Caractérisation de la sécheresse agronomique en...
Caractérisation de la sécheresse
agronomique en zone semi-aride. II.
Evaluation des formes de sécheresse
agronomique de l’arachide au Sénégal par
simulation du bilan hydrique de la culture
D. J. M. ANNEROSE (1)
Résumé. - LJne analyse des formes de sécheresse agronomique de l’arachide rencontrées au Sénégal a été réalisée à partir d’une simulation
du développement et des besoins en eau de la culture. Avec les variétés actuellement vulgarisées (90 à 120 jours), trois grandes zones ont été
distinguces dans Je bassin arachidier sénégalais en fonction de la durée utile de la saison de culture et des risques de manifestation de stress en
cours de cycle. A partir de ces données et pour chacune d’entre elles, les premiers objectifs d’un programme d’amélioration de l’adaptation à
la sécheresse ont pu être précisés. La nécessité d’une augmentation de la précocité, pour le matériel végétal destiné à la région nord et d’une
amélioration des caractères physiologiques d’adaptation à la sécheresse pour les régions centre-nord et centre-sud, a ainsi été mise en évidence.
Mots-clés. --- Arachide, sécheresse, bilan hydrique, amélioration variétale, précocité, physiologie, pluviométrie.
INTRODUCTION
fonction de leur stade de développement, compliquent l’ap-
préciation des effets de la sécheresse sur la productivité.
Lorsqu’on débute un programme d’amélioration de
Comme nous l’avons illustré précédemment (Annerose et
I’adaptztion à la sécheresse, il est nécessaire de pouvoir
Diagne, 1990) l’intégration de données physiologiques
rép0ndt.e au pré,alable à 2 questions :
simples sur le fonctionnement de la plante dans la modéli-
1 - (quelle est, pour l’espèce étudiée, la durée utile de la
sation du bilan hydrique d’une culture peut apporter une
saison tles pluks ;
précision supplémentaire significative dans l’appréciation de
2 - pour une zone dont la durée utile de la saison des
la sécheresse agronomique. Dans ce qui suit nous allons
pluies est déterminée, quels sont, en fonction du stade de
donc procéder à une nouvelle évaluation des formes de
développement Ide la plante, les risques de manifestation de
sécheresse de l’arachide au Sénégal en essayant d’affiner les
période:; de sécheresse.
objectifs préalablement définis pour l’amélioration de
Les rlponses à la première question permettent de fixer
l’adaptation de cette espèce à la sécheresse.
pour chaque zone considérée la longueur de cycle à recher-
cher, moyennant une probabilité connue de réussite de la
Détermination de la durée utile du cycle de culture.
culture. La réponse a. la deuxième question permettra, après
hiérarchisation des niveaux de sensibilité à la sécheresse des
La durée utile de la saison des pluies, encore appelée
différen:s stades de dkveloppement de la culture considérée,
hivernage au Sénégal, est déterminée par la période s’écou-
de formuler les premières hypothèses sur la nature des
lant entre la date de manifestation de la première pluie sur
. .
mécanismes d’adaptation qu’il serait souhaitable de retrou-
laquelle le semis peut s’effectuer (première pluie de semis) et
ver chez. cette espèce.
la date à laquelle la réserve utile en eau disponible le long du
L’intkêt de cette approche peut être illustré par la situa-
profil racinaire ne permet plus de satisfaire tout ou partie des
tion de la culture arachidière au Sénégal depuis la fin des
besoins hydriques de la culture.
années soixante. Ce pays situé en zone sahélienne connaît, en
La détermination de la première pluie de semis dépendra :
effet, une période de sécheresse prolongée qui a justifié la
a - du type de culture : par exemple le mil est fréquem-
mise en place d’un programme d’amélioration de l’adapta-
ment semé en sec dans la zone sahélienne car il peut germer
tion à la sécheresse de l’arachide. La caractérisation de la
sur des petites pluies et survivre jusqu’à l’apparition de pluies
sécheresse constitue, pour ce type de programme, l’étape
plus importantes. Les besoins en eau plus importants de
l’arachide pour germer et le coût plus élevé de la semence
préalable indispensable à la définition des actions de recher-
ches à mener (Khalfaoui et Annerose, 1987 ; Annerose,
nécessitent par contre, que cette culture soit semée en
1988). Généralement cette étude est réalisée à partir d’une
humide sur des pluies au moins égales à 15 mm (Dancette et
analyse pluriannuelle de la pluviométrie (Khalfaoui et Anne-
coll., 1976) ;
rose, 19 37). Cependant cette approche demeure incomplète
b - de la date de manifestation de la pluie, ‘de son
intensité ainsi que de la probabilité qu’elle soit suivie par
pour une appréciation satisfaisante de la sécheresse agrono-
d’autres pluies permettant à la culture de poursuivre son
mique. Cette dernière notion est particulièrement importante
dans les zones semi,.arides, pour lesquelles les variations
développement sans risque important de sécheresse en début
de cycle. Ainsi, après une pluie d’intensité donnée, la déci-
annuelles substantielles de la sécheresse climatique et les
sion de semer sera prise plus facilement si elle se manifeste
différences de sensibilité à la sécheresse des cultures, en
tardivement ;
--~
. (1) Phy:,iologiste CIRAD/IRHO dktché à l’ISRA C e n t r e N a t i o n a l d e
c -- du type de sol et des techniques culturales qui vont
Rechcrchei Agronomiques (C.N.R.A.), B.P. 53, Bambey (Sénégal).
déterminer les caractéristiques hydrodynamiques du sol et
----
-.-
.s
.
.
‘1
62 -
Oléagineux, Vol. 46, no 2 - Février 1991
notamment la profondeur d’humectation. Par exemple, les
d’eau disponible dans le sol et la consommation en eau de la
sols très sableux d’origine dunaire du Nord-Sénégal ont des
culture. Nous avons pour cela utilisé un modèle de simula-
capacités de rétention en eau très inférieures à celle des sols
tion du bilan hydrique de l’arachide qui intègre à la fois les
argileux du Centre et du Sud et limiteront la quantité d’eau
résultats bioclimatologiques disponibles et quelques
utile pour les cultures. De même Chopart et Nicou (1976)
concepts physiologiques simples sur la réaction de la plante
ont montré que le labour de début de cycle permet de réduire
à la sécheresse (Annerose et Diagne, 1990).
l’évaporation de l’eau du sol et favorise le développement
Le développement et le taux de satisfaction des besoins en
racinaire des plantes ;
eau d’une culture d’arachide ont été simulés quotidienne-
d - des caractéristiques racinaires et de la dynamique
ment sur la période 1969-1987 dans 27 localités sénégalaises
d’enracinement des variétés utilisées qui détermineront le
situées au nord de la Gambie.
volume de sol colonisé et la quantité d’eau disponible pour la
Pour chacune de ces localités 3 types variétaux ont été
plante.
considérés :
En intégrant les concepts principalement exposés dans Ics
- les variétés à cycle court (90 jours), dites hâtives, qui
deux premiers points Dancette (1978) a développé une
correspondent aux variétés les plus précoces actuellement
méthode permettant de déterminer la probabilité de réussite
vulgarisées ;
d’une culture en fonction de la date de manifestation et de
- les variétés à cycle intermédiaire (105 jours), dites
l’intensité de la pluie de semis. La connaissance des besoins
semi-hâtives ;
hydriques moyens pour la survie des cultures couplée à une
~ les variétés à cycle long (120 jours) dites tardives.
analyse statistique pluriannuelle de la distribution des pluies
La durée utile de la saison des pluies (DUSP) qui déter-
permet de disposer d’un outil fiable à l’échelle régionale pour
mine la longueur du cycle des variétés à utiliser est calculée
la prise de la décision de semer.
comme étant :
La détermination de la date de fin d’hivernage et l’identi-
DUSP = DPSP - NJRPO + A
Equ. 7
fication des périodes de sécheresse sont plus complexes à
réaliser. Elles nécessitent d’utiliser de façon dynamique des
avec DPSP = durée potentielle de la saison des pluies soit
informations sur les caractéristiques racinaires, la quantité
(date de récolte - date de semis),
MAURITANIE
OCEAN
---_
-----,,,,,/ ------*
.SINTHIOU-MALEME
FIG. 1. - Carte actuelle de répartition variétale de l’arachide au Sénégal. Les longueurs de cycle sont indiquées entre parenthèses. - (Current map qfgroundnut
variety distribution in Senegal Cycle lengths are indicated in brarkets).
-.
Oléagineux, V’ol. 46, no 2 -- Février 1991
-- 63
NJRPO =: nombre de jours à la récolte depuis lesquels la
adjacente et bordée au Sud par la Gambie les variétés
photosynthtise de la culture est nulle, soit 5 jours après le
vulgarisées se sont révélées bien adaptées aux DUSP csti-
dbbut du stress.,
mées.
et A = Pério!de durant laquelle la plante peut utiliser ses
La variét% la plus précoce existant en collection, Chico
réserves glucidiques pour boucler son cycle lorsque la photo-
(Spanish, cycle de 7.5 jours au Sénégal) a un niveau de
synthèse est nulle avec les conditions limites suivantes :
performance agronomique négligeable qui ne permet pas sa
vulgarisation.
