UNIVERSITE DE DROIT, D'ECONOMIE ET DES SCIENCES
(AIX - MARSEILLE III)
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES DE SAINT-JEROME
TI-IESE
présentée par
"'
Bernard BACYE
pour obtenir le diplôme de Docteur en Sciences
de l'Université de Droit, d'Economie et des Sciences
d'Aix-Marseille
Spécialité:
Physiologie, Biologie des organismes et des populations
Option: Agronomie
INFLUENCE DES SYSTEMES DE CULTURE SUR L'EVOLUTION DU
STATUT ORGANIQUE ET MINERAL DES SOLS FERRUGINEUX ET
HYDROMORPHES DE LA ZONE SOUDANO-SAHELIENNE
(PROVINCE DU YATENGA, BURKINA FASO)
soutenue le 02 Juillet 1993 devant le jury composé de :
MM. R. NEGRE
Professeur,
Faculté
des
Sciences
de
Saint-Jérôme,
Président
G.AUBERT
Maître de Conférences, Faculté des Sciences de Saint-
Jérôme
M. BOUNIAS
Professeur, Faculté des Sciences d'Avignon, RapporteuV/
R. MOREAU
Directeur de Recherche, ORSTOM de Montpellier
J.P . PELTIER
Maître de Conférences, Faculté des Sciences de Gren,oble,
Rapporteur
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C. FELLER
Directeur de Recherche, ORSTOM de Montpellier,

---

A la mémoire de mon père, Bagora Emmanuel, décédé le
14 Mai 1968, au moment où j'entrais à l'école.
A la mémoire de mes oncles, Nékilma Vincent de Paul et
Bavour Jean-Baptiste, décédés pendant mon séjour en
France.

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3
AVANT PROPOS
Avant de présenter les résultats de ce travail, je tiens à remercier les nombreuses
personnes qui, au Burkina Faso comme en France, ont contribué à sa réalisation.
Monsieur Robert NEGRE, Professeur à la Faculté des Sciences de Saint-Jérôme, a
autorisé mon inscription en thèse. Ses nombreux conseils et suggestions ont été d'un
concours inestimable dans la réalisation de ce travail. Malgré ses nombreuses
occupations, il a consacré beaucoup de son temps à la lecture du manuscrit. Je lui
exprime ma profonde gratitude.
Monsieur Roland MOREAU, Directeur de Recherche à l'ORSTOM, a assuré
l'encadrement de ce travail. Ses visites sur le terrain et ses nombreux conseils pendant
l'interprétation et la mise en forme des résultats, ont été déterminants dans
l'aboutissement de ce travail. Il m'a également donné des outils de reflexion et d'analyse
pour l'étude des sols cultivés, qui me serviront aussi dans l'avenir. Je lui suis très
reconnaissant.
Monsieur Christian FELLER, Directeur de Recherche à l'ORSTOM, s'est intéressé à
mon travail et a accepté de faire partie du jury. Ses critiques et conseils ont apporté plus
de clarté et de précision à ce mémoire. Qu'il trouve ici toute ma reconnaissance.
Mes remerciements vont également à Messieurs Michel BOUNIAS, Professeur à la
Faculté des Sciences d'Avignon et Jean Paul PELTIER, Maître de Conférences à la
Faculté des Sciences de Grenoble, qui ont accepté de juger ce travail.
Je remercie Monsieur Guy AUBERT, Maître de Conférences à la Faculté des Sciences
de Saint-Jérôme, qui, malgré ses nombreuses occupations, a relu mon manuscrit et
accepté de faire partie du jury.
Monsieur Paul de BOISSEZON m'a beaucoup aidé lors de l'élaboration des protocoles
d'études. Il m'a également apporté de nombreux conseils pour l'interprétation des
données, en particulier sur la dynamique de la matière organique et de l'azote minéral.
Je le remercie du fond du coeur.

---

4
Je remercie également Monsieur Jean François VIZIER, Responsable du Laboratoire
d'étude du Comportement des Sols Cultivés, pour avoir relu certains chapitres du
mémoire et pour ses différentes suggestions lors de la prépartion de l'exposé oral.
Je suis redevable à Madame Evelyne GAVINELLI qui a effectué le dosage de carbone
organique et à Monsieur Joël FARDOUX qui m'a beaucoup aidé non seulement pour
l'étude de la minéralisation de l'azote mais aussi pour le montage de certains graphiques
du mémoire.
J'exprime ma reconnaIssance à Messieurs Marc VIENNOT, Georges de NONI,
Georges-Henri SALA pour leurs suggestions lors de la préparation de l'exposé oral,
Eric ROOSE, Marc PANSU, Jean Claude TALINEAU, Philippe de BLIC et Mme
Christine LARRE-LARROUY, pour les encouragements qu'ils m'ont apportés tout au
long de ce travail.
Pendant mon travail de terrain au Burkina Faso, plusieurs personnes m'ont apporté une
aide précieuse. Je leur exprime toute ma gratitude.
Mes remerciements vont particulièrement à :
- Monsieur Georges SERPANTIE, pour m'avoir accepté au sein de l'équipe travaillant
dans le "Programme Bidi" et pour ses nombreux conseils et critiques qui m'ont beaucoup
aidé, en particulier dans la conduite des études au champ.
- Monsieur Jean Marie LAMACHERE qui a mis à ma disposition toute la logistique
ayant permis la réalisation du travail de terrain.
- Monsieur Noumbié SOURABIE, Directeur Général du BUNASOLS, qui m'accepté
dans son service et a beaucoup contribué à la recherche de moyens matériels qui ont été
déterminants dans la réalisation du travail de terrain.
- Messieurs Lamoudia THIOMBIANO, pour ses multiples conseils et suggestions,
Tidiani PARE, Moussa SAWADOGO et Victor BOMBIRI du Laboratoire d'analyses
du BUNASOLS, pour leur collaboration.
- Monsieur Prosper ZOMBRE, Maître Assistant à l'Université de Ouagadougou, pour
ses nombreux conseils et pour m'avoir permis d'effectuer les tests de minéralisation du
carbone dans son laboratoire.

---

5
- Monsieur Michel SEDOGO, Directeur Général du CNRST et Responsable du
Laboratoire d'Agropédologie de l'INERA, qui m'a donné de précieux conseils, en
particulier pour le fractionnement granulométrique de la matière organique.
- Monsieur Alfred TRAORE, Recteur de l'Université de Ouagadougou et Responsable
du Laboratoire de Biotechnologie, qui m'a autorisé à effectuer certains dosages d'azote
total dans son laboratoire.
Je voudrais remercier également tout le personnel du Centre ORSTOM de
Ouagadougou ainsi que le personnel du BUNASOLS, pour le chaleureux accueil qu'ils
m'ont reservé.
Je dis également un grand merci à tous mes collègues et amis au Centre ORSTOM de
Montpellier pour leur soutien quotidien: Mathurin Yves DJONDO, Cyrille DOSSA,.
Luc SIGHA-NKAMDJOU, Fouad DAAF, Issa SIDIBE, Pierre KENGNE, Komi
ASSEGBETE. Je n'oublierai pas ceux qui sont déjà partis de l'ORSTOM, Narcisse
DJEGUI, Jean de Dieu NZILA, Fujio NAGUMO, José Luis GONZALEZ-BARRIOS
et Valérie TAUVIN.
J'associe à ces remerciements, toute ma famille et particulièrement, mon frère aîné
Zilma François qui a su me motiver tout au long de mes études, Pascaline et notre fils
Jean François Régis qui ont accepté de supporter mon absence prolongée.

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6
RESUME
L'influence des systèmes de culture pratiqués au nord du Burkina Faso, a été
étudiée en comparant les niveaux organique et minéral du sol sous différentes parcelles.
Les sols concernés sont un sol ferrugineux peu lessivé en mi-pente, un sol ferrugineux
lessivés en bas de pente et un sol hydromorphe peu humifère à pseudogley de bas-fond.
Par rapport à une jachère de 15 ans (mi-pente) ou à une forêt galerie dégradée
(bas-fond), les systèmes de culture continue sans restitution organique entraînent, une
baisse du niveau organique (40 à 50 %) et minéral (22 à 56 %) de la couche 0-10 cm.
Inversement, dans les systèmes de culture pratiquant la fumure organique (bas de
pente), il Ya une augmentation du niveau organique et minéral de la couche 0-10 cm,
proportionnellement au régime des restitutions. La pratique de parcage du bétail s'avère
très efficace: les teneurs en carbone organique et azote totaux augmentent de 50 %,
celles en bases échangeables et phosphore total sont mutipliées par 2 et le pH monte de
plus d'une unité.
Les teneurs en azote minéral au cours du cycle cultural dépendent du niveau
organique des sols. Mais le sens d'évolution des teneurs en azote minéral suit,
indépendamment des systèmes de culture, quatre phases bien distinctes montrant un
décalage entre la période où les teneurs sont élevées et le moment où les besoins azotés
des plantes sont grands.
L'apport de la poudrette de fumier et de paille de mil permet, malgré une vitesse
de décomposition très rapide mais variable en fonction du type de sol (0,033 à 0,052 %
jjour pour un sol sableux de mi-pente contre 0,015 à 0,019 % jjour pour un sol argilo-
limoneux de bas-fond), une augmentation des stocks de matière organique. Un
accroissement des teneurs en azote minéral du sol est observé dès la première saison
avec une arrière-effet bien marqué.
Pour cette zone, l'amélioration de la fertilité des sols passe par une gestion de la
matière organique entre l'agriculture et l'élevage avec une utilisation différenciée de
l'espace.
Mots clés : sol ferrugineux, sol hydromorphe, statuts organique et minéral, azote
minéral, systèmes de culture, zone soudano-sahélienne, Burkina Faso.

---

7
ABSTRACT
The objective of this study was to compare the organic et inorganic levels
encountered in two ferruginous slope soils (mid-slope ; foot slope) and an hydromorphic
swallow soil, aIl brought under cultivation in Northern part of Burkina Faso.
The organic and inorganic levels observed in cultivated soils - where no organic
amendments were applied - represented 40 to 50 % and 22 to 56 %, respectively, of
those of soils under fallow or swallow soils under gallery forest.
On the opposite, the organic and mineraI levels increased with the rates of
organic applications.
During the cultivation period, the inorganic nitrogen contents varied according to
the organic matter level of the soil ; but, independently of the cultivation systems, these
evolved in four separate stages, with a lag in between the period when the highest
contents could be observed and the important introgen requirements of the plants.
Soil fertility can be improved by the appropriate management of organic matter
through farming and cattle breeding.
Key words:
Ferruginous soils - hydromophic soils - organic and inorganic status - inorganic nitrogen
- cropping systems - Burkina Faso.

---

INTRODUCTION GENERALE

---

8
Le problème du maintien de la fertilité des sols se pose toujours lors de la mise
en culture des terres agricoles. Traditionnellement, c'est le système cultural basé sur la
rotation culture/jachère de longue durée qui permettait de répondre à cette
préoccupation. Ainsi, le sol était cultivé pendant un certain temps (3 à 5 ans) avant
d'être abandonné pendant une période suffisamment longue pour restaurer sa fertilité.
La pérennité d'une telle agriculture suppose, bien entendu, une grande disponibilité de
terres cultivables. Or en zone soudano-sahélienne, les contraintes d'ordre climatique,
socio-économique et démographique, ont entraîné une forte pression sur les terres au
cours des trois dernières décennies.
Le Burkina Faso appartient à cette zone avec une population qui croît au taux
annuel moyen de 3 % et avec plus de 80 % de cette population vivant des activités
agricoles. Ce qui entraîne des besoins en terres de plus en plus élevés. La FAO (1986)
estime qu'environ 10 % de la superficie totale du territoire, soit 2,8 millions d'hectares,
sont cultivés chaque année. Mais c'est surtout au nord du pays où la pluviosité est plus
faible et où l'agriculture et l'élevage se côtoient sans vraiment s'intégrer, que la pression
sur les terres et la végétation est très forte. C'est le cas de la province du Yatenga où les
besoins en terres agricoles sont tels que la pratique de la jachère devient problématique
(FAO, 1975)
Dans la province Yatenga, MARCHAL (1977 et 1983), BILLAZ et DIAWARA
(1983) et SERPANTIE et al. (1988) montrent que la faible disponibilité des terres
associée aux contraintes climatiques, a entraîné de profondes modifications dans le
système cultural traditionnel. Les grands traits de ces modifications sont:
- la mise en place de systèmes de culture permanents, très souvent sans fumure;
- l'extension de l'espace cultivé à des terres marginales très sensibles à l'érosion
hydrique et éolienne;
- l'installation de la culture continue de sorgho dans les bas-fonds autrefois cultivés en
coton ou réservés au pâturage;
- l'exportation quasi générale des résidus de récoltes pour les besoins de chauffage
domestique ou pour l'affouragement de saison sèche;
- l'adoption, cependant dans quelques exploitations, de pratiques culturales
améliorantes (fumure organique de plus en plus étendue aux champs éloignés des
habitations, travail du sol, lutte antiérosive, etc...)
Dans cette nouvelle dynamique, la rotation culture/jachère de longue durée
est de moins en moins pratiquée. Ce qui montre la nécessité de mettre en place d'autres
modes de gestion des sols. Les nouveaux systèmes de culture devraient assurer une
certaine sécurité alimentaire des populations tout en protégeant les sols contre la
dégradation physique, chimique et biologique (PIERI, 1985 et 1989, ROOSE, 1984 et

---

9
1986). Une bonne connaissance des comportements des sols vis-à-vis des techniques
culturales et des systèmes de culture s'avère indispensable. Ceci est d'autant plus
nécessaire que la fertilité originelle de la plupart des sols est relativement faible
(BOULET, 1968) : faibles teneurs en matière organique, faibles teneurs en bases
échangeables, carence en phosphore, faible capacité de rétention en eau.
Dans la zone étudiée, de nombreux travaux de recherche basés sur la gestion
de la matière organique (résidus de récolte et fumier) et des engrais minéraux associés
ou non au labour dans différentes rotations culturales, sont effectués depuis une
trentaine d'années. Ils ont permis de mettre en évidence des possibilités de maintien
et/ou d'amélioration de la fertilité des sols dans des systèmes de culture semi-intensifs
ou intensifs (BOYER, 1970 ; CHARREAU, 1972 ; CHARREAU et NICOU, 1971 ;
PICHOT et al., 1974 ; GANRY et al., 1979 et 1983 ; SEDOGO, 1981 ; PIERI, 1989 et
SOME, 1989).
Mais pour des raisons socio-économiques et/ou techniques, l'agriculture
paysanne est encore différente de celle pratiquée en station de recherche. Et l'influence
des systèmes de culture paysans (ou des pratiques culturales) sur les transformations des
caractéristiques des sols, reste insuffisamment connue. La plupart des travaux entrepris
dans ce sens ont surtout étudié l'effet de la durée de mise en culture sur l'évolution des
sols (FAUCK et al, 1969 ; SIBAND, 1972 et 1974, FELLER et MILLEVILLE, 1977,
PALLO, 1982). Ces auteurs montrent que, par rapport au sol resté sous végétation
naturelle, la culture continue entraîne une baisse des paramètres de fertilité (diminution
des teneurs en matière organique, du pH, du pouvoir minéralisateur et de la stabilité
structurale et un appauvrissement du complexe adsorbant). Plus de la moitié de cette
baisse, surtout en ce qui concerne les paramètres chimiques, a lieu pendant les 3 à 5
premières années de mise en culture. Mais très peu de travaux (SEDOGO, 1981) ont
comparé différents systèmes de culture paysans entre eux.
Par ailleurs les agrosystèmes paysans utilisent peu ou pas d'engrais minéraux.
C'est la matière organique du sol qui doit assurer les réserves en éléments nutritifs.
Dans la région, cette fonction centrale de la matière organique comme indicateur
d'évolution et comme facteur de fertilité physique et chimique, est confirmée par
plusieurs travaux dont BOYER (1970), PICHOT (1975) et PIERI (1989) font la
synthèse. SEDOGO (1981) a observé, dans une zone à forte pression démographique,
une baisse de la fertilité chimique des sols au fur et à mesure que l'on s'éloigne des
habitations. Ce gradient décroissant de fertilité est attribué aux modes de gestion des
résidus organiques. Le rôle de la matière organique semble être bien connu des paysans
qui pratiquent de plus en plus la fumure organique. Mais l'entretien ou l'amélioration
du niveau organique du sol nécessite une bonne connaissance des processus de
minéralisation de la matière organique en relation avec les conditions pédoclimatiques.

---

10
L'étude de l'influence des systèmes de culture sur les caractéristiques des sols et
de la dynamique de la matière organique et de l'azote minéral dans les conditions
pédoclimatiques de la région de Bidi au nord-ouest du Yatenga, abordée dans ce travail,
s'inscrit dans ce contexte avec pour objectifs:
- d'analyser les modifications des caractéristiques des sols dans les principaux
agrosystèmes considérés;
- d'étudier au cours de la saison de culture l'influence de ces modifications sur la
dynamique de l'azote minéral;
- d'étudier les effets des apports organiques sur la dynamique à court terme de la
matière organique et de l'azote minéral du sol.
Cette étude s'intègre dans un programme pluridisciplinaire entrepris par
l'ORSTOM depuis 1983 dans le but de mieux comprendre les contraintes physiques et
biologiques au développement agricole de la région de Bidi.
L'approche
retenue
aSSOCIe
des
méthodes
d'enquête,
de
suivi
et
d'expérimentation au champ et au laboratoire.
Le mémoire, qui suit l'ordre du travail effectué, comporte quatre parties.
La première partie est consacrée à la description des sols et des systèmes de
culture qui leur sont associés après une présentation préalable des milieux physique et
humain. Trois types de sols correspondant à trois situations topographiques (sol
ferrugineux peu lessivé sableux en mi-pente, sol ferrugineux lessivé sablo-argileux à
argilo-sableux en bas de pente et sol hydromorphe peu humifère à pseudogley argilo-
limoneux de bas-fond) et huit systèmes de culture différents ont été retenus.
La
deuxième
partie
du
travail
porte
sur
la
caractérisation
de
l'état
morphologique, physique, chimique et biologique des sols soumis aux différents
systèmes de culture.
La troisième partie est consacrée à l'évolution saisonnière de l'azote minéral au
cours de la saison des pluies.
La quatrième partie porte sur l'étude expérimentale de la dynamique de la
matière organique et de l'azote minéral dans les conditions pédoclimatiques de mi-
pente (sol sableux drainé) et de bas-fond (sol argilo-limoneux mal drainé) avec et sans
apport de poudrette de fumier et de paille de mil.
Une synthèse des résultats obtenus à plusieurs niveaux d'études (parcelles,
expérimentation in situ et en laboratoire), permet de tirer des enseignements et
recommandations concernant les problèmes d'évolution et d'entretien de la fertilité des
sols dans les agrosystèmes étudiés.

---

Première partie :
CONDITIONS DU MILIEU ET CARACTERISTIQUES
DES SITUATIONS ETUDIEES

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11
INTRODUCTION DE LA PREMIERE PARTIE
MOREL (1989) décrit le sol comme un système compartimentaI entretenant de
multiples transferts , entre ses principaux compartiments d'une part et avec le milieu
extérieur d'autre part. Ces transferts, de caractère physique, chimique et biologique,
sont à l'origine de l'évolution du sol.
Parmi les éléments du milieu extérieur, la végétation, le climat local et les
activités humaines joueraient un rôle déterminant dans l'évolution des sols cultivés.
L'état physique, chimique et biologique d'un sol, à un moment donné, résulte de l'action
combinée des différents facteurs et conditions du milieu (GREENLAND, 1964 ;
SANCHEZ, 1976). Aussi est-il nécessaire, dans toute étude qui cherche à comprendre
le comportement d'un sol par rapport à un facteur précis, de bien connaitre le contexte
général du milieu.
C'est l'objectif de cette première partie du mémoire qui se propose, dans un
premier chapitre de caractériser le milieu concerné tant du point de vue du climat, du
relief, des sols et de la végétation que des activités agricoles. Dans un second chapitre,
seront présentées en détail les caractéristiques des sols et des systèmes de culture
étudiés.

---

12
CHAPITRE 1
PRESENTATION DU MILIEU
La présente étude a été conduite à proximité du village de Bidi (13°55' de
latitude et 2°40' de longitude) situé à 50 km au nord-ouest de Ouahigouya dans la
province du Yatenga au Burkina Faso (fig.1.1). La zone concernée qui s'étend sur 400
km2 environ, fait l'objet d'un programme d'études pluridisciplinaires entrepris par
l'ORSTOM depuis 1983. On dispose donc, depuis cette date, de données générales
locales concernant le climat, le relief, les sols, la végétation et les activités humaines.
Après avoir caractérisé la région de Bidi par rapport au climat général du
Burkina Faso, ce chapitre présentera ces données.
I.CLlMAT
Le climat général du Burkina Faso est caractérisé, au cours de l'année, par deux
saisons bien contrastées: une saison de pluies de 4 à 6 mois (mai/juin à octobre) et une
saison sèche de 6 à 8 mois consécutifs (novembre à avril/mai). Le territoire comporte
trois grandes zones climatiques (PALLIER cité par SOME, 1989) comme le montre la
figure 1.2 : suivant les isohyètes moyennes annuelles, on distingue du nord vers le sud,
une zone sahélienne au nord de l'isohyète 650 mm, une zone nord-soudanienne
comprise entre 650 et 1000 mm et une zone sud-soudanienne au-dessus de 1000 mm. La
province du Yatenga appartient à la zone de climat nord-soudanien avec une
pluviométrie annuelle comprise entre 600 et 750 mm. La saison sèche dure de 7 à 8
mois. Le Yatenga même peut être divisé en plusieurs zones de pluviométrie croissante
du nord vers le sud (DUGUE, 1989). Par exemple, entre 1983 et 1991, Ouahigouya et
Bidi plus au nord (fig. 1.1), ont enregistré respectivement 528 et 445 mm de pluie en
moyenne.
Depuis plus de trois décennies, on observe une forte diminution, de 100 à 200
mm, de la pluviosité de chaque zone.
1.1. Précipitations et évapotranspiration
Le tableau 1.1. regroupe le total pluviométrique mensuel et annuel enregistré
entre 1983 et 1991 à BIDI. La pluviométrie accuse des variations importantes d'une
année à l'autre (205,4 à 604,8 mm) autour d'une moyenne de 445 mm.

---

13
BURKINA FASO
PROVINCE DU YATENGA
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Figure 1.1 : Localisation de la zone d'étude
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Figure 1.2 : Les Zones climatiques du BURKINA FASO

---

14
La saison pluvieuse est marquée par une mauvaise répartition des pluies dans le
temps. Des périodes sèches, de 5 à 15 jours consécutifs sans pluies, peuvent se produire
jusqu'à 6 fois en moyenne par saison (tableau.I.2). Ces périodes sont plus nombreuses et
plus longues en début Uuin) et en fin (septembre) de saison pluvieuse. Les mois de
juillet et d'août sont les plus pluvieux comme le montre le diagramme ombrothermique
(fig.I.3). De 1983 à 1991, la dernière décade de juillet et la première décade d'août ont
été les plus humides selon les relevés météorologiques non reproduits ici.
Tableau I.1 : Pluviométrie mensuelle (en mm) à Bidi de 1983 à 1991.
Années
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Total
annuel
1983
28,9
54,3
140,0
90,0
102,5
0,0
415,7
1984
12,5
32,8
95,7
73,5
25,9
9,9
250,4
1985
5,0
24,3
108,4
152,5
36,5
3,5
330,2
1986
20,0
52,8
165,4
142,3
112,2
21,3
514,0
1987
0,5
38,2
116,3
90,1
168,8
4,5
418,1
1988
39,6
31,1
102,0
327,5
41,3
10,6
548,1
1989
0,8
46,5
144,8
287,5
43,4
29,3
552,3
1990
25,1
28,2
174,1
53,1
60,4
28,5
372,9
1991
34,5
75,3
200,6
222,4
67,3
0,0
604,8
Moyenne
18,5
42,6
138,6
159,9
73,1
12,0
445,2

---

15
Figure 1.3 : Diagramme ombrothermique à BIDI
(moyennes de 1983 à 1991)
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90
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-
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E
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0
(/)
- - x - - Pluviométrie
. - - .+ ... Température
Figure 104: Températures dècadaires à BIDI
(moyennes de 1983 à 1991)
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o
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Maximales -€-
Minimales -+- Moyennes
l
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Temps en décades

---

16
Tableau 1.2 : Nombre de périodes sèches de plus de 5 jours consécutifs sans pluies.
Entre 0 le nombre de jours de la période sèche la plus longue.
Années
Juin
Juillet
Août
Septembre
Total
1983
3 (10)
0
2 (8)
2 (5)
7
1984
2 (15)
1 (5)
3 (6)
1 (6)
7
1985
3 (12)
2 (6)
1 (5)
2 (12)
8
1986
3 (8)
1 (9)
1 (5)
1 (6)
6
1987
1 (7)
2 (11)
1 (5)
0
4
1988
3 (14)
1 (7)
0
3 (10)
7
1989
4 (10)
1 (7)
1 (7)
2 (14)
8
1990
2 (15)
0
2 (9)
2 (10)
6
1991
2 (6)
1 (7)
0
2 (12)
5
Moyenne
2,5 (11)
0,9(6)
1,22 (5)
1,67 (9)
6,44 (8)
Chaque année, plus de la moitié des pluies ne dépasse pas 10 mm. Cependant
l'intensité des pluies peut atteindre 60 à 120 mm/h surtout en début de saison.
La demande évaporative (ETP Penman) annuelle atteint en moyenne 1900 mm
avec un maximum (200 mm) en mai et juin (début de saison de pluies) et un minimum
en janvier (130 mm).
1.2. Températures
La figure lA présente les températures moyennes décadaires enregistrées sous
abri entre 1983 et 1991.
Au cours de l'année, les températures maximales varient de 30 à 41°C et les
minimales de 14 à 34 oc. La moyenne est comprise entre 14 et 34 oc. Les mois d'avril et
de mai qui correspondent à l'arrivée des premières pluies de la saison pluvieuse, sont les
plus chauds. BERNHARD-REVERSAT (1977) a observé au Sénégal, que pendant
cette période, la température peut atteindre 50 oC dans les 10 premiers centimètres du
sol. Par contre, la période allant de décembre à février présente les plus faibles
températures.

