 5 et 6 présentent les taux d’A + 1, à J JO cm les plus ëlevés
(11,5 - 8 et 10,8 % respectivement). Les sous-parcelles I et 3 à taux d’A f J,
à 1 10 cm égal à 4,8 et 4,7 % présentent les valeurs de drainage les plus élevées.
Au tableau III sont présentés les paramètres de la corrélation mise en Evidence :
entre le drainage à Il13 cm et Le taux d’A + L à cette même côte ; dans ce calcu1.i
E est pris égal à 0,Ol.
!
322.tiI (1980 et 191?21
I
Les valeurs de 1’ETR et du drainage à ? = 180 cm pour les deux années
sont aussi présentées au tnbleau II. On observe une faible variation cie I’ETR,
Il,4 % et JO,9 % de coefficient de variation respectivement pour 1980 et 1981.
Les valeurs moyennes de 1’ETR sont assez proches de ce Lie obtenue sous; arachide.
Le drainage des six sous-parcelles présente les mêmes caractéristique:
que celles observées sous arachide : percolations plus grandes sous 1e.s sous-
parcelles 1 et 3 et plus faibles dans 4 et 5. Pour la sous-parcelle 6, par suite
d’une forte pluie (159 mm) tombée le 12/9/81 et qui a produit des percolations
importantes à la dernière côte de mesure, le calcul du drainage en 1981 a été
a r r ê t é l e 1/9/81.
On met en évidence, en 1980, une corrélation significative entre le
drainage à if = 180 cm et le taux d’A + L à cette même côte (tableau III). L’abser
de corrélation significative, en 1981, entre ces deux paramètres résulterait du
comportement singulier de la sous-parcelle 6. En effet, la cgrrélation, si on
considère les 5 sous-parcelles, est significative, r = 0,860 .
Culture (annee)
Equations de régression Coefficient de corré tat.ic
Arachide ( 1979)
D = -6,87(A+L) + 74,77
r = 0,#374*
*
Mil (1980)
D = -7,46(A+L) + 98,97
r = 0,901
Tableau III :: Corrélation entre le drainage sous culture et le taux
d’A + L à 110 cm pour l’arachi.de et 180 cm pour le mil
* significatif à 5 % - ( E = 0,Ol pour le calcul de r)
33. - Pertes minérales par lixiviation
L’utilisation des cellules de prélèvement de la solution du sol a et2
l’objet de plusieurs tra.vaux parmi lesquels on peut citer ceux de T. TALSMA et
a l . (9), d e M.J. LEVI[ú e t a l . (10) e t d e E . A . HANSEN e t a l . ( I I ) .
, 1
‘~~~laS)lA (31. ,il. ,JI~I
1.
lill)llj
rt: ~]Ilc~ ,I ~i’~~I~llllr~ tl’f*;l.l r’t:cIIt’i 1 li ~1 l)slisf i !
des b o u g i e s po1-c~~~~~ p01~vai t +?t I-C’ ljI-;jll;(.ou1: 1) I I :, I :llblC C]~I: .~t;lui (1111‘ i .l I ):: ;Cil - -
t ivi té hydraulique de:3 bou~~,i.cs c* t 1.1/: :I, paramti tres du s o l rel,stifs aux tr;1nsf’c’rt5
hydriques permettraient de recwill tr. Cette difi Crence p r o v i e n d r a i t , S C Ion CUX,
de la diminution de 1-a conductivitei l~~ydraulique du sol le 13ng des parois des
bougies ; 1 ‘ i n s t a l l a t i o n d e celles-4::. a y a n t compncter l e s o l à l e u r voisinaw
immédiat.
Ils ont également observ6 en mesurant 9 avant et après expGrimcutnt.ion,
la conductivité hydraulique des boui;ies poreuses que celle-ci avait beaucoup
decru après un séjour de 8 semai.nes cilans le sol..
I:ls ont ,at.tribué cette C~(?C*. ‘l:;-
sance au colmatage des pores.
M . J . LEVIN e t al. o n t c:/wparë t r o i s m é t h o d e s d ’ e x t r a c t i o n d e ia
solution du sol : bougie poreuse, fL\\)re c r e u s e e t p e r c o l a t i o n s i m p l e . L’ana L;ise
de la concentration de la solution 11~ sol en Ca, Mg, N (N03) et P (P04) obtenue
avec ces trois méthodes leur a permLs;
/
de conclure que les bougies poreuses pc r-
mettaient de recueillir des solutio.ilG; dont les teneurs en Ca et en Mg sont
représentatives de la solution du S!)I~. E n c e q u i c o n c e r n e l ’ a z o t e , i l s o n t :)bser\\
u n b i a i s q u i r é s u l t e r a i t d ’ a p r è s eu/c d ’ u n tami.sage q u ’ o p è r e r a i e n t l e s b o u g i e s .
L ’ é t u d e d e A . HANSEN e t i~;l. sur les facteurs physiques (conducti,Ji t ti
hydraulique, tamisage, colmatage e t diffusionj e t c h i m i q u e s ( s o r p t i o n , !ibcLration
d ’ i o n s p a r l e s b o u g i e s ) q u i pourrai$mt a f f e c t e r l e v o l u m e e t l a c o n c e n t r a t i o n d e
la solution prélevée montre que le i:Qlmatage des p o r e s q u i r ë d u i t t r è s s i g n i f i c a -
tivement la vitesse d’entrée de l’e!sa dans les bougies est une importante source
de variation de la concentration de’ ,.a solution recueillie. Le tamisage et SurtoL
l a s o r p t i o n a f f e c t e r a i e n t s e l o n e u x .,.a concent r a t i o n e n p h o s p h o r e ; c e l l e - c i
s e r a i t p l u s f a i b l e q u e l a t e n e u r e n I’ de la s o l u t i o n a m b i a n t e . P o u r l ’ a z o t e , i l s
n’ont observé aucun biais significa!::.f.
Au cours des travaux ici. présentGs, on a observe une grande variabi 1 i t
du volume d’eau prélevé à I’aide de& cellules de prélèvement. Et pendant cerrnint?
périodes de drainage important, l e s v o l u m e s d'ctau r e c u e i l l i s a p p a r a i s s e n t f a i b l e s
b i e n q u e s u f f i s a n t s p o u r ,permettre ,iIc,: f a i r e 1~:; a n a l y s e s chimiques. Cttpenùanl,
o n n ’ a p a s touvé d e c o r r é l a t i o n siglili.fi.caKive
rntre l e s volumes d’enu prélevss i’t
l e s c o n c e n t r a t i o n s d e l a s o l u t i o n .
L e s r é s u l t a t s o b t e n u s avc/:(* l e s ce1 lul.es u t i l i s é e s e t compnrcs i ~‘t’u:c
fournis par les cases lysimétriques, (on y r e v i e n d r a d a n s l a d i s c u s s i o n ) nous p e r -
mettent de dire que, s i l ’ o n prcbnd (!:ertai.nes precautions ( p r é t r e m p a g e &~IIS Je
l ’ e a u d i s t i l l é e a v a n t p l a c e m e n t , initallation s a n s t a s s e m e n t d u s o l , r e t r a i t npri
chaque campagne de mesure.s),
l e s ce/l.ules de prëlèvement s o n t d e s o u t i l s appro-
prii?s d a n s l e s s o l s s a b l e u x type Bl.~i)r p o u r e s t i m e r - l e s p e r t e s p a r lixivintion en
N (NO:$ > Ca, Mg et K.
Les pertes minéra lès cal(:ulées sous-parce Ile par sous-parce il<- ::twIt rt’l
une grande variabilitti spatiale (tailleau CV) I On observe L ‘sexi stence de iii’il:(
groupes, u n p r e m i e r p r é s e n t a n t d e s I)rrtes a s s e z i m p o r t a n t e s ( s o u s - p a r c e l l e s i. 2
et. 3) et un deuxième OU les pertes :i;wnt trc)s faibles à n u l l e s (sous-parccI les 4,
5 et 6).
‘1 . -
1,‘3113 lyse d e c e s r é s u l t a t s montrc: une (orrel:tt.ion
significntivc tint i-c
le taux d’argile + li.mon a l a c ô t e Il0 cm e t L e s pert:es minér;lles (tab Izau V ) .
Les sous-arcelles 1 et 3 2 taux d’argile + limon les plus faibles (respectivement
4,8 e t 4,7 Z) présent.ent l e s p e r t e s L e s p l u s é;Lvées.
Les pertes en azote et en calcium (Ca 0) peuvent être très importantes
et atteindre respectivement 50 kg/ha (N - N03) et 40 kg/ha ; par contre, celles
en K20 sont très faibles, elles ne dépassent pas 3 kg/ha.
Pertes minérales par lixiviation (kg/ha)
i
Sous-parcelles
N - NO3
Ca 0
M g
K2 0
1
29,8
27,7
II, 1
393
2
11,9
12,3
693
079
3
52,l
44,l
17,O
2,4
Moyenne
3193
2890
1195
2,2
Ecart-type
20,l
15,9
593
1,2
Sous parce Iles
4
&
c
&
E
5
E
E
E
E
6
2,5
5,2
390
0,5
Tableau IV : Pertes minérales sous arachide ( 1979)
E : valeur très faible
Variables
Equations de régression
-
Coefficients de corrClation (r)
NL x A + L
NL = 6,25 (A+L) + 65,91
- 0,854*
CaOL x A + L
CaOL = -5,26 (A+L) + 56,88
- 0,855*
MgOL x A + L
MgOL = -1,99 (A+L) + 22, 10
- 0,846*
K20L x A + L
K20L = -0,41 (A+L) + 4,45
- 0,861*
Tableau V : Corrélations entre pertes minérales par lixiviation et
taux d’A + L à 110 cm
* : significatif à 5 % E = 0,01 pour le calcul de r.
----*
-.-II
--------
O n o b s e r v e en 1980, comjne s o u s ar;icllide, une importante var1abi 1 itG
s p a t i a l e d e s p e r t e s minérales et I”existencc? des deux mêmes groupes de SOUS-
parcell.es qui se distinguent de pair leurs valeurs de pertes par lixivi ;iti on
(tab l.eau VI) .
O n m e t égalem.ent e n évi/iq:nce d e s ~:orrC~lations s i g n i f i c a t i v e s ent.ie
les pertes minéral es e t l e s t a u x d’argile + l i n o n 2 180 cm d e p r o f o n d e u r
*
( t a b l e a u V I I ) . L e s s o u s - p a r c e l l e s 1 e t 3 , d o n t l e s t a u x d ’ a r g i l e + l i m o n So!lT
l e s plus f a i b l e s e t s ’ é l è v e n t resphetivement, ;i 1.a c ô t e 180 c m , à 5,8 et 7,:; a,
p r é s e n t e n t l e s p e r t e s l e s p l u s élekjes.
P e r t e s minér.bj.es p a r lixi.vi.ation (kgh)
-
.--(
-
-
-
-
Sous-parce1 les
N - NO3
Ca 0
Me 0
-
L
K? 10
Y
-
-L-
1
23, 1
219 > 0
14,6
,4 , 2
2
16,8
!! 0 > 3
! 1,9
173
3
21,3
29,l
17,2
,,7
Moyenne
20 4
->
a6,I
14,6
‘7 7
->
Ecart-type
3,2
‘j, 1
2 , 68
1,4
Sous-parce1 les
ic
E-
‘.
t-
397
596
390
1 , 2
Tab ‘leau V I : Pertes min rales par 1 ixiviatiorl sous mi 1 ( 1980)
t: : val.eur tr?s
aiblz
Variables
-_
Equations dcl
-
régression
Coeffj.ci.ent d e corrélation (r:
_!. T
- - -
--v-w
-
-
NL ,Y A + L
NI, = -3,24
A+I,) + 43, 19
- o,a72*
cao1, y. A + L
CIOL - - 4, 5 (A+L) + 55,46
- O,871*
MgO1, x A + L
MgOL = .- 2 , 1 (A+L) + 29,89
- 0,834*
K20L x A + L
Ki’OL = - 0, 1 (A+L) + 6,62
- 0,899*
Tableau VI 1 : Corré lat i I:s e n t r e pcrt.es m i n é r a l e s p a r l i x i v i a t
mil (1980
et taux d’A + L à 180 cm
* : signi icntif à 5 % - E = 0,Cll pour le calcul
XI :1 quant tic de x 1 ixivi&e
II . -
E n 1981, l
e
s
pertes mintirales obtcinws saur tiaus I ‘c~~sembl~ tr+s
f a i b l e s ,
c o m m e le m o n t r e n t l e s v a l e u r s pr6sentées
Au tdbltau V111. Il n’y a pds,
probablement à cause des valeurs très faibles, de corrélations sienificativcs
entre les pertes et le taux d’argile + limon 2 la côte de référence.