-- A max est fixé i 5 jours. Au-del& de cette limite même
Un des principaux objectifs est donc d’associer les carac-
si des rcserves sont encore disponibles la décision de récolter
tères de précocité de Chico avec les potentialités agronomi-
est prise car on considère que l’assèchement des couches
ques des variétés de 90 jours actuellement vulgarisées. En
superficielle,r du sol augmente significativement les risques
engageant le programme d’amélioration dans cette voie on
dc pertes en terre des gousses lors de l’arrachage ;
peut affiner la caractérisation de la région en ce qui concerne
- si NJRPO est inférieur à 5 jours alors A est égal à
les DUSP et faire la distinction entre 3 grandes zones :
NJRPO.
1 - une zone Centre, comprise entre la Gambie et un axe
passant au Nord d’une ligne Dakar-Bambey, pour laquelle
La distribution fréquentielle des DUSP simulées sur la
la longueur de cycle idL:ale (120 à 90 jours) existe déjà parmi
pcriode pour Ics diffkrentes localités est ensuite reprise pour
les variétés vulgarisées ;
effectuer un zonage des durées de cycles satisfaits sur
2 ~ une zone Nord, comprise entre la zone Centre et une
l’ensemble du pays.
ligne passant par Louga, qui pourra être colonisée par les
A l’examen de la carte de répartition variétale de la région
variétés très précoces (90 à 75 jours) nouvellement créées.
(Fig. 1) et de la carte du zonage des DUSP (Fig. 2) on
Bien que la localité de Louga soit située sur une ligne de
constate que durant la période considérée la durée du cycle
DUSP égale à 65 jours (Fig. 2) elle a été incluse dans cette
de développement des variétés vulgarisées les plus précoces
zone. Cette décision est dictée par le fait que la DUSP a été
(90 jours) a été: trop longue pour assurer une probabilité
déterminée, pour cette localité, en simulant le développe-
satisfaisante de réussite d’une culture d’arachide (> 7 années
ment d’une variété de 90 jours dont les besoins en eau à
sur 10) ‘jans la rnoitit5 Nord du Sénégal. Dans la zone Centre
toutes les phases de son cycle doivent être supérieurs à ceux
OCEAN
l
MAURITANIE
_, .,,. I,---.-
-o-
-
4
FIG. 2. -- Du&c des cvcles satisfaits (DUSP) au moins 7 années sur 10 durant la période 1968.1987 pour les variétés d’arachide actuellement vulgaris&es au
SC11CgA.
ICqcle lcngth,T- (ULRS) satkfied at East 7 ouf of 10 yrars during the 1969-1987periodfor
the groundnut varieties currently widely available in Senegall.
----
-- -----
-
-
64 -
d’une variété à cycle plus court. Nous avons donc supposé
TABLEAU 1. - Probabilités de manifestation d’une période
qu’à cette limite de 65 jours de DUSP, pour une variété de
de sécheresse en cours de cycle pour une culture d’arachide
90 jours une variété hypothétique de 75 jours peut boucler
dans 8 localités du Sénégal durant la période 1969-1987. -
son cycle ;
(Probability of a drought period occurring during the cycle for
3 - une zone extrême-Nord située au Nord de Louga
a groundnut trop ut eight sites in Senegal over the period
pour laquelle la précocité souhaitable n’existe pas en collec-
1969-1987)
tion. Dans cette région, la culture de l’arachide en conditions
pluviales ne peut s’envisager, comme c’est le cas actuelle-
ment, qu’en acceptant un risque important de production
Stades de développement
nulle en gousses pour privilégier les caractéristiques de
(Development stages)
Localité DCUV
production fourragère de cette culture.
Région (Location) (CLEV) VG
M T D P
(GP) FL FR (RI) (TP) CY
Evaluation des risques de sécheresse en cours de cycle.
(%) (%) (%) (96) (96) (%)
Pour chacun des types variétaux étudiés (hâtif, semi-hâtif
Louga
9 0
263
4 2 , 1
41,4
84,2
13,7
94,7
et tardif) les risques de manifestation de la sécheresse ont été
Nord
Kebemer
90
33,3
20,O
40,O
73,3
60,O 86,7
évalués en fonction du stade de développement de la culture.
(North)
Pour cette analyse un indicateur de sécheresse est positionné
Linguere
9 0
31,6
1 5 . 8 3 1 . 6
57,3
47,4 78,9
durant chaque phase de développement 5 jours après le
Thilmakha
9 0
31,3
37,5 31,3
375
50,O 8 1 . 3
début du stress (TSAT < 0,7), c’est-à-dire au moment où les
Moyennes
échanges gazeux au niveau de la culture sont supposés nuls.
30,6 28,s 37,6 63,1 57,8 85,4
(Means)
Compte tenu de la faible DUSP de la région extrême-
Nord l’analyse a été réalisée principalement pour les localités
Bambey
90*
10,5
15,X
10,5
10,5
10,5 31,6
comprises dans les zones Nord et Centre définies précédem-
105
15,8
10,8
21,l
68,4
31,6
84,2
ment (Tabl. 1).
120
21,l
10,5
47,4
84,2
63,2
89,5
Dans la zone Nord, la sécheresse agronomique ne s’expli-
Diourbel
90*
9,1
27,3
0,O
9 , 1
9,l 27,3
que pas uniquement par une inadaptation de la longueur du
105*
27,3
9,1
0,O
72,7
27,3
72,7
cycle des variétés, mais aussi par une forte probabilité des
risques de sécheresse en cours de cycle. Il faut néanmoins
Centre
Kaolack
9 0
7,7
15,4
7,7
2 3 , 1
7,7 46,2
noter que la caractérisation des risques de sécheresse, dans
105*
7,7
15,4
23,1
48,2
23,l 69,2
cette région, a été effectuée en simulant le développement de
1 2 0
15,4
15,4
23,l
63.2
30,7
84.6
variétés vulgarisées dont la longueur de cycle se révèle trop
Nioro
9 0
0,o
0,o 0.0
0,o
0,o
0,o
importante. Or comme nous l’observons pour les localités de
105*
0,o
0,O
5,3
31,6
5,3 31,6
Bambey. Kaolack et Nioro, où le développement des diffé-
120*
0,o
0,O
5,3
31,6
5,3
31,6
rents types variétaux a été simulé, l’augmentation de la
précocité devrait permettre, non seulement une meilleure
Moyennes
adaptation de l’arachide aux DUSP de la région, mais aussi
f Means)
6,8 14.6 9.7 24,8 12,O 39,9
une réduction des risques de sécheresse en cours de cycle.
D C U V = Durée d u cycle de l a variétk vulgarisk d u r a n t l a p é r i o d e .
Pour cette région le programme d’amélioration devra être
Lorsque les données sont fournies pour plusieurs types variétaux la DCUV
divisé en 2 phases :
actuelle est marquée d’un astérisque. - JCLEV = Cycle lmgth ofextended
variety during theperiod. Whm data are givmfor sevrral varietal types, cwwnt
1 - une phase de sélection visant à augmenter la précocité
CLEV is markcd with an astmisk).
en association avec un bon potentiel de productivité ;
VG == Stade végétatif; FL = Floraison ; FR = Fructification ; MT =
Maturation ; DP = Sur deux phases de développcmcnt ; CY = Sur l’ensem-
2 - une phase de caractérisation du matériel obtenu qui
ble du cycle. - (GP = Growth Phase ; FL = Flowering ; FR = Fruiting ; RI
permettra d’évaluer ses capacités d’adaptation à la région
= Riprning : TP = Over 2 dewlopment phases ; CY = Ovcr cycle as n whole).
notamment à l’aide d’outils comme le modèle de simulation
utilisé. Les résultats de cette analyse permettront de déter-
miner si la réduction de la durée du cycle est un moyen
La situation est cependant différente pour la partie Sud de
suffisant pour adapter la culture aux conditions de séche-
cette région représentée par les localités de Nioro et de
resse de la région ou s’il est nécessaire de poursuivre la
Sinthiou-Malème puisque cette zone, située à la limite de la
recherche de variétés précoces présentant aussi des caractè-
zone climatique soudanaise, est caractérisée principalement
res physiologiques d’adaptation à la sécheresse.
par des sécheresses de fïn de cycle pour les variétés vulgari-
Pour la zone Centre l’analyse est différente puisque les
sées avec de faibles risques sur l’ensemble du cycle.
variétés disponibles sont bien adaptées aux DUSP estimées.