---

17
1.3. Vents
Le climat se caractérise par deux vents dominants: en saison sèche (novembre à
avril) souffle l'harmattan (vent sec) de l'Est; la saison pluvieuse est dominée par les
vents humides de mousson soufflant du Sud-ouest et de l'Ouest.
D'une façon générale les vitesses moyennes des vents sont assez faibles. Elles
varient entre 2 et 5 m.s- 1 (CASENAVE ET VALENTIN, 1988 et SOME, 1989). Les
plus fortes valeurs, enregistrées pendant le mois de juin ou de juillet (début de saison
des pluies), jouent un rôle important dans l'érosion éolienne. Par contre, octobre et
novembre qui correspondent à la fin de la saison sont plus calmes.
1.4. Conclusion
La faible pluviosité et la mauvaise répartition des pluies au cours de la saison
pluvieuse, ont pour conséquence la réduction de la production végétale naturelle ou
cultivée (GREENLAND, 1958 ; CHARREAU, 1972 ; SANCHEZ, 1976 et DALAL et
al., 1986). En outre, les fortes températures d'une part et l'alternance de conditions
humides et sèches d'autre part, constituent des facteurs favorables aux processus de
minéralisation
de
la
matière
organique
des
sols
(MOUREAUX,
1968
DOMMERGUES et MANGENOT, 1970 ; BACHELIER, 1973 et BERNHARD-
REVERSAT, 1977).
En début de saison des pluies, la violence des vents et l'intensité des
précipitations sont des facteurs d'érosion éolienne et hydrique.
MARCHAL (1977 et 1983) montre que ces caractéristiques pluviométriques
entraînent aussi des modifications des pratiques culturales. En effet les paysans
augmentent chaque année les superficies emblavées afin d'accroitre les chances de
récolte.
2. GEOLOGIE ET GEOMORPHOLOGIE
La géologie de la région de Bidi correspond à un domaine granitique limité au
sud-ouest par des formations vulcano-sédimentaires constituées de roches vertes et de
schistes et au nord-ouest par des schistes birrimiens. Des formations dunaires anciennes
étirées d'est en ouest, occupent également cette région (BOULET, 1968 et GUILLET,
1992).

---

18
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Sites d'étude
o
Figure 1.5 : Carte géomorphologique de la région de BIDI (D'après GUILLET, 1992)
GLACIS
CUIRASSE INFERIEURE
GLACIS
(surface
(sommet d'interfluve)
(surface
fonctionnelle)
fonction.nelle)
Butte témoin de la
cuirasse supérieure
l ;-
-,.
~-=\\-lii;f~-~~'ïi';"-~-";;'.~:~.~.~,;;.;;li;:~~ IY-
Figure 1.6
Coupe schématique du modélé en région granitique (D'après BOULET,
1968)

---

19
Lors des périodes chaudes et humides qui se sont succédées depuis l'ère tertiaire,
il y a eu plusieurs phases de cuirassement. Les cuirasses, plus ou moins démantelées,
s'organisent en plusieurs niveaux qui constituent l'armature du relief (figure 1.5).
D'après BOULET (1968), en zone granitique, le modelé est constitué généralement par
une succession de cuirasses(figure 1.6) :
- cuirasse supérieure (1) démantelée ne subsistant plus que localement sous
forme de buttes témoins au sommet des interfluves actuels;
- cuirasse inférieure (II) qui occupe le haut des interfluves en formant de vastes
plateaux peu ondulés;
- glacis (III) en continuité de pente avec la cuirasse inférieure dans laquelle ils
sont entaillés. Les glacis correspondent à une surface fonctionnelle soumise aux agents
pédogénétiques et peuvent porter des sols profonds. En bas des glacis, sont creusés les
axes de drainage des eaux (IV) .
Dans la région étudiée, des dépôts éoliens ont ennoyé les versants. SERPANTIE
et al. (1991) y décrivent 4 facettes du paysage. Sur une toposéquence, de 1 à 2 % de
pente, ils distinguent d'amont en aval, les sommets des interfluves (II) où peuvent
subsister des buttes cuirassées (1), les hauts et les bas versants (III) et les bas-fonds (IV).
La végétation et les sols s'organisent en fonction de ces unités du paysage.
3. VEGETATION
La région de Bidi appartient au secteur phytogéographique subsahélien où
interfèrent
une végétation sahélienne et des espèces
ubiquistes
soudaniennes
(GUINKO, 1985). SERPANTIE et al. (1991) montrent que la végétation se répartit
selon les différentes unités du paysage qu'ils distinguent.
Aux sommets des interfluves et aux hauts versants, correspondent des steppes
herbeuses et des fourrés de Combrétacées et de Pterocarpus lucens.
La végétation des bas versants présente les caractéristiques d'une savane
arbustive à Combretacées, Guiera et à Piliostigma.
Les bas-fonds sont occupés par une savane boisée de type soudanienne. Les
principales espèces sont : Adansonia digitata, Butyrospennum paradoxum subsp parkii,
Lannea microcarpa, Parkia biglobosa et Tamarindus indica.
Dans son ensemble, cette végétation subit le double effet de la sécheresse et de
la pression humaine. Une comparaison de photographies aériennes montre que la
végétation dense qui représentait, en 1952, 67 % de la superficie boisée, ne couvre plus
que 22 % en 1984 (SERPANTIE et al., 1988 et 1991).

---

20
4. SOLS
Les différentes unités de sols s'organisent en fonction du modelé et constituent
des toposéquences biens définies.
Sur les sommets des interfluves et les hauts de versants, on trouve, associés aux
cuirasses ferrugineuses, des sols gravillonnaires : lithosols et sols peu évolués d'érosion.
Ce sont des sols peu épais où la cuirasse affleure par endroit.
Sur les bas de versants, on passe des sols ferrugineux tropicaux peu lessivés,
sableux et bien drainés à mi-pente à des sols ferrugineux tropicaux lessivés à pseudogley
de profondeur (à drainage réduit) en bas de pente. Ce sont des sols profonds (2 à 4 m),
à texture sableuse à sablo-argileuse.
Plus en aval, dans les bas-fonds, les sols hydromorphes à pseudogley sont
développés sur des matériaux colluvio-alluviaux. De texture argilo-limono-sableuse à
argileuse, ils sont profonds.
s. MILIEU HUMAIN ET ACTIVITES AGRICOLES.
La population actuelle de Bidi compte environ 3500 habitants composés de
Rimaibés (captifs peuls affranchis) qui sont les autochtones, de Mossi et de Peuls.
MERSADIER (1988) montre que cette population est restée à peu près stable depuis
1960.
La région fut d'abord une zone d'élevage peul transumant avant que l'agriculture
ne vienne s'implanter avec l'arrivée des paysans mossi au début du 20 ème siècle
(SERPANTIE et al., 1988). A partir de ce moment, les populations, à subsistance
agropastorale, ont utilisé les ressources du terroir de façon complémentaire ; les
sommets des interfluves et les hauts de versants servent de parcours alors que les bas de
versants et les bas-fonds sont cultivés. Ce type d'utilisation se perpétue de nos jours.
S.l. Système d'élevage
En 1984 le troupeau représentait 0,3 UBT (unité bétail tropical) par habitant.
Depuis cette date, le cheptel, composé de bovins, d'ovins et de caprins, s'est accru; le
cheptel caprin, en particulier, a été multiplié par 3 entre 1984 et 1987.
L'élevage est de type sédentaire. Pendant la saison des pluies, les animaux sont
gardés et se déplacent dans des couloirs jusqu'au lieu de pâture. En saison sèche. par
contre, les petits ruminants (caprins et ovins) sont laissés en divagation dans une auréole
de 2 km environ autour des habitations. Il s'en suit une très forte pression sur ce qui
reste comme végétation dans cette zone.

---

21
Les résidus de récoltes sont exportés des champs pour assurer l'affouragement
pendant les périodes chaudes. Cette pratique d'exportation des résidus végétaux qui
concerne surtout les champs de village et des bas-fonds, s'étend de plus en plus à tout le
terroir avec la facilité offerte par le transport à traction animale.
5.2. Système cultural
A l'instar du reste du Yatenga, le système cultural est consommateur d'espace
(MARCHAL, 1977 et 1983; BILLAZ et DIAWARA, 1983; SERPANTIE et al., 1988 et
DUGUE, 1989). SERPANTIE et al. (1991) montrent qu'entre 1952 et 1984, la
superficie cultivée est passée de 14 à 34 % de la superficie cultivable. Alors que pendant
cette période la population est restée à peu près stable. En fait la surface cultivée par
habitant a presque triplé (de 0,3 à 0,8 ha).
5.2.1. Cultures et successions culturales
Le nord du Yatenga se caractérise par un faible éventail de cultures en raison des
contraintes pédo-climatiques. Le mil (Pennisetum typhoides), plante rustique, est la
principale culture. Le sorgho (Sorghum bieolor) vient ensuite mais reste limité
uniquement au bas-fond où il a remplacé le coton. Secondairement l'arachide (Araehis
hipogea) et les pois de terre (Voandzea subterrina) sont cultivés.
D'une façon générale, le mil et le sorgho sont en monoculture plus ou moins
continue. Le niébé (Vïgna indieulata) leur est quelques fois associé. La jachère, de plus
en plus rare surtout dans le domaine habité, est souvent de courte durée. A l'écart des
zones habitées, elle peut durer de 10 à 15 ans.
5.2.2. Pratiques culturales
L'agriculture
paysanne
comporte
généralement
les
opérations
culturales
suivantes : préparation des champs à l'approche des pluies ; semis dès les premières
pluies; façons culturales constituées essentiellement de deux ou trois sarclages manuels
et enfin la récolte. Dans les champs de case où on apporte de la poudrette de fumier,
celle-ci est déposée en petits tas avant d'être incorporée au sol lors du premier sarclage.
L'apparition de la culture attelée et la sécheresse des deux dernières décennies, ont
entrainé de profonds changements dans les pratiques culturales.

---

22
5.2.2.1. Préparation du sol
Pour une première année de mise en culture, la préparation du sol commence
par le défrichement manuel de la savane. Seuls les arbres sont épargnés. La végétation
abattue est mise en andains qui sont brûlés à l'approche de la saison des pluies.
L'enlèvement des résidus de végétaux (souches notamment) et de rejets d'arbustes, suivi
ou non du brûlis, constitue par contre, le mode de préparation des parcelles déjà en
culture.
Le semis vient après cette opération de nettoyage dès les premières pluies. Mais
dans certaines exploitations, il est précédé par un travail du sol qui consiste en un labour
réalisé par une charrue attelée à traction animale après les premières pluies. Le sol est
ameubli et retourné sur les 10 à 15 premiers centimètres. Cette pratique concerne
uniquement les sols de versant
Pour lutter contre l'érosion, les ruissellements, et favoriser l'infiltration, certains
paysans aménagent les sols de versant pendant la saison sèche en construisant des
diguettes antiérosives suivant les courbes de niveaux.
5.2.2.2. Fumure
La fumure est essentiellement organique et concerne uniquement les champs de
versants.
Dans l'aire des habitations, les champs sont généralement fumés avec des déchets
organiques de qualité et de composition très variables. Ils sont généralement composés
de déjections de petits ruminants, de fientes de volaille, de balayures et de déchets de
cuisines. Leur disponibilité est relativement limitée si bien que les apports sont faits par
portions de terrain une année sur deux ou trois.
Dans certains cas, de plus en plus rares à cause de la sécheresse, il existe des
contrats de fumure entre agriculteur et éleveur pendant la saison sèche. Le bétail est
gardé la nuit sur les champs à fumer où les résidus de récolte sont laissés sur place. Dans
ces conditions, les apports organiques composés de fécès et de résidus végétaux plus ou
moins déchiquetés, peuvent être importants (MILLEVILLE, 1982).
Dans les zones plus éloignées des habitations, la fumure n'est généralement pas
pratiquée. Mais pour les exploitations disposant de moyens de transport à traction
animale, elle peut concerner tous les champs.

---

23
5.2.2.3. Façons culturales
Deux à trois sarclages constituent l'essentiel des façons culturales. Le sarclage
consiste en un grattage manuel de la surface (les 5 à 10 premiers cm) du sol à l'aide
d'une houe (ou daba). Il a pour but non seulement de détruire les adventices mais aussi
d'ameublir la couche superficielle, qui a tendance à former des croûtes, afin de faciliter
l'infiltration (CASENAVE et VALENTIN, 1988).
En conclusion, on retiendra que la quantité et la qualité des pratiques culturales,
qu'il s'agisse de la préparation du sol, de la fumure ou des travaux d'entretien,
décroissent au fur et à mesure que l'on s'éloigne des habitations. Par ailleurs, il n'y a pas
de calendrier cultural bien établi. Ce sont les premières et les dernières averses qui
déterminent les temps de travaux et les dates sont très variables d'une année à l'autre.
5.2.3. Systèmes de culture
Un système de culture est défini "pour une surface de te"ain traitée de manière
homogène, par les cultures avec leur ordre de succession et les itinéraires techniques"
(SEBILLOTfE, 1982).
Dans le milieu étudié, on reconnaît deux grands groupes de systèmes de culture
basés chacun sur une monoculture : les systèmes de culture de versant et ceux de bas-
fond où les plantes cultivées sont respectivement le mil et le sorgho. Sur les versants, les
systèmes de culture se distinguent par la présence ou l'absence de la fumure organique,
du labour et de la rotation culture/jachère. Par contre, dans les bas-fonds où la culture
se fait sans labour ni fumure organique, c'est la rotation culture/jachère qui constitue le
principal critère de différenciation.
6. CONCLUSION
Le milieu physique se caractérise par:
- un climat chaud et sec avec une pluviométrie, très variable d'une année à l'autre
et irrégulièrement répartie à l'intérieur d'une même année;
- un modelé faiblement ondulé dont les unités de paysage s'organisent le long
d'une pente de 1 à 3 % ;
- des sols de plus en plus profonds et riches en éléments fins portant, avant
défrichement, une végétation de plus en plus arborée, d'amont en aval
des
toposéquences.

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24
L'agriculture et l'élevage sont les principales activités d'une population aux
pratiques agricoles consommatrices d'espace. L'utilisation des ressources naturelles est
faite selon ces deux activités.
Le chapitre suivant présentera les caractères des principaux types de sols
correspondant à chacune des trois situations d'étude et ceux des principaux systèmes de
culture qui y sont pratiqués.

---

25
CHAPITRE II
CARACTERISTIQUES DES SITUATIONS ETUDIEES
L'étude porte sur les trois types de situations topographiques dont les principaux
sols, décrits au paragraphe 1 du présent chapitre, sont: un sol ferrugineux tropical peu
lessivé sur sables éoliens en mi-pente (MP) ; un sol ferrugineux tropical lessivé à
hydromorphie de profondeur en bas de pente (HP) et un sol hydromorphe à pseudogley
sur matériau colluvio-alluvial dans le bas-fond (HF). A ces trois catégories de sols, sont
associés différents types de végétation et de systèmes de culture dont les caractéristiques
sont également présentés dans ce chapitre (paragraphe 2).
1. CARACTERISTIQUES DES SOLS ETUDIES
1.1. Sol ferrugineux tropical peu lessivé sur sables éoliens de mi-pente (MP)
La pente est de 1 % environ. Les caractères morphologiques et physico-
chimiques d'un profil sous jachère arbustive sont décrits ci-après.
1.1.1. Caractéres morphologiques
La surface du sol est couverte à 40 % environ par une strate arbustive sous
laquelle se trouve un tapis herbacé qui engendre une sorte de mulch recouvrant plus de
50 % du sol. Le sol est observé à l'état sec.
0- la cm: AlI
Couleur jaune rougeâtre (7.5YR 6/6). Texture sableuse fine.
Structure massive à tendance litée. Cohésion faible. Porosité
intersticielle fine importante, présence de pores tubulaires (0,1 à 2
mm de diamètre) discontinus. Racines fines très abondantes.
Limite irrégulière mais distincte.

---

26
10 - 50 cm : A12
Brun foncé (lOYR 4/4) plus clair vers le bas. Texture sableuse
fine. Structure massive à tendance prismatique large avec des
débits à face mamelonnée. Cohésion moyenne à faible. La
porosité d'ensemble est voisine de la précédente mais la porosité
tubulaire est plus grossière, plus importante et souvent continue.
Racines abondantes (de quelques dixièmes de mm à 5 mm de
diamètre). Limite irrégulière mais distincte.
50 - 80 cm : A/B
Couleur brun clair (7.5YR 5/6) à brun foncé (7.5YR 4/6).
Texture sableuse fine à sablo-argileuse avec présence de sable
grossier. Structure assez mal développée à tendance prismatique
(les éléments structuraux ont 7 à 10 cm d'epaisseur). Cohésion
faible à moyenne. La porosité d'ensemble est voisine de la
précédente mais la porosité tubulaire est plus grossière, plus
importante et souvent continue. Racines abondantes (de quelques
dixièmes de mm à 5 mm de diamètre). Limite irrégulière peu
distincte.
80 -120 cm: B
Rouge jaunâtre (5YR 5/8). Texture sableuse à sablo-argileuse,
encore plus grossière que précédemment. Présence de graviers
ferrugineux.
Structure
assez
mal
développée
à
tendance
prismatique (les éléments structuraux ont 7 à 10 cm d'epaisseur).
Cohésion faible à moyenne. La porosité est semblable mais
inférieure à celle de l'horizon sus-jacent. Les racines aussi sont
moins nombreuses mais plus grosses (0,2 à 1 cm de diamètre).
1.1.2. Caractères analytiques
Les données sont regroupées dans le tableau II.1.
Dans tout le profil, les teneurs en sable sont supérieures à 70 % avec une
prédominance des sables fins surtout dans l'horizon de surface. La fraction argileuse
augmente progressivement de 5,8 % en surface à 18,5 % en profondeur. L'analyse

---

27
minéralogique montre que cette fraction est essentiellement constituée de kaolinite et
quartz. Les teneurs en limons par contre, sont peu variables (6,4 à Il,7).
Le sol est pauvre en carbone organique et en azote totaux. Les teneurs en
carbone organique total varient entre 0,42 et 0,22 % contre 0,38 et 0,23 %0 pour l'azote
total
Le complexe adsorbant se caractérise par une faible capacité d'échange
cationique (3,76 à 2,01 cmol.kg-1) et une somme des cations échangeables dont le Ca2+
constitue plus de 50 %, également faible (2,11 à 1,55 cmol.kg-1) ; il est peu à
moyennement désaturé (60 à 80 %). Le pH eau diminue avec la profondeur (6,0 à 5,5)
mais reste moyennement acide dans l'ensemble du profil. Les teneurs en phosphore sont
faibles ; le P205 assimilable varie de 10 mg/kg de sol en surface à 6,5 mg/kg de sol en
profondeur.
Tableau lU : Caractères analytiques du sol ferrugineux tropical peu lessivé sur dépôts sableux éoliens
(profù sous jachère arbustive)
Profondeur en cm
Caractères physiques et
0-10
10-50
50-80
80-120
chimiques
Argile (%)
5,8
7,8
14,5
18,5
Limon fin (%)
4,2
4,3
1,5
1,5
Limon grossier %
2,1
7,4
4,9
5,5
Sable fin (%)
64,3
48,1
45,7
44,9
Sable grossier %
23,6
32,5
33,3
29,8
C organique total (%)
0,42
0,35
0,22
N total (%0)
0,38
0,26
0,23
C/N
11,1
13,5
9,6
Ca2 + (cmoI.kg- 1)
1,27
0,94
1,23
1,24
M g2+ (cmoI.k[l)
0,56
0,43
0,74
0,69
K + (cmoI.kg- )
0,26
0,18
0,13
0,13
Somme des bases
échangeables S (cmoI.kg- 1)
2,09
1,55
2,11
2,06
Capacité d'échange
cationique CEC (cmoI.kg- 1)
3,0
2,21
2,67
3,43
Taux de saturation
V = 1ooS/CEC (%)
70
70
79
60
pH eau
6,0
5,8
5,7
5,5
P205 total (mg/kg de sol)
180
200
260
P205 Assimilable DABIN
(mg/kg de sol)
10,1
10,1
6,5

---

28
1.1.3. Conclusion
Il s'agit donc d'un sol ferrugineux modal dont la texture sableuse à la partie
supérieure, s'enrichit progressivement en argile avec la profondeur. Il est pauvre en
matière organique et en phosphore, à faible capacité d'échange moyennement à bien
saturée. La profondeur, limitée par un niveau cuirassé, varie de 50 cm à plus de 2 m de
l'amont vers l'aval.
1.2. Sol ferrugineux tropical lessivé de bas de pente (HP)
Le sol de bas de versant se trouve sur une pente moyenne de 1,5 %. Les
caractères morphologiques, physiques et chimiques d'un profil sous jachère herbacée de
5 ans sont décrits ci-après.
1.2.1. Caractères morphologiques
La surface du sol est recouverte à plus de 50 % par un tapis herbacé avec
quelques arbustes. Le sol est décrit à l'état sec.
0-10 cm: Al
Couleur brun jaunâtre (lOYR 5/4). Texture sablo-argileuse.
Structure fragmentaire nette polyédrique subangulaire ; éléments
structuraux de 2 à 5 cm. Cohésion faible. Porosité importante,
constituée d'une porosité "mie de pain" très fine et d'une porosité
tubulaire continue de 1 à 3 mm de diamètre. Activité biologique
développée (oeufs et cadavres d'insectes, termites). Horizon à
chevelu racinaire dense. Limite irrégulière mais distincte.
10 - 35 cm : A2:
Couleur brun jaunâtre (lOYR 5/4) en sec. Texture sablo-
argileuse. Structure massive peu fissurée à tendance prismatique.
Cohésion moyenne à forte. Porosité importante, constituée d'une
porosité "mie de pain" très fine et d'une porosité tubulaire
continue de 1 à 3 mm de diamètre. Activité biologique très
développée (oeufs d'insectes, termites). Nombreuses racines de
quelques dixièmes de mm à 2 mm de diamètre (en majorité des
racines ligneuses). Limite irrégulière mais distincte.

---

29
35 - 65 cm : B1:
Couleur jaune rougeâtre (7.5YR 6/6). Texture argilo-sableuse.
Structure massive à fragmentaire peu nette. Cohésion moyenne à
faible. Porosité importante, constituée d'une porosité "mie de
pain" très fine et d'une porosité tubulaire continue de 1 à 3 mm de
diamètre. Activité biologique développée comme précédemment.
Nombreuses racines de quelques dixièmes de mm à 2 mm de
diamètre (en majorité des racines ligneuses), plus abondantes que
dans l'horizon sus-jacent. Limite irrégulière mais distincte.
65 - 110 cm B2(g)
couleur jaune rougeâtre (7.5YR 7/8) à sec. Présence de taches
rouille et jaunâtres, et de concrétions ferro-manganiques, plus
abondantes surtout vers la profondeur (40 % environ de
l'horizon).
Texture
argilo-sableuse
avec
du
sable
grossier.
Structure massive.
1.2.2. Caractères analytiques
Le profil de texture (tableau II.2) montre une prédominance de la fraction
sableuse qui atteint 67 % dans l'horizon A (0-35 cm) et 50 à 55 % dans l'horizon B (35-
110 cm). L'argile présente, dans les deux horizons respectifs, à 12,0 % et 37 %, est
constituée principalement de kaolinite. Les teneurs en limon varient de 20 % dans les 65
premiers centimètres à 13,7 % en profondeur.
Le sol est pauvre en matière organique. Les teneurs en carbone organique total
diminuent de 0,30 en surface à 0,20 % en profondeur. Celles de l'azote total varient
dans le même sens de 0,33 à 0,25 %0.
La capacité d'échange cationique, est faible et augmente avec la profondeur. Elle
passe de 2,47 cmoI.kg- l à 5,86 cmoI.kg- l dans l'horizon B. La somme des bases
échangeables dont le Ca2 + représente plus de la moitié, est également faible et
augmente de 2,58 cmoI.kg- l en surface à 3,81 cmoI.kg- l en profondeur. Les taux de
saturation sont moyens à forts.
Le pH est faiblement acide (6,2) en surface à moyennement acide en profondeur
(5,5).

---

30
1.2.3. Conclusion
La différenciation du profil en horizon A lessivé de texture sablo-argileuse et en
horizon B argilo-sableux avec des traces d'hydromorphie en profondeur et l'activité
faunique (termites) très développée constituent les caractères marquants de ce sol. C'est
un sol ferrugineux tropical lessivé hydromorphe, pauvre en matière organique et en
phosphore, à faible capacité d'échange moyennement à fortement saturée.
Tableau II.2 : Caractères analytiques du sol ferrugineux tropical lessivé de bas de pente (profil sous jachère
herbacée de 5 ans).
Profondeur en cm
Caractères physiques et
0-10
10-35
35-65
65-110
chimiques
Argile (%)
12,0
20,9
35,0
36,5
Limonfm (%)
10,0
15,9
14,0
7,3
Limon grossier %
10,7
9,8
9,9
6,4
Sable fm (%)
46,7
37,0
28,3
33,3
Sable grossier %
20,6
16,4
12,8
16,5
C organique total (%)
0,30
0,34
0,22
N total (%0)
0,33
0,31
0,20
C/N
9,1
11,0
11,0
Ca2 + (cmol.kg-1)
1,08
0,97
1,26
2,32
Mg2 + (cmol.k[1)
0,35
0,72
0,92
1,40
K + (cmol.kg- )
0,31
0,20
0,20
0,09
Somme des bases
échangeables S (cmol.kg- 1)
1,74
1,89
2,38
3,81
Capacité d'échange
cationique CEC (cmol.kg-1)
2,47
3,15
4,53
5,86
Taux de saturation
v= 100.S/CEC (%)
70
60
53
65
pH eau
6,2
5,5
5,4
5,8
P205 total (mg/kg de sol)
230
270
290
P205 Assimilable DABIN
(mg/kg de sol)
9,0
8,5
4,5

---

31
1.3. Sol hydromorphe à pseudogley sur matériau colluvio-alluvial de bas-fond
(HF).
Le sol est situé dans la partie centrale du bas-fond à pente longitudinale
inférieure à 1 %. Un profil décrit sous forêt galerie dégradée, à l'état sec, présente les
caractéristiques ci-après.
1.3.1. Caractères morphologiques
La surface du sol est recouverte, à 20 % environ, de débris végétaux (brindilles,
morceaux de tiges et de bois etc...) tombés des arbres ou déposés par les eaux
d'inondation temporaire.
0- 10 cm: Al
Brun jaunâtre (lOYR 5/6). Texture
limono-argilo-sableuse.
Structure massive à tendance litée ; on note cependant la
présence, par endroits, de petits agrégats de 0,5 à 3 mm. Porosité
d'ensemble très importante constituée d'une porosité vesiculaire
"mie de pain" et d'une porosité tubulaire à nombreux pores de 1
mm à 2 cm de diamètre. Racines assez nombreuses. Présence de
débris organiques mal décomposés. Activité biologique très
développée
(insectes
morts,
termites).
Limite
nette
mais
irrégulière.
10 - 35 cm : A1g
Brun jaunâtre (lOYR 5/4). Présence de taches rouille. Texture
argilo-sableuse. Structure polyédrique subangulaire développée.
Eléments structuraux de 2 à 5 cm d'épaisseur. Cohésion moyenne
à faible. Porosité très importante avec une porosité vésiculaire
plus faible que celle de l'horizon précédent. Très nombreuses
racines de 1 à 3 mm de diamètre et quelques racines de 0,5 à 1 cm
de diamètre. Présence de débris végétaux plus ou moins
décomposés. Activité biologique très développée. Limite régulière
mais distincte.