Si on considère d’une part les totaux pluviométriques des d.eux années
1980 et 1981 qui sont respectivement de 396,i et 547,8 mm, et d’autre part les
pertes par lixiviation obtenues au cours de ces deux années, il apparait que le
facteur pluviométrie totale n’est pas très influent sur les pertes par lixiviati
Pertes minérales par lixiviation (‘Kg/ha)
Sous-parce 1 les
N- NO3
Ca 0
Mg 0
K2 0
-
-
-
k
I
191
3.8
099
‘3, 6
2
E
E
E
E:
3
0 9:
2.7
095
0, 2
4
E
&
E
E
5
:s
E
E
E
6
2,8
I 290
4.6
0, 8
Moyenne
0 7
-L
3,1
1,o
0 3
-f
Ecart-type
1,’
477
198
0 , 3
Tableau VIII : Pe.rtes minérales par 1ixiviat:ion sous mil (1981)
ç,: valeur très faible (prise égale à 0,Ol pour le
calcul de la moyenne arit.hmétique)
34. - Bilan minéral de la succession arachide - mil - mil
Les rendements en gousses et fanes pour l’arachide et en grains et
pailles pour le mil sont présentés au tableau IX.
Arachide ( 1979)
Mil (1980)
Mil (1981)
Sous parce.1 les
Gousses
Fanes
Grains
P a i l l e s
Grains
P a i l l e s
(kg/ha)
kdh.4
(kg/ha)
(kg/ha)
(kg/ha)
(kgb-4
-
1
685
1834
2464
5509
1933
2994
2
900
2100
2161
7269
1647
4151
3
667
1518
2277
628 1
1714
4259
4
1085
1730
1908
5108
1863
5802
5
1000
1370
2059
6034
1935
344 1
6
1057
1424
2387
4907
1815
4367
Moyenne
899
1663
2209
58.5 1
1818
4169
c v (X)
20,5
16,8
994
14,9
634
23, I
Tableau LX : Rendements de l’arachide (1979) et du mil (1980 et 1981)
Le bilan min6ral appara rt: de la succession ar;~~ch:idt’ - mi 1 - mi 1 est
p r é s e n t é a u t a b l e a u X. Il a é t é c a l!C :ulé par 1 :.1 formule : F, == A - (E + L) o<l A
reprGsente l e s a p p o r t s ( e n g r a i s ) , E! l e s exptlrtations p a r Ies r6coltes e t L 1e.s
p e r t e s p a r lixiviation. S i o n t i e n t’ c o m p t e d’~lne part de l’azote f i x é p a r 1’ara-
chide qui, dans les conditions de
biture de la zone Centre - Nord du Sénégal,
peut représenter 70 X de l’azote t
:,a1 e x p o r t e p a r l a plante e t d ’ a u t r e p a r t d e s
apports par les eaux pluies qui, d yprès les travaux de C. PIERI ( b2) , peuvent.
s ’ é l e v e r p o u r l e s t r o i s a n n é e s à :
3 kg/ha d ’ a z o t e , 3,l kg,‘ha d
e
P205, 12,3 kg/:
de K:20, 48,8 kg/ha d e C a 0 e t 12,2
;/ha de Mgo, l e b i l a n mi.néral à 1 ‘echelle de
l a p a r c e l l e c u l t i v é e e s t :
N =
- 39,8 kg/ha
P205 =
+ 32,6 kgfha
K20 =
- 46,2 kg/ha
Ca 0 =
- “jI,O kg/ha
Mg 0 =
-121,6 kg/ha
On peut observer au tab lie,au X que le bilan minéral présente une varia.
bilité qui permet de l’analyser en f lonction des deux groupes de sous-parce1 les m
en évidence.
3 4 .! . jjiym (&! iv
11 se présente comme su t e n f o n c t i o n de5 *leu>
r; roupes de sous-parce 1
s Pl :
- 61,h kg/ha
s P2 :
- 5 4 , 0 kg/ha
s P3 :
- 8 9 , 0 kg/ha
Moyenne:
- 68, 2 kg/ha
Ecart-type
18,s kg/ha
Le bilan azot6 s’él6ve t i moyenne ‘5 .- 6 8 kg/ha p o u r l e s s o u s - p a r c e l l e
1, 2,
3 e t : B .- 12 kg/ha??!& t r o i s , Ltres.
L e .dtficit est dcb 5 7 kg/ha p l u s é l e v é
pour les prtmit-res que pour les se< lindes. IPs t’X[>OI’t ;it ions moyc:nnes par les
r é c o l t e s s o n t r e s p e c t i v e m e n t cle 161 ikg/ha (CV = i,rr Z) et. dt- 157 kg/ha (CV = 5.7
Il a p p a r a i t a i n s i q u e l a différence iprovieni:
c?ssenl. LC 1 Itr~ent des pertes par lisi
viation beaucoup plus importantes (.i Y1‘ uns !è premier que dans le second groupe.
,
Arachide (1979)
Mil (1980)
Mil (1981)
Apports (engrais)
SP1
2 SP
yJ
spq
3
spg
El.
SP2
SP3
SPI,
3
+sph
SP1
22
-5
-
sp6
9 (kgjha)
12
1 2
12
12
12
12
7 5
75
75
75
75
75
60
60
60
60
60
60
P205 (kg/ha)
27
27
27
27
27
27
31,5
31,5
31,s
31,5
31,5
31.5
31,5
31,s
31.5
31.5
31,5
31,j
K?O !kg/ha)
40.5
40,5
40,5
40,5
40.5
40,5
31,5
31,5
31.5
31,5
31.5
31,5
31.5
31,5
31,s
31,5
31,5
31.5
Ca0 (kg/ha)
0
0
0
0
0
0
195
1.5 1.5
J,5
1,s
1,5
1,s
1,5
1,s
1,5
1,5
1,5
WJ (kg/ha)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Exportations (cultures)
X (kg/ha)
ao,3
97,i
7i,û
95,5
82,O
86,0
89,4
101.6
97,9
59,6
75,6
73,7
42,4
42,a
44.7
72,l
63,-+
x7.3
P205 (kg/ha)
14,2
17,4
12,a
17,8
15,5
16,3
27,6
27,9
36,9
16,2
17,9
21.0
19,5
la,7
18,O
21,5
22,8
?0,9
K20 (kg/ha)
36,7
36,3
26,4
33,4
27,8
29, I
110.4
93,0 113,7
89,O
103,3
83.2
34,5
‘21,o
20.0
48.8
28.0
19,4
Ca0 (kg/ha)
22.8
26,l
18,9
21,a
17,4
l8,l
35,1
40,3
54,0
22,7
31,8
19,o
10,8
15.7
12,l
24,1
18,9
15,;
Mg0 (kg/ha)
13,o
15,3
Il, I
13.7
Il,2
Il.7
57.4
89,8
82,6
62,1
76,0
56,9
26,l
30,2
32,4
47,3
4 I , .5
33.6
Pertes par lixiviation
N (kg/ha)
29,a
Il,9
52,l
0
2,j
23.1
16,8
21,3
0
0
397
1.1
0
0.1 0
L , 0
J"205 (kg/ha)
0
Cl
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
K,O (kg/ha)
3.3
0,9
?,r'
0
Os5
4~
1,3
2,7
0
0
192
0,6
0
0,2
0
*)
-i , e
CiO (kg/ha)
27,7
12.3
44,i
0
5,2
29
20,3
29.1
0
-0
596
3,8
0
2.7
0
8
:i,u
HgO (kgiha)
II, I
693
17.0
/
0
3,O
l4,6
Il,9
17,2
0
0
390
0.9
0
0.5 0
0
-J.h
BILAN TRIENNAL (kg/ha)
-+
Eléments
SFl
X-6
22
sp3
spq
spg
SPa
N
- 119,l
- 123,3
- 140.1
-
80.2
-
74,0
-
6 9 , 0
- 100,9 + 30,1
+
26,0
+
22,3
+
34,s
f
33,8
+ 31,a
+ 29,s + 4,a
‘2’5
+ 28,i
K?O
- 86,2
-
49,0
-
61,9
-
67,7
-
55.6/
-
30,7
-
58,5 + 18,6
Ca0
- 126,2
- Ill,7
- 157,9
-
65,6
-
65,l
-
72,6
-
99,8 f 38,3
MG
- 123,l
- 153.5
- 160,8
- 123,)
- 129,5
- 112,8
- 133,8 t 19,0
Tableau X : Bilan minéral de la succession arachide - mil - mil
(J-: écart-type+ - SP : sous parcelle
ù
. !
Il est en moyenne de + 2$,18 kg/ha (CV = 1 1, !
:7 ) pou r 1 e s t ro i s p r c’ mi -
<ores e t d e + 36,5 kg/ha ( C V = 3,8 Z) p o u r l e s troi,s dernirres.
L e s p e r t e s p a r l i x i v i a t i o h etant nuiles,
la taib le d i f f é r e n c e observét
r é s u l t e d e s e x p o r t a t i o n s p a r l e s réc5U.tes légerement suptSrieu.res p o u r l e premier
groupe.
Il se décompose ainsi entif: les deux groupes de sous-parcelles :
s P, :
-- 73,9 kg/ha
s P4 :
- 55,4 kg/ha
s P2 :
-- 36,7 kg/ha
s P5 :
- 43,3 kg/ha
s P3 :
-- 49,6 kg/ha
:: Pg :
- 18,4 kg/ha
Moyenne :
- - 53,4 kg/ha
Moyenne :
- 39,0 kg,‘ha
-
-
Ecart-type:
l8,9 kg/ha
Ecart-type:
I8,9 kg/ha
Le déficit du bilan potas:i;i.que est de 14,4 kg/h:d plus important pour
l e s s o u s - p a r c e l l e s 1, ;!, 3 q u e p o u r 1.6’~ troi.s d e r n i è r e s . L e s e x p o r t a t i o n s moycnnt
de K20 par les récoltes sont respect?vement pour ces deux groupes de 164 kg/ha
(CV = 10 SO) et de 154 kg/ha (CV = 13, i Z). Les pertes moyennes par lixiviatioc.
sont de 5,2 kg/ha pour les premières et de 0,8 kg/ha pour les sec.ondes. La diffc-
rente ‘dans c e b i l a n compar& p r o v i e n t dle 10 kg/ha d e s e x p o r c a e i o n s p a r l e s récolt<
e t d e 4,4 kg/ha d e s p e r t e s p a r lixivi!.i.tion. On remarque cependant que 1’ Gc*art de
14,4 k,g/ha se retrouve éga’lement ent?e sous-parcelles d’un mi3me groupp, par cons;
q u e n t l e b i l a n p o t a s s i q u e d e s sous-pzitrcelles I, 2 e t , ‘3 n’est p a s significativemer
d i f f é r e n t d e c e l u i d e s t r o i s a u t r e s .