L’hétérogénéité des données obtenues dans la partie nord
Ceci se traduit par une diminution générale des risques de
de cette zone révèle aussi la difficulté d’effectuer un zonage
manifestation de la sécheresse en cours de cycle par rapport
fin des risques de sécheresse en fonction du stade de déve-
à ceux observés dans la zone Nord.
loppement de la culture dans cette région. Ceci est bien
Dans cette zone la probabilité d’observer sur une même
illustré par les résultats obtenus à Bambey et à Diourbel,
année une sécheresse durant deux phases de développement
deux localités situées sur la même latitude et distantes de 25
de la culture a été de 12 %, pour la période considérée et
kilomètres. Bien que ces deux sites se trouvent dans une zone
avec les variétés vulgarisées actuellement, contre 58 % dans
où les risques de sécheresse sur l’ensemble du cycle sont
la région Nord. Ce résultat signifie que les périodes de
équivalents, à Bambey la distribution des risques a concerné
sécheresse dans la région Centre se manifestent de manière
également les différentes phases de développement de la
plus brève sur la du& du cycle de développement de la
culture tandis qu’à Diourbel les risques de sécheresse ont été
culture. Le rapprochement de ce résultat avec la distribution
importants durant la floraison et nuls durant la fructifïca-
des risques de sécheresse en fonction du stade développe-
tion.
ment met aussi en évidence la forte variabilité interannuelle
Dans cette région, la forte variabilité des périodes de
des dates de manifestation de la sécheresse dans cette région.
sécheresse imposera donc le développement d’un matériel
Oléagineux, Vol. 46, no 2 ~~ Février 1991
-- 65
présentant une bonne plasticité, à travers l’amélioration
Elle a permis de formuler les premiers objectifs de sélection
simultanée des caractères agronomiques et physiologiques
à atteindre pour tenter d’améliorer la productivité de cette
d’évitement et de tolérance à Ba sécheresse, afin de privilégier
espèce. Cependant l’hétérogénéité annuelle et spatiale des
la stab,lité des rendements. Puisque les longueurs de cycle
formes de sécheresse rencontrées indique que ces objectifs
idéales sont déjà diisponibles parmi les variétés vulgarisées
doivent être précisés en complétant l’analyse par une bonne
l’objectif sera d.‘associer dans un même matériel les perfor-
description des effets de la sécheresse, en fonction du stade
mances agronomiques des variétés hâtives à tardives déjà
développement auquel elles se manifestent, sur la production
vulgarisées à des caractères physiologiques leur permettant
finale de la culture. La connaissance des niveaux de sensibi-
d’élarg r leur capacité de réaction à la sécheresse.
lité au manque d’eau en fonction du stade de développement
devrait ainsi permettre de hiérarchiser l’importance des
CONCLUSION
différentes formes de sécheresse observées et des formes
d’adaptation à rechercher.
L’intégration des acquis agro-bioclimatologiques et de
quelques concepts physiologiques, dans cette étude, a permis
Ces deux niveaux d’analyse constituent, pour l’améliora-
de met-re un certain ordre dans la perception que l’on peut
tion des espèces cultivées en zone sahélienne des étapes
avoir de la sécheresse en se basant uniquement sur les
indispensables dans la mise en place de programmes d*amé-
observations pluviométriques.
lioration de l’adaptation à la sécheresse. Ils ont l’avantage,
Cette analyse a mis en évidence l’existence d’une grande
avec les méthodes décrites ici, d’associer dans des outils de
variation des f,ormes de manifestation de la sécheresse au
diagnostic cohérents des données souvent éparses dont
niveau du bassin arachidier sénégalais qui concerne à la fois
l’intégration facilite la formulation des bonnes questions
la duri:e utile de la saison de culture et la fréquence de
préalables et des objectifs à atteindre dans ce type de
manife:jtation de périodes de sécheresse en cours de cycle.
programme.
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S U M M A R Y
R E S U M E N
Characterization of agricultural drought in semi-arid zones.
Caracterizacion de la sequia agronomica en areas semiaridas.
II. Assessment of agricultural drought forms in Senegal hy
II. Evaluation de las formas de sequia agronomica del mani
simulation of the crop’s water balance.
en Senegal, por simulation del balance hidrico del cultiva.
D. J. M ANNEROSE, Oléagineux, 1991, 46, N”2, p. 61-67.
D. J. M. ANNEROSE, Oléagineux, 1991, 46, N” 2, p. 61-67.
The ;.griçultural drought forms affecting groundnut in Senegal
Se ha redhzado un analisis de las formas de sequia agronomicas
were analyzed using trop development and water requirement
del mani encontrado en Senegal, basandose en una simulation del
simulation. \\Yith the current widely available varieties (90 to 120
desarrollo y de las necesidades de agua de1 cultiva. Las vdriedades
days). three major zones were defined in the Senegalese groundnut
ahord divulgadas (de 90 a 120 dias) se hahan distribuidas dentro de
basin de,pending mon the useful length of the growing season and the
tres grandes areas en la cuenca manisera de Senegal, en la base de la
risks of stress during the growing cycle. For each of the zones, these
duracion Util del periodo de cultiva y del riesgo de producirse
data we-e used to determine the initial objectives of an improvement
« stress )) durante el ciclo. A partir de estos datos se ha logrado
programme for adaptation to drought. The need to improve the
especificar para cada una 10s primeros objetivos de un programa de
precocity of planting material intended for the northern region and
mejora de la adaptation a la sequia. Asi se logro evidençidr la
to improve phys,iological drought adaptation characters for the
necesidad de incrementar la precocidüd para el material vegetal
central northern and central southern regions was thus made clear.
destinado a la regibn Norte, y de mejorar 10s caracteres tïsiologicos
de adaptation a la sequia para las regiones centronorte y centrosur.
.
Characterization of agricultural drought in semi-arid zones.
II. Assessment of agricultural drought forms in Senegal by
simulation of the crop’s water balance
D. J. M. ANNEROSE (1)
Key-words. -- Groundnut, drought, crop’s water, variety improvement, precocity, physiology, rainfall.
INTRODUCTION
soifs hydrodynamics, especially humidification depth. For example,
the very sandy soils of dune origin in northern Senegal have much
Before embarking on a programme to improvc adaptation to
lower water-holding capacities than the clayey soils in central and
drought, 2 questions need to be answered :
southern Senegal and Will limit the amount of water available to the
1) How long is the uscful rainy scason for the species being
crops. Likewise. Chopart and Nicou (1976) showed that ploughing
studied.
at the beginning of the cycle reduccs water evaporation from the soi1
2) For a zone with a given useful rainy season length, what are the
and favours root development ;
risks of drought occurring depending on thc stage of development
d - the root characteristics and rooting dynamics of the varieties
reached by the plant.
used, which Will determine the volume of soi1 occupied and the
The answer to the tîrst question mdkes it possible 10 tïx the cycle
quantity of water available to the plant.
length 10 be sought for each zone considered, bcaring in mind the
By integrating the principles primarily described in the tïrst two
known probability of the trop succeeding. Once the different levels
points, Dancette (1978) developed a method for determining the
of susceptibility to drought, depcnding on the stage of dcvelopment
probabihty of trop success depending on the date the tïrst sowing
redched by thc plant. have been placed in order of importance, the
rain falls and its intensity. Knowledge of the average water requi-
answer to the second question makes it possible to put forwdrd
rements for crops to survive, combined with multiple-year statistical
initial hypotheses as to the types of adaptation mechanisms it would
analysis of rainfall distribution provides a reliable tool on a regional
be best to seek in this species.
scale for deciding when to sow.
The interest of such an approach cari be illustrated by the
Determining the date on which the rainy season ends and
groundnut growing situation in Senegal since the end of the 1960s.
identifying drought periods is a much more complex matter. This
This country, located in the Sahel zone, has been experiencing a
requires dynamic utilization of available information on root
prolonged period of drought which justitïes the introduction of a
characteristics, the quantity of water available in the soi1 and the
programme aimed at improving drought adaptation in groundnut.
crop’s water consumption. TO this end, use was made of a ground-
Drought characterization is the esscntial tïrst slep in defïning the
nu1 waler balance simulation model, using both the available
research to be undertaken in this type of programme (Khalfdoui and
bioclimatological data and a few simple physiological concepts
Annerose, 1987 ; Annerose, 1988). This study is generally based on
relative to the plant’s reaction to drought (Annerose and Diagne,
a muliple-year analysis of rainfall (Khalfaoui and Annerose, 1987).
1990).