---

32
35 - 65 cm : BIg
Couleur hétérogène, brun pâle (10YR 6/3) dominant, à brun
jaunâtre clair (lOYR 5/4). Taches rouille de plus en plus
abondantes avec la profondeur. Texture argilo-sableuse. Structure
polyédrique moyennement développée; éléments structuraux de 5
à 7cm d'épaisseur. Cohésion moyenne à forte. Porosité moyenne.
Activité biologique développée. Nombreuses racines de 1 à 3 mm
de diamètre et quelques racines de 0,5 à 1 cm de diamètre. Limite
distincte mais irrégulière.
65 - 120 cm : B2g
Brun jaunâtre (lOYR 5/6). Texture argilo-sableuse. Présence de
concrétions ferrugineuses et de taches noirâtres et rouille, plus
abondantes
vers
la
base.
Structure
massive
à
tendance
polyédrique mal développée. Cohésion forte. Porosité moyenne à
forte. Peu de racines. Activité biologique moderée.
1.3.2. Caractères analytiques
Les données sont regroupées dans le tableau II.3.
L'analyse granulométrique montre que les teneurs en argile, limon et sable, ne
présentent pas de très grandes différences d'un horizon à l'autre. Mais les taux de sable
grossier augmentent avec la profondeur: ils passent de 0,74 % en surface à 23,4 %.

---

33
Tableau 11.3 : Caractéristiques analytiques du sol hydromorphe peu humifère à pseudogley sur matériaux
colluvio-alluviaux de bas-fond (profil sous forêt galerie dégradée)
Profondeur en cm
Caractères physiques et
0-10
10-35
35-65
65-120
chimiques
Argile (%)
22,3
21,5
30,5
27,3
Limon fin (%)
22,6
14,0
17,5
11,0
Limon grossier %
11,5
11,1
11,0
10,4
Sable fin (%)
43,0
40,4
28,9
28,0
Sable grossier %
0,7
13,0
12,0
23,4
C organique total (%)
1,45
1,25
0,84
N total (%0)
1,20
1,01
0,70
C/N
13,1
12,4
12,0
Ca2 + (cmol.kg- 1)
3,28
2,68
2,26
1,85
Mg2+ (cmol.k[l)
1,33
1,56
1,16
0,83
K + (cmol.kg- )
0,53
0,30
0,29
0,12
Somme des bases
échangeables S (cmol.kg-1)
5,12
4,54
3,71
2,80
Capacité d'échange
cationique CEC (cmol.kg-1)
6,83
6,22
5,46
4,86
Taux de saturation
v= 100.S/CEC (%)
55
73
68
58
pH eau
6,3
6,2
6,0
5,5
P205 total (mg/kg de sol)
570
730
480
P205 Assimilable DABIN
(mg/kg de sol)
35,5
44,0
26,0
Le profil est moyennement riche en matière organique. Les teneurs en carbone
organique total diminuent assez rapidement de lAS % en surface à 0,84 % dans
l'horizon 3S-6S cm. Celles de l'azote total vont de 1,20 à 0,70 %0. Le C/N
correspondant varie entre 13,1 et 12.
Le complexe adsorbant se caractérise par un faible capacité d'échange cationique
qui diminue avec la profondeur (6,83 à 4,86 cmol.kg- 1). La somme des bases
échangeables, également faible varie dans le même sens (S,12 à 2,80 cmol.kg- 1). Le taux
de saturation est fort à moyen. Le pH est moyennement acide (6,0 à S,S). Les teneurs en
phosphore, également faibles, montrent un ventre dans l'horizon 10-3S cm (730 et 44
mg/kg respectivement pour P20S total et P20S assimilable).

---

34
1.3.3. Conclusion
Le sol se caractérise par sa texture argilo-limoneuse à argilo-limono-sableuse et
par l'apparition des taches d'oxydo-réduction dès les 10 premiers centimètres. Il s'agit
d'un sol hydromorphe à pseudogley sur matériau colluvio-alluvial, moyennement riche
en matière organique, à faible capacité d'échange moyennement à fortement saturée.
1.4. Conclusion
Les caractéristiques des trois sols étudiés sont résumées sur la figure ILL
Sur le plan morphologique, ils se distinguent par la couleur, la texture et les
marques d'oxydo-réduction reflétant les conditions de drainage. Le sol de mi-pente, bien
drainant, a une texture sableuse en surface à sablo-argileuse en profondeur avec une
couleur allant du brun plus ou moins clair au rouge jaunâtre. Celui du bas-fond, par
contre, de couleur brun jaunâtre, a une texture argilo-limono-sableuse à argilo-
limoneuse avec des traces d'hydromorphie dès les 10 premiers cm. Le sol de bas de
pente, brun jaunâtre à brun rougeâtre, présente dans ses 35 premiers centimètres, des
caractéristiques texturales proches de celles du sol de mi-pente alors que pour ses
horizons sous-jacents, il se rapproche plus du sol de bas-fond avec des traces
d'hydromorphie à partir de 65 cm de profondeur.
Sur le plan chimique, la capacité d'échange cationique, les bases échangeables et
les teneurs en phosphore total augmentent du sol de mi-pente à celui de bas-fond. Le
pH est assez comparable dans les trois sols. Les teneurs en carbone organique et azote
totaux sont également nettement plus élevées dans le sol de bas-fond que dans les sols
de versant; le sol de mi-pente a des teneurs supérieures à celles du sol de bas de pente.

---

35
figure Il.1 Résumé des caractéristiques des trois sols étudiés
Caractéristiques
SOL DE MI·PENTE
SOL DE BAS DE PENTE
SOL DE BAS-FOI\\'D
Morphologiques
lul.l.I'I~"rc
1DYR6/J
.........
•
10VR Sol4
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..
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et
Azote total
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(en 0/00)
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Somme des bases
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Limon (en SC)
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---

36
2. CARACTERISTIQUES DES SYSTEMES DE CULTURE ETUDIES.
2.1. Systèmes de culture sur sol de mi-pente (MP)
Le terrain étudié est situé à 3 km environ des habitations. Il est par conséquent
travaillé selon les systèmes de culture de brousse caractérisés par l'instauration d'une
jachère après 10 à 15 années de culture de mil. Trois situations comprenant deux
parcelles en culture continue de mil et une parcelle sous jachère arbustive, ont été
choisies. Les deux parcelles cultivées, de 0,6 ha chacune, appartiennent à un dispositif
expérimental mis en place depuis 1984 (SERPANTIE et al., 1988) pour étudier les effets
de l'aménagement antiérosif et des systèmes de culture avec labour, sur les rendements
du mil et sur les caractéristiques hydrodynamiques du sol.
Le système MPI est pris en condition non cultivée. Il s'agit d'une jachère de plus
de 15 ans. Le sol est recouvert presqu'à 40 % par une végétation arbustive de 2,5 m de
haut en moyenne composée de quelques Piliostigma reticulatum et Combretum nigricans
au milieu des Guiera senegalensis. Les pieds des arbustes sont assez dégagés permettant
ainsi le développement d'un tapis herbacé qui recouvre de manière assez homogène
plus de 50 % le sol. Les espèces les plus rencontrées sont: Schoenfeldia gracilis,
Brachiaria disticophyla, Andropogon pseudapricus, Bo"erea radiata, Zomia glochidiata,
Cenchrus biflorus et Echinochloa colona. L'herbe morte constitue une sorte de mulch de
quelques millimètres d'épaisseur à la surface du sol.
Le système de culture MP2 correspond à la parcelle témoin de l'essai
agronomique. Elle ne comporte pas d'aménagement antiérosif et est cultivée en mil
chaque année depuis 6 ans, sans labour mais avec un apport de 25 kg/ha d'engrais NPK
(15-20-15) au cours d'un premier sarclage. Un second sarclage est réalisé pendant la
phase d'épiaison.
Le système de culture MP3 correspond à une parcelle aménagée comportant des
diguettes antiérosives isohypses en cordons pierreux. Cet aménagement permet de
réduire le ruissellement et donc d'augmenter l'infiltration de 40 % par rapport au
témoin (SERPANTIE et LAMACHERE, 1988). En plus des traitements appliqués à la
parcelle précédente, elle est labourée chaque année à la charrue à traction animale.
Dans les deux situations cultivées, les résidus de récolte restent sur les parcelles à
la merci des animaux pendant la saison sèche. A l'approche de la saison des pluies, les
gros morceaux de tiges et les souches sont enlevés au cours du nettoyage précédant le
semis ou le labour.

---

37
2.2. Systèmes de culture sur le sol de Bas de Pente (BP)
Le terrain se trouve dans l'aire habitée. De ce fait, la permanence des cultures
depuis l'installation du village, constitue un des caractères majeurs par rapport aux
champs plus éloignés (MARCHAL, 1983). A cela, s'ajoute la pratique de la fumure
organique et les travaux aratoires dont la quantité et la qualité décroissent avec
l'éloignement du village. La jachère existe mais elle est de très courte durée et est
fréquemment en partie reprise pour des cultures secondaires ou sert de parcours. Trois
systèmes de culture ont été retenus.
Le système de culture BPI correspond à une jeune jachère de 5 à 6 ans qui vient
après une culture continue de mil de plus de 15 ans sans labour ni fumure. La végétation
est à dominante herbacée à laquelle s'ajoute une strate arbustive composée de
Piliostigma reticulatum, Guiera senegalensis. Les espèces herbacées sont Schoenfeldia
gracilis, Andropogon pseudapricus, Bo"erea radiata, Zomia gloclzidiata, Cenchrus biflorus,
Echinochloa colona et Brachiaria ramosa.
Le système de culture BP2 se caractérise par une culture continue de mil depuis
plus de 40 ans. Le niébé (Vigna indiculata) y est parfois associé. Il est caractéristique du
système cultural traditionnel de concession (MARCHAL, 1983) avec une fumure
organique une année sur deux ou trois. Cette dernière, composée de fumier de petits
ruminants, de fientes de volaille et de déchets de cuisine, est incorporée au sol lors du
premier sarclage. Les travaux d'entretien consistent en deux ou trois sarclages manuels.
Le système de culture BP3 correspond à une culture de mil poursuivie depuis
plus de 40 ans, associé parfois au niébé. Ces 15 dernières années les techniques
culturales ont été modifiées d'une part par un important apport annuel de résidus de
récolte et de fumier (déjection du bétail gardé sur le champ pendant la saison sèche) et
d'autre part par un labour à la charrue à traction animale avant les semis.
MILLEVILLE (1982) estime que la quantité de fumier apportée par un tel parcage de
troupeaux peut atteindre 10 tonnes de matière sèche/ha/an. Trois ou quatre sarclages
sont réalisés entre le semis et la récolte. Ce système représente un exemple de culture
intensive réalisable dans la région.
2.3. Systèmes de culture sur sol de Bas-Fond (BF).
La pratique de la culture continue de sorgho dans les bas-fonds date d'une
trentaine d'années. Le système cultural se caractérise essentiellement par la rotation
culture/jachère. Aussi avons nous retenu un couple de parcelles cultivée et non cultivée.

---

38
La parcelle RFt est sous végétation arborée et arbustive . Les arbres dont la
taille varie entre 15 et 25 m de haut sont des Adansonia digitata, et des Mitragyna
inermis. Pour la strate arbustive, la hauteur moyenne est de 4 m et les espèces sont
Combretum nigricans (les plus nombreux), Piliostigma reticulatum, Acacia pennata et
Diospiros mespiliformis. Le tapis herbacé est pratiquement inexistant. La végétation
ligneuse recouvant l'ensemble de la surface, représente les derniers vestiges d'une forêt
galerie dégradée, dans la région. De mémoire d'homme cette parcelle n'avait jamais été
cultivée. La surface du sol est, par contre, recouverte à 20 % environ, de débris végétaux
mal décomposés (brindilles, morceaux de tiges et bois, etc... ), tombés des arbres ou
déposés par les eaux d'inondation.
Le système de culture BF2 correspond à une parcelle cultivée en sorgho depuis
plus de 30 ans sans fumure ni labour. L'exécution des opérations de sarclages (1 à 2 par
saison de culture) est souvent médiocre et très hétérogène. Ceci se traduit par
l'omniprésence de l'herbe en certains endroits.
2.4. Critères du choix des systèmes de culture.
La durée de la mise en culture est l'un des principaux facteurs qui déterminent
les effets des systèmes de culture (FAUCK et al., 1969 ; BOYER, 1970 ; SIBAND, 1972
et 1977 ; FELLER et MILLEVILLE, 1977 ; LADD et al., 1986 et BOIFFIN et al., 1989).
Une enquête préliminaire a permis de ne retenir que les situations pour lesquelles on
dispose de suffisamment de renseignements, en particulier sur les principales opérations
culturales qui se sont succédées durant les dix dernières années au moins.
De plus, pour pouvoir comparer les différents systèmes de culture sur un même
site, il fallait s'assurer que les sols présentent des caractéristiques semblables. La texture
et le développement du profil sur les 100 premiers centimètres ont été utilisés comme
critères d'appréciation. La distance entre les différentes parcelles étudiées, dans chaque
situation, est inférieure à 100 m.
2.5. Conclusion
Les principales caractéristiques des différents systèmes de culture sont résumées
dans le tableau lIA.

---

39
Tableau lIA: Caractéristiques des systèmes de culture étudiés
Pratiques
Ml-PENTE
BAS DE PENTE
BAS-FOND
cu/tura/es
Jachère
MPI : Jachère arbustive
BPI: Jachère herbacée
BFl : Forêt galerie dégradée
ou
de plus de 15 ans.
de 5 à 6 ans.
Savane
Sans Labour
MP2: Culture continue
Bf2 : Culture de sorgho
de mil pendant 6 ans
depuis plus de 30 ans avec,
sans
avec apport annuel de
au cours des 10 dernières
25 kg de t'PK / ha dans une
années, exportation des résidus
Fumure organique
parcelle non aménagée.
de récolte.
Sans Labour
BP2 : Culture de mil
depuis plus de 40 ans
avec
avec léger apport
de fumier (une fois
Fumure organique
tous les 2 à 3 ans)
MP3 : Culture continue
de mil pendant 6 ans
Labour
avec aepart annuel
de 25 gde NPK / ha
sans
et labour annuel
avant semis dans une
Fumure organique
parcelle aménagée avec
des diguettes anti-
érosives.
BP3: Culture de mil
Labour
depuis plus de 40 ans
et, depuis au moins 15 ans,
avec
apport annuel de
fumier et résidus de
Fumure organique
récolte avec labour
annuel

---

40
Les situations sous culture se distinguent par la pratique ou non du labour et/ou
de la fumure organique. Elles peuvent être regroupées en trois catégories en fonction du
degré d'intensification : les systèmes MP2 et BF2 n'utilisant ni labour ni fumure
organique sont des systèmes de culture manuels à faible intensification; le système BP3,
qui combine travail du sol avant le semis et forte fumure organique, peut être considéré
comme un système cultural intensifié (PIERI, 1989) ; les autres, utilisant plus ou moins
la fumure organique (BP2) ou combinant une faible fumure minérale et le travail du sol
(MP3), sont intermédiaires.
Les caractéristiques des jachères sont fonction de l'intensité d'exploitation du
milieu : les bas-fonds dont la mise en culture permanente est relativement récente
(SERPANTIE, 1988), comportent encore de vieilles jachères arborées (BFl) ; dans les
terrains éloignés de l'aire des habitations, on rencontre encore des jachères arbustives et
herbacées ayant en moyenne 10 ans (MPl) ; enfin, dans le domaine habité, la jachère
est rare et, quand elle existe, la végétation a du mal à s'installer à cause de la pression
humaine et animale (BPI).
L'étude de l'influence de la mise en culture sur l'évolution des sols se fait
habituellement en comparant leurs caractéristiques sous culture avec celles des sols sous
végétation naturelle (FAUCK et al., 1969 ; SIBAND, 1972 ; SOURABIE, 1979 ;
PALLO, 1982 ; MOREAU, 1984 ; DJEGUI, 1992). La présence de tels témoins est
assez rare dans cette zone où la végétation subit à la fois, les contraintes climatiques et
la pression humaine ; mais nous pouvons, dans chacune des trois situations
topographiques, comparer les effets des différents systèmes choisis pour un même type
de sol.

---

Deuxième partie
MODIFICATIONS DES CARACTERES DES SOLS
PAR LES SYSTEMES DE CULTURE

---

41
INTRODUCTION DE LA DEUXIEME PARTIE
Les cultures et surtout les pratiques culturales provoquent de profondes
modifications des caractéristiques des sols. Certaines de ces modifications sont fugaces
et réversibles, relevant des variations saisonnières (FAUCK et al., 1969) alors que
d'autres, dues aux effets cumulatifs des systèmes de culture, affectent d'une façon
permanente ce que SEBILLOTŒ et al. (1989) appellent "les mémoires des sols". Il est
question ici de cette dernière catégorie de modifications qui concernent les caractères
aussi bien morphologiques, physiques, chimiques que biologiques. L'évolution est
appréciée à un moment donné, par une comparaison des caractères d'un même type de
sol soumis à différentes conditions de culture (FAUCK et al., 1969 ; SIBAND, 1972 et
SEBILLOTŒ,1987).
L'objectif de cette partie est donc de caractériser l'état morphologique, physique,
chimique et biologique des sols des 8 situations étudiées. Puis, pour chaque sol, une
analyse comparative des résultats obtenus permettra d'apprécier l'influence des
systèmes de culture sur les modifications de ses caractéristiques.
La caractérisation des sols est réalisée à partir de la description de terrain, de
déterminations analytiques de laboratoire et de tests de minéralisation de matière
organique. Un fractionnement physique est utilisé pour étudier la matière organique
(carbone organique et azote totaux) dans différentes fractions granulométriques des
sols.
Cette partie comporte trois chapitres.
Le chapitre III est consacré à l'étude des modifications morphologiques,
physiques et chimiques des sols sur les 60 premiers centimètres en fonction des systèmes
de culture. Les chapitres IV et V traitent respectivement de l'influence des systèmes de
culture sur la matière organique (carbone organique et azote totaux) des fractions
granulométriques et sur le pouvoir minéralisateur de l'horizon 0-10 cm des sols.

---

42
CHAPITRE III
INFLUENCE DES SYSTEMES DE CULTURE SUR LES CARACTERES
MORPHOLOGIQUES, PHYSIQUES ET CHIMIQUES DES SOLS
1. METHODOLOGIE
1.1 Délimitation d'une parcelle d'étude
Dans chacune des 8 situations, les observations et mesures ont porté sur une
parcelle de 400 m2 environ délimitée de la manière suivante:
- un profil type, établi sur une fosse pédologique de 1 à 1,2 m de profondeur, a
été décrit dans chaque situation ;
- des sondages rapprochés à la tarière ont ensuite permis, par comparaison avec
le profil décrit, la délimitation de la parcelle d'étude, relativement homogène
(microtopographie, texture, couleur et développement du profil).
L'étude des transformations des sols se fait à deux niveaux: dans un premier
temps on analyse les caractères morphologiques par la méthode des profils culturaux
puis des échantillons sont prélevés pour une caractérisation physique et chimique des
différents profils.
1.2. Caractérisation morphologique
La méthode de description est fondée sur celle utilisée habituellement en
agronomie (HENIN et aL, 1969 et De BLIC, 1979) et sur celle, plus spécifique à la
région, mise au point par CASENAVE et VALENTIN (1988) pour l'étude des états de
surface.
Dans chaque situation, 3 profils sont décrits le long d'une diagonale de la parcelle
d'étude. La description qui concerne les 60 premiers centimètres, a consisté à distinguer
différents volumes de sol selon des critères de couleur, de texture, de structure, de
compacité, de porosité et de présence de débris organiques.
1.3. Déterminations analytiques
Après chaque description, des échantillons sont prélevés dans les différents
volumes identifiés pour des déterminations analytiques au laboratoire. Ces dernières

---

43
portent sur : la granulométrie, la matière organique, les bases échangeables et pH, le
phosphore total et phosphore assimilable.
L'analyse granulométique (à 5 fractions) est faite selon la méthode du Sédigraph
(DELAUNE et al., 1991), où les particules (argile et limon) de la fraction inférieure à
50 #Lm, séparée de la fraction grossière par tamisage humide, sont réparties suivant leur
densité mesurée par rayonnement X. La fraction grossière, séchée à 105 oC, est tamisée
pour séparer les sables des limons grossiers.
Le phosphore total et le phosphore assimilable sont respectivement dosés après
attaque à l'acide perchlorique et selon la méthode OLSEN modifiée par DABIN (1967).
La matière organique est caractérisée par ses teneurs en carbone organique et
azote totaux. Le carbone organique total est dosé par voie sèche à l'autoanalyseur CHN
LECO. L'azote total est dosé par méthode KJELDAHL.
Les bases échangeables sont dosées selon la nouvelle norme internationale où
l'extraction des cations se fait par agitation répétée de l'échantillon de sol dans une
solution de BaCIz 0,1 M au pH du sol.
1.4. Conclusion
La caractérisation morphologique, physique et chimique des sols utilise des
méthodes bien connues en Science du Sol. Mais afin de pouvoir mettre en évidence des
différences entre les systèmes de culture, il a fallu adopter un plan d'échantillonnage
approprié qui prenne en compte la variabilité du milieu et l'hétérogénéité des sols. Cela
a commencé, pour chaque sol considéré, avec le choix des situations (chapitre II). Puis,
la prise en compte de la variabilité spatiale au niveau de chaque situation a conduit,
dans un premier temps à la délimitation d'une parcelle relativement homogène (texture
et développement du profil) et dans un second temps, à la multiplication du nombre
d'observations et de déterminations (3 profils culturaux par parcelle).
La situation de référence pour chaque type de sol est la parcelle où il y a eu le
moins d'interventions humaines. Il s'agit de la jachère arbustive de 15 ans (MPl) pour le
sol de mi-pente, de la jachère herbacée de 5 ans (BPI) pour le sol de bas de pente et de
la forêt galerie dégradée (BFl) pour le sol de bas-fond.
Les résultats présentés ci-après sont les moyennes des observations et analyses
faites sur les trois profils culturaux effectués dans chaque parcelle.
i~
J
•
•
"

---

44
2. INFLUENCE SUR LES CARACTERES MORPHOLOGIQUES DES SOLS
2.1. Sol de mi-pente
Sur la profondeur observée
(60 cm), les
modifications
morphologiques
s'observent surtout au niveau de l'horizon A. La figure 111.1 représente les différents
volumes identifiés dans ce dernier pour les trois situations. Leurs principales
caractéristiques sont données dans le tableau 111.1.
Sous jachère arbustive (fig. 111.1.1) l'horizon A est divisé en deux volumes. Un
volume AlI à chevelu racinaire dense, brun clair (7,5YR 6/6), 10 cm d'épaisseur,
structure massive et litée. Le litage semble correspondre à plusieurs phases de dépôts
sableux. Ces dépôts polygéniques (CASENAVE et VALENTIN, 1988) peuvent être
attribués au piégeage, par la végétation, du sable érodé des zones nues. Le volume AlI
est tapissé par une mince croûte d'érosion et/ou de ruissellement (AllC) à structure
litée et constituée par l'alternance de bandes sableuses claires et de pellicules
plasmiques sombres (plus nombreuses). Le volume A12 sous-jacent de couleur brun
jaunâtre, est plus épais (20 cm) et a une structure massive peu fissurée à débit
mamelonné.
Dans les profils sous culture MP2 et MP3, le volume AlI est remplacé par des
volumes travaillés dont les caractéristiques sont fonction du système de culture. Le
volume A12 a les mêmes caractéristiques que celui de la jachère MP1.
Pour le sol cultivé sans labour ni aménagement antiérosif MP2 (fig. 111.1.2), la
couche travaillée est constituée uniquement du volume sarclé ApS de 7 à 10 cm
d'épaisseur. Il a une structure particulaire à motteuse meuble et contient d'abondants
débris végétaux (paille et racines d'adventices). Le volume ApS renferme des volumes
ApC. Le volume ApC représente un ensemble discontinu de deux croûtes: une croûte
de ruissellement et/ou d'érosion ayant des caractéristiques similaires à celles du volume
A11C et une croûte de décantation de structure particuliaire constituée de sable trié.
Dans le sol cultivé avec labour et aménagement antiérosif MP3 (fig. 111.1.3), la
couche travaillée est plus épaisse (10 à 15 cm) et constituée de deux volumes bien
distincts. Un volume ApS de 5 à 7 cm d'épaisseur dont les caractéristiques sont
semblables à celles observées en MP2. Il est associé à des croûtes ApC. Le second
volume ApL correspond à la couche labourée non reprise lors du sarclage; de structure
massive à motteuse à tendance litée, il est assez cohérent et est comparable à ApS pour
les autres caractères. La différence entre MP2 et MP3 porte essentiellement sur
l'existence du volume ApL dont le litage pourrait être attribué aux effets cumulatifs du
labour.