La décomposition de ce bil:an entre les deux grouptbs de sous-parce I 1 es
donne :
s PI :
- - 77,4 kg/ha
s P4 :
- I6,8 kg/ha
s P, :
- - 62,9 kg/ha
s PS :
- 1 h! 3 kg/h‘l
s PJ :
-109,
1 kg/ha !
s 53 :
- 23.,8 kg/ha
/
Moyenne :
- 8 3 , 1 kg/h<i
- - - - - -
;
Moyenne :
- l?,O kg,/h‘l
e-w
I
Ecart-type:
23,6
Ecart-type:
4,2
+.
.
Les export.itioas moyennes d(a i’a (1 par les t-cc01 tes sont de 18, b kl;,‘il;l
(CV = Il %) et de 63,2 ‘kg/ha (CV = 14 X> respectivement pour les sous-parcell.es
1, 2, 3 et 4, 5, 6. Il :lpparait donc que le déficit du bilan plus élevii dans le
premier groupe résulte I.!ssentie llement des pertes par lixiviation plus importante
dans celui-ci.
345. Bilan ak Mg 0
11 se décompose en fonction des deux groupes en :
s Pi :
- 110,9 kg/ha
s P4 :
- 110,9 kg/ha
s P2 :
- 141,3 kg/ha
s P5 :
- 117,3 kg/ha
s P3 :
- 148,6 kg/ha
s 53 :
- lOO,6 kg/ha
Moyenne :
- 133,6 kg/ha
Moyenne :
-
-
- 109,6 kg/ha
-
-
Ecart-type:
20,o
Ecart-type:
894
Les récoltes ont exporté en moyenne 119,3 kg/ha (CV = 17 %> (et
118,3 kg/ha (CV = 12 %) dans les deux groupes respectifs. La différence de
24 kg/ha entre les bilans des deux groupes de sous-parcelles résulte donc des
pertes par lixiviation plus élevées dans les premières que dans les tro.is der-
nières sous-parcelles. Mais dans chaque groupe, les exportations par les récoltez
et surtout par le mil représentent la partie la plus importante dans le déficit
du bilan du magnésium.
3 5- .Estimation
comparée du drainage par application de la loi de Darcy
généralisée et par la méthode de variation du stock hydrique
Par manque de tensiomètres encadrant la côte 180 cm, le calcul compa-
ratif du drainage par application de la loi de Darcy généralisée et par la méthot
de la variation du stock hydrique a été fait sous arac.hide 5 la côte Z =: 110 cm.
Les lames d’eau drainées cumulées, calculées pendant la période allant
du semis (Le 11/7) 2 la récolte (23/10) sont représentées à La figure 3.
L’application de la Loi de Darcy généralisee ‘donne en moyenne des
valeurs légèrement plus élevées que celles obtenues par la méthode de La variaci<.
du stock hydrique. L’accclrd entre ces deux méthodes nous semble cependant bon.
Les différences sont en moyenne inférieures à 10 mm pour les sous-parcelles les
moins drainantes (2, 4, 5 et 6) ; elles sont de 1 ‘ordre de 20 mm pour les sous-
parcelles 1 et 3 (les plus drainantes). On observe cependant des écarts qui
peuvent aller du simple au triple pendant certaines périodes (cas de la sous-
parcelle 3 pour la période du 1/8 au 3/9).
Iv -LIISSIJ’SSION ET CONCLUSION
-_ -._.I_ -____ _-~- -. ----
L’étude de la
tri.abi liti! s p a t i a l e des p r i n c i p a u x parnm~~tres physlqutl:
et hydrodynamiques montre que ceux-c’i suivent deux types de loi : les humidi tés
volumiques et les gr.adicnts de charéje sont normalement di:;tribués tandis que 1~:
taux d’éléments inffrierirs
a ZOM,n e:t l a v i t e s s e d’infiltrnt i o n permanente o n t
une distribution lognormalle. Ceci implique donc un c a l c u l d i f f é r e n t d e l e u r s
valeurs moyennes pour en avoir une elsitimation correcte.
L’évapotranspiration présjente une fa<ble v a r i a t i o n s p a t i a l e ; s o n
c o e f f i c i e n t d e v a r i a t i o n e s t d e 7 % ;pour 1,‘arachide e t d e I i % p o u r l e m i l . . L e s
besoins hydriques des variétés d’ar&hide et de mil cultivées étant de l’ordre
de 450 mm, il apparait. un déficit, &r rapport aux besoins hydriques, de 80 mm
pour ‘1’ arachide,
120 mm pour le mil en 1980 et de 88 mm pour le mil en 1981. La
f a i b l e s s e d e s r e n d e m e n t s o b t e n u s serrait à l i e r à c e d é f i c i t .
L e d r a i n a g e à l ’ é c h e l l e c/e l a p a r c e l l e e s t t r è s v a r i a b l e e t s a l i a i s o n
s i g n i f i c a t i v e a v e c l e t a u x d’argile ,+ limon semble indiquer que cette variabilité
est l e r e f l e t d e c e l l e de c e paramètne t e x t u r a l .
Les résultats obtenus sous mil
suggèreraient que la distribution pl:u!viométrique a plus dinfluence que la quan-
t i t f d ’ e a u t o t a l e t o m b é e sur les fluix hydriques en profondeur.
L e s p e r t e s p a r lixiviaticin 2 l ’ é c h e l l e d e l a p a r c e l l e s o n t é g a l e m e n t
t r è s v a r i a b l e s . Si on peut admettre ,que durant notre étude, où les bougies fonc-
tionnaient en plein champ et dans des conditions non homogènes, le colmatage des
pores des bougies puisse avoir lieu,, Ibien que le sol étudie soit très sableux,
l ’ i n e x i s t e n c e d e c o r r é l a t i o n s signifiJcatives s i m p l e s o u curv-i. 1 inéaires entre les
v o l u m e s d ’ e a u r e c u e i l l i s e t l e s con&trations d e l a s o l u t i o n d u sol n o u s p o r t e
à croire que ce phénomène n’a pas, d/u moins :;ipnificativenlellt < influencé: I-es
résultats obtenus. La variabilite ob!siervée rés:rlterait, conmw pour le drainage.,
de ce1 le du taux d’éléments fins aux! /côtes de référenccl.
II apparait :lin.si comme p!oiur l a conduct ivi tG hydr.lulique iVzlLJCLIS et:
31. (13)) q u e l e t a u x d ’ a r g i l e + li,rioJn e s t UII oarami,tre expi i c a t i f trtxs signii.i-
catif d u d r a i n a g e e t I-les p e r t e s minéjrales p a r l i x i v i a t i o n s o u s c u l t u r e d a n s l e s
s o l s D i o r . Avec des taux inférieurs !à 5 % ri 110 cm et ai 8 % ii :80 cm les f’lus
de drainage et les pertes par lixivilaltion peuvent respectivernerlt atteindre 50 mm
sous mil et arachide, 2 0 ;i 5 0 kg/ha ;d”azote-nitrate, 30 3 :ir) kg/ha de Cri. 0, 10
“2 25 kg/ha de Mg 0, 2 n ‘3 kg/ha d e K’2.3 s o u s :ir,ichide e t 2 0 kg/ha d ’ a z o t e - n i t r a t e ,
30 kg/ha de Ca 0,
15 k.g/h;l de Mg 0 eit 3 kg/ha de K20 sous c.1.1’1 turc de mil. Pour
des taux d’argi1.e + I.imor: supérieurs’ :3 10 % ii Il0 et A 180 cm de profondeur, les
f l u x hydri.ques e t miner-nus s o u s cult’ure d ’ a r a c h i d e e t tlo m i l s o n t tres f a i b l e s
v o i r e n u l s .
CHARREAU est CHAU:~EI. ( 3 ) &t t wuvt: :Sur dix ,111s dcb mesures des pertes
minerales par lixivi,a:ti.on sur sol DipJr obtenues i l’aicle d e
c;ises Lysimetriques
qui s ‘Glèvent 3 : 5-l 5 kg/ll:E/6tn (i’;~~/o~te-nitr:~t~-, 40 kg/haian de Ca 0, IO-25kg/ha,
de Mg 0 et 10 kg/ha de K?O.
1
.-.
.
17 . -
Ihd ces rFsu1 toits (lui 11’0nt p a s Ctë ~n3lysés sous 1 ‘ïngle dë la dis-
I:rimination qu’opère le taux d’éléments inférieurs & 2O~m, on peut seulement
conclure qu’il y a un bon accord entre les deux méthodes d’estimation des pertes
minérales par lixiviati.on pour des taux d’argile + lim’on aux côtes de référence
inférieurs ou égaux à 5 - 8 %.
Les faibles pertes potassiques, dans ce sol très sableux, pauvre en
matière organique et dont la fraction argileuse est essentiellement composée de
kaolinite (90 % environ), sont a priori inattendues. I:L ne nous est pas possible
+vec les résultats que nous avons obtenus d’en formuler une explication satis-
faisante. C. PIERI (12) a montré que sous culture de mil le potassium lest rapi-
dement absorbé en début de cycle. Ceci serait une indication d’un éventuel effet
de la plante sur la non lixiviation du potassium. Mais le sol lui-même pourrait
jouer un rôle non négligeable dans ce phénomène qui nécessite d’être approfondi.
Pour éviter ‘d’avoir à prendre en compte les prélèvements racinaires
pour le calcul des flux aux côtes de référence, il faudra choisir celles-ci plus
en profondeur. S’il n’est pas aisé de fixer ces côtes du fait que la dynamique
et l’activité racinaires sont influencées par la répart.ition pluviométrique et
le prof il d’humidité du sol. ; on peut penser, sur La base des observations faites
sur le système racinaire en 1981 et des travaux de CHOPART (B), Les réduire très
significativement en se plaçant à 150 cm sous arachide et 2OG cm sous mil.
Le bilan miniiiral calculé est négatif pour tous :Les éléments sauf pour
le phosphore. Les différences spatiales du bilan d’un élément dépendent de l’im-
portance du terme pertes par lixiviation par rapport à celui des exportations par
Les cultures qui sont très peu variables à l’échelle de La parcelle. Pour l’azote
et le calcium le déficit de leur bilan est respectivement 6 fois et 4 fois plus
élevé dans des conditions de lixiviation importante (taux d’argile + Limon égal
à5- 8 % en profondeur) que quand Le sol présente de très faibles pertes par
lixiviation. Le phosphore, le potassium et le magnésium dont Les pertes par
lixiviation sont nulles (cas de P), très faibles (cas de K) et peu importantes
par rapport aux exportations par les récoltes (cas de Mg) ont des bilans à
l’échelle de la parcelle très peu variables.
Dans les sols Dior si Le taux d’éléments fins en profondeur est élevé
(plus de 10 % au-delà de 110 cm) les résultats obtenus montrent que 1’ on peut
envisager d’obtenir un bilan azoté équilibré, celui-ci pourrait être obtenu en
renforçant la fertilisation azotee du mil qui suit L’arachide.- Par contre, si la
teneur en éléments fins en profondeur est inférieure à tl % à partir de 110 cm,
il apparait très difficile d’équilibrer Le bilan de l’azote qui présente un
déficit de près de 70 kg,/ha pour Les trois années.
Le bilan positif du phosphore, f 30 kg/ha de P205, ne signifie pas
nécessairement une amélioration possible de L’alimentation phosphatée des plantes
dans les systèmes de culture semi-intensifs, arachide - mil, rien ne permet en
effet de dire que cette quantité de phosphore se trouve sous forme assimilable.
Lc clsficit. du bi 1 an pot: sique (!4(,7 Ah;/haj ïlsiil li. ‘. S:it:llt.‘: il i IcmcnL (IL>:;
exportations par les rccoltes. Les
r‘avaux J e IPIEF:I ( 1 2 ) .iut 1~ f e r t i l i s a t i o n
potassique ont montré que plus on c porte de la potasse, plus le mil en exporte.