Nonetheless, this approach is not enough to acquire a satisfactory
The development and rate at which a groundnut crop’s water
picture of agricultural drought. The latter notion is particularly
requiremcnts are met were simulated daily over the period 1969-
important in semi-arid zones wherc substantial annual variations in
1987 in 27 Senegalese locations to the north of Gambia.
climatic drought and in the differences in trop susceptibility to
Three variety types were considered for each of these locations :
drought depending on the stage of development reached complicate
-- short cycle varieties (90 days), called early, which correspond
assessment of drought effects on productivity.
to the carliest varieties currently available on a wide scale,
As we bave already illustrated (Annerose and Diagne, 1990)
- intermediate cycle varieties (105 days), called semi-early,
integration of simple physiological data on plant functioning when
long cycle varieties (120 days) called late.
modelling a crop’s water balance cari provide significant additional
The useful length of the rainy season (ULRS), which determines
prccision in agricultural drought assessment. WC shah therel’ore now
the cycle length of the varieties to bc used, is calculated as being :
proceed with a new assessment of drought forms in groundnut in
ULRS = PLRS - NDHPN + A
Eq. 7
Senegal, attempting to be more speciîic in the objectives detïned
where PLRS = the potential length of the rainy season, i.e. (harvest
prior to improving this species’ adaptation to drought.
date - sowing date),
NDHPN = the number of days from harvest that trop photo-
Determining the length of the useful growing cycle.
synthesis has been nil, i.e. 5 days after the start of stress.
and A = the period during which the plant cari use its carbohydrate
The useful length of the rainy season is determined as the period
reserves to finish off its cycle when photosynthesis is nil, within the
between the date of the fïrst rainfall at which sowing cari take place
following limits :
(tïrst sowing rain) and the date on which thc easily available water
A,,, is tïxed at 5 days. Beyond this limit, even if reserves are still
reserve along the root profile no longer meets some or a11 of the
avatlable, the decision to harvest is taken because drying out of the
crop’s water requirements.
surface layers of the soi1 is assumed to signifïcantly increase the risks
of losing pods in the ground when the plants are lifted.
If NDHPN is under 5 days, A is equal to NDHPN.
Determining the first sowing rainfall Will depend on :
The frequency distribution of ULRS simulated over the period
for the different locations then undergocs zoning of satistïed cycles
a - the type of trop ; for example, millet is often sown dry in the
for the country as a whole.
Sahel zone, since it cari germinate with small amounts of rain and
Examination of the regional variety distribution map (Fig. 1) and
survive until more substantial rain falls. Groundnut’s greater water
of the ULRS zoning map (Fig. 2) shows that the length of the
requirements for germination and the higher cost of seeds mean that
development cycle of the earliest varielies extended (90 days) was
this trop has 10 be sown under humid conditions with rainfall
too long during the period considered to ensure a satisfactory
amounting to at hSt 15 mm (Dancette et al., 1976) ;
probability of procuring a successful groundnut trop (1 7 out of 10
b ~ the date the rain falls, its intensity and the probability that it
years) in the northern half of Senegal. In the adjacent central zone
Will be followed by further rainfall enabling the trop to continue its
bordering onto Gambia in the south, the extended varieties proved
development without serious risk of drought early on in the cycle.
to be well adapted to the estimated ULRS.
Hence, after rainfall of a given intensity it Will be easier to decidc to
The agronomical performance of the earliest variety in the
sow the later the rain occurs ;
collection, Chico (Spanish, 75-day cycle in Senegal) is negligible and
c - the type of soi1 and trop techniques, which Will determine the
means that ils extension is not possible.
One of the main objectives is therefore to combine Chico’s
(1) CIRAD/IRHO physiologist on secondment to ISR.4, Centre National
precocity characters with the agronomie potential of the 90-day
de Rechcrchcs Agronomiques (CNRA), B.P. 53, Bambey (Sencgal).
varielies currently extended. By directing the improvement
Oléagineux, Vol. 46, no 2 - Février 1991
-.
programme along these lines, the region cari be characterized in
dered and with the varieties currently extended, as opposed to 58 %
grcater detail as regards the ULRS and a distinction cari be made
in the northern region. This result mcans that the drought periods in
between 3 major zones :
the Central region are briefer during the crop’s development cycle.
1 - A cintra1 zone, between Gambia and an axis passing North of
A comparison of this result with drought risk distribution depen-
a linc Dakar-Hambey, for which the ideal cycle length (120 to 90
ding on the stage of development redched by the plant also reveals
days) alrcady ‘exists among thc extended varieties.
high variability between the dates on which drought occurs in this
2 - A r orthcrn zone, between the central zone and a line passing
region from one year to the next.
through Louga, which could be occupied by newly created very
However, the situation is different for the southern part of this
early vareties (90 to 75 days). Although Louga is located on a line
region represented by Nioro and Sinthiou-Malème, since this zone.
with a U’-RS 1equa.1 to 65 days (Fig. 2), it was included in this zone.
located at the limit of the Sudanese climatic zone is primarily
This dccision wit.5 governed by the fact that the ULRS was
characterized by end-of-cycle drought for the extended varicties.
determined for th.is location by simulating the development of a
with low risk for the cycle as a whole.
90-day variety whc’se water requirements in a11 the phases of its cycle
The heterogeneity of the data obtained in the northern part of this
must be higher than for a shorter cycle variety. We therefore
zone also reveals the diflïculty of accurate drought risk zoning
assumed that swith this 65.day ULRS limit for a 90-day variety, a
depending on the stage of development reached by the trop in this
hypothetical 75day variety could finish off its cycle.
region. This is well illustrated by the results obtained at Bambey and
3 - An tcxtreme northern region located to the North of Louga for
Diourbel, two sites located 25 km apart on the same latitude.
which the desirablc precocity does not exist in the collection. In this
Although these two sites are in a zone where drought risks for the
region, gtoundnut cultivation under rainfed conditions cari only be
cycle as a whole are the same, risk distribution at Bambep also
considered, as now, if a high risk of ni1 pod production is accepted,
involved the different phases of trop development, whercas at
thereby favouring fodder production characteristics for this trop.
Diourbel, drought risks were high during flowering and ni1 during
fruiting.
Assessment of drought risks during the cycle.
In this region, the high variability of the drought periods Will
therefore make it necessary to develop highly versatile material,
For each of the varietal types studied (early, semi-late and late),
through simultaneous improvement of agronomical and physiolo-
the risks of drought occurring were assessed in accordance with the
gical drought avoidance and tolerance characters, SO as to favour
stage of development reached by the trop. For this analysis, a
yield stability. Given that the ideal cycle lengths are already found in
drought indicator is installed during each development phase 5 days
available varielies, the aim Will be to combine in the same material
after the start of stress (TSAT < 0.7), i.e. at the moment gas
the agricultural performance of the early to late varieties alreddy
exchangea witbin the plant are assumed to be nil.
cxtended with the physiological characters that enable them to
In vies of the low ULRS in the extreme northern region, the
enhance their ability to react to drought.
analysis was mainly carried out for locations within the Northern
and Central zones defined above (Table 1).
CONCLUSION
In the northern zone, agricultural drought cannot be explained by
thc varieties’ unadapted cycle length alone; there is also a high
The integration of agro-bioclimatological progress with a few
probability of Idrought risk during the cycle. Nonetheless, it should
physiological concepts in this study provided a clearer picture of
bc noted that drought risk characterization in this region was
drought based solely on rainfall observations.
carried out by simulating the development of extended varieties,
This analysis revealed the existence of substantidl variation in the
whose cy:le length proved to be too long. As cari be seen for
way drought occurs in the Senegalese groundnut basin, bot11 as
Rdmbey, Kaoliack and Nioro, where development of the different
regards the useful length of the growing season and the frequency
varietal types was simulated, increased precocity should not only
with which drought periods occur during the growing cycle. It was
lead to better groundnut adaptation to the region’s ULRS, but also
subsequently possible to determine the primary selection objectives
lower drought risks during the cycle.
to be met in an attempt to improvc productivity in this species.
For this region, the improvement programme Will have to be
Nonetheless, annual and spatial heterogeneity in the different types
divided into 2 phases :
of drought encountered indicated that these objectives need to be
I - A selection phase intended to increase precocity combined with
more clearly specified, by completing the analysis with a detailed
good productivity potential.
description of drought effects on the crop’s final production accor-
2 - A claracterization
phase for the material obtained, SO as to
ding to the stage of development reached by the plant when drought
assess its ability to adapt to the region with tools such as the
occurs. Knowledge of the plant’s susceptibility to water shortage
simulatioii modcl used. ‘The results of this analysis Will be used to
depending on the stage of development it has reached should also
determine whether reducing cycle length Will be suflïcient to adapt
make it possible to classify the different forms of drought obscrved
the trop t3 the drought conditions in the region, or whether it Will
and the different forms of adaptation to be sought in order of
be necess;.ry to continue the search for early varieties also having
importance.
physiological drought adaptation characters.
These two levels of analysis are essential steps in sctting up
The analysis is different for the Central Zone, since the varieties
improvement programmes to adapt the species grown in the Sahel
available .irc wcll adapted to the ‘estimated ULRS. This means a
zone to drought. Along with the methods described above, they
gencral rebluction in the risks of drought occurring during the cycle
offer the advantage of incorporating into coherent diagnostic tools
compared to those observed in the Northern Zone.
certain data which are often scarce and whose integration make it
In this zone, the probability of seeing drought in two of the crop’s
casier to ask the right questions and determine the objectives to be
devclopmcnt phase.5 the same year was 12 % for the period consi-
reached in this type of programme.