---

45
Figure Hl.I : Volumes structuraux dans l'horizon 0-30 cm des profils culturaux du sol de
mi-pente.
o
AllC
All
10
A12
30
Figure HU.l : Profil sous jachère arbustive et herbacée (MPl)
o
:<>..,;~
" .
.~.
ApS
. ~~.~
-
ApC
10
A12
1\\lllllllllllllljllllllllljlll"III!llllj!IIII!I~11111Illllllllllllllllllllllll\\I\\~\\III\\11
30
Figure 1II.1.2: Profil cultural sous culture continue de mil sans labour
en parcelle non aménagée (MP2)
o
10
30
Figure IlLl.3: Profil cultural sous culture continue de mil avec labour
en parcelle aménagée (MP3)
LEGENDE
AIIC : Croûtes de ruissellement et/ou d'érosion
ApC : Ensemble de croûtes de ruissellement et/ou d'érosion et de croûtes de décantaü
ApS : Volume sarclé
ApL: Volume labouré non sarclé
AlI: Horizon à chevelu racinaire dense
Al2 : Horizon A ne présentant pas de modification morphologique visible

---

46
Tableau III. 1 : Caractéristiques des volumes structuraux des profils culturaux du sol de
mi-pente (MPl, MP2 et MP3)
Volumes
Proportion
Couleur
Structure
Cohésion
Porosité
Abondance des
en%du
Débris organiques
volume
total
{lOres
AllC
4,4
litée
vésiculaires
peu abondants
nombreux
(MP1)
All
21,6
7.5YR 6/6
massive à
faible
pores
chevelu racinaire
tendance litée
tubulaires
dense
(MPl)
assez nombreux
ApS
15,6
7.5YR 5/6
particu laire
meuble
(;ores
assez abondants
à
à
tu ulaires
(MP2IMP)
19,6
motteuse
peu nombreux
3,2
particulaire
pores
peu abondants
ApC
à
à
vésiculaires
3,4
litée
nombreux
(MP2/MP)
massive
faible
pores
assez abondant
ApL
19,1
7.5YR 5/6
à
à
véSiculaires
motte use peu
moyenne
nombreux
(MP3)
nette
massive peu
A12
63,4
7.5YR 5/6
fissurée
faible
(MPlIMP
à
à débit
à
IMP3)
78,0
mammelonné
moyenne

---

47
2.2. Sol de bas de pente
Comme pour le sol précédent, c'est seulement au niveau de l'horizon A que les
effets des systèmes de culture sont les plus marqués. Ce dernier peut être divisé en
plusieurs volumes suivant les différences de structure, de cohésion et de porosité
tubulaire (fig.III.2). Les caractéristiques des différents volumes sont rassemblées dans le
tableau 111.2.
Sous jachère arbustive de 5 ans BPI (fig. 111.2.1), l'horizon A est divisé en trois
volumes. Le volume Al (0-10 cm), à chevelu racinaire dense et de structure polyédrique
subangulaire, contient de nombreux pores tubulaires et est peu cohérent. Le volume
sous-jacent, A2la, de 5 à 8 cm d'épaisseur et de structure massive, est plus foncé et plus
cohérent que Al. Le troisième volume A22 (15-35 cm), est moins cohérent et un peu
plus structuré (structure massive fissurée) que A2la.
Sous culture, le volume Al est remplacé par les volumes travaillés dont les
caractères sont fonction du système de culture. Mais, dans les deux cas, ils sont associés
à des croûtes superficielles ApC.
Sous culture continue avec faible fumure organique sans labour BP2 (fig. 111.2.2),
le volume sarclé ApSf est plus foncé que Al et a une structure motteuse à massive. Il
contient d'assez abondants débris organiques (petits morceaux de paille de mil,
d'adventices et de déjections animales, mal décomposés) et est plus poreux (porosité
tubulaire)
et plus cohérent que Al. Le volume
A2lb présente
les
mêmes
caractéristiques de couleur et de structure que A2la de BPI et en diffère par son
importance (2 fois plus épais), sa porosité tubulaire plus importante et sa cohésion plus
forte. Le volume A22, est comparable à celui de BPI sauf qu'il a une cohésion et une
porosité tubulaire sensiblement plus élevées.
Concernant le profil sous culture continue avec forte fumure et labour annuel
BP3 (fig. 111.2.3), le volume labouré et sarclé ApSLF est plus massif et cohérent et
contient plus de débris organiques et de pores tubulaires que ApSf de BP2. Les autres
volumes A2lc et A22 ont respectivement les mêmes caractères que A21b et A22 de BP2
avec cependant une porosité tubulaire et une cohésion plus élevées que ces derniers.

---

48
Figure Il1.2: Volumes structuraux dans l'horizon 0-35 cm des profils culturaux du sol de
bas de pente.
o
10
A22
35
Figure IrI.2.1 : Profil SOUS jachère herbacée de 5 à 6 ans (BPI)
o
ApSf
10
A21b
A22
35
Figure III.2.2: Profil cultural culture ~otinue de mil avec avec une faible
fumure organque sans labour (BP2)
ApC
o
/
ApSLF
10
35
Figure IlI.2.3 : Profil cultural sous culture continue de mil avec labour et
forle fumure organique (BP3)
LEGENDE
ApC: Ensemble de croûtes de ruissellement et/ou d'érosion et de croûtes de décantation
ApSf: Volume sarclé recevant une faible fumure organique
ApSLF: Volume labouré et sarclé recevant une forte fumure organique
Al : Horizon à chevelu racinaire plus ou moins dense
Alla: Volume sous-cultural assez compact à compact
Allb : Volume sous-cultural compact
Alle: Volume sous-cultural très compact
Al2
: Horizon A
moins perturbé par la mise en culture

---

49
Tableau 111.2 : Caractéristiques des volumes structuraux des profils culturaux du sol de
bas de pente (BPI, BP2 et BP3)
Volumes
Proportion
Couleur
Structure
Cohésion
Porosité
Abondance des
en%du
Débris organiques
volume
total
Al
16,8
10YR 5/4
polyédrique
faible
&ores
chevelu racinaire
subangulaire
tu ulaires
(BPl)
assez nombreux
ApC
5,5
particulaire
{lores
peu abondants
à
à
vésIculaires
(BP2/BP3)
6,6
litée
très nombreux
ApSr
18,9
lOYR 5/6
motteuse
moyenne
pores
assez abondants
à
à
tubulaires
(BP2)
massive
faible
nombreux
20,7
lOYR 5/6
massive
pores
abondants
ApSLF
à
moyenne
tubulaires
motteuse
très nombreux
(BP3)
10YR 5/6
massive
moyenne
bores
Alla
9,2
à
tu ulaires
faible
peu nombreux
(BPl)
massive
pores
Allb
21,7
10YR 5/6
moyenne
tubulaires
assez nombreux
(BP2)
massive
forte
gores
Alle
19,5
10YR 5/6
tu ulaires
nombreUX
(BP3)
massive
pores
Al2
53,2
10YR 5/4
fissurée
moyenne
tubulaires
à
à tendance
peu nombreux
(BPl/BP2
74,0
prismatique
à
/BP3)
mal développée
nombreux

---

50
2.3. Sol de bas·fond
Sur la profondeur observée, on distingue un horizon A à deux niveaux (Al et
Alg) et un horizon Bg (fig. 111.3). Les caractères morphologiques des volumes
structuraux sont résumés dans le tableau 111.3.
Sous forêt galerie dégradée (BFl) l'horizon A du sol est constitué de deux
volumes (fig. 111.3.1) :
- Le volume Al (0-10 cm) de couleur jaunâtre (lOYR 5/6), est fortement
organique et contient des débris végétaux (petits morceaux de bois et pailles de
graminées et feuilles mortes) très abondants. De structure massive à tendance litée et de
cohésion moyenne, il contient des pores tubulaires très nombreux.
- Le volume Alg (10-35 cm) est plus clair (lOYR 5/8) et cohérent, à structure
massive à tendance polyédrique peu nette. Les débris organiques y sont abondants et les
pores tubulaires très nombreux.
Pour le sol cultivé (BF2), l'horizon A est subdivisé en deux volumes (fig. 111.3.2):
- Le volume sarclé ApS (0-10 cm), de couleur jaunâtre (lOYR 5/4), a une
structure massive à motteuse et une cohésion moyenne. Les débris organiques constitués
essentiellement de racines mortes et de pailles d'adventices, sont assez abondants. Les
pores tubulaires sont assez nombreux.
- Le volume Alg (10-35 cm) est plus sombre (lOYR 6/6) avec une structure
massive et des pores tubulaires assez nombreux.
L'horizon Bg à pseudogley, présente les mêmes caractères dans les deux profils
(BFl et BF2) à l'exception des pores tubulaires dont l'importance diminue de BFl à
BF2 et des débris organiques plus abondants en BFl qu'en BF2.

---

51
Figure 111.3 : Volumes structuraux dans l'horizon 0-35 cm des profils culturaux du sol
hydromorphe peu humifère à pseudogley de bas-fond.
o
Al
10
Alg
35
. . .. . III III III III III III III III III III III III III III III III • III III III III III III III III • •
•
•
III
..
III
III
III
III
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
III
III
III
III
III
III
III
III
•
..
..
III
III
III
..
..
..
..
III
..
..
..
..
•
III
..
..
III
•
•
•
•
III
•
•
•
•
III
•
•
•
•
• • • • • • • • • • Ill. • •
• ••••••••••••
Bg
•
•
III • • • • • • • III •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• •
•
• •
•
III
•
..
III
..
III
III
III
..
III
•
•
•
•
. .
•
•
•
•
III
•
•
•
•
•
•
60
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
III
•
•
•
•
•
Figure IlL3.1 : Profil sous forêt galerie dégradée (BH)_
o
-:
Aps
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35
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. . . . . . . . . .. .
· . .. . . . . . .
· .. . .. ... . .
. . . . . . . . . . . . . .
· . . . . .. .. ...
. . -...
Bg
. . . . ..
. . . . . . .
. . . . . . . . . . .
GO
Figure III.3.2 : Profil cultural sous culture continue de sorgho (BFl).
LEGENDE
Al: Volume fortement organique
Alg
Volume organique
ApS : Volume sarclé
Ag : Horizon A non sarclé faiblement organique
Bg : Horizon B

---

Tableau III.3 : Caractéristiques des volumes structuraux des profils culturaux du sol de
bas-fond (BF1 ct BF2)
Volumes
Couleur
Texture
Structure
Cohésion
Porosité
Abondance des
Débris organiques
Al
lOYR 5/6
argilo-
massive à
pores
très abondants
sableuse
tendance litée
moyenne
tubulaires
(BF1)
très nombreux
Alg
lOYR 5/8
argilo-
massive à
forte
pores
abondants
sableuse
tendance
tubulaires
(DFl)
polyédriquc
1rès nombrcux
'.1.
t-...l
peu nette
ApS
lOYR 5/4
argilo-
massive
forte
pores
assez abondants
sableuse
à
tubulaires
(BF2)
molleuse
assez nombreux
très forte
pores
Ag
lOYR 6/6
argilo-
massive
tubulaires
sableuse
assez nombreux
(Bn)
pores
lOYR 6/3
argilo-
polyédrique
forte
tubulaires
absents
Bg
à
sableuse
moyennement
assez nombreux
à
lOYR 5/4
développée
à
peu abondants
(BF1/BF2)
nombreux

---

53
2.4. Discussion et conclusion
Pour les trois sols étudiés, mis à part les volumes sarclés du sol sableux et le
volume Al du sol de bas de pente, les volumes de surface se caractérisent par une
structure massive ou à tendance massive, plus ou moins litée. Cette tendance est liée aux
phènomènes de prise en masse, de tassement et d'érosion en raison de la faible
protection des sols contre l'action des facteurs climatiques. La faible stabilité de la
structure se traduit aussi par la formation des croûtes superficielles (AllC et ApC). La
formation de ces croûtes s'expliquerait par le mécanisme de détachement/transport et
dépôt de particules lié de la vitesse de l'eau et du vent, en relation avec le microrelief, la
nature du sol (texture, taux de matière organique, etc...) et les conditions climatiques
(CASENAVE et VALENTIN, 1988). Les sols ferrugineux de versant, plus sableux, sont
plus sensibles à ce phénomène que le sol hydromorphe de bas-fond. Ces résultats
confirment les observations de CHARREAU (1972), CHARREAU et NICOU (1971)
montrant que la dégradation structurale des sols est quasi générale en zone soudano-
sahélienne. Les systèmes de culture interviennent surtout sur l'ampleur de cette action
des facteurs climatiques qui semble augmenter avec la pratique du labour.
En mi-pente, les résultats confirment que, quel que soit le type d'occupation du
sol (MP1, MP2 ou MP3), l'horizon de surface du sol a tendance à se transformer en une
couche à structure massive et litée plus ou moins compacte sous l'action des pluies et/ou
du vent. FAUCK et al. (1969), SIBAND (1972 et 1977), CHARREAU (1972) et
CASENAVE et VALENTIN (1988) décrivent le litage des horizons travaillés comme un
indicateur de la dégradation des sols sableux qui se trouvent davantage affectés par
l'action des agents climatiques. CHARREAU et NICOU (1971 et 1985) et NICOU
(1971) préconisent le labour comme remède pour ameublir le profil cultural de ces sols
dits "structuralement inactifs" car très pauvres en argile. Mais, d'après nos observations,
le processus paraît plus important dans les systèmes de culture comportant un labour
annuel avec la formation du volume ApL dans MP3. Seules les couches fréquemment
sarclées restent meubles avec une structure particulaire plus ou moins motteuse.
En bas de pente, seule la couche de surface du sol sous jachère herbacée de 5 ans
BPI,
est
meuble
avec une structure développée.
Ceci
s'expliquerait par
le
développement du système racinaire des graminées herbacées. Cette action de la
jachère sur l'amélioration du profil cultural a été décrite par CHARREAU et NICOU
(1971). La cohésion et l'épaisseur relatives du volume massif A21 (a,b et c) augmentent
avec l'intensité des opérations culturales de BPI à BP3. Ceci peut s'expliquer par
l'action dégradante du labour répété qui a été observée dans ces sols par CHARREAU
(1972) et CHARREAU et NICOU (1971 et 1985). En BP3, le piétinement du bétail

---

54
parqué sur le champ en saison sèche réduit en poussière les 5 premiers cm du sol. Cela
peut ensuite favoriser les phénomènes de prise en masse et de battance.
L'effet des systèmes de culture se traduit aussi par l'abondance des débris
organiques (petits morceaux de paille de mil, d'adventices et de déjections animales,
mal décomposés) dans les volumes sarclés, abondance proportionnelle à l'importance
des apports. L'activité faunique (remontées de termites et porosité tubulaire) augmente
dans le même sens.
Dans le bas-fond, l'effet de l'occupation du sol sur la structure est peu marqué;
seule la couche 10-35 cm du sol sous forêt galerie dégradée BF1 a une structure
relativement plus développée. Mais ce sont l'abondance des débris organiques et
l'importance de la porosité de l'horizon A (0-35 cm) qui constituent les principales
différences entre le sol sous forêt galerie dégradée BF1 et le sol cultivé BF2. Le premier
(BF1) contient de nombreux débris organiques (petits morceaux de bois et pailles de
graminées et feuilles d'arbustes) plus ou moins décomposés. Dans le second (BF2), par
contre, on n'observe pas une telle abondance des débris organiques mais seulement des
racines herbacées mortes et des pailles incorporées au sol lors des sarclages.
L'abondance en matière organique a favorisé le développement d'une activité faunique
(termites, etc...) qui se traduit par une porosité fonctionnelle tubulaire importante dans
BFl.
On retiendra de ces résultats que dans le cas général de la zone concernée, les
facteurs climatiques (pluie et vent) tendent à imprimer à la structure de la couche
supérieure du sol un caractère massif plus ou moins litée, surtout pour les sols à texture
sableuse. On note également. une diminution des quantités de débris organiques dans
l'horizon de surface des sols cultivés sans restitutions organiques (MP2 et MP3 pour le
sol de mi-pente et BF2 pour celui de bas-fond) par rapport au sol sous jachère de 15 ans
(MP1) ou sous forêt galerie dégradée (BF1). Mais dans les systèmes de culture avec
fumure organique (BP2 et BP3), l'horizon travaillé s'enrichit en débris organiques par
rapport au sol sous jachère de 5 ans. L'abondance des débris semble accroitre l'activité
faunique (termites essentiellement).
3. Il'TLUENCE SUR LA GRANULOMETRIE DES SOLS
3.1. Sol de mi-pente
Les résultats analytiques sont représentés dans la figure 111.4.
Les teneurs en argile du sol sous jachère MP1 augmentent de 6 % en surface à
15,4 % en profondeur. Celles de limons, peu variables, sont comprises entre 7 et 10 %.

---

55
La fraction sableuse est plus importante avec des teneurs qui diminuent de 83 % en
surface à 74 % en profondeur.
Dans les profils sous culture (MP2 et MP3), les teneurs suivent la même variation
verticale et sont du même ordre de grandeur que sous MPI. Dans les deux cas, les
argiles vont de 9 à 16 %, les limons de 5 à 10 % et enfin les sables de 84 à 74 %.
Ces résultats montrent que les systèmes de culture n'ont pas d'effet apparent sur
la texture du sol.
3.2. Sol de bas de pente
Les profils granulométriques sont représentés dans la figure 111.5.
Dans le sol sous jachère de 5 ans BPI, les teneurs en argile et en limon
augmentent avec la profondeur: elles varient respectivement de 6 à 35 % et de 17 à 26
%. La fraction sableuse est prédominante avec des teneurs qui diminuent de 76 % en
surface à 40 % en profondeur.
Les profils granulométriques du sol sous culture BP2 et BP3 sont presque
identiques à ceux de BPI. Les teneurs en argile augmentent de 7 % en surface à 21 %
en profondeur pour BP2 contre 10 à 25 % pour BP3. La fraction limoneuse suit une
variation verticale similaire avec 14 à 37 % pour BP2 et 17 à 24 % pour BP3. Les
teneurs en sable diminuent avec la profondeur de 77 à 40 % et de 71 à 49 %
respectivement pour BP2 et BP3.
Pour ce sol également, il n'apparaît pas d'effet net des systèmes de culture vis-à-
vis de la texture. Mais les résultats granulométriques mettent bien en évidence les
différences texturaIes entre l'horizon lessivé de surface et l'horizon B.
3.3. Sol de bas-fond
Les résultats sont représentés dans la figure 111.6.
Dans les deux sols (sol de savane BFl et sol cultivé BF2), les teneurs en argile
augmentent avec la profondeur. Elles varient de 21,1 à 26,4 % pour BF1 et de 21,00 à
31,0 pour BF2. Le profil de limon varie peu pour BFl (35,6 à 33,4 %) avec cependant un
léger creux (30,4 %) dans la couche 10·35 cm. Pour BF2 par contre, il augmente avec la
profondeur (21,5 à 32,3 %) mais présente un ventre assez prononcé (42,0 %) dans la
couche 10-35 cm. Concernant la fraction sableuse, les teneurs comprises entre 39,7 et
37,0 %, présentent un ventre (46,2 %) dans la couche 10-35 cm pour BFI. Dans BF2, les
teneurs diminuent de 55,5 à 34,3 % avec un creux (24,0 %) à 10-35 cm.

---

56
Figure IlIA: Profil granulométrique du sol de mi-pente en fonction des systèmes
de culture
Teneur (4)
Teneur (4)
Teneur (:t)
0
50
100
0
50
100
0
50
100
0
0
a
0 0 0
o ..
0 0 0
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10
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60
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Figure III.S : Profil y,ranulométrique du sol de bas de pente en fonction des
systèmes de cu ture
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60
BP2
60
BP3

---

57
La différence granulométrique entre les deux situations varie en fonction de la
profondeur. Dans la couche 0-10 cm la différence entre BF1 et BF2 porte sur les teneurs
en limon (14 % de plus dans BF2) et en sables (15,8 % de plus dans BF1). Entre 10 et
35 cm toutes les fractions sont concernées; les teneurs en argile et en limon sont plus
élevées dans BF2 avec des écarts de 10 et 13 % respectivement alors que BF1 contient
22 % de sable de plus que BF2. Entre 35 et 65 cm les écarts sont plus faibles ; BF2
contient plus d'argile (4,6 %) et de sable ( 2,6 %) que BFl. Les résultats semblent
révéler pour le sol cultivé, un appauvrissement en éléments fins de l'horizon de surface
au profit de la couche sous-jacente.
3.4. Discussion et conclusion
Pour la profondeur observée (0-60 cm), les résultats ne permettent pas de
conclure à une modification nette de la texture des sols ferrugineux de versant sous
l'effet des systèmes de culture. Des résultats similaires ont été obtenus par PALLO
(1982).
Pour le sol de bas-fond par contre, on observe des différences sensibles entre le
sol sous forêt galerie dégradée BF1 et le sol cultivé BF2. Dans les 10 premiers
centimètres de BF2, il y a une augmentation des teneurs en sable, aux dépens des
teneurs en limons. En remaniant continuellement le sol, les sarclages répétés pourraient
favoriser l'entrainement des éléments fins. Mais ces résultats pourraient aussi être
attribués à des différences du matériau colluvio-alluvial déposé, le bas-fond étant un
milieu hétérogène. Ce qui expliquerait les différences observées en profondeur. Dans
tous les cas il n'y a pas de changement de classe de texture par rapport au sol sous forêt
galerie dégradée.
Les résultats confirment les différences texturales entre les trois types de sols
avec des teneurs en éléments fins (argile + limon) qui augmentent du sol de mi-pente
au sol de bas-fond. Mais sur les 60 premiers centimètres de ces sols sableux à argilo-
sableux de versant ou de bas-fond, les systèmes de culture n'entraînent pas de
modifications sensibles de la texture.

---

58
4. INFLUENCE SUR LE STATUT ORGANIQUE (CARBONE ORGANIQUE ET
AZOTE TOTAUX) DES SOLS
4.1. Sol de mi-pente
La figure 111.7 présente les profils de carbone organique et d'azote totaux en
fonction des systèmes de culture. Les valeurs correspondantes sont regroupées en
ANNEXE 111.1.
Les teneurs en carbone organique sont plus élevées dans le sol sous jachère MP1
où elles varient de 0,42 % en surface à 0,23 % en profondeur. Les teneurs du sol sous
culture sont plus faibles et diminuent également avec la profondeur avec cependant un
léger ventre dans la couche 10-25 cm. Elles varient de 0,23 à 0,15 % dans le sol cultivé
sans labour ni aménagement antiérosif MP2 contre 0,26 à 0,18 % dans le sol cultivé avec
labour et aménagement MP3. La culture continue de mil entraîne donc une baisse des
teneurs en carbone organique par rapport au sol sous jachère MPl. Cette baisse est plus
marquée dans l'horizon 0-10 cm où elle représente environ 50 % pour MP2 et 40 %
pour MP3.
Concernant l'azote total, le sol sous jachère MP1 montre toujours des teneurs
plus élevées variant de 0,38 %0 en surface à 0,23 %0 en profondeur. Les teneurs du sol
cultivé varient dans le même sens et sont semblables dans MP2 (0,22 à 0,14 %0) et MP3
(0,23 à 0,12 %0). La baisse des teneurs dans le sol cultivé concerne toute la couche 0-60
cm mais elle est plus marquée dans l'horizon 0-10 cm où elle atteint 40 %.
L'analyse statistique (ANNEXE 111.1) montre que la différence entre le sol sous
jachère arbustive de 15 ans MP1 et le sol sous culture (MP2 et MP3) est significative au
seuil de 5 %. Par contre, les teneurs en carbone organique et azote totaux de Mn et
MP3 sont comparables.
4.2. Sol de bas de pente
Les profils de carbone organique total et d'azote total sont représentés par la
figure 111.8. Les valeurs détaillées corespondantes sont données en ANNEXE 11I.l.
Les profils de carbone organique total et d'azote total diminuent avec la
profondeur.
Les teneurs en carbone organique total sont faibles dans le sol sous jachère
herbacée de 5 ans BPI (0,30 à 0,20 %). Elles sont plus élevées dans le sol sous culture
où elles varient de 0,37 à 0,25 pour le sol cultivé avec une faible fumure organique BP2
et de 0,52 à 0,18 % pour le sol cultivé avec une forte fumure BP3. La différence entre
les trois profils concerne surtout l'horizon 0-10 cm où la culture continue avec une
fumure organique entraine, par rapport au sol BPI, une augmentation des teneurs en
carbone organique total de 25 % pour BP2 et de plus de 73 % pour BP3.

---

59
Figure III.? : Profils des teneurs en carbone organique et azote totaux du sol de ml-
pente en fonction des systèmes de culture.
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Azote total en %0
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Figure III.S : Profils des teneurs en carbone organique et azote totaux du sol de bas de
pente en fonction des systèmes de culture.
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Figure III.9 : Profils des teneurs en carbone organique et azote totaux du sol de bas-fond
en fonction des systèmes de culture.
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Azote total en %0
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60
Pour l'azote total, les teneurs du sol BPI diminuent de 0,33 %0 en surface à 0,20
%0 en profondeur. Le sol BP2 a des teneurs comparables à celles de BPI (0,32 à 0,25
%0) alors qu'elles varient de 0,51 à 0,17 %0 dans le sol BP3. Seul l'horizon 0-10 cm de
ce dernier montre des teneurs plus élevées; soit une augmentation de 60 % par rapport
àBPl.
La comparaison statistique (ANNEXE 111.1) révèle que seules les teneurs en
carbone organique et azote totaux de la couche 0-10 cm du sol BP3 présentent des
différences significatives avec celles de BPI et BP2 au seuil de 5 %.
4.3. Sol de bas-fond
Les profils de carbone organique total, d'azote total et du C/N sont représentés
dans la figure 111.9. Le détail des données est présenté en ANNEXE I1Ll.
Les teneurs en carbone organique total du sol sous forêt galerie dégradée BF1
diminuent fortement de 1,45 % en surface à 0,82 % en profondeur. Les teneurs en azote
total varient dans le même sens de 1,26 à 0,71 %0. Pour le sol cultivé BF2, les profils de
carbone organique et d'azote totaux présentent un léger ventre entre 10 et 35 cm mais la
variation des teneurs entre la surface et la profondeur est relativement faible (de 0,69 à
0,60 % pour C et de 0,66 à 0,45 %0 pour N).
Sur toute la profondeur observée, la culture continue de sorgho se traduit par
une baisse des teneurs en carbone organique et azote totaux du sol par rapport à la forêt
galerie dégradée. Dans la couche 0-10 cm où cela est plus marquée, la diminution
représente 59 et 48 % respectivement pour le carbone organique total et l'azote total.
L'analyse statistique (ANNEXE 111.1) montre que seules les teneurs en carbone
organique total présentent, sur les 35 premiers centimètres, une différence significative
au seuil de 5 % .
4.4 Discussion et conclusion
En mi-pente les teneurs en carbone organique et azote totaux du sol sont plus
élevées sous jachère arbustive MPl. Elles diminuent avec la mise en culture, de façon
plus marquée dans la couche 0-10 cm. Sous culture continue sans labour ni
aménagement antiérosif MP2, la baisse est d'environ 50 % des teneurs en carbone
organique et azote totaux dans les 10 premiers centimètres. Pour le sol sous culture
continue avec labour et aménagement MP3, la baisse significative (seuil de 5 %) des
teneurs est également de 50 % pour l'azote total et légèrement plus faible (40 %) pour
le carbone organique total. Les plus fortes teneurs en carbone organique et azote totaux

---

61
du sol sous jachère de 15 ans s'expliquent par le double rôle de la végétation comme
source de matière organique et comme protecteur du sol contre l'érosion. Cet effet de la
jachère de longue durée a été observé par plusieurs auteurs (BOYER, 1970 ;
CHARREAU et NICOU, 1971 ; CHARREAU, 1972 et PIERI, 1989). Inversement, la
baisse des teneurs dans le sol cultivé peut être attribuée à une réduction des restitutions
organiques limitées essentiellement à la biomasse racinaire. La différence entre les deux
situations cultivées porte sur les teneurs en carbone organique total qui sont
relativement plus élevées dans MP3 alors que les teneurs en azote total sont du même
ordre de grandeur dans MP2 et MP3. SERPANTIE (comm. personnelle) enregistre
dans MP3, une plus forte densité de racines constituant davantage de matière organique
à C/N élevé par rapport à MP2. La pauvreté en azote de cette matière organique
explique que la différence entre MP2 et MP3 soit plus nette pour le carbone que pour
l'azote. Les teneurs en carbone organique total relativement plus élevées dans MP3
peuvent s'expliquer par les effets combinés du labour et de l'aménagement antiérosif qui
favoriseraient le développement racinaire (CHARREAU et NICOU, 1971 ; NICOU,
1971 et 1985 ; PIERI, 1989 et SOME, 1989).
En bas de pente la différence entre les systèmes de culture concerne la couche 0-
10 cm. Les teneurs en carbone organique et azote totaux du sol augmentent dans les
systèmes de culture comportant un apport de matière organique. Elles sont plus faibles
dans le sol sous jachère herbacée de 5 ans BPI. Dans le sol recevant une faible fumure
organique BP2, les teneurs en carbone organique total augmentent de 25 % alors que
celles en azote total sont du même ordre de grandeur que BPI. Pour le sol cultivé avec
une forte fumure BP3, l'augmentation est de l'ordre de 73 et 60 % pour le carbone
organique et l'azote totaux. Le niveau des apports de matière organique, plus important
dans BP3, explique les différences entre les trois situations. L'enrichissement du sol en
matière organique par la jachère de 5 ans BPI n'est pas observé comme dans le cas du
sol de mi-pente MPI. CHARREAU et NICOU (1971) montrent qu'il faut, dans cette
zone, 10 à 15 années de jachère continue pour reconstituer le stock organique du sol.
Dans le ba.s-fond la culture continue de sorgho BF2 entraîne une baisse des
teneurs en carbone organique et azote totaux par rapport au sol sous forêt galerie
dégradée BFI. Cette chute concerne surtout l'horizon A (0-35) et en particulier la
couche 0-10 cm où elle atteint 59 et 48 % respectivement pour carbone organique et
l'azote totaux. Cet effet de la mise en culture sur la diminution des réserves organiques
du sol a été fréquemment décrit pour d'autres types de sols en milieu tropical (BOYER,
1970; SANCHEZ, 1976; ROOSE, 1981 ; SEDOGO, 1981 et PIERI, 1989). La faiblesse
des restitutions organiques par le système de culture en est la principale cause. De plus,
les quelques résidus qui restent à la surface du sol en fin de saison sèche sont
transportés par les premières pluies. Sous forêt galerie dégradée BF1, par contre, la

---

62
présence de la végétation, joue un triple rôle en apportant de la litière et des racines, en
réduisant les transports par érosion et en favorisant les dépots de matières organiques
contenues dans les eaux d'inondation du bas-fond.
Ces résultats quantitatifs confirment que, par rapport au sol sous jachère
arbustive de 15 ans MP1 ou sous forêt galerie dégradée BF1, les teneurs en matière
organique baissent dans le sol cultivé sans restitutions organiques autres que la
biomasse racinaire. Cependant, dans les systèmes de culture pratiquant la fumure
organique, les teneurs en matière organique augmentent dans la couche 0-10 cm,
proportionnellement aux quantités apportées, par rapport à la jachère herbacée de 5 ans
BPI.
En plus de ces modifications quantitatives, peuvent intervenir des modifications
qualitatives de la matière organique des sols. Cet aspect sera abordé dans le chapitre IV.
5. INFLUENCE SUR LES CARACTERES CHIMIQUES DES SOLS
5.1. Sol de mi-pente
Les profils des bases échangeables, phosphore total, le phosphore assimilable et
du pH sont illustrés par la figure 111.10. Le détail des données est présenté en ANNEXE
111.2.
5.1.1. Bases échangeables
Les teneurs en calcium échangeable augmentent avec la profondeur. Elles sont
plus élevées dans le sol sous jachère MP1 (0,99 à 1,24 cmol.kg-1). Celles du sol sous
culture, plus faibles, varient de 0,65 à 1,03 cmol.kg-1 pour le sol cultivé sans labour ni
aménagement MP2 et de 0,58 à 1,08 cmol.kg-1 pour le sol cultivé avec labour et
aménagement MP3. La différence entre les trois profils concerne surtout l'horizon 0-10
cm dont la mise en culture entraîne, par rapport à la jachère, une baisse des teneurs en
calcium échangeable de l'ordre de 34 % pour MP2 et de 42 % pour MP3.
Concernant le magnésium échangeable, les teneurs augmentent également avec
la profondeur. Le sol MP1 enregistre les plus fortes teneurs (0,32 à 1,05 cmol.kg-1) par
rapport au sol sous culture dont les teneurs varient de 0,23 à 0,67 cmol.kg-1 pour MP2 et
de 0,30 à 0,80 cmol.kg- 1 pour MP3. Ces résultats montrent une baisse de 47 % (MP2) et
de 30 % (MP3) des teneurs en magnésium échangeable de l'horizon travaillé 0-10 cm
par rapport à celui de MPl.