Il est donc peu probable (que l’on F isse arriver à. équilibrer le bilan de K dams
ces systèmes de culture d’autant pl s que la restitution au sol des pailles de
mil (les fanes d’arac.hide étant des iinées à l’alimentation animale), qui contien-
nent l’essentiel de la potasse expc tée par cette plante, se heurte 2 des con-
traintes techniques (i.nex:istence ou insuffisance d’une force de traction, prise
en masse très rapide du sol après 1
saison des pluies qui rend le travail. du sol
très ‘difficile) qui la rendent inap licable en milieu paysan.
Le bilan du calcium et d imagnésium est très deficitaire, de 130 à
200 k,g/ha de Ca 0 + Mg 0. Pour le c Icium, la composante perte par lixiviation
est très importante si. le profil du sol présente à partir de 110 cm une faible
teneur en éléments fins, tandis que Jour le magnésium ce sont les exportations
par les récoltes et principalement
3r le mil qui en sont la cause essentielle.
Cet important déficit en Ca 0 + Mg
lest un facteur important de dégradation de
l a f e r t i l i t é d u s o l ( a c i d i f i c a t i o n , nauvaise alimentation calcique et magnésienne
des plantes). Les plantes pouvant c lsommer des quantités de Ca 0 et de Mg 0
(tableau X) aussi, sinon plus impor yntes que le phosphore ;, les sols Dior étant
par ailleurs très peu pourvus en ca :,ium et magnésium échangeables et totaux,
une attention plus grande que celle tue 1 ‘on en a actuellement doit être accordee
à ces deux éléments.
En conclusion, on soulig :rra que les sols Dior qui ont souvent été
dits homogènes présentent. en réalit lune très grande variabilité spatiale des
principaux paramètres quî régissent ses transferts hydriques et minéraux à traver
leur profil. Le taux d’argile + lim i est un facteur explicatif très significatif
de leur comportement hydri.que et’ mi irai. Une limitation de :La production de ces
sols par une alimentation calcique
: magnésienne insuffisante est fort probable
à moyen ou long terme dans; des tond L;ions de cultures sans apport au moins des
quanti.tés de Ca et de Mg egales à c .,les exportées par les plantes.
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Compte rendu de cinq, années d’/eapérimentation
Document IRAT-X:SRA non pub lié. :Version abregée p u b l i é e i n R e v u e d e l a
P o t a s s e , S e c t i o n 2 7 , no 4 , l-112 ( 1 9 8 2 )
13. M. VAUCLIN, J. IMBERNON, G.. VACHAUD
Analyse comparative de différebfes méthodes de détermination de la conduc-
tivité hydraulique des sols noa saturés de la zone Centre - Nord du SénSgaL
Agron. Trop., na 38, 3
A N N E X E S
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--.~.-_
D'ARACHIDE ET DE MIL A
_-_. - - -
L'ECHELLE DE L'HECTARE
Par CISSE L., IMBERNON J. et DANCETTE
---_--
Cl.
Janvier 1985.-
- -
-
Document de Travail ("1.
1. S. R. A.
DEPARTEMENT SYSTEMES ET TRANSFERT
CENTRE DE BAMBEY.-
Ce travail a été soumis pour publication à AGRONOMIE TROPICALE.-
---------_-------_--
REFERENCE :
CISSE L., IMBERNON J. et DANCETTE Cl.
----_----
Bilan hydrique et minéral sous culture d'arachide et de mil
à l'échelle de l'hectare.
I.S.R.A.,
Département Systèmes et transfert, Document de travail
no 1985 .- 5.
DAKAR, Janvier 1985.-
Les opinions exprimees dans :Les documents publ:.és dans la série
???????
"document de travail" n'engagent que leurs auteurs.
I.-INTRODUCTION
L’alimentation hydrique et minérale est un facteur prépondérant dans
l’élaboration des rendements des cultures de la zone soudano-sahelienne du
Sénégal.
Beaucoup de travaux relatifs a l’estimation de l’évapotranspiration,
du drainage et des pertes minérales par lixiviation sous cultures ont été
réalisés au Sénégal, notamment par C. DANCETTE ( 1, 2) , C. CHARREAU, A 5, CIIAUVEL, (I
et C. PIERI (4). Cependant, basés sur une ou quelques verticales de mesures, ils
ont permis de déterminer des valeurs que l’on peut difficilement extrapoler à
l’échelle d’un champ cultivé. Le sol qui joue Le rôle de réservoir hydrique et
minéral pouvant être très hétérogène, il doit par conséquent être considéré dans
l’ensemble de son hétérogénéité si l’on s’intéresse à L’échelle d’espa.ce qu’est
la parcelle cultivée.
Une expérimentation conduite de 1978 à 1981 au Centre National de
Recherches Agronomiques de Bambey, au Sénégal, dont on présente ici les rësultats
a été axée sur l’estimation de grandeurs spatialement représentatives, consomma-
tion hydrique des cultures, pertes en eau et en éléments minéraux par drainage,
Dans cette optique, on a d’abord procédé à une caractérisation de la structure
spatiale des principaux paramètres physiques et hydriques qui régissent la dyna-
mique de l’eau et des éléments minéraux.
Cette approche spatiale a déjà fait l’objet de plusieurs travaux parmi
lesquels on peut citer ceux de D.R. NIELSEN et A.W. WARRICK (5) et de
A.J. PECK et al. (6). Elle permet d’estimer de façon appropriée les valeurs
moyennes des paramètres étudiés à l’échelle d’un champ d’un ou de plusieurs hec-
tares.
Enfin un calcul comparatif des flux de drainage sous arachide obtenus
d’une part par l’utilisation de la loi de Darcy généralisée et d’autre part par
la méthode de la variation du stock hydrique a été fait: ainsi que l’établissement
d’un bilan minéral tenant compte des divers apports (engrais, eaux de pluie),
des exportations par les récoltes et des pertes par lixiviation.
II.-METHODES D'ETUDE
21. - Dispositif expérimental
Il a été impl.anté sur un sol sableux (sol ferrugineux tropic.al peu
lessivé,
appelé localement sol Dior) très caractéristiq,ue
de la zone Centre-Nord
du SéntZgal où il représente 80 7 des sols cultivés.
Une parcelle d’environ un hectare a été découpée en, 18 mailles tir
23 m x 23 m dans Lesquelles l’etude de la variabilité spatiale des par;imGtr~s
physiques et hydrodynamiques a E’ti’ faite d’octobre 1978 à juin 1979 sur sol I::L.
----.-P-
I---Y--
3
Au Cent re > o n t é t é instalil,&s u n t u b e d’,acc&s pour humidimc~tre .:l
neutrons, ;i 760 c m d e p r o f o n d e u r e t ;dles t e n s i o m è t r e s p l a c é s B 1 0 0 , 110 ttt 1 i0 (*m.
L!ne d o u b l e serie d e ccllu/lies d e p r é l è v e m e n t d e s o l u t i o n 311 :-OI ! c:q’t.
Soi1 Moisture, r é f .
1’300) l o c a l i s é e s ’ i$ 30, 60 e t 1 1 0 cm d e p r o f o n d e u r - , :1 Ct:(;
implantée de part et d’autre du tube/ /neutron,
2l%.Snison L!LTS p ZL&S 7 9 8 0 e t 198/1
Deux cellules de prélèvembnt de solution du sol supplémentaires ont
Cté i n s t a l l é e s à 180 cm de profonde& pour le calcul des transferts minsraux
sous mil au-de à d e c e t t e c ô t e .
E n
9 7 9 , l e s sous-parcellCs
o n t Gtt; cultiv6es e n a r a c h i d e e t e n 148CI
e t 1981 e n m i l Souna.
ks v a r i é t é s elt l e s d o s e s d ’ e n g r a i s appli quees s o n t pré-
sentées au tab eau 1.
22. - Mesures et méthodes de calbu
-
-
-
Y-
A v e c l e mai.‘tlage r é a l i s é 1n a ainsi obtenu un rése:ib de 78 noeuds sur
f
leque 1, entre octobre 1978 et juin la179 :
- on a effectue en chaqk noeud une caractérisation de la texture
du sol par la déterminatio,n du taux #‘éléments fins inférieurs à =O&n (taux
d’argile + limon) par tranche .de 10 I;:~I de sol jusqu’à 120 cm de profon(!ear.
- s u r qua.t:re ::loeuds choCsis p o u r l e u r r e p r é s e n t a t i v i t é e n t e n e u r s
e n GlEments f i n s , o n a r6alisé u n m o n o l i t h e d e s o l d e 1,s m x I,5 m , i s o l é l a t é -
ralement jusqu’d 150 cm Ae profondeu-; par une feuille de polyane. Sur chaque
mono1 ithe, on a install.6 un tube neui;-z-on jusqu’a 200 cm et 10 tensiomètres aux
c ô t e s 10, 20, 30, 4 0 , 5 0 , 7 0 , 9 0 , II@, 1 3 0 e t 1 5 0 c m . O n a e f f e c t u é d e s essais
d e c a r a c t é r i s a t i o n s hydre-dynamiques
ii.vec infiltration d’une lame d’eau de 4 cm
sur toute la surface du monolithe,
suivi du vo lume inf i 1 tr6 dans un anneau de
6 0 c m tic dinm?trc e t d e 1s redistribllkion.
- sur les 24 noeuds resl:ants, on a i.mplanté un tube neutron l~ ‘00 cm
e t t r o i s tensiomCtres a 100, 110 et
2.0 cm de profondeur. Des essais d’inii lt I-a-
tion sur deux anneaux concentriques (1~i 60 cm et ll20 cm de di,lmètre ont tlt6
réalis6s avec une lame d’ C;I~ constanl;e de 4 cm. On a mesur 1 e volume ~1’t’:l11
i n f i l t r é d a n s 1 ‘ a n n e a u int(;rieur c:en&r6 s u r L e tMube neutrcw èt o n n srtivi
i 1‘
/
drainage interne.
1
*\\llllc:t
t .u 1. 1 il r-t.
-.-.__- -
I_--_--
ij.it.ca -1tt scmi :i
.-..- --__----
1979
il I- 3 c h i ti (
II jui 1 let
1 Y80
M i 1
7 mût
Souna I I I ( 9 0 j)
150 kg/ha d
IO-,21-21 a u
semis
f 1 5 0 kg/ha d e s u l f a t e d’ar
moniaque au 27e et au 4 le
jour après le semis
1981
Mil
5 ju. illet
Souna I I I ( 9 0 j )
150 kg/ha de 10-21-21 au
*
.s emi s
+ 5 0 kg/ha d ’ u r é e a u 27e et
au 41e jour après le semis
Tableau I : Cultures, dates de semis, v a r i é t é s e t d o s e s d ’ e n g r a i s
appliquées en 1979, 1980 et 1981
Arachide ( 1979)
Mil (1980)
Mil. ( 1980)
E T R
D (mn>
ETR
D bd
ETR
D (mm)
Sous-parce 1 les
-
(mm>
iL= I 10 (cm
(ml
5% 180 c m
b-d
i?= 180 cm
I
333,0
38,3
287,7
57,I
340,o
33,4
2
374,0
21,6
310,4
25,3
367,4
E
3
329,0
54,8
284,2
48,0
336,9
26,2
4
364,O
1,2
352,5
E
402, I
E
5
388,0
E
348,6
E
412,4
E
6
387,0
493
374,0
16,6
312,2
32,7
Moyenne
362.5
20.0
326,2
2435
361,8
1594
Ecart-type
25,99
22,57
37,35
23,99
39,42
17,03
P’luviomét rie
472,3 mm
396,I mm
547,8 mm
t o t a l e
Pluviométrie
358,O mm
389,0 mm
--,-516,8 mm
c y c l e
Tableau II : Valeurs de 1’ETR et du drainage (D)
E: : v a l e u r t r è s f a i b l e ( p r i s e é g a l e ii 0,Ol p o u r l e
calcul de la moyenne arithmétique)
Pluviométrie cycle : pluviométrie (semis- récolte)
--__-_---
--1-
/
Pendant la p~ériodt? de Ij:ulture, l e s relev6s ter],, I 0mi;Lriques o n t Gtc
faits tous les jours et les profi.\\s hydriques ont été mesurés, I:n moyenne, chaqut
semaine.