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agronomique en zone semi-aride. II.
Evaluation des formes de sécheresse
agronomique de l’arachide au Sénégal par
simulation du bilan hydrique de la culture
D. J. M. ANNEROSE (1)
Résumé. - LJne analyse des formes de sécheresse agronomique de l’arachide rencontrées au Sénégal a été réalisée à partir d’une simulation
du développement et des besoins en eau de la culture. Avec les variétés actuellement vulgarisées (90 à 120 jours), trois grandes zones ont été
distinguces dans Je bassin arachidier sénégalais en fonction de la durée utile de la saison de culture et des risques de manifestation de stress en
cours de cycle. A partir de ces données et pour chacune d’entre elles, les premiers objectifs d’un programme d’amélioration de l’adaptation à
la sécheresse ont pu être précisés. La nécessité d’une augmentation de la précocité, pour le matériel végétal destiné à la région nord et d’une
amélioration des caractères physiologiques d’adaptation à la sécheresse pour les régions centre-nord et centre-sud, a ainsi été mise en évidence.
Mots-clés. --- Arachide, sécheresse, bilan hydrique, amélioration variétale, précocité, physiologie, pluviométrie.
INTRODUCTION
fonction de leur stade de développement, compliquent l’ap-
préciation des effets de la sécheresse sur la productivité.
Lorsqu’on débute un programme d’amélioration de
Comme nous l’avons illustré précédemment (Annerose et
I’adaptztion à la sécheresse, il est nécessaire de pouvoir
Diagne, 1990) l’intégration de données physiologiques
rép0ndt.e au pré,alable à 2 questions :
simples sur le fonctionnement de la plante dans la modéli-
1 - (quelle est, pour l’espèce étudiée, la durée utile de la
sation du bilan hydrique d’une culture peut apporter une
saison tles pluks ;
précision supplémentaire significative dans l’appréciation de
2 - pour une zone dont la durée utile de la saison des
la sécheresse agronomique. Dans ce qui suit nous allons
pluies est déterminée, quels sont, en fonction du stade de
donc procéder à une nouvelle évaluation des formes de
développement Ide la plante, les risques de manifestation de
sécheresse de l’arachide au Sénégal en essayant d’affiner les
période:; de sécheresse.
objectifs préalablement définis pour l’amélioration de
Les rlponses à la première question permettent de fixer
l’adaptation de cette espèce à la sécheresse.
pour chaque zone considérée la longueur de cycle à recher-
cher, moyennant une probabilité connue de réussite de la
Détermination de la durée utile du cycle de culture.
culture. La réponse a. la deuxième question permettra, après
hiérarchisation des niveaux de sensibilité à la sécheresse des
La durée utile de la saison des pluies, encore appelée
différen:s stades de dkveloppement de la culture considérée,
hivernage au Sénégal, est déterminée par la période s’écou-
de formuler les premières hypothèses sur la nature des
lant entre la date de manifestation de la première pluie sur
. .
mécanismes d’adaptation qu’il serait souhaitable de retrou-
laquelle le semis peut s’effectuer (première pluie de semis) et
ver chez. cette espèce.
la date à laquelle la réserve utile en eau disponible le long du
L’intkêt de cette approche peut être illustré par la situa-
profil racinaire ne permet plus de satisfaire tout ou partie des
tion de la culture arachidière au Sénégal depuis la fin des
besoins hydriques de la culture.
années soixante. Ce pays situé en zone sahélienne connaît, en
La détermination de la première pluie de semis dépendra :
effet, une période de sécheresse prolongée qui a justifié la
a - du type de culture : par exemple le mil est fréquem-
mise en place d’un programme d’amélioration de l’adapta-
ment semé en sec dans la zone sahélienne car il peut germer
tion à la sécheresse de l’arachide. La caractérisation de la
sur des petites pluies et survivre jusqu’à l’apparition de pluies
sécheresse constitue, pour ce type de programme, l’étape
plus importantes. Les besoins en eau plus importants de
l’arachide pour germer et le coût plus élevé de la semence
préalable indispensable à la définition des actions de recher-
ches à mener (Khalfaoui et Annerose, 1987 ; Annerose,
nécessitent par contre, que cette culture soit semée en
1988). Généralement cette étude est réalisée à partir d’une
humide sur des pluies au moins égales à 15 mm (Dancette et
analyse pluriannuelle de la pluviométrie (Khalfaoui et Anne-
coll., 1976) ;
rose, 19 37). Cependant cette approche demeure incomplète
b - de la date de manifestation de la pluie, ‘de son
intensité ainsi que de la probabilité qu’elle soit suivie par
pour une appréciation satisfaisante de la sécheresse agrono-
d’autres pluies permettant à la culture de poursuivre son
mique. Cette dernière notion est particulièrement importante
dans les zones semi,.arides, pour lesquelles les variations
développement sans risque important de sécheresse en début
de cycle. Ainsi, après une pluie d’intensité donnée, la déci-
annuelles substantielles de la sécheresse climatique et les
sion de semer sera prise plus facilement si elle se manifeste
différences de sensibilité à la sécheresse des cultures, en
tardivement ;
--~
. (1) Phy:,iologiste CIRAD/IRHO dktché à l’ISRA C e n t r e N a t i o n a l d e
c -- du type de sol et des techniques culturales qui vont
Rechcrchei Agronomiques (C.N.R.A.), B.P. 53, Bambey (Sénégal).
déterminer les caractéristiques hydrodynamiques du sol et
----
-.-
.s
.
.
‘1
62 -
Oléagineux, Vol. 46, no 2 - Février 1991
notamment la profondeur d’humectation. Par exemple, les
d’eau disponible dans le sol et la consommation en eau de la
sols très sableux d’origine dunaire du Nord-Sénégal ont des
culture. Nous avons pour cela utilisé un modèle de simula-
capacités de rétention en eau très inférieures à celle des sols
tion du bilan hydrique de l’arachide qui intègre à la fois les
argileux du Centre et du Sud et limiteront la quantité d’eau
résultats bioclimatologiques disponibles et quelques
utile pour les cultures. De même Chopart et Nicou (1976)
concepts physiologiques simples sur la réaction de la plante
ont montré que le labour de début de cycle permet de réduire
à la sécheresse (Annerose et Diagne, 1990).
l’évaporation de l’eau du sol et favorise le développement
Le développement et le taux de satisfaction des besoins en
racinaire des plantes ;
eau d’une culture d’arachide ont été simulés quotidienne-
d - des caractéristiques racinaires et de la dynamique
ment sur la période 1969-1987 dans 27 localités sénégalaises
d’enracinement des variétés utilisées qui détermineront le
situées au nord de la Gambie.
volume de sol colonisé et la quantité d’eau disponible pour la
Pour chacune de ces localités 3 types variétaux ont été
plante.
considérés :
En intégrant les concepts principalement exposés dans Ics
- les variétés à cycle court (90 jours), dites hâtives, qui
deux premiers points Dancette (1978) a développé une
correspondent aux variétés les plus précoces actuellement
méthode permettant de déterminer la probabilité de réussite
vulgarisées ;
d’une culture en fonction de la date de manifestation et de
- les variétés à cycle intermédiaire (105 jours), dites
l’intensité de la pluie de semis. La connaissance des besoins
semi-hâtives ;
hydriques moyens pour la survie des cultures couplée à une
~ les variétés à cycle long (120 jours) dites tardives.
analyse statistique pluriannuelle de la distribution des pluies
La durée utile de la saison des pluies (DUSP) qui déter-
permet de disposer d’un outil fiable à l’échelle régionale pour
mine la longueur du cycle des variétés à utiliser est calculée
la prise de la décision de semer.
comme étant :
La détermination de la date de fin d’hivernage et l’identi-
DUSP = DPSP - NJRPO + A
Equ. 7
fication des périodes de sécheresse sont plus complexes à
réaliser. Elles nécessitent d’utiliser de façon dynamique des
avec DPSP = durée potentielle de la saison des pluies soit
informations sur les caractéristiques racinaires, la quantité
(date de récolte - date de semis),
MAURITANIE
OCEAN
---_
-----,,,,,/ ------*
.SINTHIOU-MALEME
FIG. 1. - Carte actuelle de répartition variétale de l’arachide au Sénégal. Les longueurs de cycle sont indiquées entre parenthèses. - (Current map qfgroundnut
variety distribution in Senegal Cycle lengths are indicated in brarkets).
-.
Oléagineux, V’ol. 46, no 2 -- Février 1991
-- 63
NJRPO =: nombre de jours à la récolte depuis lesquels la
adjacente et bordée au Sud par la Gambie les variétés
photosynthtise de la culture est nulle, soit 5 jours après le
vulgarisées se sont révélées bien adaptées aux DUSP csti-
dbbut du stress.,
mées.
et A = Pério!de durant laquelle la plante peut utiliser ses
La variét% la plus précoce existant en collection, Chico
réserves glucidiques pour boucler son cycle lorsque la photo-
(Spanish, cycle de 7.5 jours au Sénégal) a un niveau de
synthèse est nulle avec les conditions limites suivantes :
performance agronomique négligeable qui ne permet pas sa
vulgarisation.