---

63
Les profils de potassium échangeable diminuent avec la profondeur. Les teneurs
sont plus élevées dans le sol MP1 (0,26 à 0,13 cmol.kg-1) et plus faibles dans le sol sous
culture où elles varient de' 0,22 à 0,09 cmol.kg- 1 pour MP2 contre O,lS à O,OS cmol.kg-1
pour MP3. Ces résultats montrent que les teneurs en potassium échangeable sont
également affectées par la culture de mil. Dans la couche 0-10 cm où cela est plus
marqué, la baisse des teneurs par rapport à MP1, est de lS % pour MP2 contre 42 %
pour MP3.
5.1.2. Le pH
Le pH eau du sol sous jachère MP1 varie de faiblement acide (6,1) dans la
couche 0-10 cm à moyennement acide (S,9) en profondeur. Dans le sol sous culture il
varie peu en fonction de la profondeur et appartient à la gamme de pH moyennement
acide (S,8 à S,6 pour MP2 et S,6 à S,7 pour MP3).
Le pH KCl suit la même tendance avec des valeurs plus élevées dans la couche 0-
10 cm du sol sous jachère MP1 (S,l) et plus faibles en profondeur (4,3 à 4,S). Sous
culture il varie dans les deux cas (MP2 et MP3) de 4,2 à 4,4.
Ces résultats montrent une légère acidification du sol avec la mise en culture.
Cette diminution du pH par rapport au sol sous jachère concerne uniquement la couche
travaillée (0-10 cm) et est du même ordre de grandeur dans MP2 et MP3.
5.1.3. Phosphore total et phosphore assimilable
Les teneurs en phosphore (P20S) total du sol sous jachère MP1 augmente
progressivement de 0,18 % en surface à 0,26 % en profondeur. Celles du sol cultivé
varient dans le même sens et sont quasiment identiques pour MP2 (0,18 à 0,19 % ) et
MP3 (0,17 à 0,21 %),
Pour le phosphore assimilable, les teneurs diminuent avec la profondeur. Elles
varient de 9,S à 6 mg/kg de sol pour le sol sous jachère MP1 contre 12,S à S mg/kg et 12
à 4 mg/kg respectivement pour MP2 et MP3.
Ces résultats montrent qlie, par rapport à la jachère, la culture continue ne
semble pas modifier les teneurs en phosphore total du sol. Pour le phosphore
assimilable par contre on observe une très faible augmentation des teneurs dans la
couche travaillée (0-10 cm) de MP2 et MP3. Ceci pourrait être attribué à la fumure
minérale que le sol cultivé reçoît chaque année (2S kg/ha d'engrais NPK lS-20-1S).

---

64
Figure III.lO : Profils de pH et des teneurs en cations échangeables, phosphore total et
phosphore assimilable du sol de mi-pente en fonction des systèmes de culture
Me1+ k .... ae..bl. (u aaoU&.I)
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Mn
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---

65
5.2. Sol de bas de pente
Les données, concernant les bases échangeables et le pH, le phosphore
assimilable et le phosphore total, illustrées par la figure 111.11, sont regroupées en
ANNEXE 111.2.
5.2.1. Bases échangeables
Les teneurs en calcium échangeable du sol sous jachère récente BPI diminuent
de 1,08 cmol.kg- 1 dans la couche 0-10 cm à 0,65 cmol.kg- 1 dans la couche 10-25 cm.
Elles augmentent ensuite et atteignent 1,26 cmol.kg- 1 en profondeur. Celles du sol
cultivé avec une faible fumure organique sans labour BP2, varient dans le même sens de
0,89 cmol.kg- 1 en surface à 1,68 cmol.kg- 1 en profondeur; le minimum à 10-25 cm est
de 0,58 cmol.kg- 1. Dans le sol cultivé avec labour et forte fumure BP3 les teneurs vont
de 1,70 cmol.kg- 1 en surface à l,53 cmol.kg- 1 en passant par un minimum de 1,27
cmol.kg- 1 à 25-35 cm. La différence entre les trois profils concerne l'ensemble de
l'horizon A (0-35 cm) où le sol BP2 montre des teneurs légèrement plus faibles par
rapport à BPI. Dans BP3 par contre, il y a un enrichissement du sol représentant 57 %
pour la couche 0-10 cm.
Concernant le magnésium échangeable, les profils présentent le même aspect
que ceux du calcium. Les teneurs du sol BPI augmentent de 0,35 cmol.kg- 1 en surface à
0,92 cmol.kg- 1 en profondeur en passant par un niveau plus faible (0,31 cmol.kg- 1) à 10-
25 cm. Dans le sol BP2 les teneurs varient dans le même sens de 0,47 à 0,97 cmol.kg- 1
avec un minimum de 0,31 cmol.kg- 1 à 25-35 cm. Un profil semblable est observé dans le
sol BP3 pour des teneurs variant de 0,76 à 0,87 cmol.kg-1 avec un minimum de 0,62
cmol.kg- 1. Comme pour le calcium échangeable, la différence entre les trois profils
concerne tout l'horizon 0-35 cm. Sur les 25 premiers centimètres les teneurs en
magnésium échangeable sont plus élevées dans le sol sous culture avec BP2 < BP3. Dans
la couche 0-10 cm cette augmentation, par rapport à BPI, est de 34 % pour BP2 alors
que les teneurs sont multipliées par 2,6 pour BP3. Dans la couche 25-35 cm par contre, il
y a une baisse des teneurs dans BP2 (57 %) et BP3 (14 %).
Pour le potassium échangeable, les teneurs des trois profils diminuent avec la
profondeur. Elles sont plus faibles dans le sol BPI (0,31 à 0,20 cmol.kg- 1) et plus élevées
dans le sol sous culture où elles varient de 0,55 à 0,17 cmol.kg-1 pour BP2 et de 0,92 à
0,18 cmol.kg- 1 pour BP3. La culture continue avec fumure organique entraine une
augmentation des teneurs en potassium échangeable de l'horizon A (0-35 cm) par
rapport au système de culture avec jachère de 5 ans BPI. Dans la couche 0-10 cm cette

---

66
augmentation est de 77 % pour BP2 alors que pour BP3, les teneurs sont 3 fois plus
élevées.
5.2.2. Le pH
Le pH eau du sol BPI est légèrement acide (6,2) dans la couche 0-10 cm et
devient moyennement acide (5,6) en profondeur. Celui du sol BP2 varie dans la même
gamme avec des valeurs légèrement plus élevées (6,4 à 5,6). Dans le sol BP3 le pH varie
de neutre (7,1) dans les 25 premiers centimètres à très légèrement acide (6,6) entre 25-
35 cm puis à moyennement acide (5,9) en profondeur.
Le pH KCl suit la même tendance. Dans le sol BPI, il diminue de 4,8 dans la
couche 0-10 cm à 4,0 en profondeur. Les valeurs sont plus élevées pour le sol BP2 (5,3 à
4,2) et surtout pour le sol BP3 (6,1 à 4,3).
Ces résultats montrent une augmentation du pH sur l'horizon 0-35 cm du sol sous
la culture continue avec une fumure organique par rapport à la jachère herbacée de 5
ans. Dans la couche 0-25 cm, cet accroissement est faible pour le BP2 (0,2 unité pH) et
beaucoup plus important pour BP3 (1 à 1,7 unités pH).
5.2.3. Phosphore total et phosphore assimilable
Les teneurs en phosphore total sont comparables dans le sol BPI (0,14 à 0,29 %)
et dans le sol BP2 (0,23 à 0,28 %) où elles augmentent avec la profondeur. Dans le sol
BP3 où le niveau est plus élevé, les teneurs diminuent de 0,38 % en surface à 0,26 % en
profondeur. La différence entre les trois situations concerne la couche 0-10 cm où les
teneurs de BP3 augmentent de 65 % par rapport à BPI et BP2.
Concernant le phosphore assimilable, les teneurs diminuent avec la profondeur
de 9 et 4,5 mg/kg de sol pour BPI contre 12,5 à 5,0 mg/kg de sol pour BP2 et 12,5 à 9,0
mg/kg de sol pour BP3. L'augmentation des teneurs du sol sous culture par rapport à
BPI, concerne seulement la couche 0-10 cm pour BP2 (32 %) et toute la couche 0-60 cm
pour BP3 (32 % en surface et 100 % en profondeur).

---

67
Figure 111.11 : Profils de pH et des teneurs en cations échangeables, phosphore total et
phosphore assimilable du sol de bas de pente en fonction des systèmes de culture
Ca1+ kha ...... blc (ca emoI.tC-1)
Mc2+ khaac ... ble (ca cmoLq.l)
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---

68
5.3. Sol de bas·fond
Les teneurs en bases échangeables, phosphore total et phosphore assimilable et
le pH sont représentés par la figure 111.12. Les données détaillées sont rassemblées en
ANNEXE 111.2
5.3.1. Bases échangeables
Les teneurs en calcium échangeable du sol sous forêt galerie dégradée BF1
diminuent de 4,26 cmol.kg-1 en surface à 2,26 cmol.kg- 1 en profondeur. Celles du sol
sous culture continue de sorgho BF2, plus faibles, augmentent avec la profondeur de
1,44 à 2,44 cmo1.kg- 1. La baisse des teneurs en calcium échangeable avec la mise en
culture concerne l'horizon A (0-35 cm) et particulièrement la couche 0-10 cm où elle
représente 67 %.
Les teneurs en magnésium échangeable diminuent avec la profondeur de 1,77 à
1,20 cmol.kg-1 dans le sol BF1 alors que celles du sol BF2, plus faibles, augmentent
légèrement de 0,96 à 1,05 cmo1.kg-1. La mise en culture entraine donc la chute des
teneurs en magnésium échangeable de l'horizon A. Dans la couche 0-10 cm où la
différence est plus marquée cette baisse est de 46 % environ.
Concernant le potassium échangeable, les teneurs diminuent avec la profondeur
et sont plus élevées dans le sol sous forêt galerie dégradée BF1 (0,75 à 0,47 cmo1.kg-1)
et plus faibles dans le sol sous culture BF2 (0,58 à 0,31 cmol.kg-1). La chute des teneurs
avec la mise en culture est de 22 % environ et concerne toute la couche 0-60 cm.
La somme des bases échangeables diminue de 6,68 cmo1.kg- 1 en surface à 3,93
cmo1.kg- 1 en profondeur pour le sol BF1 contre 2,94 à 3,8 cmol.kg-1 pour le sol BF2.
Elle accuse une baisse de 56 % dans la couche 0-10 cm du sol BF2 par rapport au sol
sous forêt galerie dégradée.
5.3.2. Le pH
Dans le sol sous forêt galerie dégradée BF1 le pH eau est légèrement acide ; il
diminue de 6,3 en surface à 6,0 en profondeur. Celui du sol cultivé, sensiblement plus
faible, varie dans le même sens de 6,0 à 5,8. Le pH KCl suit une tendance similaire avec
5,5 à 4,8 pour BF1 contre 4,8 à 4,5 pour BF2. Ces résultats montrent donc une tendance
à l'acidification du sol de bas-fond sous culture continue de sorgho.

---

69
Figure III.12 : Profils de pH et des teneurs en cations échangeables, phosphore total et
phosphore assimilable du sol de bas-fond en fonction des systèmes de culture
Cal. khaaceable (.a <moLq.1)
~1+ khaac... bl. (.a <Dlol.kC.I)
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---

70
5.3.3. Phosphore total et phosphore assimilable
Dans le sol sous forêt galerie dégradée BFl, les teneurs en phosphore total
varient de 0,57 % en surface à 0,48 % en profondeur avec un ventre de 0,73 % entre 10
et 35 cm. Celles du sol cultivé BF2, plus faibles, varient peu dans le profil (0,45 à 0,49
%). On observe donc une chute des teneurs en phosphore total du sol, plus marquée
dans l'horizon 0-35 cm (21 à 33 %).
Le profil de phosphore assimilable du sol BFl présente le même aspect que celui
du phosphore total avec des teneurs variant de 35,5 à 26,0 mg/kg de sol en passant par
44 mg/kg à 10-35 cm. Les teneurs du sol BF2 diminuent avec la profondeur de 19,5 à 9,5
mg/kg de sol. La baisse des teneurs en phosphore assimilable dans le sol cultivé
concerne l'ensemble de la couche 0-60 cm en étant plus élevée dans la couche 10-35 cm
(78 %).
5.4. Discussion et conclusion
En mi-pente, la différence entre les trois systèmes de culture concerne surtout
l'horizon A (0-30 cm) mais elle est plus marquée dans la couche 0-10 cm. Les résultats
montrent une baisse des teneurs en bases échangeables et du pH dans le sol sous culture
continue par rapport à· celui sous jachère arbustive. Cette baisse est du même ordre de
grandeur dans le sol MP2 et le sol MP3 dont les caractéristiques sont semblables (31 et
33 % respectivement pour la somme des bases). La supériorité de la jachère s'explique
par le fait qu'elle limite les exportations d'éléments minéraux par rapport à la culture de
mil sans restitution organique. Cependant, le P205 assimilable le sol cultivé a des
teneurs légèrement plus élevées que celles du sol de jachère ; la fumure minérale (25
kg/ha de NPK 15-20-25) apportée chaque année pourrait être à l'origine de cette
différence. MP2 et MP3 présentent des caractéristiques chimiques assez comparables
avec cependant des teneurs en K échangeable légèrement plus élevées dans la couche 0-
20 cm de MP3. La faible différence entre MP2 et MP3 est liée au fait que les deux
systèmes de culture sont semblables sur le plan de gestion des résidus organiques.
En bas de pente, les effets des systèmes de culture sur les caractéristiques
chimiques sont bien marqués dans l'horizon A (0-35 cm). Les résultats montrent un effet
non significatif de la jachère herbacée de 5 ans BPI par rapport aux systèmes de culture
continue avec une fumure organique (BP2 et BP3). Par contre l'effet favorable des
apports organiques, rapporté par plusieurs auteurs (PICHOT, 1974 et 1979 ; SEDOGO,
1981 et GEIGER et al., 1992), est confirmé. Il est d'autant plus net que les apports sont
importants. En effet, les bases échangeables, le P205 total, le P205 assimilable et le pH

---

71
augmente de BP2 à BP3 recevant respectivement une faible fumure organique une
année sur deux ou trois et une importante fumure organique par un parcage annuel du
bétail. Par rapport au sol sous jachère herbacée de 5 ans, la somme des bases
échangeables augmente de 7 % dans la couche 0-10 cm de BP2 et double dans celui de
BP3. On peut noter particulièrement l'augmentation des teneurs en K échangeable dans
les 25 premiers centimètres (0,31, 0,55 et 0,92 cmol.kg- 1 respectivement pour BPI, BP2
et BP3). A ce niveau le K échangeable devient plus important que Mg, avec un risque de
déséquilibre pouvant empécher l'assimilation du magnésium. L'abondance de K
s'explique par le fait que les résidus de récoltes du mil et le fumier en contiennent
beaucoup (cf. chapitre IX). L'accroissement du pH dans les 25 premiers centimètres du
sol sous culture, est de 0,2 unité pour BP2 contre 1 à 1,7 pour BP3.
Dans le bas-fond, la mise en culture entraîne une baisse des caractères chimiques
de l'horizon 0-35 cm. Dans la couche 0-10 cm, cette baisse représente 66, 45 et 22 %
respectivement pour le Ca, Mg et K ; soit 56 % pour la somme des bases échangeables.
Le P205 total et le P205 assimilable diminuent respectivement de 22 et 45 %. Par
contre, la chute du pH avec la mise en culture est faible (0,3 unité). Ces résultats sont en
accord avec ceux des travaux antérieurs (FAUCK et al., 1969 ; BOYER, 1970 ;
CHARREAU, 1972 ; SIBAND, 1972 et 1974 et PIERI, 1985 et 1989) qui montrent une
baisse de la fertilité chimique des sols sous l'influence de la culture continue sans
restitutions organiques.
Cependant, il faut noter que pour chaque sol, l'analyse statistique des résultats
(ANNEXE 111.2) ne révèle de différences significatives entre les systèmes de culture
pour l'ensemble des paramètres étudiés.
6. CONCLUSION
Les résultats montrent que pour chaque sol, les systèmes de culture n'entrainent
pas de modifications texturaIes importantes sur la profondeur observée. Ce qui donne
plus de signification aux effets sur les autres caractères.
En mi-pente l'horizon de surface du sol ferrugineux peu lessivé a une structure
plus ou moins litée quel que soit le système de culture. Le processus est accentué dans
les systèmes de culture comportant un labour. La richesse chimique diminue du sol sous
jachère arbustive de 15 ans MPI au sol sous culture. Cette baisse qui concerne surtout la
couche 0-10 cm, est plus importante pour le carbone organique et l'azote totaux (40 à 50
%) et relativement plus faible pour les bases échangeables (31 à 33 %) ainsi que pour le
pH (0,2 unité). Sous culture, le sol cultivé sans labour ni aménagement MP2 et le sol
cultivé avec labour et aménagement antiérosif MP3 ont des caractères (azote total,
bases échangeables, phosphore et pH) assez comparables à l'exception des teneurs en

---

72
carbone organique total qui sont légèrement plus élevées dans MP3. Les teneurs en
carbone organique total relativement plus élevées dans MP3 par rapport à MP2,
s'expliqueraient par l'effet favorable du labour et de l'aménagement antiérosif sur le
développement racinaire.
Pour le sol ferrugineux tropical lessivé mal drainé en profondeur (en bas de
pente), les modifications morphologiques se caractérisent par une augmentation de la
compacité de l'horizon de surface. Le phénomène est accentué dans le système de
culture comportant un labour annuel (BP3). Par contre, on observe une certaine
amélioration de la structure dans la zone racinaire du sol sous jachère récente.
Concernant les caractères chimiques, la culture continue de mil avec fumure organique
entraine une augmentation des teneurs par rapport à la jachère BPI. Cette
augmentation concerne la couche 0-10 cm pour les teneurs en carbone organique total,
azote total et phosphore total et tout l'horizon A (0-35 cm) pour les bases échangeables,
le phosphore assimilable et le pH. Elle est proportionnelle à l'importance des apports
organiques (BP2<BP3). Dans la couche 0-10 cm du sol recevant une faible fumure
organique (BP2), l'augmentation des teneurs par rapport à BPI est de l'ordre de 25 %
pour le carbone organique total et de 7 % pour la somme des bases tandis que le pH
croît de 0,2 unité. Dans celui du sol recevant une forte fumure (BP3), les teneurs en
carbone organique et azote totaux augmentent de 60 à 70 %, celles en bases
échangeables et phosphore total sont multipliées par 2 pendant que le pH monte de 1,1
unité.
Dans le bas-fond, l'horizon A du sol hydromorphe à pseudogley sous forêt galerie
dégradée BFl a une forte teneur en débris organiques de nature diverse que n'a pas ou
peu celui du sol cultivé (BF2). Sur le plan chimique, la culture continue de sorgho
entraine une baisse des teneurs dans l'horizon A (0-35 cm) par rapport au sol sous forêt
galerie. Dans la couche 0-10 cm, les teneurs en carbone organique et azote totaux
diminuent de 48 à 59 %, celles des bases échangeables et en phosphore de 56 % et 22 %
respectivement et le pH baisse plus faiblement (0,3 unité).
De l'ensemble des résultats obtenus pour les trois sols étudiés se dégagent les
points suivants:
- Les effets des systèmes de culture sur les caractères morphologiques et
chimiques concernent l'horizon A et surtout la couche 0-10 cm.
- Sur le plan morphologique, la mise en culture semble entraîner d'une façon
générale et quel que soit le système de culture, la formation d'un volume massif et
cohérent à la base de la couche travaillée. L'importance de ce volume et son degré de
cohésion augmentent lorsque le labour est fréquemment réalisé. Les deux sols
ferrugineux de versant semblent plus sensibles à ce phénomène de prise en masse et de

---

73
tassement, sans doute en raIson de leur texture relativement sableuse et de leur
pauvreté en matière organique.
- Concernant les caractères chimiques, les résultats confirment l'effet favorable
de la jachère de longue durée sur les teneurs en carbone organique total, azote total,
phosphore total et pH du sol par rapport à la culture continue. Cela s'explique par le
double rôle de la végétation comme source de résidus organiques et comme protecteur
du sol contre l'érosion. La jachère herbacée de 5 ans par contre, en ne couvrant pas
suffisamment le sol et en produisant peu de résidus végétaux, a une action peu marquée
par rapport à la culture continue avec fumure organique. Par ailleurs les systèmes de
culture comportant une fumure organique ont un effet favorable sur les caractères
chimiques. Mais l'effet de fumure organique n'est net que lorsque les apports
organiques sont importants et réguliers.
D'une façon générale, les niveaux minéral et organique de chacun des sols
étudiés augmentent avec l'importance des restitutions organi.ques (naturellement ou par
la fumure organique). Dans le chapitre suivant, seront étudiés les effets des systèmes de
culture sur les caractéristiques de la matière organique des horizons de surface (0-10
cm).