Les prélèvements de la s(bE.ution du sol ont été également faits environ
chaque semaine par création 3 l’i~!~t,érieur des cellules 11’u:n vide de 600 mb grZct>
à une pompe à vide manue Ile. La sillution d u s o l e s t r e c u e i l l i e , a p r è s u n e n u i t ,
au cours de laquelle les cellules 1 ionctionnent.
2 p r e s s i o n décroissant<2 ; e l l e
est ensuite filtrée et conservée C!!~I chambre froide jusqufCiu moment tit> 1 ‘nriai:yst;
chimique. ~3 teneur en Ca, Mg, K dt Na est déterminée par timission et nbsorption
atomique et celle en azote (ni trat/e) par calorimétrie.
222.Méthode-s de calcul
-
-
L ’ é v a p o t r a n s p i r a t i o n mcjyenne journaliere (ETR) t:st e s t i m é e Z1 p a r t i r
du calcul de I’ETR lhebdolmadaire obltlenue par la relation : EITR = P - (D + AS)
avec: P
: p l u v i o m é t r i e d e l a semai/ne c o n s i d é r é e
D
: d r a i n a g e à l a c ô t e i2 pendiant c e t t e S#emaine
A S : variation hebdomadaire d1 stock hydrique entre r3 et la côte %
rj
Pour s’ affranchir du caileul de D, l a c ô t e i5 e s t c h o i s i e d e t e l l e fasd1
que L’on soit au-del.2 du front rackqiaire et qu’en outre l’humidité du sol soit
.
constante dans le temps (et suffisa&ent faib1.e p o u r q u e !,3 conductivité hydrau-
lique soit quasiment nulle.
Le drainage sous arachic ‘, 2 la côte 110 cm, CL: sous mil, 3 180 cm
e s t c a l c u l é p a r l a m,&thode d e l a v; riation d e s t o c k entrt? l a c ô t e d e r é f é r e n c e
et la dernière côte de mesure (if =
160 cm). En 1979, sou:; c u l t u r e d’ar;tc:hide. i l
a étiS également calcu.lé en appliqu: tt Xa l o i d e D a r c y gclnéralisée. La ?o!:ti\\lcri-
vité hydraulique a i-t6 alors calcul m,e par- la relation mise en évidence par
J . lX3ERNON (7) 5 p a r t i r d u t a u x d’ Irgile i- limon 3 Z = i 10 c m . C e t t e r e l a t i o n
s ’ e x p r i m e a i n s i :
Qfl
K =z Ko (--;
- . .- - Ko (cm/h) = 28,42 - 1 i534 (A + L)
FS =
3,67 + c &37 (A i- 1,)
0 = teneur en eau vol aique ( cm3/cm3)
8, - teneur en eau vol. mique ;i s a t u r a t i o n
L e s f l u x massiques aux c Les de r6ffrcnce s o n t - (.:~lcult;s !):II- 1.1 F:I 1 IL i.,,
qmx = q h x 3~
q mr: = flux massique de
= f l u x hydri.que
qh
Cx
= concen t:rat ion dt!
III.-RESULTATS ET INTERPRETATION5
-
-
31. - Analyse spatiale des principaux paramètres physiques et hydrodynamiques
311.Texture d u SOZ
L’histogramme des fréquences relatives du taux moyen (A + L) dans la
tranche 0 - 110 cm est présenté à la figure la. La courbe lissée montre que ce
paramètre a une loi de distribution dissymétrique, de type log-nowmalr: dont la
moyenne et L’écart-typle sont respectivement :
mlog(A + L) = o,868 et r log ( A + L) = 0,120
La structure spatiale caractérisée par son variogramme (fig- lb) montrtl
une indépendance des points de mesures distants d’au moins de 23 mètres.
312.Teneu.r en eau du sol et charges hydrauZiques
L’analyse des lois de distribution de ces paramètres est basée sur la
distribution des fréquences cumulées. A la figure 2a sont présentées ce1 les des
humidités en régime permanent d’infiltration, après 5 *jours et 18 jours de ressu-
yage et au point de flétrissement à Z = 110 cm. A la figure 2b, on a représenté
la distribution de fréquences des charges hydrauliques après 5 jours et 18 jours
de redistribution à la côte Z = 110 cm.
L’ajustement des points obtenus à des droites montre que ces paramètre:
sont normalement distribués.
313. Vitesse d’infiZt:ration permanente (Ko)
Les paramètres statistiques de la loi de distribution de Ko à la côte
55 = 110 cm sont :
Moyenne =
24,5
Médiane =
3h*,C?
Ecart-type =
496
Aplatissement =
25,o
Coefficient; de variation =
18,7 %
Assymetrie =
1 ,C8
Mode =
23.2
De ces valeurs on en déduit que la vitesse d’infiltration permanente
suit une loi de distribution log-normale.
;l'. - Ui Ian hydrique
~ _-__ -_---.__
Si parmi les deux termes! du bil.ln uydrique sous .:ulture cal(:ul(;s,
1’ETII ne pose aucun probllème partic’ulier, le ~zalcul d u d r a i n a g e p a r contre SOU~~~\\
celui des valeurs négatives Obtenue/s au cours de certaines périodes du c:yr‘le ce
la plante. Ces valeurs ont été trociwées en utilisant la méthode de la vnri$ltic)n
de stock hydrique entre la côte de Déférence e t l a derniGre c ô t e d e me::ure.
011
a alors recalculé le drainage sous arachide
?ar l a l o i d e D a r c y géner:i lisc,tL rat
par Ila relation D = P - (ETR + AS) ,’ [et sous mil uniquement par cet te derr.i; ré!
relation parce qu’on ne dispose pas1 ,de m e s u r e s tensiométriques e n c a d r a n t I:I .i;ti‘
Z = 180 cm.
Ces différentes méthodes/ confirment l’existence de ces valeurs r.e<a-
tives qui apparaissent essentiellenllent sous arachide, à partir du 40ème .j otir ;ipr<
le semis, sauf pour la sous-Parcell;e 5 (30ème jour après semis), et sous mi i I?n
d é b u t d e c y c l e (10 j o u r s a p r è s Semi;s) e t à p a r t i r d u 50ème j o u r a p r è s s e m i s .
L e s t r a v a u x e f f e c t u é s pz/r J.L. CHOPART (8) sur 1. ‘enracinement de
1 ‘arachide et du mil dans les sols sableux du Sénégal ont:. montré que le svs tcJ!nt!
racinaire de l’arachide atteint sa profondeur maximale 50 jours après le semis
e t q u e c e l l e - c i p e u t a l o r s s e situtir à l a côte Z = 1 5 0 c m .
La vi tesse d’enracinemerjt qui est de 5 cm/j jusqu’au Tème j o u r aprls
l e s e m i s e t d e 2,5 cm/j du 7ème au 30ème jour permet d’avancer que la côte
1?= 110 cm peut être atteinte par lie système racinaire de l.‘arachide 35 jours
après le semis. On peut donc suppo:jer que les valeurs négatives obtenues à partir
de cette période proviennent de 1 ‘dxtraction racinaire.
Le système racinaire du ,rri 1, t o u j o u r s d ’ a p r è s CHOPART, p e u t descendrt!
jusqu’à la côte fz - 180 cm, c ô t e atjtieinte à l a f i n d u c y c l e d e l a p l a n t e . Les
m e s u r e s d e d e n s i t é e t d ’ e x t r a c t i o n racinaires p a r t r a n c h e (~12 s o l q u ’ o n z effec-
t&es en 198 I ont montré cependant q:ue vers la fin du mois d’août ( 58 jours agrCs
semis) , d e s r a c i n e s é t a i e n t présent/e.s à 180 cm de profondeu-r et présentaient ‘zntl
c e r t a i n e a c t i v i t é b i e n q u e celle-cii s o i t b e a u c o u p p l u s f a i b l e q u e c e l l e d e s
racines de 1-a couche 0 - SO cm. 11 iest donc probable que les valeurs n6wr. i vei
o b t e n u e s e n f i n d e c y c l e s o i e n t dûcIs aux pré1 cvements racinaires du mi 1 .
Les autres val.eurs nfgat/i:ves qui apparaissent en début de cycle ou 7
d e s p é r i o d e s oi~ l e s y s t è m e racinairle n ’ a p a s e n c o r e a t t e r n t l a c ô t e d e rtiférencc
e t q u i coincident gén.éralLement à des p é r i o d e s d e s é c h e r e s s e p o u v a n t s’6taler sur
15 jours (XI plus, s o n t s u p p o s é e s di,es, b i e n q u e c e phènomène s o i t t r è s r:lr(! d.sns
l e s s o l s s a b l e u x , à des remontées iapillaires.
Ces valeurs sont plus importantes
d a n s les s o u s - p a r c e l l e s 2 , 4 , 5 e t ;6 ri t a u x d’6léments f i n s e n p r o f o n d e u r p l u s
élevi;s que dans, les sous--parcelles 11 et 3.
Pour le calcull du drain: pe cumula, on a utilisé finalement 1 ci :I:I’ tii&é
de variation du stock hydrique et
cumu1 a é t é f a i t e n t e n a n t c o m p t e kil, Ciwicl:;
les valeurs posi tivcs et négatives
cumul alg6brique).
Les lames d’eeau évapotranspirées et drainées à 110 cm sont présent.ee:
au tableau II.
On observe une faible variabilité de 1’ETR (Cv = 7,2 %>. Par contre,
le drainage présente une tres importante variabilité :; les sous-parcelles les
moins drainantes 4, 5 et 6 présentent les taux d’A + 1, à J JO cm les plus ëlevés
(11,5 - 8 et 10,8 % respectivement). Les sous-parcelles I et 3 à taux d’A f J,
à 1 10 cm égal à 4,8 et 4,7 % présentent les valeurs de drainage les plus élevées.
Au tableau III sont présentés les paramètres de la corrélation mise en Evidence :
entre le drainage à Il13 cm et Le taux d’A + L à cette même côte ; dans ce calcu1.i
E est pris égal à 0,Ol.
!
322.tiI (1980 et 191?21
I
Les valeurs de 1’ETR et du drainage à ? = 180 cm pour les deux années
sont aussi présentées au tnbleau II. On observe une faible variation cie I’ETR,
Il,4 % et JO,9 % de coefficient de variation respectivement pour 1980 et 1981.
Les valeurs moyennes de 1’ETR sont assez proches de ce Lie obtenue sous; arachide.
Le drainage des six sous-parcelles présente les mêmes caractéristique:
que celles observées sous arachide : percolations plus grandes sous 1e.s sous-
parcelles 1 et 3 et plus faibles dans 4 et 5. Pour la sous-parcelle 6, par suite
d’une forte pluie (159 mm) tombée le 12/9/81 et qui a produit des percolations
importantes à la dernière côte de mesure, le calcul du drainage en 1981 a été
a r r ê t é l e 1/9/81.
On met en évidence, en 1980, une corrélation significative entre le
drainage à if = 180 cm et le taux d’A + L à cette même côte (tableau III). L’abser
de corrélation significative, en 1981, entre ces deux paramètres résulterait du
comportement singulier de la sous-parcelle 6. En effet, la cgrrélation, si on
considère les 5 sous-parcelles, est significative, r = 0,860 .