-- A max est fixé i 5 jours. Au-del& de cette limite même
Un des principaux objectifs est donc d’associer les carac-
si des rcserves sont encore disponibles la décision de récolter
tères de précocité de Chico avec les potentialités agronomi-
est prise car on considère que l’assèchement des couches
ques des variétés de 90 jours actuellement vulgarisées. En
superficielle,r du sol augmente significativement les risques
engageant le programme d’amélioration dans cette voie on
dc pertes en terre des gousses lors de l’arrachage ;
peut affiner la caractérisation de la région en ce qui concerne
- si NJRPO est inférieur à 5 jours alors A est égal à
les DUSP et faire la distinction entre 3 grandes zones :
NJRPO.
1 - une zone Centre, comprise entre la Gambie et un axe
passant au Nord d’une ligne Dakar-Bambey, pour laquelle
La distribution fréquentielle des DUSP simulées sur la
la longueur de cycle idL:ale (120 à 90 jours) existe déjà parmi
pcriode pour Ics diffkrentes localités est ensuite reprise pour
les variétés vulgarisées ;
effectuer un zonage des durées de cycles satisfaits sur
2 ~ une zone Nord, comprise entre la zone Centre et une
l’ensemble du pays.
ligne passant par Louga, qui pourra être colonisée par les
A l’examen de la carte de répartition variétale de la région
variétés très précoces (90 à 75 jours) nouvellement créées.
(Fig. 1) et de la carte du zonage des DUSP (Fig. 2) on
Bien que la localité de Louga soit située sur une ligne de
constate que durant la période considérée la durée du cycle
DUSP égale à 65 jours (Fig. 2) elle a été incluse dans cette
de développement des variétés vulgarisées les plus précoces
zone. Cette décision est dictée par le fait que la DUSP a été
(90 jours) a été: trop longue pour assurer une probabilité
déterminée, pour cette localité, en simulant le développe-
satisfaisante de réussite d’une culture d’arachide (> 7 années
ment d’une variété de 90 jours dont les besoins en eau à
sur 10) ‘jans la rnoitit5 Nord du Sénégal. Dans la zone Centre
toutes les phases de son cycle doivent être supérieurs à ceux
OCEAN
l
MAURITANIE
_, .,,. I,---.-
-o-
-
4
FIG. 2. -- Du&c des cvcles satisfaits (DUSP) au moins 7 années sur 10 durant la période 1968.1987 pour les variétés d’arachide actuellement vulgaris&es au
SC11CgA.
ICqcle lcngth,T- (ULRS) satkfied at East 7 ouf of 10 yrars during the 1969-1987periodfor
the groundnut varieties currently widely available in Senegall.
----
-- -----
-
-
64 -
d’une variété à cycle plus court. Nous avons donc supposé
TABLEAU 1. - Probabilités de manifestation d’une période
qu’à cette limite de 65 jours de DUSP, pour une variété de
de sécheresse en cours de cycle pour une culture d’arachide
90 jours une variété hypothétique de 75 jours peut boucler
dans 8 localités du Sénégal durant la période 1969-1987. -
son cycle ;
(Probability of a drought period occurring during the cycle for
3 - une zone extrême-Nord située au Nord de Louga
a groundnut trop ut eight sites in Senegal over the period
pour laquelle la précocité souhaitable n’existe pas en collec-
1969-1987)
tion. Dans cette région, la culture de l’arachide en conditions
pluviales ne peut s’envisager, comme c’est le cas actuelle-
ment, qu’en acceptant un risque important de production
Stades de développement
nulle en gousses pour privilégier les caractéristiques de
(Development stages)
Localité DCUV
production fourragère de cette culture.
Région (Location) (CLEV) VG
M T D P
(GP) FL FR (RI) (TP) CY
Evaluation des risques de sécheresse en cours de cycle.
(%) (%) (%) (96) (96) (%)
Pour chacun des types variétaux étudiés (hâtif, semi-hâtif
Louga
9 0
263
4 2 , 1
41,4
84,2
13,7
94,7
et tardif) les risques de manifestation de la sécheresse ont été
Nord
Kebemer
90
33,3
20,O
40,O
73,3
60,O 86,7
évalués en fonction du stade de développement de la culture.
(North)
Pour cette analyse un indicateur de sécheresse est positionné
Linguere
9 0
31,6
1 5 . 8 3 1 . 6
57,3
47,4 78,9
durant chaque phase de développement 5 jours après le
Thilmakha
9 0
31,3
37,5 31,3
375
50,O 8 1 . 3
début du stress (TSAT < 0,7), c’est-à-dire au moment où les
Moyennes
échanges gazeux au niveau de la culture sont supposés nuls.
30,6 28,s 37,6 63,1 57,8 85,4
(Means)
Compte tenu de la faible DUSP de la région extrême-
Nord l’analyse a été réalisée principalement pour les localités
Bambey
90*
10,5
15,X
10,5
10,5
10,5 31,6
comprises dans les zones Nord et Centre définies précédem-
105
15,8
10,8
21,l
68,4
31,6
84,2
ment (Tabl. 1).
120
21,l
10,5
47,4
84,2
63,2
89,5
Dans la zone Nord, la sécheresse agronomique ne s’expli-
Diourbel
90*
9,1
27,3
0,O
9 , 1
9,l 27,3
que pas uniquement par une inadaptation de la longueur du
105*
27,3
9,1
0,O
72,7
27,3
72,7
cycle des variétés, mais aussi par une forte probabilité des
risques de sécheresse en cours de cycle. Il faut néanmoins
Centre
Kaolack
9 0
7,7
15,4
7,7
2 3 , 1
7,7 46,2
noter que la caractérisation des risques de sécheresse, dans
105*
7,7
15,4
23,1
48,2
23,l 69,2
cette région, a été effectuée en simulant le développement de
1 2 0
15,4
15,4
23,l
63.2
30,7
84.6
variétés vulgarisées dont la longueur de cycle se révèle trop
Nioro
9 0
0,o
0,o 0.0
0,o
0,o
0,o
importante. Or comme nous l’observons pour les localités de
105*
0,o
0,O
5,3
31,6
5,3 31,6
Bambey. Kaolack et Nioro, où le développement des diffé-
120*
0,o
0,O
5,3
31,6
5,3
31,6
rents types variétaux a été simulé, l’augmentation de la
précocité devrait permettre, non seulement une meilleure
Moyennes
adaptation de l’arachide aux DUSP de la région, mais aussi
f Means)
6,8 14.6 9.7 24,8 12,O 39,9
une réduction des risques de sécheresse en cours de cycle.
D C U V = Durée d u cycle de l a variétk vulgarisk d u r a n t l a p é r i o d e .
Pour cette région le programme d’amélioration devra être
Lorsque les données sont fournies pour plusieurs types variétaux la DCUV
divisé en 2 phases :
actuelle est marquée d’un astérisque. - JCLEV = Cycle lmgth ofextended
variety during theperiod. Whm data are givmfor sevrral varietal types, cwwnt
1 - une phase de sélection visant à augmenter la précocité
CLEV is markcd with an astmisk).
en association avec un bon potentiel de productivité ;
VG == Stade végétatif; FL = Floraison ; FR = Fructification ; MT =
Maturation ; DP = Sur deux phases de développcmcnt ; CY = Sur l’ensem-
2 - une phase de caractérisation du matériel obtenu qui
ble du cycle. - (GP = Growth Phase ; FL = Flowering ; FR = Fruiting ; RI
permettra d’évaluer ses capacités d’adaptation à la région
= Riprning : TP = Over 2 dewlopment phases ; CY = Ovcr cycle as n whole).
notamment à l’aide d’outils comme le modèle de simulation
utilisé. Les résultats de cette analyse permettront de déter-
miner si la réduction de la durée du cycle est un moyen
La situation est cependant différente pour la partie Sud de
suffisant pour adapter la culture aux conditions de séche-
cette région représentée par les localités de Nioro et de
resse de la région ou s’il est nécessaire de poursuivre la
Sinthiou-Malème puisque cette zone, située à la limite de la
recherche de variétés précoces présentant aussi des caractè-
zone climatique soudanaise, est caractérisée principalement
res physiologiques d’adaptation à la sécheresse.
par des sécheresses de fïn de cycle pour les variétés vulgari-
Pour la zone Centre l’analyse est différente puisque les
sées avec de faibles risques sur l’ensemble du cycle.
variétés disponibles sont bien adaptées aux DUSP estimées.