---

74
CHAPITRE IV
INFLUENCE DES SYSTEMES DE CULTURE SUR LA REPARTITION DE LA
MATIERE ORGANIQUE DANS DIFFERENTES FRACTIONS
GRANULOMETRIQUES DES SOLS
La matière organique des sols est constituée de la matière organique libre formée
de débris végétaux à divers stades de décomposition, juxtaposés aux constituants
minéraux, et de la matière organique liée à la matière minérale dans des complexes
organo-minéraux. Elle se retrouve donc dans les différentes classes granulométriques du
sol avec des propriétés physiques, chimiques et biologiques différentes (BRUCKERT et
KILBERTUS, 1980 ; BERNHARD-REVERSAT, 1981 ; MARION et al. 1981 ;
FELLER et al., 1983 ; BALESDENT et al., 1988 ; FELLER et al., 1991a et b ; DJEGUI,
1992).
Les résultats du chapitre III ont révelé que les systèmes de culture affectent le
niveau organique des sols caractérisé par les teneurs en carbone organique et azote
totaux. La couche de surface est la plus marquée par ces modifications.
L'objet de ce chapitre est d'étudier, à travers un fractionnement granulométrique
d'échantillons de sol, l'influence des systèmes de culture sur l'évolution qualitative de la
matière organique en considérant la répartition du carbone organique total et de l'azote
total dans deux fractions granulométriques (2000/50 et <50 J,Lm) dans la couche 0-10 cm
des sols. Après une description de la méthodologie utilisée, nous présenterons les
résultats concernant les caractéristiques (teneurs en carbone organique et azote totaux
et C/N) et les stocks organiques correspondant à ces deux fractions granulométriques.
1. METHODOLOGIE
1.1. Prélèvement des échantillons
Dans chacune des parcelles d'étude, décrites précédemment, 25 sous-parcelles de
3 x 3 m ont été délimitées. A l'aide d'un tube de prélèvement de 49 mm de diamètre,
une carotte est prélevée dans chaque sous-parcelle pour constituer un échantillon
composite de l'horizon de surface (0-10 cm). Les prélèvements ont eu lieu en début de
la saison des pluies. La variabilité de l'échantillonnage est étudiée avec 4 répétitions de

---

75
l'échantillon composite. Les variations des teneurs en carbone organique et azote totaux
(tableau IV.1) sont relativement faibles. Les coefficients de variation sont inférieurs à 10
%.
Tableau IV.1 : Variation des teneurs en carbone organique et azote totaux et du pH
dans l'échantillon composite.
Caractéris-
Nombre de
Moyenne
Ecart
Intervalle de
tiques
répétitions
type
confiance
analytiques
à95 %
MPI
Ctotal en %
4
0,42
0,027
± 0,04
Ntotal en %0
4
0,373
0,029
± 0,05
pH eau
4
6,2
0,05
± 0,07
MP2
Ctotal en %
4
0,21
0,01
± 0,02
Ntotal en %0
4
0,20
0,02
± 0,03
pH eau
4
5,7
0,02
± 0,03
1.2. Fractionnement granulométrique de la matière organique
Le fractionnement granulométrique permet la séparation mécanique des
fractions en vue de leur étude ultérieure (morphologique, physique, chimique et
biologique). L'intérêt du fractionnement réside dans sa simplicité et sa facilité de mise
en oeuvre, dans son action peu dénaturante et dans son efficacité car il permet d'obtenir
des fractions organiques très différentes quant à leur morphologie, leur composition
chimique et leur dynamique (FELLER et al., 1983 ; FRANCOIS, 1988). Les méthodes
de fractionnement utilisées varient en fonction de la nature du sol et
de l'objectif
poursuivi. Mais quelle que soit la méthode, l'essentiel est d'arriver à une bonne
dispersion du sol qui permette une séparation optimale des fractions organiques à
étudier sans les détruire ni les dénaturer.
La méthode utilisée ici s'inspire de celle proposée par FELLER (1979) pour les
sols riches en sables. Après 2 heures d'agitation de 30 g de sol dans 100 ml d'eau en
présence de 3 billes de verre de 1,5 cm de diamètre, l'échantillon de sol est réparti, par
tamisage sous l'eau, successivement en deux fractions granulométriques : une fraction
grossière comprise entre 2000 et 50 J,Lm et une fraction fine inférieure à 50 J,Lm. Après
séchage à 60 oC, les teneurs en carbone organique et en azote totaux sont déterminées

---

76
selon les méthodes précitées (chapitre III). Le fractionnement est réalisé en double
exemplaire pour chaque échantillon composite des 8 parcelles étudiées.
Les résultats sont exprimés en mg/g de fraction (teneurs) pour désigner les
teneurs en carbone organique total
ou azote total des fractions et en mg/g de sol
(contenus) pour désigner les quantités de carbone organique total ou d'azote total
stockées dans ces fractions.
2. RESULTATS
2.1. Bilans en masse, en carbone total et en azote total
Les bilans permettent d'apprécier la qualité du fractionnement. On compare
ainsi la masse et les contenus en carbone organique et azote totaux du sol fractionné et
ceux du sol non fractionné. Pour le sol fractionné, les teneurs en carbone organique et
azote total et le pourcentage de poids sont la somme de ceux des différentes fractions.
Ces comparaisons permettent une appréciation de la qualité du fractionnement.
Toutes situations confondues (tableau IV.2), les bilans en masse varient entre 98,1 et
99,9 % et ceux de carbone organique ~t azote totaux vont respectivement de 91,3 à 105,4
% et de 93,6 à 105,6 %.
D'une façon générale, ces bilans sont satisfaisants (FELLER, 1979, FELLER et
al., 1983, FRANCOIS, 1988).
2.2. Caractéristiques chimiques des fractions
Les teneurs en carbone organique total (mg/g de fraction) en azote total (mg/g
de fraction) et le rapport C/N des fractions sont rassemblés dans les tableaux IV.3 et
IVA.
2.2.1. Fraction grossière (2000/50 /Lm)
Les teneurs en carbone organique et azote totaux de la fraction grossière sont
variables en fonction du type de sol et des situations pour un sol donné. En mi-pente
elles sont plus élevées dans le sol sous jachère arbustive de 15 ans MPI et diminuent
dans le sol cultivé (MP2 et MP3) de 65 et 46 % pour le carbone organique total et de 26
et 33 % pour l'azote total. En bas de pente, par rapport au sol sous jachère herbacée de
5 ans BPI, les teneurs en carbone organique total augmentent de 81 % dans BP2 et sont
multipliées par 2 dans BP3 alors que celles de l'azote total croissent, dans le même

---

77
ordre, de 20 et 30 %. Enfin, dans le bas-fond, les teneurs en carbone organique et azote
totaux des fractions dans le sol sous forêt galerie dégradée BFl, diminuent
respectivement de 58 et 31 % dans le sol cultivé BF2.
Le rapport C/N de la fraction grossière est plus élevé et plus variable en fonction
des situations que celui de la fraction fine. En mi-pente, il est de 19 dans le sol sous
jachère MPI et diminue à 14 dans le sol cultivé MP3. En bas de pente le rapport C/N
des fractions augmente du sol sous jachère herbacée de 5 ans (17) au sol cultivé BP3
(38) en passant par le sol BP2 (25). Dans le bas-fond, le rapport C/N de 37 dans le sol
sous forêt galerie dégradée chute à 28 dans le sol cultivé. D'une façon générale le
rapport C/N de la fraction grossière tend à augmenter avec les teneurs en matière
organique des sols.
2.2.2. Fraction fine ( <50 #Lm)
Les teneurs en carbone organique et azote totaux de la fraction fine sont, d'une
façon générale, plus élevées. que celles de la fraction grossière. Mais, comme ces
dernières, elles présentent le même sens de variation en fonction des systèmes de
culture. En mi-pente, les teneurs en carbone organique et azote totaux des fractions
dans le sol sous jachère arbustive de 15 ans, diminuent dans le sol cultivé (MP2 et MP3)
respectivement de 23 % et de 38 et 50 % . En bas de pente, les teneurs dans le sol
cultivé (BP2 et BP3) augmentent de 17 et 20 % pour le carbone organique total et de 11
et 67 % pour l'azote total, par rapport au sol sous jachère BPI. Concernant le bas-fond,
les teneurs en carbone organique et azote totaux dans le sol cultivé baissent
respectivement de 25 et 31 % par rapport au sol sous forêt galerie dégradée.
Dans la quasi-totalité des situations le rapport C/N de la fraction fine est
inférieur à 10. Les variations entre type de sol et entre systèmes de culture sont plus
faibles que celles observées pour la fraction grossière. En mi-pente le rapport C/N tend
à augmenter dans le sol cultivé (8,4 pour MPI à II,8 pour MP3 en passant par 9,5 pour
MP2). En bas de pente il diminue de BPI (9,2) à BP3 (6,3). Concernant le sol de bas-
fond le rapport C/N de la fraction diminue faiblement de BFl (8,2) à BFl (7).

---

Tableau IV.2 : Bilan du fractionnement granulométrique (masse, carbone et azote total)
Sol de mi-pente
Sol de bas de pente
Sol de bas· fond
Bilan
Fraction
taille
MP1
MP2
MP3
BP1
BP2
BP3
BF1
BF2
enJ.Lm
2000/50
85,S
84,2
82,9
76,4
77,2
78,9
46,4
36,3
<50
13,8
15,1
15,4
23,2
22,1
21,0
52,6
63,3
Masse
Sol
99,3
99,3
98,1
99,6
99,3
99,9
98,9
99,6
% de sol
fractionné
Sol non
fractionné
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
~
2000/50
2,2
0,7
1,2
1,1
2,0
2,4
6,9
2,3
<50
1,7
1,4
1,4
1,8
1,9
1,9
6,7
6,0
C total
Sol
4,1
2,1
2,6
2,8
3,9
4,3
13,6
8,3
mg/g de sol
fractionné
Sol non
4,2
2,3
2,6
2,9
3,7
4,5
14,5
8,4
fractionné
2000/50
0,09
0,09
0,08
0,05
0,08
0,09
0,19
0,08
<50
0,28
0,12
0,15
0,21
0,22
0,31
0,83
0,67
Ntotal
Sol
0,37
0,21
0,23
0,26
0,30
0,40
1,02
0,75
mg/g sol
fractionné
Sol non
0,38
0,22
0,23
0,26
0,30
0,42
1,09
0,71
fractionné

---

79
Tableau IV.3 : Teneurs (mg/g de fraction) et contenus (mg/g de sol) en carbone des
fractions granulométriques des sols en fonction des systèmes de culture.
Sol de mi-pente
Systèmes
Fractions
mg/g
mg/g
%
AC
AC/ACt
C/N
de
taille
de
de sol
Ctotal
mg/g
en%
culture
enJ.Lm
fraction
de sol
MP1
2000/50
2,6
2,2
56
19,0
<50
12,2
1,7
44
8,4
MP2
2000/50
0,9
0,7
33
- 1,5
- 83
8,1
<50
9,5
1,4
67
- 0,3
- 17
9,5
MP3
2000/50
1,4
1,2
46
- 1,0
-77
13,7
<50
9,4
1,4
54
- 0,3
- 23
9,4
Sol de bas de pente
Systèmes
Fractions
mg/g
mg/g
%
AC
AC/ACt
C/N
de
taille
de
de sol
Ctotal
mg/g
en%
culture
enJ.Lm
fraction
de sol
BPI
2000/50
1,4
1,1
38
17,0
<50
7,6
1,8
62
9,2
BP2
2000/50
2,5
2,0
51
+ 0,9
+90
25,0
<50
8,9
1,9
49
+ 0,1
+10
8,3
BP3
2000/50
3,0
2,4
56
+ 1,3
+ 93
38,0
<50
9,1
1,9
44
+ 0,1
+ 7
6,3
Sol de bas-fond
Systèmes
Fractions
mg/g
mg/g
%
AC
AC/ACt
C/N
de
taille
de
de sol
Ctotal
mg/g
en%
culture
enJ.Lm
fraction
de sol
BF1
2000/50
14,9
6,9
51
37,3
<50
12,6
6,7
49
8,2
BF2
2000/50
6,2
2,3
28
- 4,6
- 87
28,2
<50
9,4
6,0
72
- 0,7
-13
7,0
AC représente dans chaque situation, la différence de contenus en carbone organique total entre les
fractions du sol sous jachère et fractions du sol cultivé.
ACt est la somme des AC des deux fractions.

---

80
Tableau IV.4: Teneurs (mg/g de fraction) et contenus (mg/g de sol) en azote des
fractions granulométriques des sols en fonction des systèmes de culture.
Sol de mi-pente
Systèmes
Fractions
mg/g
mg/g
%
AN
AN/ANt
C/N
de
taille
de
de sol
Ntotal
mg/g
en%
culture
enJ1.m
fraction
de sol
MP1
2000/50
0,15
0,15
37
19,0
<50
1,60
0,22
63
8,4
MP2
2000/50
0,11
0,09
45
- 0,06
-38
8,1
<50
1,0
0,12
55
- 0,10
- 62
9,5
MP3
2000/50
0,10
0,08
35
- 0,07
- 50
13,7
<50
0,80
0,15
65
- 0,07
- 50
11,8
Sol de bas de pente
Systèmes
Fractions
mg/g
mg/g
%
AN
AN/ANt
C/N
de
taille
de
de sol
Ntotal
mg/g
en%
culture
enJ1.m
fraction
de sol
BPI
2000/50
0,08
0,05
19
17,0
<50
0,90
0,21
81
9,2
BP2
2000/50
0,10
0,08
27
+ 0,03
+ 75
25,0
<50
1,00
0,22
73
+ 0,01
+ 25
8,3
BP3
2000/50
0,11
0,09
23
+ 0,04
+ 29
38,0
<50
1,5
0,31
77
+ 0,10
+71
6,3
Sol de bas-fond
Systèmes
Fractions
mg/g
mg/g
%
AN
AN/ANt
C/N
de
taille
de
de sol
Ntotal
mg/g
en%
culture
enJ1.m
fraction
de sol
BF1
2000/50
0,40
0,19
19
37,3
<50
1,60
0,83
81
8,2
BF2
2000/50
0,22
0,08
11
- 0,11
- 41
28,2
<50
1,10
0,67
89
- 0,16
- 59
7,0
AN représente dans chaque situation, la différence de contenus en azote total entre les fractions du sol sous
jachère et fraclions du sol cultivé.
ANt est la somme des AN des deux fractions.

---

81
2.3. Répartition du carbone organique total et de l'azote total des sols dans les
fractions
Les contenus en carbone organique total (mg/g de sol) et en azote total (mg/g de
sol) des fractions regroupés dans les tableaux IV.3 et IVA., sont illustrés par les figures
IV.1 et IV.2.
2.3.1. Carbone organique total
Dans les sols sous jachère arbustive de 15 ans MP1 en mi-pente, sous forêt
galerie dégradée BF1 dans le bas-fond et sous culture avec une fumure organique (BP2
et BP3) en bas de pente, plus de la moitié du carbone organique total du sol (51 à 56 %)
se trouve dans la fraction grossière. Alors que dans les sols cultivés de mi-pente (MP2 et
MP3) et de bas-fond (BF2) et dans le sol sous jachère de 5 ans de bas de pente (BPI),
c'est la fraction fine qui contient la plus grande partie du carbone organique total du sol
(54 à 73 %). Mais ce sont les contenus en carbone organique de la fraction grossière qui
varient le plus en fonction des systèmes de culture.
En mi-pente, la différence entre le sol sous jachère arbustive MPI ayant les forts
contenus et le sol sous culture MP2 et MP3, est respectivement de 1,5 et 1,0 mg/g de sol
pour la fraction grossière contre seulement 0,3 mg/g de sol pour la fraction fine. Ce qui
représente une baisse des contenus en carbone organique total dans le sol cultivé de 68
et 45 % pour la fraction 2000/50 et de 18 % pour la fraction fine. La différence entre
Mn et MP3 porte essentiellement sur les contenus de la fraction 2000/50 /.Lm qui sont
plus élevés dans MP3 de 0,5 mg/g de sol.
Dans le bas-fond également, la baisse des contenus en carbone organique total
dans le sol cultivé BF2 par rapport au sol sous forêt galerie dégradée BF1 est de 4,6
mg/g de sol pour la fraction grossière contre 0,6 mg/g de sol pour la fraction fine; soit
respectivement 67 % contre 9 %.
En bas de pente, par rapport au sol sous jachère BPI, les contenus en carbone
organique total de la fraction 2000/50 /.Lm dans le sol cultivé, augmentent de 0,9 et 1,3
mg/g de sol respectivement pour BP2 et BP3. Cela représente, dans le même ordre, 81
% et 2 fois les valeurs de BPI. Pour la fraction fine l'augmentation n'est que de 0,1
mg/g de sol, soit seulement 6 % des contenus de BPI.
Les résultats confirment que les contenus en carbone organique total de la
fraction grossière sont les plus modifiés par les systèmes de culture alors que les
contenus de fraction fine sont relativement stables. La part de la fraction grossière dans
l'augmentation (sol de bas de pente) ou la diminution (sol de mi-pente et de bas-fond)

---

82
des contenus par rapport au témoin, représente 77 à 93 % alors que celle de fraction
fine varie entre 7 et 23 %.
2.3.2. Azote total
Contrairement au carbone organique total, une très grande partie de l'azote total
du sol (55 à 89 %) se trouve dans la fraction fine quel que soit le système de culture. Les
effets des systèmes de culture concernent toutes les fractions.
En mi-pente, la différence entre le sol sous jachère arbustive de 15 ans MP1 dont
les contenus sont plus élevés et le sol sous culture MP2 et MP3 est de 0,06 et 0,07 mg/g
de sol pour la fraction grossière contre 0,10 et 0,07 mg/g de sol pour la fraction fine. Par
rapport à MP1, la baisse des contenus dans le sol MP2 est du même ordre pour les deux
fractions (40 % pour 2000/50 JLm contre 45 % pour <50 JLm) alors que dans le sol MP3
elle est relativement plus élevée pour la fraction grossière (46 %) que la fraction fine
(32 %). La différence entre MP2 et MP3 concerne surtout la fraction fine (0,03 mg/g de
sol de plus dans MP3).
Dans le bas-fond, les écarts entre le sol sous forêt galerie dégradée BF1 et le sol
cultivé BF2 sont de 0,11 mg/g de sol pour la fraction grossière et de 0,16 mg/g de sol
pour la fraction fine. La chute des contenus dans le sol cultivé BF2, par rapport au sol
sous forêt galerie BF1, représente 57 et 20 % respectivement pour les fractions 2000/50
JLm et < 50 JLm.
En bas de pente, les contenus en azote total dans le sol sous culture (BP2 et BP3)
augmentent de 0,03 et 0,04 mg/g de sol pour la fraction grossière et de 0,01 et 0,10 mg/g
de sol pour la fraction fine, par rapport au sol sous jachère herbacée de 5 ans.
L'augmentation des contenus en azote total des fractions dans le sol cultivé (BP2 et
BP3) est plus importante pour la fraction 2000/50 JLm (60 % pour BP2 et 80 % pour
BP3) que pour la fraction <50 JLm (5 % pour BP2 et 48 % pour BP3). Mais la différence
entre BP2 et BP3 porte sur la fraction fine avec 0,09 mg/g de sol de plus dans BP3.
Ces résultats montrent que les systèmes de culture modifient les contenus en
azote total de toutes les fractions et surtout ceux de fraction fine. Dans les sols cultivés
de mi-pente et de bas-fond, la part de la fraction fine dans la baisse des contenus par
rapport aux sols sous jachère, varie de 50 à 62 % alors que la part de fraction grossière
est comprise entre 38 et 50 %. En bas de pente, 71 % l'augmentation des contenus en
azote total dans le sol cultivé BP3 est due à la fraction grossière contre 29 % pour la
fraction fine ; c'est l'inverse dans le sol BP2 où les contenus de la fraction grossière
représente 75 % de l'augmentation contre 25 % pour la fraction fine. Ceci s'explique
par la tendance à l'accumulation de l'azote dans la fraction fine et par la relative
stabilité de la matière organique de cette dernière.

---

Figure IV.I : Contenus en carbone organique total dans les fractions granulométriques
Figure IV.2 : Contenus en azote total dans les fractions granulométriques de l'horizon C
de l'horizon 0-10 cm des sols en fonction des systèmes de culture.
10 cm des sols en fonction des systèmes de culture.
14
SOL DE MI-PENTE
SOL DE MI-PENTE
12
~
'0 0,8
..
10
~ B
~ 06
01
C l '
-
6
o
z 0,4
01
4
01
E
E
2
~--.
0,2
o
o
MP1
MP2
MP3
MPI
MP2
MP3
Systèmes de culture
-~----~
Systèmes de cul1ure
14
12
SOL DE BAS DE PENTE
00
SOL DE BAS DE PENTE
V)
~ 10
~ 0,8
~ 8
..
01
:
0,6
-
6
o
01
z 0,4
4
Cl
E
2
E 0,2
o
-~-- BP3
o
BPI
BP2
Systèmes de culture
--------
BPI
BP2
BP3
Systèmes de culture
SOL DE BAS-FOND
SOL DE BAS-FOND
14
12
g 10
g 0,8
~
..
8
'tl
0,6
UIIl 2000/50 jJm
Cl
Cl
o
6
'i 0,4
~
•
< 50 jJm
4
Cl
E 0,2
2
o
o
BF1
BF2
BFl
BF2
Systèmes de culture
Systèmes de culture

---

84
3. DISCUSSION
Les contenus en carbone organique et azote totaux (mg/g de sol) dépendent des
teneurs (en mg/g de fraction) et de la proportion relative (en poids) de la fraction dans
le sol. Or pour chaque sol, le bilan du fractionnement (tableau IV.l) montre que le
poids des fractions est peu ou pas modifié par les systèmes de culture. La variation des
contenus est donc due essentiellement à celle des teneurs qui, nous venons de le voir,
sont influencées par les systèmes de culture.
Les résultats confirment que la matière organique des fractions se caractérise par
un rapport C/N diminuant avec la taille de la fraction. Cela est conforme avec les
mécanismes d'incorporation de la matière organique dans les différentes fractions du
sol. En effet, la matière organique est incorporée généralement sous forme de résidus
grossiers dans la fraction grossière du sol (2000/50 /lm) ; elle est constituée
essentiellement de débris végétaux à rapport C/N élevé (14 à 38), reconnaissables à la
loupe binoculaire (graines d'adventices, morceaux de paille, brindilles, de charbon de
bois, racines, etc..., à divers stades de décomposition). Par contre la matière organique
de la fraction fine à rapport C/N bas (6 à 12), provient de la transformation de la
matière organique de la fraction grossière ; elle est composée essentiellement de
molécules organiques amorphes, de résidus microbiens et de substances humiques
associées aux minéraux (FELLER, 1979 ; FELLER et al., 1983 et 1991 et DJEGUI,
1992). D'après MARION et al. (1981), BALESDENT et al. (1988), la matière organique
grossière a un taux de renouvellement plus élevé que celui de la fraction fine. Ce qui
expliquerait la plus grande variation de la fraction grossière.
La variation des teneurs et contenus en carbone organique et azote totaux des
fractions en fonction des systèmes de culture semble être étroitement liée au niveau des
restitutions organiques. Dans les sols cultivés de mi-pente (MP2 et MP3) et de bas-fond
(BF2), la baisse des teneurs et contenus en carbone organique et azote totaux des
fractions par rapport à ceux du sol sous jachère arbustive de 15 ans (MPl) ou sous forêt
galerie dégradée (BFl), peut être attribuée à la faiblesse des restitutions organiques.
C'est aussi l'effet des apports organiques qui explique l'augmentation des teneurs et
contenus en carbone organique et azote totaux des fractions dans le sol cultivé de bas de
pente (BP2 et BP3) par rapport au sol sous jachère herbacée de 5 ans (BPI).
Outre le niveau des restitutions organiques, l'accumulation de la matière
organique dans les fractions peut s'expliquer par les processus de transformation du
carbone et de l'azote, variables suivant les conditions pédoclimatiques. On sait que dans
un sol fonctionnant normalement. la dégradation de la matière organique conduit à une
perte de carbone sous forme de C02 alors que les processus de minéralisation-

---

85
réorganisation sont plus favorables au transfert de l'azote vers la fraction fine. Aussi
l'azote minéral libéré lors de la décomposition de la matière organique de fraction
grossière à C/N élevé, peut-il être réorganisé par les microorganismes au profit de la
fraction fine (DOMMERGUES et MANGENOT, 1970 ; CAMERON et POSNER,
1979 et SORENSEN, 1980). Ceci explique l'augmentation des teneurs et contenus en
azote total de fraction fine dans les sols relativement riche en matière organique.
4. CONCLUSION
Le fractionnement granulométrique a permis de séparer la matière organique du
sol en deux fractions granulométriques distinctes: la matière organique grossière labile
associée à la fraction sableuse (2000/50 JLm) avec un rapport C/N élevé (14 à 38) et la
matière organique fine relativement plus stable associée à la fraction argilo-limoneuse
«50 JLm) caractérisée par un rapport C/N bas (6,3 à 12).
L'importance de chaque fraction dépend du niveau des restitutions de résidus
organiques. Dans les situations où il y a plus de restitutions organiques (sol sous jachère
arbustive de 15 ans MP1, sol sous forêt galerie dégradée BF1 et sol cultivé avec fumure
organique BP2 et BP3), plus de la moitié du carbone organique total (51 à 56 %) se
trouve dans la fraction grossière. Par contre, dans les cas où les apport organiques sont
plus réduits (sol cultivé en mi-pente MP2 et MP3, sol cultivé de bas-fond BF2 et sol sous
jachère herbacée de 5 ans en bas de pente BPI), c'est la fraction fine qui contient la plus
grande partie du carbone organique (56 à 73 %). Mais concernant l'azote total, quelle
que soit la situation, 68 à 89 % de l'azote du sol sont contenus dans la fraction fine.
Les systèmes de culture modifient les teneurs et contenus en carbone organique
et azote totaux des fractions dans le même sens que les teneurs des sols. En effet, les
résultats montrent une baisse des teneurs et contenus des fractions dans les sols cultivés
sans fumure organique (MP2, MP3 en mi-pente et BF2 dans le bas-fond) par rapport
aux sols sous jachère arbustive (MPI en mi-pente) et sous forêt galerie dégradée (BF1
dans le bas-fond). Inversement, la fumure organique entraîne, proportionnellement à
l'importance des apports, une augmentation des teneurs et contenus des fractions.
Toutefois, les modifications montrent des différences entre le carbone et l'azote
suivant la fraction considérée. Pour le carbone organique total, 77 à 93 % des variations
des teneurs des sols cultivés par rapport aux témoins, sont dues à la fraction grossière
contre seulement que 7 à 23 % pour la fraction fine. Concernant l'azote total par contre,
toutes les fractions sont concernées au même chef; la part de fraction grossière varie de
29 à 75 % contre 25 à 71 % pour la fraction fine. Cela s'explique par les processus de

---

86
minéralisation-réorganisation pouvant conduire à un transfert d'azote de la fraction
grossière vers la fraction fine.
La répartition de la matière matière organique dans les fractions avec des
caractéristiques différentes (rapport C/N) pourrait affecter le comportement du sol
notamment son aptitude à la minéralisation du carbone et de l'azote et sa capacité à
assurer les besoins azotés des plantes. L'influence des systèmes de culture sur la
minéralisation du carbone et de l'azote des sols sera étudiée dans le chapitre suivant.