Culture (annee)
Equations de régression Coefficient de corré tat.ic
Arachide ( 1979)
D = -6,87(A+L) + 74,77
r = 0,#374*
*
Mil (1980)
D = -7,46(A+L) + 98,97
r = 0,901
Tableau III :: Corrélation entre le drainage sous culture et le taux
d’A + L à 110 cm pour l’arachi.de et 180 cm pour le mil
* significatif à 5 % - ( E = 0,Ol pour le calcul de r)
33. - Pertes minérales par lixiviation
L’utilisation des cellules de prélèvement de la solution du sol a et2
l’objet de plusieurs tra.vaux parmi lesquels on peut citer ceux de T. TALSMA et
a l . (9), d e M.J. LEVI[ú e t a l . (10) e t d e E . A . HANSEN e t a l . ( I I ) .
, 1
‘~~~laS)lA (31. ,il. ,JI~I
1.
lill)llj
rt: ~]Ilc~ ,I ~i’~~I~llllr~ tl’f*;l.l r’t:cIIt’i 1 li ~1 l)slisf i !
des b o u g i e s po1-c~~~~~ p01~vai t +?t I-C’ ljI-;jll;(.ou1: 1) I I :, I :llblC C]~I: .~t;lui (1111‘ i .l I ):: ;Cil - -
t ivi té hydraulique de:3 bou~~,i.cs c* t 1.1/: :I, paramti tres du s o l rel,stifs aux tr;1nsf’c’rt5
hydriques permettraient de recwill tr. Cette difi Crence p r o v i e n d r a i t , S C Ion CUX,
de la diminution de 1-a conductivitei l~~ydraulique du sol le 13ng des parois des
bougies ; 1 ‘ i n s t a l l a t i o n d e celles-4::. a y a n t compncter l e s o l à l e u r voisinaw
immédiat.
Ils ont également observ6 en mesurant 9 avant et après expGrimcutnt.ion,
la conductivité hydraulique des boui;ies poreuses que celle-ci avait beaucoup
decru après un séjour de 8 semai.nes cilans le sol..
I:ls ont ,at.tribué cette C~(?C*. ‘l:;-
sance au colmatage des pores.
M . J . LEVIN e t al. o n t c:/wparë t r o i s m é t h o d e s d ’ e x t r a c t i o n d e ia
solution du sol : bougie poreuse, fL\\)re c r e u s e e t p e r c o l a t i o n s i m p l e . L’ana L;ise
de la concentration de la solution 11~ sol en Ca, Mg, N (N03) et P (P04) obtenue
avec ces trois méthodes leur a permLs;
/
de conclure que les bougies poreuses pc r-
mettaient de recueillir des solutio.ilG; dont les teneurs en Ca et en Mg sont
représentatives de la solution du S!)I~. E n c e q u i c o n c e r n e l ’ a z o t e , i l s o n t :)bser\\
u n b i a i s q u i r é s u l t e r a i t d ’ a p r è s eu/c d ’ u n tami.sage q u ’ o p è r e r a i e n t l e s b o u g i e s .
L ’ é t u d e d e A . HANSEN e t i~;l. sur les facteurs physiques (conducti,Ji t ti
hydraulique, tamisage, colmatage e t diffusionj e t c h i m i q u e s ( s o r p t i o n , !ibcLration
d ’ i o n s p a r l e s b o u g i e s ) q u i pourrai$mt a f f e c t e r l e v o l u m e e t l a c o n c e n t r a t i o n d e
la solution prélevée montre que le i:Qlmatage des p o r e s q u i r ë d u i t t r è s s i g n i f i c a -
tivement la vitesse d’entrée de l’e!sa dans les bougies est une importante source
de variation de la concentration de’ ,.a solution recueillie. Le tamisage et SurtoL
l a s o r p t i o n a f f e c t e r a i e n t s e l o n e u x .,.a concent r a t i o n e n p h o s p h o r e ; c e l l e - c i
s e r a i t p l u s f a i b l e q u e l a t e n e u r e n I’ de la s o l u t i o n a m b i a n t e . P o u r l ’ a z o t e , i l s
n’ont observé aucun biais significa!::.f.
Au cours des travaux ici. présentGs, on a observe une grande variabi 1 i t
du volume d’eau prélevé à I’aide de& cellules de prélèvement. Et pendant cerrnint?
périodes de drainage important, l e s v o l u m e s d'ctau r e c u e i l l i s a p p a r a i s s e n t f a i b l e s
b i e n q u e s u f f i s a n t s p o u r ,permettre ,iIc,: f a i r e 1~:; a n a l y s e s chimiques. Cttpenùanl,
o n n ’ a p a s touvé d e c o r r é l a t i o n siglili.fi.caKive
rntre l e s volumes d’enu prélevss i’t
l e s c o n c e n t r a t i o n s d e l a s o l u t i o n .
L e s r é s u l t a t s o b t e n u s avc/:(* l e s ce1 lul.es u t i l i s é e s e t compnrcs i ~‘t’u:c
fournis par les cases lysimétriques, (on y r e v i e n d r a d a n s l a d i s c u s s i o n ) nous p e r -
mettent de dire que, s i l ’ o n prcbnd (!:ertai.nes precautions ( p r é t r e m p a g e &~IIS Je
l ’ e a u d i s t i l l é e a v a n t p l a c e m e n t , initallation s a n s t a s s e m e n t d u s o l , r e t r a i t npri
chaque campagne de mesure.s),
l e s ce/l.ules de prëlèvement s o n t d e s o u t i l s appro-
prii?s d a n s l e s s o l s s a b l e u x type Bl.~i)r p o u r e s t i m e r - l e s p e r t e s p a r lixivintion en
N (NO:$ > Ca, Mg et K.
Les pertes minéra lès cal(:ulées sous-parce Ile par sous-parce il<- ::twIt rt’l
une grande variabilitti spatiale (tailleau CV) I On observe L ‘sexi stence de iii’il:(
groupes, u n p r e m i e r p r é s e n t a n t d e s I)rrtes a s s e z i m p o r t a n t e s ( s o u s - p a r c e l l e s i. 2
et. 3) et un deuxième OU les pertes :i;wnt trc)s faibles à n u l l e s (sous-parccI les 4,
5 et 6).
‘1 . -
1,‘3113 lyse d e c e s r é s u l t a t s montrc: une (orrel:tt.ion
significntivc tint i-c
le taux d’argile + li.mon a l a c ô t e Il0 cm e t L e s pert:es minér;lles (tab Izau V ) .
Les sous-arcelles 1 et 3 2 taux d’argile + limon les plus faibles (respectivement
4,8 e t 4,7 Z) présent.ent l e s p e r t e s L e s p l u s é;Lvées.
Les pertes en azote et en calcium (Ca 0) peuvent être très importantes
et atteindre respectivement 50 kg/ha (N - N03) et 40 kg/ha ; par contre, celles
en K20 sont très faibles, elles ne dépassent pas 3 kg/ha.
Pertes minérales par lixiviation (kg/ha)
i
Sous-parcelles
N - NO3
Ca 0
M g
K2 0
1
29,8
27,7
II, 1
393
2
11,9
12,3
693
079
3
52,l
44,l
17,O
2,4
Moyenne
3193
2890
1195
2,2
Ecart-type
20,l
15,9
593
1,2
Sous parce Iles
4
&
c
&
E
5
E
E
E
E
6
2,5
5,2
390
0,5
Tableau IV : Pertes minérales sous arachide ( 1979)
E : valeur très faible
Variables
Equations de régression
-
Coefficients de corrClation (r)
NL x A + L
NL = 6,25 (A+L) + 65,91
- 0,854*
CaOL x A + L
CaOL = -5,26 (A+L) + 56,88
- 0,855*
MgOL x A + L
MgOL = -1,99 (A+L) + 22, 10
- 0,846*
K20L x A + L
K20L = -0,41 (A+L) + 4,45
- 0,861*
Tableau V : Corrélations entre pertes minérales par lixiviation et
taux d’A + L à 110 cm
* : significatif à 5 % E = 0,01 pour le calcul de r.
----*
-.-II
--------
O n o b s e r v e en 1980, comjne s o u s ar;icllide, une importante var1abi 1 itG
s p a t i a l e d e s p e r t e s minérales et I”existencc? des deux mêmes groupes de SOUS-
parcell.es qui se distinguent de pair leurs valeurs de pertes par lixivi ;iti on
(tab l.eau VI) .
O n m e t égalem.ent e n évi/iq:nce d e s ~:orrC~lations s i g n i f i c a t i v e s ent.ie
les pertes minéral es e t l e s t a u x d’argile + l i n o n 2 180 cm d e p r o f o n d e u r
*
( t a b l e a u V I I ) . L e s s o u s - p a r c e l l e s 1 e t 3 , d o n t l e s t a u x d ’ a r g i l e + l i m o n So!lT
l e s plus f a i b l e s e t s ’ é l è v e n t resphetivement, ;i 1.a c ô t e 180 c m , à 5,8 et 7,:; a,
p r é s e n t e n t l e s p e r t e s l e s p l u s élekjes.
P e r t e s minér.bj.es p a r lixi.vi.ation (kgh)
-
.--(
-
-
-
-
Sous-parce1 les
N - NO3
Ca 0
Me 0
-
L
K? 10
Y
-
-L-
1
23, 1
219 > 0
14,6
,4 , 2
2
16,8
!! 0 > 3
! 1,9
173
3
21,3
29,l
17,2
,,7
Moyenne
20 4
->
a6,I
14,6
‘7 7
->
Ecart-type
3,2
‘j, 1
2 , 68
1,4
Sous-parce1 les
ic
E-
‘.
t-
397
596
390
1 , 2
Tab ‘leau V I : Pertes min rales par 1 ixiviatiorl sous mi 1 ( 1980)
t: : val.eur tr?s
aiblz
Variables
-_
Equations dcl
-
régression
Coeffj.ci.ent d e corrélation (r:
_!. T
- - -
--v-w
-
-
NL ,Y A + L
NI, = -3,24
A+I,) + 43, 19
- o,a72*
cao1, y. A + L
CIOL - - 4, 5 (A+L) + 55,46
- O,871*
MgO1, x A + L
MgOL = .- 2 , 1 (A+L) + 29,89
- 0,834*
K20L x A + L
Ki’OL = - 0, 1 (A+L) + 6,62
- 0,899*
Tableau VI 1 : Corré lat i I:s e n t r e pcrt.es m i n é r a l e s p a r l i x i v i a t
mil (1980
et taux d’A + L à 180 cm
* : signi icntif à 5 % - E = 0,Cll pour le calcul
XI :1 quant tic de x 1 ixivi&e
II . -
E n 1981, l
e
s
pertes mintirales obtcinws saur tiaus I ‘c~~sembl~ tr+s
f a i b l e s ,
c o m m e le m o n t r e n t l e s v a l e u r s pr6sentées
Au tdbltau V111. Il n’y a pds,
probablement à cause des valeurs très faibles, de corrélations sienificativcs
entre les pertes et le taux d’argile + limon 2 la côte de référence.
Si on considère d’une part les totaux pluviométriques des d.eux années
1980 et 1981 qui sont respectivement de 396,i et 547,8 mm, et d’autre part les
pertes par lixiviation obtenues au cours de ces deux années, il apparait que le
facteur pluviométrie totale n’est pas très influent sur les pertes par lixiviati
Pertes minérales par lixiviation (‘Kg/ha)
Sous-parce 1 les
N- NO3
Ca 0
Mg 0
K2 0
-
-
-
k
I
191
3.8
099
‘3, 6
2
E
E
E
E:
3
0 9:
2.7
095
0, 2
4
E
&
E
E
5
:s
E
E
E
6
2,8
I 290
4.6
0, 8
Moyenne
0 7
-L
3,1
1,o
0 3
-f
Ecart-type
1,’
477
198
0 , 3
Tableau VIII : Pe.rtes minérales par 1ixiviat:ion sous mil (1981)
ç,: valeur très faible (prise égale à 0,Ol pour le
calcul de la moyenne arit.hmétique)
34. - Bilan minéral de la succession arachide - mil - mil
Les rendements en gousses et fanes pour l’arachide et en grains et
pailles pour le mil sont présentés au tableau IX.