L’hétérogénéité des données obtenues dans la partie nord
Ceci se traduit par une diminution générale des risques de
de cette zone révèle aussi la difficulté d’effectuer un zonage
manifestation de la sécheresse en cours de cycle par rapport
fin des risques de sécheresse en fonction du stade de déve-
à ceux observés dans la zone Nord.
loppement de la culture dans cette région. Ceci est bien
Dans cette zone la probabilité d’observer sur une même
illustré par les résultats obtenus à Bambey et à Diourbel,
année une sécheresse durant deux phases de développement
deux localités situées sur la même latitude et distantes de 25
de la culture a été de 12 %, pour la période considérée et
kilomètres. Bien que ces deux sites se trouvent dans une zone
avec les variétés vulgarisées actuellement, contre 58 % dans
où les risques de sécheresse sur l’ensemble du cycle sont
la région Nord. Ce résultat signifie que les périodes de
équivalents, à Bambey la distribution des risques a concerné
sécheresse dans la région Centre se manifestent de manière
également les différentes phases de développement de la
plus brève sur la du& du cycle de développement de la
culture tandis qu’à Diourbel les risques de sécheresse ont été
culture. Le rapprochement de ce résultat avec la distribution
importants durant la floraison et nuls durant la fructifïca-
des risques de sécheresse en fonction du stade développe-
tion.
ment met aussi en évidence la forte variabilité interannuelle
Dans cette région, la forte variabilité des périodes de
des dates de manifestation de la sécheresse dans cette région.
sécheresse imposera donc le développement d’un matériel
Oléagineux, Vol. 46, no 2 ~~ Février 1991
-- 65
présentant une bonne plasticité, à travers l’amélioration
Elle a permis de formuler les premiers objectifs de sélection
simultanée des caractères agronomiques et physiologiques
à atteindre pour tenter d’améliorer la productivité de cette
d’évitement et de tolérance à Ba sécheresse, afin de privilégier
espèce. Cependant l’hétérogénéité annuelle et spatiale des
la stab,lité des rendements. Puisque les longueurs de cycle
formes de sécheresse rencontrées indique que ces objectifs
idéales sont déjà diisponibles parmi les variétés vulgarisées
doivent être précisés en complétant l’analyse par une bonne
l’objectif sera d.‘associer dans un même matériel les perfor-
description des effets de la sécheresse, en fonction du stade
mances agronomiques des variétés hâtives à tardives déjà
développement auquel elles se manifestent, sur la production
vulgarisées à des caractères physiologiques leur permettant
finale de la culture. La connaissance des niveaux de sensibi-
d’élarg r leur capacité de réaction à la sécheresse.
lité au manque d’eau en fonction du stade de développement
devrait ainsi permettre de hiérarchiser l’importance des
CONCLUSION
différentes formes de sécheresse observées et des formes
d’adaptation à rechercher.
L’intégration des acquis agro-bioclimatologiques et de
quelques concepts physiologiques, dans cette étude, a permis
Ces deux niveaux d’analyse constituent, pour l’améliora-
de met-re un certain ordre dans la perception que l’on peut
tion des espèces cultivées en zone sahélienne des étapes
avoir de la sécheresse en se basant uniquement sur les
indispensables dans la mise en place de programmes d*amé-
observations pluviométriques.
lioration de l’adaptation à la sécheresse. Ils ont l’avantage,
Cette analyse a mis en évidence l’existence d’une grande
avec les méthodes décrites ici, d’associer dans des outils de
variation des f,ormes de manifestation de la sécheresse au
diagnostic cohérents des données souvent éparses dont
niveau du bassin arachidier sénégalais qui concerne à la fois
l’intégration facilite la formulation des bonnes questions
la duri:e utile de la saison de culture et la fréquence de
préalables et des objectifs à atteindre dans ce type de
manife:jtation de périodes de sécheresse en cours de cycle.
programme.
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S U M M A R Y
R E S U M E N
Characterization of agricultural drought in semi-arid zones.
Caracterizacion de la sequia agronomica en areas semiaridas.
II. Assessment of agricultural drought forms in Senegal hy
II. Evaluation de las formas de sequia agronomica del mani
simulation of the crop’s water balance.
en Senegal, por simulation del balance hidrico del cultiva.
D. J. M ANNEROSE, Oléagineux, 1991, 46, N”2, p. 61-67.
D. J. M. ANNEROSE, Oléagineux, 1991, 46, N” 2, p. 61-67.
The ;.griçultural drought forms affecting groundnut in Senegal
Se ha redhzado un analisis de las formas de sequia agronomicas
were analyzed using trop development and water requirement
del mani encontrado en Senegal, basandose en una simulation del
simulation. \\Yith the current widely available varieties (90 to 120
desarrollo y de las necesidades de agua de1 cultiva. Las vdriedades
days). three major zones were defined in the Senegalese groundnut
ahord divulgadas (de 90 a 120 dias) se hahan distribuidas dentro de
basin de,pending mon the useful length of the growing season and the
tres grandes areas en la cuenca manisera de Senegal, en la base de la
risks of stress during the growing cycle. For each of the zones, these
duracion Util del periodo de cultiva y del riesgo de producirse
data we-e used to determine the initial objectives of an improvement
« stress )) durante el ciclo. A partir de estos datos se ha logrado
programme for adaptation to drought. The need to improve the
especificar para cada una 10s primeros objetivos de un programa de
precocity of planting material intended for the northern region and
mejora de la adaptation a la sequia. Asi se logro evidençidr la
to improve phys,iological drought adaptation characters for the
necesidad de incrementar la precocidüd para el material vegetal
central northern and central southern regions was thus made clear.
destinado a la regibn Norte, y de mejorar 10s caracteres tïsiologicos
de adaptation a la sequia para las regiones centronorte y centrosur.
.
Characterization of agricultural drought in semi-arid zones.
II. Assessment of agricultural drought forms in Senegal by
simulation of the crop’s water balance
D. J. M. ANNEROSE (1)
Key-words. -- Groundnut, drought, crop’s water, variety improvement, precocity, physiology, rainfall.
INTRODUCTION
soifs hydrodynamics, especially humidification depth. For example,
the very sandy soils of dune origin in northern Senegal have much
Before embarking on a programme to improvc adaptation to
lower water-holding capacities than the clayey soils in central and
drought, 2 questions need to be answered :
southern Senegal and Will limit the amount of water available to the
1) How long is the uscful rainy scason for the species being
crops. Likewise. Chopart and Nicou (1976) showed that ploughing
studied.
at the beginning of the cycle reduccs water evaporation from the soi1
2) For a zone with a given useful rainy season length, what are the
and favours root development ;
risks of drought occurring depending on thc stage of development
d - the root characteristics and rooting dynamics of the varieties
reached by the plant.
used, which Will determine the volume of soi1 occupied and the
The answer to the tîrst question mdkes it possible 10 tïx the cycle
quantity of water available to the plant.
length 10 be sought for each zone considered, bcaring in mind the
By integrating the principles primarily described in the tïrst two
known probability of the trop succeeding. Once the different levels
points, Dancette (1978) developed a method for determining the
of susceptibility to drought, depcnding on the stage of dcvelopment
probabihty of trop success depending on the date the tïrst sowing
redched by thc plant. have been placed in order of importance, the
rain falls and its intensity. Knowledge of the average water requi-
answer to the second question makes it possible to put forwdrd
rements for crops to survive, combined with multiple-year statistical
initial hypotheses as to the types of adaptation mechanisms it would
analysis of rainfall distribution provides a reliable tool on a regional
be best to seek in this species.
scale for deciding when to sow.
The interest of such an approach cari be illustrated by the
Determining the date on which the rainy season ends and
groundnut growing situation in Senegal since the end of the 1960s.
identifying drought periods is a much more complex matter. This
This country, located in the Sahel zone, has been experiencing a
requires dynamic utilization of available information on root
prolonged period of drought which justitïes the introduction of a
characteristics, the quantity of water available in the soi1 and the
programme aimed at improving drought adaptation in groundnut.
crop’s water consumption. TO this end, use was made of a ground-
Drought characterization is the esscntial tïrst slep in defïning the
nu1 waler balance simulation model, using both the available
research to be undertaken in this type of programme (Khalfdoui and
bioclimatological data and a few simple physiological concepts
Annerose, 1987 ; Annerose, 1988). This study is generally based on
relative to the plant’s reaction to drought (Annerose and Diagne,
a muliple-year analysis of rainfall (Khalfaoui and Annerose, 1987).
1990).