---

87
CHAPITRE V
INFLUENCE DES SYSTEMES DE CULTURE SUR LE POUVOIR
MINERALISATEUR DES SOLS
Les microorganismes (bactéries, champignons et actinomycètes) du sol tirent
leur énergie et les éléments nutritifs de la dégradation de la matière organique. Les
processus de transformation du carbone organique aboutissent, à terme, à une libération
de dioxyde de carbone (C02). Dans le cas de l'azote organique, les produits finaux sont
l'azote minéral (NH4 + et N03-).
La minéralisation du carbone et/ou de l'azote exprime le pouvoir minéralisateur
des sols (DOMMERGUES, 1960 ; MOUREAUX, 1968 ; FAUCK et al., 1969 ;
BACHELIER, 1973 ; REMY et MARY, 1977 et DELPHIN, 1986 et 1989). Elle dépend
d'une part de conditions liées au climat (température et humidité) et d'autre part de
facteurs et conditions liés au sol (texture, matières organiques, pH, nature et importance
de la microflore). DELPHIN (1991) montre que les caractéristiques de la matière
organique des sols jouent un rôle déterminant dans l'expression du pouvoir
minéralisateur. Or les chapitres III et IV ont montré, pour des échantillons de la couche
0-10 cm, que les systèmes de culture entraînent une modification quantitative et
qualitative de la matière organique des sols.
_L'objectif du présent chapitre est donc d'étudier l'influence des systèmes de
culture sur la minéralisation du carbone organique (dégagement du C02) et sur la
minéralisation nette de l'azote. Avant de présenter les différents résultats, nous
exposerons les méthodes utilisées.
1. METHODOWGIE
Les échantillons de sol, prélevés dans l'horizon de surface (0-10 cm), sont les
mêmes que ceux utilisés dans le chapitre IV.
1.1. Minéralisation du carbone
La minéralisation du carbone est estimée en mesurant le C02 dégagé par
respiration d'un échantillon de sol incubé. La méthode utilisée est celle qu'a décrit

---

88
DOMMERGUES (1960). L'échantillon de sol (100 g) mis dans un bécher et humecté à
75 % de la capacité de rétention maximale en eau, est enfermé dans une enceinte
étanche de 1 litre où le C02 dégagé est absorbé par une solution de soude N/2
contenue dans une coupelle. L'ensemble est placé à température ambiante d'environ 30
oc. Les mesures du dégagement de C02 sont réalisées toutes les 24 heures pendant 21
jours, par un dosage de la soude non carbonatée en présence de thymolphtaléine après
précipitation par du chlorure de baryum. Le test est conduit avec 3 répétitions.
1.2. Minéralisation nette de l'azote
La minéralisation nette de l'azote est mesurée, au laboratoire, par le dosage des
formes ammoniacale (NH4 +) et nitrique (N03-) de l'azote minéral produit au cours
d'une incubation d'un échantillon de sol dans des conditions constantes pendant un
temps donné. L'azote minéralisé est obtenu par la différence entre l'azote minéral initial
et l'azote minéral au temps 1. Plusieurs méthodes, de durée plus ou moins longue, ont
été mises au point pour suivre la minéralisation de l'azote en condition aérobie
(DROUINEAU et LEFEVRE, 1949 ; BREMNER, 1965 ; STANDFORD et al., 1965)
ou anaérobie (WARING et BREMNER, 1964).
La technique utilisée dérive de la méthode de DROUINEAU et LEFEVRE
(1949). Dans le test conduit avec 3 répétitions, l'échantillon de sol (30 g) est mis dans un
pot en PVC de 49 mm de diamètre et de 10 cm de haut dont la base est fermée par une
toile à maille de 50 jlm. L'échantillon qui repose sur de la laine de verre placée au fond
du pot, est humecté à 75 % de sa capacité maximale de rétention en eau avant de placer
l'ensemble à l'étuve à 30 oc. Au cours de l'incubation qui a duré 4 semaines, l'humidité
est ajustée par pesées quotidiennes et des pots sont sacrifiés chaque semaine pour le
dosage de l'azote minéral.
Les formes ammoniacale et nitrique de l'azote sont dosées par colorimétrie à
l'autoanalyseur, après extraction au KCl lM. Les nitrates sont réduits, par le sulfate
d'hydrazine, en nitrites qui sont dosés par réaction colorée avec le sulfanilamide.
L'ammonium est dosé par la réaction de Berthelot au bleu d'indophénol.

---

89
2. RESULTATS ET DISCUSSIONS
2.1 Minéralisation du carbone
2.1.1. Influence des systèmes de culture
2.1.1.1. Sol de mi-pente
La figure V.l présente les variations du carbone minéralisé (Cm) sous forme de
C02 au cours de 21 jours d'incubation. Dans le tableau V.l, sont comparées, les
quantités totales moyennes de carbone minéralisé.
Tableau V.1 : Comparaison des quantités de carbone minéralisé et des taux de minéralisation du carbone
dans les systèmes de culture du sol de mi-pente
Sytèmes
Carbone total
Carbone minéralisé
Taux de
de
(Ct)
(Cm)
minéralisation
culture
mg/kg de sol
mg/kg de sol
(100 Cm/Ct)
MP1
4200
185,58
4,48
MP2
2300
483b
21b
,
,
MP3
2600
84,4C
3,4C
Coef de
variation
C.V. (%)
7,3
7,2
Les valeurs portant une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de
NEWMAN-KEULS.
Le carbone minéralisé varie dans l'ordre suivant: MPI > MP3 > MP2 et ce,
quelle que soit la durée d'incubation (fig.V.l.a). Les écarts sont particulièrement
importants entre le sol de jachère (MPl) et les sols cultivés (MP2 et MP3). Au bout de
21 jours, le Cm est de 185,5 mg/kg de sol pour MPl, 84,4 mg/kg de sol pour MP3 et de
48,3 mg/kg de sol pour MP2. Le tableau V.l montre que ces valeurs présentent une
différence significative au seuil de 5 %.
Les taux de minéralisation (fig. V.l.b) suivent des variations similaires: MPI >
MP3 > MP2. Les valeurs en fin d'incubation (4,4, 3,4 et 2,1 % respectivement pour
MPl, MP3 et MP2), sont différentes au seuil de 5 % (tableau V.l).

---

90
Ces résultats montrent que la culture continue de mil entraîne une baisse du
carbone minéralisable du sol. Par rapport au sol sous jachère de 15 ans MPl, le carbone
minéralisé en 21 jours baisse de 50 % dans MP2 et 25 % dans pour MP3. Le taux de
minéralisation diminue également; de 4,4 % pour MPI , il passe à 3,4 % puis à 2,1 %
respectivement pour MP3 et MP3. FAUCK et al. (1969) et MOREAU (1986) ont aussi
observé une baisse du taux de minéralisation avec la durée de la mise en culture. Cette
baisse semble être en relation avec la chute des teneurs en carbone organique total,
observée dans le sol cultivé.
2.1.1.2. Sol de bas de pente
La figure V.2 présente les variations du carbone minéralisé (Cm) sous forme de
C02 au cours de l'incubation. Dans le tableau V.2, sont comparées, les quantités totales
moyennes de carbone minéralisé.
Le carbone minéralisé (fig V.2.a) varie dans l'ordre suivant: BP3 > BP2> BPI.
Toutefois, pendant les 5 premiers jours d'incubation les courbes sont presque
confondues pour BP2 et BP3. Après 21 jours d'incubation (tableau V.2), le Cm est du
même ordre de grandeur pour BP2 et BP3 (159,1 contre 179,1 mg/kg de sol) qui se
distinguent nettement de la jachère récente BPI (118,3 mg/kg de sol).
Les taux de minéralisation varient très peu d'une situation à l'autre avec
cependant un niveau légèrement plus élevé pour BP2 (4,4 %) que BPI (4, I %) et BP3
(4,3 %). Mais les écarts entre les valeurs enregistrées en fin d'incubation ne sont pas
significatifs (tableau V.2.b).
Les résultats revèlent que, par rapport au sol sous jachère de 5 ans BPI, la
quantité de carbone minéralisé en 21 jours augmente de 31 % dans BP2 et est
multipliée par 3 dans BP3. Par contre, le taux de minéralisation n'est que très
faiblement affecté (4,1 à 4,4 %). Comme dans le càs du sol de mi-pente, la quantité de
carbone minéralisé varie dans le même sens que les teneurs en carbone organique total
du sol.

---

91
Tableau V.2 : Comparaison des quantités de carbone minéralisé et des taux de minéralisation du carbone
dans les systèmes de culture du sol de bas de pente
Sytèmes
Carbone total
Carbone minéralisé
Taux de
de
(Ct)
(Cm)
minéralisation
culture
en mg/kg de sol
en mg/kg de sol
(100 Cm/Ct)
BPI
2900
118,38
4,18
BP2
3600
159,lb
4,48
BP3
4200
179,lb
4,38
Coef de
variation
C.V. (%)
7,0
7,8
Les valeurs portant une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de
NEWMAN-KEULS.
2.1.1.3. Sol de bas-fond
La figure V.3 présente les variations du carbone minéralisé (Cm) sous forme de
COZ au cours de l'incubation. Dans le tableau V.3, sont comparées, les quantités totales
moyennes de carbone minéralisé.
Tableau V.3 : Comparaison des quantités de carbone minéralisé et des taux de minéralisation du carbone
dans les deux systèmes de culture du sol de bas-fond.
Sytèmes
Carbone total
Carbone minéralisé
Taux de
de
(Ct)
(Cm)
minéralisation
culture
en mg/kg de sol
en mg/kg de sol
(100 Cm/Ct)
BFl
14000
405,08
2,98
BF2
8300
205 Ob
2,58
,
Coef de
variation
c.v. (%)
3,7
3,7
Les valeurs portant une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de
NEWMAN-KEULS.

---

92
Figure V.l : Minéralisation du carbone de l'horizon 0-10 cm du sol de mi-pente en
fonction des systèmes de culture.
Fig. V.l.b.: Taux de minéralisation (100 CmlCt )
Fig. V .l.a. : Carbone minéralisé cumulé
l l1Xl
-tl
---0-
MPI
1150
-
MP2.
- - 0 -
MP3
!=iH100
....
8
8
-Il 50
.ij
1
~
! L.L...---L......J...---'---L..~.L-..I..-L.-L.....I........L...........L..-L......a........L-..I......J
0
out:!::....i--'---'-....1.....J........L-....L...L-.L-..L.-.L-.L.....I'---"-----&:.........~__L_!
o
1
2
3
•
,
6
7
•
9
10 Il
12 U
l'
15 16 17
II 19 20 21
o
1
2
3
•
,
6
7
•
9
10
Il
12 13 14 15 16 17
II
19 20 21
Temps en jours
Temps en jours
Figure V.2 : Minéralisation du carbone de l'horizon 0-10 cm du sol de bas de pente en
fonction des systèmes de culture.
Fig. V.l.a. : Carbone minéralisé cumulé
lIXl
î
Fig. V .l.b. : Taux de minéralisation (100 Cmlct)
-tl
i 150
!1100
8
- - 6 -
BPI
- - 6 -
BPI
--+- IlYl
~
50
--+- BP2
-
1lY~
-
llP3
~ ~-'---.L.......L....L-..L......~----L......J...~~~
0
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1
2
3
•
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7
•
9
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l '
15
16 17 II 19 20 21
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2
,
•
,
6
7
•
9
10
Il
12 Il l '
15 16 17
II
19 20 21
Temps en jours
Temps en jours
Figure V.3 : Minéralisation du carbone de l'horizon 0-10 cm du sol de bas-fond en
fonction des systèmes de culture.
Fig. V _.3.a. : Carbone minéralisé cumulé
Fig. V .3.b. : Taux de minéralisation (100 CmlCt)
î
î
~
~
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1500
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BFl
El
_
BFl
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-
BF2
-
BP2
0 0L~I--'-2--'-,-1..-1.'......L......L
......L0......l1\\......l12........
1l~1.~15~16~17-:-'1I:-:'1:-'-::20:--::21
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1
2
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•
,
6
7
•
9
10 1\\ 12 13
1.
l ' 16 17 II
19 20 21
Temps en jours
Temps en jours

---

93
La figure V.3.a montre que le carbone minéralisé du sol sous forêt galerie
dégradée (BF1) représente à peu près le double de celui du sol cultivé (BF2). En 21
jours d'incubation, le carbone minéralisé est de 405,3 et 205,2 mg/kg de sol
respectivement pour BF1 et BF2.
Les
taux
de
minéralisation
(fig.V.3.b)
suivent
une
variation
similaire
(BF1 > BF2). Les valeurs en fin d'incubation (2,9 et de 2,5 %) ne sont pas
significativement différentes (tableau V.3)
Il ressort de ces résultats, une baisse de la minéralisation du carbone dans le sol
cultivé BF2 par rapport au sol sous forêt galerie dégradée BFl. La quantité de carbone
minéralisé en 21 jours diminue de 50 % alors que la baisse du taux de minéralisation est
plus faible.
2.1.2. Facteurs influençant la minéralisation du carbone
La minéralisation du carbone varie en fonction du type de sol. Les valeurs
moyennes du carbone minéralisé augmentent du sol de mi-pente (lOS mg/kg de sol) au
sol de bas-fond (306 mg/kg de sol) en passant par le sol de bas de pente (152 mg/kg de
sol). Pour chaque sol, les systèmes de culture modifient de façon significative la quantité
de carbone minéralisé.
Les résultats montrent que les différences de minéralisation entre les trois sols
d'une part et entre les systèmes de culture sur un même type de sol d'autre part, sont
surtout liées à leur teneur en carbone organique total. L'équation de régression entre le
carbone organique total (Ct en % de sol) et la quantité de carbone minéralisé (Cm en
mg/kg de sol), toutes situations confondues, est de la forme:
Cm = 248, 4. Ct + 42,4
(R2 = 0,84)
La droite de régression simple est représentée sur la figure VA. Le coefficient
de détermination R2 (0,84) est significatif au seuil de 1 %. Il indique cependant, qu'une
partie du carbone minéralisé n'est pas expliquée par cette relation.
Nous avons utilisé une régression multiple (tableau VA) faisant intervenir
d'autres caractéristiques comme les teneurs en éléments fins (argile + limon) et le pH.
Un test (F de FISCHER-SNEDECOR) sur le coefficient de détermination R2 permet
de juger de l'effet de l'introduction d'une variable supplémentaire sur la validité de la
régression. Les résultats montrent que la prise en compte de ces caractéristiques
n'améliore pas de façon significative les R2 (0,85 et 0,86).
Le carbone minéralisé est également mis en relation avec le carbone organique
total des deux fractions granulométriques 2000-50 et < 50 J.Lm respectivement CtFG et
CtFF. On observe que la relation est plus forte entre Cm et le contenu en carbone de la

---

94
fraction grossière (2000-S0 J.l.m) avec un F du coefficient de détermination (R2 = 0,8S)
significatif au seuil de 1 %. On remarquera même que le R 2 est légèrement supérieur à
celui de la régression prenant en compte le carbone organique total du sol. Ceci
s'explique par le fait que la matière organique de la fraction grossière est plus labile.
Mais l'amélioration du coefficient de détermination en prenant en compte les deux
fractions (R2 = 0,87), semble montrer que la fraction fine est également minéralisé. Ces
résultats vont dans le même sens que les travaux réalisés en laboratoire (BONDEL,
1971c et MARION et al., 1981) et in situ (MARTIN et al., 1990 et BALESDENT et al.,
1988).
Ces résultats confirment que les systèmes de culture peuvent modifier certains
facteurs affectant la minéralisation du carbone mais qui ne sont pas pris en compte par
l'analyse classique de sol (DELPHIN, 1986 et DELPHIN et TIQUET, 1988). Ces
auteurs montrent que la technique de piégeage discontinu du C02 surestimerait le
dégagement en comptabilisant le C02 de l'air emprisonné dans l'enceinte avant et après
chaque mesure. Ce qui pourrait aussi justifier que 1
S à 16 % du carbone minéralisé soient inexpliqués par les caractéristiques des
sols.
Malgré tout, les teneurs en carbone des sols constituent le principal facteur de
minéralisation du carbone. Ce niveau étant affecté par les systèmes de culture, comme
cela a été montré au chapitre précédent, on comprend donc que le classement des
systèmes de culture en fonction des quantités de carbone minéralisé suive le même
ordre que les teneurs en carbone organique total: MPI > MP3 > MP2 pour le sol de mi-
pente; BP3 > BP2> BPI pour le sol de bas de pente; BFl > BF2 pour le sol de bas-fond.
Figure V.4 : Relation entre le carbone minéralisé (Cm en mg/kg de sol) et teneurs en
carbone organique total (Ct en %) des sols (n = 8)
~ 500
Cm = 4S,6 + 248,4 Ct
.."Q
...>/. 400
DIo
E
c:
300
..
'".. 200
L
'"c:
E
100
..
c:
0
~
0
ü
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1,4
1.6
Carbon~ 1~1 du.ol (~n ~)

---

95
Tableau VA : Régression entre minéralisation du carbone et quelques caractéristiques
analytiques du sols (n = 8)
Equation de régression
R2
F
Coefficients
deR2
de régression
Cm = aCt + c
0,84
332"
,
a = 248,4 c = 42,4
Cm = aCt + b(A+L) + c
0,85
144"
,
a=311
b = -1,7 c = 54,9
Cm = aCt + b(A+L) + dpH + c
0,86
8,1*
a = 333,5
b = -2,4
d = 19,2 c = -57,4
Cm = aCtFG + c
0,85
338"
,
a = 51,2 c = 52,8
Cm = aCtFG + b(A+L) + c
0,87
163**
,
a = 39,1
b = 1,8
c = 33,5
Cm = aCtFF + c
0,67
122**
,
a = 40,6 c = 57,3
Cm = aCtFG + bCtFF + c
0,87
17,3**
a = 40,2
b = 12,5 c = 43
* et ** montrent respectivement que le F de R.2 significatif au seuil de S et 1 %.
Cm = carbone minéralisé en mg/kg de sol; Ct = carbone organique total en % ; A +L
= teneurs en argile et limon en % ; CtFG I_et CtFF représentent respectivement le
contenu en carbone des fractions 2000-S0 et <pO p.m en mg/g de sol.
Contrairement aux quantités de carb~ne minéralisé, les taux de minéralisation
sont relativement plus élevés dans les sols dJ versant. Ils sont en moyenne, de 3,3 %
1
pour le sol de mi-pente, de 4,1 % pour le sol de bas de pente et de 2,7 % pour le sol de
bas-fond.
2.2. Minéralisation de l'azote
2.2.1. Influence des systèmes de culture
2.2.1.1. Sol de mi-pente
Les variations des teneurs en azote minéral des échantillons incubés sont
représentées dans la figure V.5. L'azote minéralisé, obtenu par différence entre les
teneurs dosées au cours de l'incubation et les teneurs initiales, figure dans le tableau V.S

---

96
Tableau V.s : Azote minéralisé, en mg/kg de sol, dans des échantillons du sol de mi-pente (0-10 cm) en
fonction des systèmes de culture et du temps d'incubation (n = 3).
Temps en semaines
Systèmes
Azote minéral
de
initial
1
2
3
4
culture
MP1
8,0 ± 0,1
8,1 ± 0,3
13,5 ± 0,2
20,3 ± 0,6
21,4 ± 1,2
MP2
5,7 ± 0,5
6,3 ± 0,2
5,1 ± 0,3
8,3 ± 1,4
9,2 ± 0,5
MP3
8,7 ± 0,2
6,3 ± 0,2
7,0 ± 0,8
10,2 ± 1,2
12,8 ± 1,0
Dans les trois situations, la minéralisation nette se caractérise par une très
rapide augmentation des teneurs en N03- (fig. V.5.a) et une diminution après une
semaine, des teneurs en NH4 + (fig. V.5.b). La figure V.5.c montre que les teneurs en
azote minéral total augmentent régulièrement dans MP1 alors que dans MP2 et MP3 le
maximum semble être atteint dès la première semaine.
La quantité d'azote minéralisé en 4 semaines est de 21,4 mg/kg de sol pour la
jachère MP1, de 12,8 et de 9,2 mg/kg de sol respectivement pour le système de culture
avec labour et aménagement antiérosif MP3 et le système de culture sans labour et sans
aménagement MP2. La comparaison statistique de ces valeurs (tableau V.6) montre que
MP1 est significativement supérieur à MP2 et MP3 qui ne sont pas différents. Ce
classement des systèmes de culture est le même que celui observé pour les teneurs en
azote total.
Les taux de minéralisation (fig. V.5.d) sont, pendant les 3 premières semaines,
presque identiques pour MP1 et MP2 et légèrement plus élevés pour MP3. Mais en fin
d'incubation, ils sont de 5,6 % pour MP1 et MP3 et de 4,2 % pour MP2. La différence
entre ces valeurs n'est pas significative (tableau V.6).

---

Figure V.S : Minéralisation nette de l'azote de l'horizon 0-10 cm du sol de mi-pente en
fonction des systèmes de culture.
a)
·Nü3·
lO ,..
b)
·NH4+
)0
~
- - 0 -
~
"!Pl
..,
..,
MPI
..
20
..~
-
0
MP2
- 0 -
MPJ
1
- - 0 -
20
~
-- Mn
5
E
- - 0 -
MP3
...,
~
0
z
10
10
~
Z
~~
\\0
o
o .
,
,
,
,
-
-...1
L
0
0
1
2
3
4
Temps
en
semaines
Temps
en
semaines
c)
N minéral total ( ,NÜ3· +
·NH4+)
lO ,..
r
12
d)
Taux de minéralisation (Nm/Nt xIOO)
~ 10
1u
z
..,
0
..,
..
t/.
l 20
~
~~
~
]
]
.5
'~ 10
- - 0 -
MPI
E
Z
- Mn
z
- - 0 -
MP3
:~
- - 0 -
MPI
-- /.lP2
- - 0 -
MP3
,
,
,
1
0
o 1
0
0
1
2
3
4
Temps
en
semaines
Temps
en
semaines

---

98
Tableau V.6 : Comparaison des quantités d'azote minéralisé et des taux de minéralisation de l'azote dans les
trois systèmes de culture de mi-pente (n = 3)
Sytèmes
Azote total
Azote minéralisé
Taux de
de
(Nt)
(Nm)
minéralisation
culture
en mg/kg de sol
en mg/kg de sol
100Nm/Nt
MP1
380
21,4a
5,6a
MP2
220
92b
4,2a
,
MP3
230
12,8c
5,6a
Coef de
variation
C.V. (%)
11,8
9,6
.
,
Les valeurs portant une meme lettre ne sont pas significatIvement differentes au seuil de 5 % selon le test de
NEWMAN-KEULS.
2.2.1.2. Sol de bas de pente
La figure V.6 présente les variations des teneurs en azote minéral des sols
incubés, en fonction des systèmes de culture. Les quantités d'azote minéralisé sont
regroupées dans le tableau V.7 et comparées dans le tableau V.8.
Comme pour le sol de mi-pente, on observe une rapide augmentation des
teneurs en NOf (fig. V.6.a) et une diminution après une semaine de NH4 + (fig. V.6.b).
Les teneurs en azote minéral total (fig. V.6.c) augmentent régulièrement dans BP3 et
restent presque constantes dans BPl et BP2, après une augmentation la première
semame.
Tableau V.7 : Azote minéralisé, en mg/kg de sol, dans des échantillons du sol de bas de pente (0-10 cm) en
fonction des systèmes de culture et du temps d'incubation (n = 3).
Temps en semaines
Systèmes
Azote minéral
de
initial
1
2
3
4
culture
BPI
7,2 ± 0,3
8,6 ± 0,6
9,9 ± 2,0
15,9 ± 0,5
15,8 ± 1,6
BP2
12,2 ± 1,1
12,7 ± 2,1
16,8 ± 1,7
22,1 ± 0,1
20,7 ± 2,3
BP3
15,9 ± 1,9
17,6 ± 0,5
28,9 ± 5,1
35,3 ± 2,9
38,1 ± 2,4

---

Figure V.6 : Minéralisation nette de l'azote de l'horizon 0-10 cm du sol de bas de pente
en fonction des systèmes de culture.
a)
N03·
50
50
C
40
b).
·NH4+
1'40
5l
41
oS
j
'"
~ 30
30
E
- t r -
DPI
--+- UP2
8
!
20
~
20
Z
~
- - - - -
BP3
- t r -
DPI
10
10
--+- DP2
::g
- - - - -
BP3
J:
::=:- -:
.
o
c-
1
1
l
,
,
o
o
Temps en semaines
Temps
en semaines
d). Taux de minéralisation (Nm/Nt x 100)
c). N minéral total ( ·N03· +
NH4+)
50
Il
]
10
gu 40
Z
~
"..
t1.
1
~E 30
!
!
]
6
~ 20
]
- t r -
BPI
.5
]
E
- t r -
DPI
--+- BP2
.~ 10
Z
--+- Bn
Z
- - - - -
BP3
- - - - -
DP3
o l
,
1
l
,
o l
,
1
1
,
o
4
o
Temps en semaines
Temps en semaines
~"..~~,~~ '1-
~W';iB_"" .... JiIi\\
..
J!HM".L
'4
_;
;

---

100
L'azote minéralisé, quelle que soit la durée d'incubation, varie dans l'ordre
suivant: BP3 >BP2 >BPI. Le tableau V.6 montre que les quantités d'azote minéralisé
au bout de 28 jours (15,8 , 20,7 et 38,1 mg/kg de sol respectivement pour BPI, BP2 et
BP3), sont significativement différentes.
Les taux de minéralisation (fig. V.6.d) suivent des variations similaires. En fin
d'incubation ils sont de 6,1 % pour BPI, 6,9 % pour BP2 et 9,5 % pour BP3. Le tableau
V.S montre que le taux de minéralisation de BP3 est significativement supérieur à ceux
de BP2 et BPI.
Tableau V.S : Comparaison des quantités d'azote minéralisé et des taux de minéralisation de l'azote dans les
trois systèmes de culture de bas de pente (n = 3)
Sytèmes
Azote total
Azote minéralisé
Taux de
de
(Nt)
(Nm)
minéralisation
culture
en mg/kg de sol
en mg/kg de sol
l00Nm/Nt
BPI
260
15,S8
6,18
BP2
300
207b
,
6,98
BP3
400
38,lc
95b
,
Coef de
variation
C.V. (%)
9,5
10,4
Les valeurs portant une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de
NEWMAN-KEULS.
2.2.1.3. Sol de bas-fond
La figure V.7 présente les variations des teneurs en azote minéral des sols
incubés, en fonction des systèmes de culture. Les quantités d'azote minéralisé sont
regroupées dans le tableau V.9 et comparées dans le tableau V.1O.
La minéralisation nette de l'azote (fig.V.7) présente les mêmes caractéristiques
que dans les sols précédents, à savoir, une augmentation rapide des teneurs en N03-
(fig. V.7.a) et une chute des teneurs en NH4 + (fig. V.7.b) après une semaine
d'incubation.
La quantité d'azote minéralisé (tableau V.9) augmente régulièrement dans le
sol sous forêt galerie dégradée (BFl) alors que dans l'échantillon de sol cultivé (BF2)
l'augmentation est plus faible après la première semaine de minéralisation nette

---

101
importante. En fin d'incubation, l'azote minéralisé atteint 52,72 mg/kg de sol pour BFl
contre 23,4 mg/kg de sol pour BF2. Soit une baisse de plus de 50 % pour le sol cultivé.
Les taux de minéralisation (fig. V.7.d) sont identiques dans les deux cas durant
la première semaine avant de devenir nettement plus élevés pour le sol sous forêt
galerie dégradée. Les valeurs en fin d'incubation sont de 5, 1 et 3,4 % respectivement
pour BFl et BF2.
Le classement des teneurs en azote minéral dans les deux systèmes de culture
est le même que les teneurs en azote total (BFl > BF2).
Tableau V.9 : Azote minéralisé, en mg/kg de sol, dans des échantillons du sol de bas-fond (0-10 cm) en
fonction des systèmes de culture et du temps d'incubation (n = 3).
Temps en semaines
Systèmes
Azote minéral
de
initial
1
2
3
4
culture
BF1
16,2 ± 0,2
26,0 ± 0,2
44,4 ± 2,5
50,8 ± 0,4
52,72 ± 1,1
BF2
12,2 ± 1,1
17,8 ± 0,2
20,2 ± 3,6
20,8 ± 2,0
23,4 ± 1,9
Tableau V.10 : Comparaison des quantités d'azote minéralisé et des taux de minéralisation de l'azote dans
les deux systèmes de culture de bas-fond (n = 3).
Sytèmes
Azote total
Azote minéralisé
Taux de
de
(Nt)
(Nm)
minéralisation
culture
en mg/kg de sol
en mg/kg de sol
100Nm/Nt
BF1
1019
52,78
5,28
BF2
710
234b
34b
,
,
Coefde
variation
C.V. (%)
4,9
5,7
Les valeurs portant une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de
NEWMAN-KEULS.