Arachide ( 1979)
Mil (1980)
Mil (1981)
Sous parce.1 les
Gousses
Fanes
Grains
P a i l l e s
Grains
P a i l l e s
(kg/ha)
kdh.4
(kg/ha)
(kg/ha)
(kg/ha)
(kgb-4
-
1
685
1834
2464
5509
1933
2994
2
900
2100
2161
7269
1647
4151
3
667
1518
2277
628 1
1714
4259
4
1085
1730
1908
5108
1863
5802
5
1000
1370
2059
6034
1935
344 1
6
1057
1424
2387
4907
1815
4367
Moyenne
899
1663
2209
58.5 1
1818
4169
c v (X)
20,5
16,8
994
14,9
634
23, I
Tableau LX : Rendements de l’arachide (1979) et du mil (1980 et 1981)
Le bilan min6ral appara rt: de la succession ar;~~ch:idt’ - mi 1 - mi 1 est
p r é s e n t é a u t a b l e a u X. Il a é t é c a l!C :ulé par 1 :.1 formule : F, == A - (E + L) o<l A
reprGsente l e s a p p o r t s ( e n g r a i s ) , E! l e s exptlrtations p a r Ies r6coltes e t L 1e.s
p e r t e s p a r lixiviation. S i o n t i e n t’ c o m p t e d’~lne part de l’azote f i x é p a r 1’ara-
chide qui, dans les conditions de
biture de la zone Centre - Nord du Sénégal,
peut représenter 70 X de l’azote t
:,a1 e x p o r t e p a r l a plante e t d ’ a u t r e p a r t d e s
apports par les eaux pluies qui, d yprès les travaux de C. PIERI ( b2) , peuvent.
s ’ é l e v e r p o u r l e s t r o i s a n n é e s à :
3 kg/ha d ’ a z o t e , 3,l kg,‘ha d
e
P205, 12,3 kg/:
de K:20, 48,8 kg/ha d e C a 0 e t 12,2
;/ha de Mgo, l e b i l a n mi.néral à 1 ‘echelle de
l a p a r c e l l e c u l t i v é e e s t :
N =
- 39,8 kg/ha
P205 =
+ 32,6 kgfha
K20 =
- 46,2 kg/ha
Ca 0 =
- “jI,O kg/ha
Mg 0 =
-121,6 kg/ha
On peut observer au tab lie,au X que le bilan minéral présente une varia.
bilité qui permet de l’analyser en f lonction des deux groupes de sous-parce1 les m
en évidence.
3 4 .! . jjiym (&! iv
11 se présente comme su t e n f o n c t i o n de5 *leu>
r; roupes de sous-parce 1
s Pl :
- 61,h kg/ha
s P2 :
- 5 4 , 0 kg/ha
s P3 :
- 8 9 , 0 kg/ha
Moyenne:
- 68, 2 kg/ha
Ecart-type
18,s kg/ha
Le bilan azot6 s’él6ve t i moyenne ‘5 .- 6 8 kg/ha p o u r l e s s o u s - p a r c e l l e
1, 2,
3 e t : B .- 12 kg/ha??!& t r o i s , Ltres.
L e .dtficit est dcb 5 7 kg/ha p l u s é l e v é
pour les prtmit-res que pour les se< lindes. IPs t’X[>OI’t ;it ions moyc:nnes par les
r é c o l t e s s o n t r e s p e c t i v e m e n t cle 161 ikg/ha (CV = i,rr Z) et. dt- 157 kg/ha (CV = 5.7
Il a p p a r a i t a i n s i q u e l a différence iprovieni:
c?ssenl. LC 1 Itr~ent des pertes par lisi
viation beaucoup plus importantes (.i Y1‘ uns !è premier que dans le second groupe.
,
Arachide (1979)
Mil (1980)
Mil (1981)
Apports (engrais)
SP1
2 SP
yJ
spq
3
spg
El.
SP2
SP3
SPI,
3
+sph
SP1
22
-5
-
sp6
9 (kgjha)
12
1 2
12
12
12
12
7 5
75
75
75
75
75
60
60
60
60
60
60
P205 (kg/ha)
27
27
27
27
27
27
31,5
31,5
31,s
31,5
31,5
31.5
31,5
31,s
31.5
31.5
31,5
31,j
K?O !kg/ha)
40.5
40,5
40,5
40,5
40.5
40,5
31,5
31,5
31.5
31,5
31.5
31,5
31.5
31,5
31,s
31,5
31,5
31.5
Ca0 (kg/ha)
0
0
0
0
0
0
195
1.5 1.5
J,5
1,s
1,5
1,s
1,5
1,s
1,5
1,5
1,5
WJ (kg/ha)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Exportations (cultures)
X (kg/ha)
ao,3
97,i
7i,û
95,5
82,O
86,0
89,4
101.6
97,9
59,6
75,6
73,7
42,4
42,a
44.7
72,l
63,-+
x7.3
P205 (kg/ha)
14,2
17,4
12,a
17,8
15,5
16,3
27,6
27,9
36,9
16,2
17,9
21.0
19,5
la,7
18,O
21,5
22,8
?0,9
K20 (kg/ha)
36,7
36,3
26,4
33,4
27,8
29, I
110.4
93,0 113,7
89,O
103,3
83.2
34,5
‘21,o
20.0
48.8
28.0
19,4
Ca0 (kg/ha)
22.8
26,l
18,9
21,a
17,4
l8,l
35,1
40,3
54,0
22,7
31,8
19,o
10,8
15.7
12,l
24,1
18,9
15,;
Mg0 (kg/ha)
13,o
15,3
Il, I
13.7
Il,2
Il.7
57.4
89,8
82,6
62,1
76,0
56,9
26,l
30,2
32,4
47,3
4 I , .5
33.6
Pertes par lixiviation
N (kg/ha)
29,a
Il,9
52,l
0
2,j
23.1
16,8
21,3
0
0
397
1.1
0
0.1 0
L , 0
J"205 (kg/ha)
0
Cl
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
K,O (kg/ha)
3.3
0,9
?,r'
0
Os5
4~
1,3
2,7
0
0
192
0,6
0
0,2
0
*)
-i , e
CiO (kg/ha)
27,7
12.3
44,i
0
5,2
29
20,3
29.1
0
-0
596
3,8
0
2.7
0
8
:i,u
HgO (kgiha)
II, I
693
17.0
/
0
3,O
l4,6
Il,9
17,2
0
0
390
0.9
0
0.5 0
0
-J.h
BILAN TRIENNAL (kg/ha)
-+
Eléments
SFl
X-6
22
sp3
spq
spg
SPa
N
- 119,l
- 123,3
- 140.1
-
80.2
-
74,0
-
6 9 , 0
- 100,9 + 30,1
+
26,0
+
22,3
+
34,s
f
33,8
+ 31,a
+ 29,s + 4,a
‘2’5
+ 28,i
K?O
- 86,2
-
49,0
-
61,9
-
67,7
-
55.6/
-
30,7
-
58,5 + 18,6
Ca0
- 126,2
- Ill,7
- 157,9
-
65,6
-
65,l
-
72,6
-
99,8 f 38,3
MG
- 123,l
- 153.5
- 160,8
- 123,)
- 129,5
- 112,8
- 133,8 t 19,0
Tableau X : Bilan minéral de la succession arachide - mil - mil
(J-: écart-type+ - SP : sous parcelle
ù
. !
Il est en moyenne de + 2$,18 kg/ha (CV = 1 1, !
:7 ) pou r 1 e s t ro i s p r c’ mi -
<ores e t d e + 36,5 kg/ha ( C V = 3,8 Z) p o u r l e s troi,s dernirres.
L e s p e r t e s p a r l i x i v i a t i o h etant nuiles,
la taib le d i f f é r e n c e observét
r é s u l t e d e s e x p o r t a t i o n s p a r l e s réc5U.tes légerement suptSrieu.res p o u r l e premier
groupe.
Il se décompose ainsi entif: les deux groupes de sous-parcelles :
s P, :
-- 73,9 kg/ha
s P4 :
- 55,4 kg/ha
s P2 :
-- 36,7 kg/ha
s P5 :
- 43,3 kg/ha
s P3 :
-- 49,6 kg/ha
:: Pg :
- 18,4 kg/ha
Moyenne :
- - 53,4 kg/ha
Moyenne :
- 39,0 kg,‘ha
-
-
Ecart-type:
l8,9 kg/ha
Ecart-type:
I8,9 kg/ha
Le déficit du bilan potas:i;i.que est de 14,4 kg/h:d plus important pour
l e s s o u s - p a r c e l l e s 1, ;!, 3 q u e p o u r 1.6’~ troi.s d e r n i è r e s . L e s e x p o r t a t i o n s moycnnt
de K20 par les récoltes sont respect?vement pour ces deux groupes de 164 kg/ha
(CV = 10 SO) et de 154 kg/ha (CV = 13, i Z). Les pertes moyennes par lixiviatioc.
sont de 5,2 kg/ha pour les premières et de 0,8 kg/ha pour les sec.ondes. La diffc-
rente ‘dans c e b i l a n compar& p r o v i e n t dle 10 kg/ha d e s e x p o r c a e i o n s p a r l e s récolt<
e t d e 4,4 kg/ha d e s p e r t e s p a r lixivi!.i.tion. On remarque cependant que 1’ Gc*art de
14,4 k,g/ha se retrouve éga’lement ent?e sous-parcelles d’un mi3me groupp, par cons;
q u e n t l e b i l a n p o t a s s i q u e d e s sous-pzitrcelles I, 2 e t , ‘3 n’est p a s significativemer
d i f f é r e n t d e c e l u i d e s t r o i s a u t r e s .
La décomposition de ce bil:an entre les deux grouptbs de sous-parce I 1 es
donne :
s PI :
- - 77,4 kg/ha
s P4 :
- I6,8 kg/ha
s P, :
- - 62,9 kg/ha
s PS :
- 1 h! 3 kg/h‘l
s PJ :
-109,
1 kg/ha !
s 53 :
- 23.,8 kg/ha
/
Moyenne :
- 8 3 , 1 kg/h<i
- - - - - -
;
Moyenne :
- l?,O kg,/h‘l
e-w
I
Ecart-type:
23,6
Ecart-type:
4,2
+.
.
Les export.itioas moyennes d(a i’a (1 par les t-cc01 tes sont de 18, b kl;,‘il;l
(CV = Il %) et de 63,2 ‘kg/ha (CV = 14 X> respectivement pour les sous-parcell.es
1, 2, 3 et 4, 5, 6. Il :lpparait donc que le déficit du bilan plus élevii dans le
premier groupe résulte I.!ssentie llement des pertes par lixiviation plus importante
dans celui-ci.
345. Bilan ak Mg 0
11 se décompose en fonction des deux groupes en :
s Pi :
- 110,9 kg/ha
s P4 :
- 110,9 kg/ha
s P2 :
- 141,3 kg/ha
s P5 :
- 117,3 kg/ha
s P3 :
- 148,6 kg/ha
s 53 :
- lOO,6 kg/ha
Moyenne :
- 133,6 kg/ha
Moyenne :
-
-
- 109,6 kg/ha
-
-
Ecart-type:
20,o
Ecart-type:
894
Les récoltes ont exporté en moyenne 119,3 kg/ha (CV = 17 %> (et
118,3 kg/ha (CV = 12 %) dans les deux groupes respectifs. La différence de
24 kg/ha entre les bilans des deux groupes de sous-parcelles résulte donc des
pertes par lixiviation plus élevées dans les premières que dans les tro.is der-
nières sous-parcelles. Mais dans chaque groupe, les exportations par les récoltez
et surtout par le mil représentent la partie la plus importante dans le déficit
du bilan du magnésium.