Nonetheless, this approach is not enough to acquire a satisfactory
The development and rate at which a groundnut crop’s water
picture of agricultural drought. The latter notion is particularly
requiremcnts are met were simulated daily over the period 1969-
important in semi-arid zones wherc substantial annual variations in
1987 in 27 Senegalese locations to the north of Gambia.
climatic drought and in the differences in trop susceptibility to
Three variety types were considered for each of these locations :
drought depending on the stage of development reached complicate
-- short cycle varieties (90 days), called early, which correspond
assessment of drought effects on productivity.
to the carliest varieties currently available on a wide scale,
As we bave already illustrated (Annerose and Diagne, 1990)
- intermediate cycle varieties (105 days), called semi-early,
integration of simple physiological data on plant functioning when
long cycle varieties (120 days) called late.
modelling a crop’s water balance cari provide significant additional
The useful length of the rainy season (ULRS), which determines
prccision in agricultural drought assessment. WC shah therel’ore now
the cycle length of the varieties to bc used, is calculated as being :
proceed with a new assessment of drought forms in groundnut in
ULRS = PLRS - NDHPN + A
Eq. 7
Senegal, attempting to be more speciîic in the objectives detïned
where PLRS = the potential length of the rainy season, i.e. (harvest
prior to improving this species’ adaptation to drought.
date - sowing date),
NDHPN = the number of days from harvest that trop photo-
Determining the length of the useful growing cycle.
synthesis has been nil, i.e. 5 days after the start of stress.
and A = the period during which the plant cari use its carbohydrate
The useful length of the rainy season is determined as the period
reserves to finish off its cycle when photosynthesis is nil, within the
between the date of the fïrst rainfall at which sowing cari take place
following limits :
(tïrst sowing rain) and the date on which thc easily available water
A,,, is tïxed at 5 days. Beyond this limit, even if reserves are still
reserve along the root profile no longer meets some or a11 of the
avatlable, the decision to harvest is taken because drying out of the
crop’s water requirements.
surface layers of the soi1 is assumed to signifïcantly increase the risks
of losing pods in the ground when the plants are lifted.
If NDHPN is under 5 days, A is equal to NDHPN.
Determining the first sowing rainfall Will depend on :
The frequency distribution of ULRS simulated over the period
for the different locations then undergocs zoning of satistïed cycles
a - the type of trop ; for example, millet is often sown dry in the
for the country as a whole.
Sahel zone, since it cari germinate with small amounts of rain and
Examination of the regional variety distribution map (Fig. 1) and
survive until more substantial rain falls. Groundnut’s greater water
of the ULRS zoning map (Fig. 2) shows that the length of the
requirements for germination and the higher cost of seeds mean that
development cycle of the earliest varielies extended (90 days) was
this trop has 10 be sown under humid conditions with rainfall
too long during the period considered to ensure a satisfactory
amounting to at hSt 15 mm (Dancette et al., 1976) ;
probability of procuring a successful groundnut trop (1 7 out of 10
b ~ the date the rain falls, its intensity and the probability that it
years) in the northern half of Senegal. In the adjacent central zone
Will be followed by further rainfall enabling the trop to continue its
bordering onto Gambia in the south, the extended varieties proved
development without serious risk of drought early on in the cycle.
to be well adapted to the estimated ULRS.
Hence, after rainfall of a given intensity it Will be easier to decidc to
The agronomical performance of the earliest variety in the
sow the later the rain occurs ;
collection, Chico (Spanish, 75-day cycle in Senegal) is negligible and
c - the type of soi1 and trop techniques, which Will determine the
means that ils extension is not possible.
One of the main objectives is therefore to combine Chico’s
(1) CIRAD/IRHO physiologist on secondment to ISR.4, Centre National
precocity characters with the agronomie potential of the 90-day
de Rechcrchcs Agronomiques (CNRA), B.P. 53, Bambey (Sencgal).
varielies currently extended. By directing the improvement
Oléagineux, Vol. 46, no 2 - Février 1991
-.
programme along these lines, the region cari be characterized in
dered and with the varieties currently extended, as opposed to 58 %
grcater detail as regards the ULRS and a distinction cari be made
in the northern region. This result mcans that the drought periods in
between 3 major zones :
the Central region are briefer during the crop’s development cycle.
1 - A cintra1 zone, between Gambia and an axis passing North of
A comparison of this result with drought risk distribution depen-
a linc Dakar-Hambey, for which the ideal cycle length (120 to 90
ding on the stage of development redched by the plant also reveals
days) alrcady ‘exists among thc extended varieties.
high variability between the dates on which drought occurs in this
2 - A r orthcrn zone, between the central zone and a line passing
region from one year to the next.
through Louga, which could be occupied by newly created very
However, the situation is different for the southern part of this
early vareties (90 to 75 days). Although Louga is located on a line
region represented by Nioro and Sinthiou-Malème, since this zone.
with a U’-RS 1equa.1 to 65 days (Fig. 2), it was included in this zone.
located at the limit of the Sudanese climatic zone is primarily
This dccision wit.5 governed by the fact that the ULRS was
characterized by end-of-cycle drought for the extended varicties.
determined for th.is location by simulating the development of a
with low risk for the cycle as a whole.
90-day variety whc’se water requirements in a11 the phases of its cycle
The heterogeneity of the data obtained in the northern part of this
must be higher than for a shorter cycle variety. We therefore
zone also reveals the diflïculty of accurate drought risk zoning
assumed that swith this 65.day ULRS limit for a 90-day variety, a
depending on the stage of development reached by the trop in this
hypothetical 75day variety could finish off its cycle.
region. This is well illustrated by the results obtained at Bambey and
3 - An tcxtreme northern region located to the North of Louga for
Diourbel, two sites located 25 km apart on the same latitude.
which the desirablc precocity does not exist in the collection. In this
Although these two sites are in a zone where drought risks for the
region, gtoundnut cultivation under rainfed conditions cari only be
cycle as a whole are the same, risk distribution at Bambep also
considered, as now, if a high risk of ni1 pod production is accepted,
involved the different phases of trop development, whercas at
thereby favouring fodder production characteristics for this trop.
Diourbel, drought risks were high during flowering and ni1 during
fruiting.
Assessment of drought risks during the cycle.
In this region, the high variability of the drought periods Will
therefore make it necessary to develop highly versatile material,
For each of the varietal types studied (early, semi-late and late),
through simultaneous improvement of agronomical and physiolo-
the risks of drought occurring were assessed in accordance with the
gical drought avoidance and tolerance characters, SO as to favour
stage of development reached by the trop. For this analysis, a
yield stability. Given that the ideal cycle lengths are already found in
drought indicator is installed during each development phase 5 days
available varielies, the aim Will be to combine in the same material
after the start of stress (TSAT < 0.7), i.e. at the moment gas
the agricultural performance of the early to late varieties alreddy
exchangea witbin the plant are assumed to be nil.
cxtended with the physiological characters that enable them to
In vies of the low ULRS in the extreme northern region, the
enhance their ability to react to drought.
analysis was mainly carried out for locations within the Northern
and Central zones defined above (Table 1).
CONCLUSION
In the northern zone, agricultural drought cannot be explained by
thc varieties’ unadapted cycle length alone; there is also a high
The integration of agro-bioclimatological progress with a few
probability of Idrought risk during the cycle. Nonetheless, it should
physiological concepts in this study provided a clearer picture of
bc noted that drought risk characterization in this region was
drought based solely on rainfall observations.
carried out by simulating the development of extended varieties,
This analysis revealed the existence of substantidl variation in the
whose cy:le length proved to be too long. As cari be seen for
way drought occurs in the Senegalese groundnut basin, bot11 as
Rdmbey, Kaoliack and Nioro, where development of the different
regards the useful length of the growing season and the frequency
varietal types was simulated, increased precocity should not only
with which drought periods occur during the growing cycle. It was
lead to better groundnut adaptation to the region’s ULRS, but also
subsequently possible to determine the primary selection objectives
lower drought risks during the cycle.
to be met in an attempt to improvc productivity in this species.
For this region, the improvement programme Will have to be
Nonetheless, annual and spatial heterogeneity in the different types
divided into 2 phases :
of drought encountered indicated that these objectives need to be
I - A selection phase intended to increase precocity combined with
more clearly specified, by completing the analysis with a detailed
good productivity potential.
description of drought effects on the crop’s final production accor-
2 - A claracterization
phase for the material obtained, SO as to
ding to the stage of development reached by the plant when drought
assess its ability to adapt to the region with tools such as the
occurs. Knowledge of the plant’s susceptibility to water shortage
simulatioii modcl used. ‘The results of this analysis Will be used to
depending on the stage of development it has reached should also
determine whether reducing cycle length Will be suflïcient to adapt
make it possible to classify the different forms of drought obscrved
the trop t3 the drought conditions in the region, or whether it Will
and the different forms of adaptation to be sought in order of
be necess;.ry to continue the search for early varieties also having
importance.
physiological drought adaptation characters.
These two levels of analysis are essential steps in sctting up
The analysis is different for the Central Zone, since the varieties
improvement programmes to adapt the species grown in the Sahel
available .irc wcll adapted to the ‘estimated ULRS. This means a
zone to drought. Along with the methods described above, they
gencral rebluction in the risks of drought occurring during the cycle
offer the advantage of incorporating into coherent diagnostic tools
compared to those observed in the Northern Zone.
certain data which are often scarce and whose integration make it
In this zone, the probability of seeing drought in two of the crop’s
casier to ask the right questions and determine the objectives to be
devclopmcnt phase.5 the same year was 12 % for the period consi-
reached in this type of programme.
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