3 5- .Estimation
comparée du drainage par application de la loi de Darcy
généralisée et par la méthode de variation du stock hydrique
Par manque de tensiomètres encadrant la côte 180 cm, le calcul compa-
ratif du drainage par application de la loi de Darcy généralisée et par la méthot
de la variation du stock hydrique a été fait sous arac.hide 5 la côte Z =: 110 cm.
Les lames d’eau drainées cumulées, calculées pendant la période allant
du semis (Le 11/7) 2 la récolte (23/10) sont représentées à La figure 3.
L’application de la Loi de Darcy généralisee ‘donne en moyenne des
valeurs légèrement plus élevées que celles obtenues par la méthode de La variaci<.
du stock hydrique. L’accclrd entre ces deux méthodes nous semble cependant bon.
Les différences sont en moyenne inférieures à 10 mm pour les sous-parcelles les
moins drainantes (2, 4, 5 et 6) ; elles sont de 1 ‘ordre de 20 mm pour les sous-
parcelles 1 et 3 (les plus drainantes). On observe cependant des écarts qui
peuvent aller du simple au triple pendant certaines périodes (cas de la sous-
parcelle 3 pour la période du 1/8 au 3/9).
Iv -LIISSIJ’SSION ET CONCLUSION
-_ -._.I_ -____ _-~- -. ----
L’étude de la
tri.abi liti! s p a t i a l e des p r i n c i p a u x parnm~~tres physlqutl:
et hydrodynamiques montre que ceux-c’i suivent deux types de loi : les humidi tés
volumiques et les gr.adicnts de charéje sont normalement di:;tribués tandis que 1~:
taux d’éléments inffrierirs
a ZOM,n e:t l a v i t e s s e d’infiltrnt i o n permanente o n t
une distribution lognormalle. Ceci implique donc un c a l c u l d i f f é r e n t d e l e u r s
valeurs moyennes pour en avoir une elsitimation correcte.
L’évapotranspiration présjente une fa<ble v a r i a t i o n s p a t i a l e ; s o n
c o e f f i c i e n t d e v a r i a t i o n e s t d e 7 % ;pour 1,‘arachide e t d e I i % p o u r l e m i l . . L e s
besoins hydriques des variétés d’ar&hide et de mil cultivées étant de l’ordre
de 450 mm, il apparait. un déficit, &r rapport aux besoins hydriques, de 80 mm
pour ‘1’ arachide,
120 mm pour le mil en 1980 et de 88 mm pour le mil en 1981. La
f a i b l e s s e d e s r e n d e m e n t s o b t e n u s serrait à l i e r à c e d é f i c i t .
L e d r a i n a g e à l ’ é c h e l l e c/e l a p a r c e l l e e s t t r è s v a r i a b l e e t s a l i a i s o n
s i g n i f i c a t i v e a v e c l e t a u x d’argile ,+ limon semble indiquer que cette variabilité
est l e r e f l e t d e c e l l e de c e paramètne t e x t u r a l .
Les résultats obtenus sous mil
suggèreraient que la distribution pl:u!viométrique a plus dinfluence que la quan-
t i t f d ’ e a u t o t a l e t o m b é e sur les fluix hydriques en profondeur.
L e s p e r t e s p a r lixiviaticin 2 l ’ é c h e l l e d e l a p a r c e l l e s o n t é g a l e m e n t
t r è s v a r i a b l e s . Si on peut admettre ,que durant notre étude, où les bougies fonc-
tionnaient en plein champ et dans des conditions non homogènes, le colmatage des
pores des bougies puisse avoir lieu,, Ibien que le sol étudie soit très sableux,
l ’ i n e x i s t e n c e d e c o r r é l a t i o n s signifiJcatives s i m p l e s o u curv-i. 1 inéaires entre les
v o l u m e s d ’ e a u r e c u e i l l i s e t l e s con&trations d e l a s o l u t i o n d u sol n o u s p o r t e
à croire que ce phénomène n’a pas, d/u moins :;ipnificativenlellt < influencé: I-es
résultats obtenus. La variabilite ob!siervée rés:rlterait, conmw pour le drainage.,
de ce1 le du taux d’éléments fins aux! /côtes de référenccl.
II apparait :lin.si comme p!oiur l a conduct ivi tG hydr.lulique iVzlLJCLIS et:
31. (13)) q u e l e t a u x d ’ a r g i l e + li,rioJn e s t UII oarami,tre expi i c a t i f trtxs signii.i-
catif d u d r a i n a g e e t I-les p e r t e s minéjrales p a r l i x i v i a t i o n s o u s c u l t u r e d a n s l e s
s o l s D i o r . Avec des taux inférieurs !à 5 % ri 110 cm et ai 8 % ii :80 cm les f’lus
de drainage et les pertes par lixivilaltion peuvent respectivernerlt atteindre 50 mm
sous mil et arachide, 2 0 ;i 5 0 kg/ha ;d”azote-nitrate, 30 3 :ir) kg/ha de Cri. 0, 10
“2 25 kg/ha de Mg 0, 2 n ‘3 kg/ha d e K’2.3 s o u s :ir,ichide e t 2 0 kg/ha d ’ a z o t e - n i t r a t e ,
30 kg/ha de Ca 0,
15 k.g/h;l de Mg 0 eit 3 kg/ha de K20 sous c.1.1’1 turc de mil. Pour
des taux d’argi1.e + I.imor: supérieurs’ :3 10 % ii Il0 et A 180 cm de profondeur, les
f l u x hydri.ques e t miner-nus s o u s cult’ure d ’ a r a c h i d e e t tlo m i l s o n t tres f a i b l e s
v o i r e n u l s .
CHARREAU est CHAU:~EI. ( 3 ) &t t wuvt: :Sur dix ,111s dcb mesures des pertes
minerales par lixivi,a:ti.on sur sol DipJr obtenues i l’aicle d e
c;ises Lysimetriques
qui s ‘Glèvent 3 : 5-l 5 kg/ll:E/6tn (i’;~~/o~te-nitr:~t~-, 40 kg/haian de Ca 0, IO-25kg/ha,
de Mg 0 et 10 kg/ha de K?O.
1
.-.
.
17 . -
Ihd ces rFsu1 toits (lui 11’0nt p a s Ctë ~n3lysés sous 1 ‘ïngle dë la dis-
I:rimination qu’opère le taux d’éléments inférieurs & 2O~m, on peut seulement
conclure qu’il y a un bon accord entre les deux méthodes d’estimation des pertes
minérales par lixiviati.on pour des taux d’argile + lim’on aux côtes de référence
inférieurs ou égaux à 5 - 8 %.
Les faibles pertes potassiques, dans ce sol très sableux, pauvre en
matière organique et dont la fraction argileuse est essentiellement composée de
kaolinite (90 % environ), sont a priori inattendues. I:L ne nous est pas possible
+vec les résultats que nous avons obtenus d’en formuler une explication satis-
faisante. C. PIERI (12) a montré que sous culture de mil le potassium lest rapi-
dement absorbé en début de cycle. Ceci serait une indication d’un éventuel effet
de la plante sur la non lixiviation du potassium. Mais le sol lui-même pourrait
jouer un rôle non négligeable dans ce phénomène qui nécessite d’être approfondi.
Pour éviter ‘d’avoir à prendre en compte les prélèvements racinaires
pour le calcul des flux aux côtes de référence, il faudra choisir celles-ci plus
en profondeur. S’il n’est pas aisé de fixer ces côtes du fait que la dynamique
et l’activité racinaires sont influencées par la répart.ition pluviométrique et
le prof il d’humidité du sol. ; on peut penser, sur La base des observations faites
sur le système racinaire en 1981 et des travaux de CHOPART (B), Les réduire très
significativement en se plaçant à 150 cm sous arachide et 2OG cm sous mil.
Le bilan miniiiral calculé est négatif pour tous :Les éléments sauf pour
le phosphore. Les différences spatiales du bilan d’un élément dépendent de l’im-
portance du terme pertes par lixiviation par rapport à celui des exportations par
Les cultures qui sont très peu variables à l’échelle de La parcelle. Pour l’azote
et le calcium le déficit de leur bilan est respectivement 6 fois et 4 fois plus
élevé dans des conditions de lixiviation importante (taux d’argile + Limon égal
à5- 8 % en profondeur) que quand Le sol présente de très faibles pertes par
lixiviation. Le phosphore, le potassium et le magnésium dont Les pertes par
lixiviation sont nulles (cas de P), très faibles (cas de K) et peu importantes
par rapport aux exportations par les récoltes (cas de Mg) ont des bilans à
l’échelle de la parcelle très peu variables.
Dans les sols Dior si Le taux d’éléments fins en profondeur est élevé
(plus de 10 % au-delà de 110 cm) les résultats obtenus montrent que 1’ on peut
envisager d’obtenir un bilan azoté équilibré, celui-ci pourrait être obtenu en
renforçant la fertilisation azotee du mil qui suit L’arachide.- Par contre, si la
teneur en éléments fins en profondeur est inférieure à tl % à partir de 110 cm,
il apparait très difficile d’équilibrer Le bilan de l’azote qui présente un
déficit de près de 70 kg,/ha pour Les trois années.
Le bilan positif du phosphore, f 30 kg/ha de P205, ne signifie pas
nécessairement une amélioration possible de L’alimentation phosphatée des plantes
dans les systèmes de culture semi-intensifs, arachide - mil, rien ne permet en
effet de dire que cette quantité de phosphore se trouve sous forme assimilable.
Lc clsficit. du bi 1 an pot: sique (!4(,7 Ah;/haj ïlsiil li. ‘. S:it:llt.‘: il i IcmcnL (IL>:;
exportations par les rccoltes. Les
r‘avaux J e IPIEF:I ( 1 2 ) .iut 1~ f e r t i l i s a t i o n
potassique ont montré que plus on c porte de la potasse, plus le mil en exporte.
Il est donc peu probable (que l’on F isse arriver à. équilibrer le bilan de K dams
ces systèmes de culture d’autant pl s que la restitution au sol des pailles de
mil (les fanes d’arac.hide étant des iinées à l’alimentation animale), qui contien-
nent l’essentiel de la potasse expc tée par cette plante, se heurte 2 des con-
traintes techniques (i.nex:istence ou insuffisance d’une force de traction, prise
en masse très rapide du sol après 1
saison des pluies qui rend le travail. du sol
très ‘difficile) qui la rendent inap licable en milieu paysan.
Le bilan du calcium et d imagnésium est très deficitaire, de 130 à
200 k,g/ha de Ca 0 + Mg 0. Pour le c Icium, la composante perte par lixiviation
est très importante si. le profil du sol présente à partir de 110 cm une faible
teneur en éléments fins, tandis que Jour le magnésium ce sont les exportations
par les récoltes et principalement
3r le mil qui en sont la cause essentielle.
Cet important déficit en Ca 0 + Mg
lest un facteur important de dégradation de
l a f e r t i l i t é d u s o l ( a c i d i f i c a t i o n , nauvaise alimentation calcique et magnésienne
des plantes). Les plantes pouvant c lsommer des quantités de Ca 0 et de Mg 0
(tableau X) aussi, sinon plus impor yntes que le phosphore ;, les sols Dior étant
par ailleurs très peu pourvus en ca :,ium et magnésium échangeables et totaux,
une attention plus grande que celle tue 1 ‘on en a actuellement doit être accordee
à ces deux éléments.
En conclusion, on soulig :rra que les sols Dior qui ont souvent été
dits homogènes présentent. en réalit lune très grande variabilité spatiale des
principaux paramètres quî régissent ses transferts hydriques et minéraux à traver
leur profil. Le taux d’argile + lim i est un facteur explicatif très significatif
de leur comportement hydri.que et’ mi irai. Une limitation de :La production de ces
sols par une alimentation calcique
: magnésienne insuffisante est fort probable
à moyen ou long terme dans; des tond L;ions de cultures sans apport au moins des
quanti.tés de Ca et de Mg egales à c .,les exportées par les plantes.
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