---

Figure V.7 : Minéralisation nette de l'azote de l'horizon 0-10 cm du sol de bas-fond en
fonction des systèmes de culture.
a)
N03·
70
b)
NH4+
70
60
60
~
=s j()
]
lO
U
-8..
."
- . -
BFl
. .
4()
~
-
DF2
40
~
e
,g 30
! lO
~
8
~ 20
z l.O
- - . -
DFl
....
10
-
DF2
l:e~.
.
. oN
o 1
1
l
,
1
o
o
Temps
en
semaines
Temps
en semaines
Il
d) : Taux de minéralisation (Nm/Nt x 100)
70
c): N minéral total ( N03· +
NH4+)
~ 10
î 60
Z,
-8
."
..
~
~ lO
!
E
! 40
~
]
]
4
]
30
.~
- . -
BFl
.S
Z
1
- - . -
BFI
e 1.0
-
BF2
z
o 1
1
1
1
1
- -
DF2
10 T
'
1
1
o
o
1
2
Temps
en
semaines
Temps
en
semaines

---

103
2.2.2. Facteurs influençant la minéralisation de l'azote
La minéralisation nette de l'azote varie en fonction du type de sol. Les valeurs
moyennes d'azote minéralisé augmentent du sol de mi-pente (14,5 mg/kg de sol) au sol
de bas-fond (38,1 mg/kg de sol) en passant par le sol de bas de pente (24,9 mg/kg de
sol). Pour chaque sol, les systèmes de culture modifient de façon significative la quantité
d'azote minéralisé.
Comme dans le cas du carbone, il existe des relations étroites entre les
quantités d'azote minéralisé et certaines caractéristiques analytiques des sols. Ce qui
expliquerait les différences de minéralisation entre les trois sols d'une part et entre les
systèmes de culture sur un même type de sol d'autre part. Dans le tableau V.11 sont
présentées les régressions entre l'azote minéralisé (Nm), l'azote total (Nt), l'azote
minéral initial (NmO), les teneurs en éléments minéraux fins (A +L) et le pH.
La régression entre l'azote minéralisé et l'azote total est significative au seuil de
5 % avec un coefficient de détermination R2 de 0,69. La droite de régression,
représentée dans la figure V.8, est de la forme:
Nm = 42,3 Nt + 5,7
La relative faiblesse du R2 peut être expliquée par les pertes d'une partie de
l'azote minéralisé qui, dans nos conditions d'expérience, sont essentiellement dues à la
réorganisation. L'importance de la réorganisation est fonction du rapport C/N et du
carbone organique total. Plus le C/N est élevé, plus les besoins azotés microbiens sont
grands. Dans tous les cas, dans une telle expérience d'incubation, il se produit un
accroissement de l'activité minéralisatrice (durant les 1 à 2 premières semaines) qui
entraîne une augmentation non seulement de la minéralisation de l'azote mais aussi des
besoins azotés.
L'hypothèse de la réorganisation est confortée car lorsqu'on introduit l'azote
minéral initial dans la régression, la corrélation est nettement améliorée avec un R2 de
0,88 significatif à 1 %. Cela signifie que l'azote minéral initial joue un rôle important
dans la minéralisation nette de l'azote. Ce rôle a été observé par plusieurs auteurs
(GIROUX et SEN TRAN, 1987).

---

104
Figure V.S : Relation entre l'azote minéralisé (Nm en mg/kg de sol) et les teneurs en
azote total (Nt en %0 de sol) des sols (n = 8)
..
Nm = 5,7 + 42,3 Nt
.,.
50
co
~
.,
Ë 40
c
..
30
...
Il
oS
20
c
..E \\0
'0
.. o4-----'-...----r------,------y----,-------,
<
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
\\,0
\\,2
ALOle loul du loi (en ~o)
Tableau V.l! : Régression entre minéralisation de l'azote et quelques caractéristiques
analytiques du sol (n = 8).
Equation de régression
R2
F
Coefficients
deR2
de régression
Nm = aNt + c
0,69
*
13,2
a = 42,3 c = 5,7
Nm = aNt + b(A+L) + c
0,69
5,5
a = 35,7
b = 0,1
c = 5,2
Nm = aNt + bNmo + c
0,88
183**
,
a = 20,4
b = 2,2
c = -8,6
Nm = aNt + bNmo + dpH + c
*
0,92
15,6
a = 31,8
b = 0,8
cl = 10,7 c = -64
Nm = aNtFG + c
0,55
7,5*
a = 250,4 c = -0,5
Nm = aNtFF + c
0,61
9,3*
a = 42,9 c = 9,6
* et ** montrent respectivement que le F de R2 significatif au seuil de 5 et 1 %.
Nm = azote minéralisé en mg/kg de sol; Nmo = azote minéral initial; Nt = azote total
en %0 ; A +L = teneurs en argile et limon en % ; NtFG et NtFF représentent
respectivement le contenu en azote des fractions 2000-50 et < 50 J-Lm en mg/g de sol

---

105
La prise en compte du pH comme troisième variable permet une augmentation
significative (seuil de 5 %) du R2 (0,92). La relation avec le pH traduit l'effet de
l'ambiance physico-chimique qui peut être plus ou moins favorable à l'activité
microbienne en fonction la richesse en bases.
Par contre, la relation entre la minéralisation nette, l'azote total et les teneurs
en éléments minéraux fins (argile + limon), n'est pas améliorée (R2 = 0,69) par rapport
à la prise en compte de N total uniquement. Le F de la régression n'est pas significatif.
Les résultats montrent que le pouvoir minéralisateur, apprécié par la
minéralisation nette de l'azote, est expliqué à la fois par l'azote total, l'azote minéral
initial et le pH. Toutes ces caractéristiques sont modifiées dans le même sens pour un
système de culture donné (chapitre III). Il est donc normal que le classement des
systèmes de culture en fonction de la minéralisation de l'azote soit similaire à celui
portant sur ces caractéristiques à savoir, MPI > MP3 > MP2 pour le sol de mi-pente,
BP3 > BP2 > BPI pour le sol de bas de pente et BFl > BF2 pour le bas-fond.
3. CONCLUSION
L'influence des systèmes de culture sur le pouvoir minéralisateur des sols a été
appréciée par la minéralisation du carbone et de l'azote.
Les résultats montrent que le carbone minéralisé en 21 jours varie en fonction
des types de sols et, pour chaque sol, des systèmes de culture. L'ordre de classement du
carbone minéralisé en fonction du type de sol est le suivant: sol de bas-fond> sol de bas
de pente> sol de mi-pente avec quantités moyennes respectives de 306, 152 et 105
mg/kg de sol. Pour chaque sol, les systèmes de culture modifient la minéralisation du
carbone de la façon suivante:
- en mi-pente, le carbone minéralisé diminue dans le sol cultivé (74 % dans
MP2 contre 55 % dans MP3) par rapport au sol sous jachère MPI ; le taux de
minéralisation baisse également, de 4,4 % dans MPl, il passe à 3,4 et 2,1 %
respectivement dans MP3 et MP2 ;
- en bas de pente, par rapport au sol sous jachère de 5 ans BPI, la quantité de
carbone minéralisé augmente dans le sol cultivé avec fumure de 35 % pour BP2 et de 52
% pour BP3 ; le taux de minéralisation est comparable dans les trois cas (4,1 à 4,4 %) ;
- dans le bas-fond, la culture continue de sorgho BF2 entraine, par rapport au
sol sous forêt galerie BFl, une baisse du carbone minéralisé de 50 % alors que le taux
de minéralisation reste comparable 2,9 et 2,5 %.

---

106
L'analyse de ces résultats indique que les quantités de carbone minéralisé
augmentent avec les teneurs en carbone organique total des sols ; le coefficient de
corrélation r est de l'ordre de 0,93 au seuil de 1 %.
Concernant l'azote, la variation des quantités d'azote minéralisé en fonction des
sols et des systèmes de culture est similaire à celle du carbone. Les quantités moyennes
d'azote minéralisé diminuent du sol de bas-fond (38,1 mg/kg de sol) au sol de mi-pente
(14,5 mg/kg de sol) ; le sol de bas de pente à une valeur intermédiaire (25,9 mg/kg de
sol). Pour chaque sol, les systèmes de culture affectent la minéralisation nette de l'azote
de la manière suivante:
- en mi-pente, les quantités d'azote minéralisé diminuent dans le sol cultivé (55
% pour MP2 et 40 % pour MP3) par rapport au sol sous jachère arbustive de 15 ans
MPI ; le taux de minéralisation diminue, de façon non significative, de 5,6 % dans MPI
et MP3 à 4,2 % dans MP2 ;
- pour le sol de bas de pente, par rapport au sol sous jachère arbustive de 5 ans
BPI, les quantités d'azote minéralisé augmentent de 31 % dans BP2 et triplent presque
dans BP3 ; le taux de minéralisation augmente significativement dans le même sens de
6,1 dans BPI à 9,6 % dans BP3 ;
- dans le bas-fond, la minéralisation nette de l'azote baisse de 50 % dans le sol
cultivé BF2 par rapport au sol sous forêt galerie dégradée BFl ; le taux de
minéralisation diminue nettement de BFl (5,2 %) à BF2 (3,4 %).
La minéralisation de l'azote, est liée à la fois aux teneurs en azote total (r =
0,83 au seuil de 5 %) et à d'autres caractéristiques comme le pH et l'azote minéral
initial (r = 0,96 au seuil de 1 %). Comme pour le carbone, ces caractéristiques sont
modifiées par les systèmes de culture (chapitre III).
De l'ensemble de ces résultats il ressort que les systèmes de culture modifient
les teneurs en carbone et azote minéralisables des sols. Cela pourrait affecter l'activité
biologique des sols au champ avec des conséquences sur la disponibilité des éléments
minéraux, de l'azote minéral en particulier. Cette question sera étudiée dans la
troisième partie

---

107
CONCLUSION DE LA DEUXIEME PARTIE
Dans cette partie nous avons étudié, pour chacun des trois sols concernés,
l'influence des systèmes de culture sur les modifications des caractères morphologiques,
chimiques et biologiques.
Sur le plan morphologique, les facteurs climatiques (pluie et vent) tendent à
imprimer à la structure de la couche supérieure du sol un caractère massif plus ou moins
lité. Cette tendance est liée aux phénomènes de prise en masse, de tassement et
d'érosion. Les sols ferrugineux de versant, plus sableux, sont plus sensibles que le sol de
bas-fond plus argileux. Les systèmes de culture interviennent surtout sur l'ampleur de
cette action qui semble augmenter avec la pratique du labour.
Les résultats montrent une diminution des quantités de débris organiques dans
la couche de surface des sols cultivés sans restitution organiques (MP2 et MP3 pour le
sol de mi-pente et BF2 pour celui de bas-fond) par rapport au sol sous jachère de 15 ans
(MP1) ou sous forêt galerie dégradée (BF1). Mais dans les systèmes de culture avec
fumure organique (BP2 et BP3), la couche travaillée s'enrichit en débris organiques par
rapport au sol sous jachère herbacée de 5 ans.
Dans tous les sols, l'abondance de débris organiques entraîne un accroissement
d'une activité faunique (termites essentiellement) qui se traduit par une augmentation
de la porosité tubulaire. Cette activité faunique semble dépendre aussi de la nature de
la matière organique ; elle est particulièrement développée dans le sol recevant
d'importants apports de fumier.
Concernant les caractères chimiques, les effets des systèmes de culture sont plus
marqués. Les modifications concernent l'horizon A et surtout la couche 0-10 cm.
En mi-pente, les résultats révèlent une baisse des teneurs en carbone organique
total, en azote total, en bases échangeables et du pH dans le sol sous culture (MP2 et
MP3) par rapport au sol sous jachère arbustive de 15 ans MPl. Cette baisse concerne
surtout la couche 0-10 cm et est plus importante pour les teneurs en carbone organique
et azote totaux (40 à 50 %) que les bases échangeables (33 %) et le pH (0,2 unité). Mais
l'application de la fumure minérale (25 kg/ha de NPK 15-20-15) semble au moins
contribuer à maintenir les teneurs en P205 assimilable par rapport à la jachère même si
la différence n'est pas significative. La différence entre la culture continue sans labour ni
aménagement MP2 et la culture continue avec labour et aménagement antiérosif MP3,
concerne surtout les teneurs en carbone : celles-ci sont sensiblement plus élevées dans
MP3. Bien que statistiquement non significative, cette différence existe aux niveaux de
profondeur étudiés; elle pourrait resulter de l'acroissement de la biomasse racinaire lié
à l'aménagement antiérosif associé au labour.

---

108
En bas de pente, une culture continue avec une faible fumure organique sans
labour BP2 et une culture continue avec labour et une forte fumure organique (par
parcage de bétail) BP3, sont comparées avec une jachère de 5 ans BPI. Sous culture, les
teneurs en carbone organique total, azote total, bases échangeables et phosphore total
et le pH du sol augmentent par rapport à la jachère. Cette augmentation est
proportionnelle au niveau des restitutions organiques. Les modifications concernent
uniquement la couche 0-10 cm pour le carbone et l'azote total avec des teneurs
augmentant de 25 % dans BP2 et d'environ 50 % dans BP3. Pour les autres
caractéristiques, les modifications touchent tout l'horizon A (0-35 cm) mais restent plus
marquées dans la couche 0-10 cm : la somme des bases échangeables augmente de 7 %
dans BP2 et est multipliée par 2 dans BP3, l'accroissement du pH est de 0,2 unité dans
BP2 et atteint 1,1 à 1,7 unité dans BP3. Ces résultats confirment l'effet favorable de
fumure organique sur les caractéristiques chimiques. La technique de parcage qui
permet de concentrer les apports (déjections solides et liquides des animaux et résidus
végétaux déchiquetés) sur des portions de parcelle, se révèle efficace en particulier sur
le pH.
Dans le bas-fond, la culture continue de sorgho BF2 entraîne une baisse des
teneurs en carbone organique total, azote total, bases échangeables et phosphore total
et légèrement du pH par rapport au sol sous forêt galerie dégradée BFI. Cette chute
concerne l'horizon A (0-35 cm). Dans les 10 premiers centimètres, elle représente 50 %
pour les teneurs en carbone organique et azote totaux, 56 % pour la somme des bases,
22 % pour le phosphore total et le phosphore assimilable et 0,3 unité pour le pH. La
culture continue sans restitution organique dans le bas-fond entraîne donc une chute des
statuts organique et minéral du sol.
Le fractionnement granulométrique a permis de séparer la matière organique
de la couche 0-10 cm en deux fractions : la matière organique associée à la fraction
grossière (2000-50 /Lm) ayant un rapport C/N relativement élevé (14 à 38) et la matière
organique liée à la fraction fine «50 /Lm) dont le rapport C/N est relativement bas (6,3
à 12). Les systèmes de culture modifient les teneurs et contenus en carbone organique et
azote totaux des fractions dans le même sens que les teneurs des sols. Les résultats
montrent en effet, une baisse des teneurs et contenus des fractions dans les sols cultivés
sans fumure organique (MP2, MP3 en mi-pente et BF2 dans le bas-fond) par rapport
aux sols sous jachère arbustive (MP1 en mi-pente) et sous forêt galerie dégradée (BF1
dans le bas-fond). Inversement, la fumure organique entraîne, proportionnellement à
l'importance des apports, une augmentation des teneurs et contenus des fractions. Ces
modifications
quantitatives
s'expliqueraient par
les
différences
de
restitutions
organiques.

---

109
Les modifications quantitatives entraînent des différences dans la répartition du
carbone et de l'azote dans les fractions granulométriques. Pour le carbone organique
total, les contenus de la fraction grossière sont les plus modifiés car 77 à 93 % des
différences entre les systèmes de culture sont dûs à cette fraction ; les contenus de la
fraction fine varie relativement peu. Cela s'explique par le fait que le carbone organique
total de la fraction grossière, plus labile, a un taux de renouvellement plus élevé que
celui de la fraction fine plus stable. Concernant l'azote total, les modifications peuvent
être importantes pour les deux fractions ; la part de la fraction grossière dans les
variations des contenus varie entre 29 et 75 % alors que celle de la fraction fine va de 25
à 71 %. Les processus de minéralisation-réorganisation entraînant un transfert d'azote
entre les deux fractions expliqueraient ces résultats.
Le pouvoir minéralisateur des sols, apprécié par la minéralisation du carbone et
la minéralisation nette de l'azote, est également affecté par les systèmes de culture. Les
modifications vont dans le même sens que la variation des teneurs en carbone organique
total et azote total des sols. Les quantités de carbone et d'azote minéralisés sont
étroitement liées au niveau organique des sols (r = 0,93 pour le carbone et r = 0,83
pour l'azote au seuil de 5 %). Ces résultats revèlent une modification des quantités de
carbone et d'azote minéralisables et de l'activité biologique des sols, qui pourrait
affecter, au cours de la saison des pluies, l'évolution de l'azote minéral au champ.
L'ensemble de ces résultats confirme la baisse des niveaux organique et minéral
des sols avec la mise en culture continue. Toutefois, la baisse dépend des systèmes de
culture en particulier de leur régime de restitutions organiques et peut être de leur effet
antiérosif. Mais malgré les différences entre les systèmes de culture, les résultats
révèlent aussi, qu'à l'exception du sol de bas-fond sous forêt galerie dégradée BFl, les
niveaux organique et minéral des sols sont faibles à très faibles. Il apparait donc
opportun de rechercher les possibilités d'améliorations de ces sols par les restitutions
organiques.
La suite du travail sera consacrée à l'étude de l'influence des modifications des
caractères des sols sur l'évolution de l'azote minéral au champ (troisième partie) et à
l'étude de la dynamique de la matière organique en fonction des conditions
pédoclimatiques (quatrième partie).

---

Troisième pal1ie
ETUDE DE LA VARIATION SAISONNIERE DE
L'AZOTE MINERAL DES SOLS AU COURS DE LA
SAISON DE CULTlTRE.

---

110
INTRODUCTION DE lA TROISIEME PARTIE
Les quantités d'éléments nutritifs présents dans le sol au cours du cycle cultural,
déterminent la qualité de la nutrition minérale des plantes et, en grande partie, les
rendements quantitatifs des cultures. Parmi les éléments nutritifs essentiels, l'azote est
celui qui fournit la réponse la plus marquée (PICHOT et aL, 1981). Dans la zone
concernée où la fumure minérale est quasi inexistante, les besoins azotés des cultures
devraient être assurés par les réserves du sol qui sont essentiellement sous forme
organique. Il devient donc opportun de connaître l'influence des systèmes de culture sur
le potentiel de fourniture de l'azote minéral du sol. Dans le chapitre V, le test de
minéralisation de l'azote au laboratoire a révelé un effet significatif des systèmes de
culture sur les teneurs en azote minéral des sols. Mais au champ, les conditions
pédoclimatiques et les opérations culturales peuvent aussi affecter l'évolution de l'azote
minéral du sol au cours de la saison des pluies.
L'objectif de cette partie est de préciser, au cours de la saison de culture, les
effets des facteurs et conditions agropédoclimatiques sur les variations des teneurs en
azote minéral des sols des 8 parcelles concernées. Cette connaissance de l'évolution de
l'offre en azote minéral au cours de la saison de culture, est également nécessaire pour
définir les conditions d'une utilisation efficace de la fumure minérale (CATROUX et
aL, 1987).
L'étude des variations annuelles in situ de l'azote minéral en zone tropicale à
saisons contrastées (GREENLAND, 1958 ; PICHOT et al., 1974 ; SANCHEZ, 1976 et
GIGOU, 1983) montrent une nette différence entre la saison sèche et la saison des
pluies. Celle-ci s'explique par le rôle important de l'humidité du sol dans les processus
de minéralisation de la matière organique. D'autres travaux portant sur la dynamique de
l'azote au cours de la saison des pluies (BLONDEL, 1971a ; PICHOT et al., 1974 ;
GIGOU, 1983 et POSS, 1991) mettent en évidence l'influence déterminante de la
quantité et de la répartition des pluies sur la disponibilité de l'azote minéral dans le sol.
En fait, l'humidité du sol intervient à plusieurs niveaux dans la dynamique de l'azote
minéral. Elle peut, en effet, être plus ou moins favorable à l'activité biologique
(minéralisation de l'azote), à l'absorption d'azote minéral par les plantes, aux pertes
d'azote minéral par lixiviation et à d'autres processus de pertes d'azote minéral,
notamment à la dénitrification. L'humidité du sol apparaît donc comme un paramètre
devant être bien caractérisé pour mieux comprendre la dynamique saisonnière de
l'azote in situ.

---

111
La présente partie comprend trois chapitres. Dans le chapitre VI seront présentés
les matériels et méthodes de suivi au champ. Les conditions hydriques des sols au cours
des deux saisons culturales (1989 et 1990) seront étudiées dans le chapitre VII. Le
chapitre VIII sera consacré à l'évolution de l'azote minéral pendant la période
considérée.

---

112
CHAPITRE VI
MATERIEL ET METHODES
1. DISPOSITIF DE SUM AU CHAMP
Le suivi porte sur chacune des 8 situations étudiées, notamment sur les parcelles
de prélèvements de 225 m2 décrites au chapitre III. Ces dernières n'ont pas connu de
traitement particulier en dehors des opérations culturales réalisées dans chaque système
de culture. Le travail a consisté en des prélèvements d'échantillons composites sur trois
profondeurs (0-10 cm, 10-20 cm et 20-40 cm) à des pas de temps variables au cours de la
saison de culture, en vue de doser l'azote minéral.
Les échantillons composites sont constitués, pour les trois profondeurs, à partir
de 25 échantillons élémentaires prélévés à l'aide d'un tube de prélèvement de 49 mm de
diamètre dans les 25 sous-parcelles de 3 x 3 m chacune. La variabilité de
l'échantillonnage est étudiée à partir de 4 répétitions de l'échantillon composite.
Le suivi a été réalisé au cours des saisons de culture de 1989 et 1990. Le rythme
des prélèvements est le suivant: en 1989 les prélèvements ont été effectués une fois en
début juin (début de saison) puis systématiquement tous les 10 jours du 15 juillet au 30
septembre (fin de la saison des pluies) ; en 1990, deux prélèvements ont été faits en juin
(début et fin), puis toutes les semaines pendant le mois de juillet et enfin tous les 10
jours pendant août et septembre. La saison pluvieuse de 1990 ayant démarré
effectivement en juillet, les prélèvements ont été relativement plus serrés pendant ce
mois pour tenir compte du rôle important qu'ont les premières grosses pluies dans la
dynamique de la matière organique (BONDEL, 1971a ; GREENLAND, 1958 et
GIGOU, 1983). Nous avons malheureusement, pour des raisons d'ordre pratique,
manqué cette période en 1989. Au total 7 prélèvements ont été faits en 1989 contre 10
en 1990.

---

113
2. DETERMINATIONS ANALYTIQUES
2.1. Caractérisation des conditions hydriques
La pluviométrie des deux saisons de suivi, représentée sur la figure VI.1,
illustre bien la mauvaise répartition des pluies d'une année à l'autre. En 1989, année
pluvieuse, on a enregistré 550 mm de pluies en 44 jours contre 350 mm pour 33 jours en
1990. Mais les caractéristiques communes des deux saisons sont la mauvaise répartition
des pluies dans de temps et le nombre élevé de pluies inférieures à 10 mm. Cela se
traduit au niveau de l'humidité du sol, par une succession de périodes humides et de
périodes sèches dont l'importance est fonction de la situation topographique et du
système de culture.
Un suivi de l'humidité pondérale des sols a été effectué au cours de la période
concernée. L'humidité a été déterminée à chaque date de prélèvement sur les
échantillons composites sur lesquels l'azote minéral été également dosé. Mais en 1990 le
suivi de l'humidité a été plus serré (tous les 4 à 5 jours) en effectuant une détermination
entre deux prélèvements.
2.2. Dosage de l'azote minéral.
Les formes d'azote minéral (N03- et NH4 +) présentes dans le sol, évoluent
très vite dans un échantillon prélevé (BONDEL, 1971a ; GIGOU, 1983;
VIAUX,
1983). Aussi est-il nécessaire de les doser immédiatement après le prélèvement si l'on
veut connaître les teneurs du sol à ce moment. Toutefois, il est possible, dans des
conditions particulières de conservation, de différer le dosage. VIAUX (1983) montre
que l'un des moyens qui permettent une conservation d'une à deux semaines, avec le
moins de risque d'évolution des formes de l'azote minéral, est d'extraire l'azote minéral
et de conserver les extraits au frais et à l'abri de la lumière.
Du fait de l'éloignement de notre lieu d'étude (200 km environ) et du
laboratoire d'analyses, c'est cette solution que nous avons adoptée pour le suivi in situ.
Ainsi les extractions sont faites au KCl lM immédiatement après chaque prélèvement et
les extraits sont placés dans une glacière très étanche contenant des barres de glace en
nombre suffisant pour maintenir une température de 10 oC environ jusqu'au dosage. En
outre, les extraits sont stabilisés au moment de l'extraction, par du toluène (lml /100 ml
d'extrait).

---

114
Figure VI.1 : Pluviométrie journalière (en mm) à Bidi pendant les saisons de culture de
1989 et 1990
Pluviométrie de BIOl NAYIRf 1989
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1
MAI

---

115
Les formes ammoniacale (NH4 +) et mtnque (N03-) ont été dosées par
colorimétrie au spectrophotomètre au laboratoire d'analyses de sols du Bureau National
des Sols (BUNASOLS,
1987), à Ouagadougou.
L'ammonium est dosé après
complexation avec le réactif de Nessler. Les nitrates sont réduits, en présence d'un
mélange d'acide sulfurique concentré et d'acide salicylique, en nitrites qui sont dosés
par réaction colorée.
2.3. Variabilité de l'échantillonnnage
La variabilité des teneurs en azote minéral est estimée avec 4 répétitions de
l'échantillonnage composite prélevé le 30/07/90 dans le sol cultivé sans labour ni
aménagement antiérosif en mi-pente (MP2). Les résultats, rassemblés dans le tableau
VIL 1, montrent que la répartition de l'azote minéral est très hétérogène. Les
coefficients de variation vont de 29,1 à 38,9 % pour l'azote N03-. La variation est
similaire pour l'azote N14 + dans la couche 0-10 cm. En profondeur, en raison des
faibles teneurs, les coefficients de variation sont très élevés.
Ces résultats sont comparables à ceux de GIGOU (1983) qui trouve des
coefficients de variation de l'ordre de 30 % dans un échantillonnage simple. MOREL
(1988) rapporte également des variations similaires en milieu tempéré. Cette
hétérogénéité s'explique par le fait que les différents facteurs et conditions qui agissent
sur la disponibilité de l'azote minéral du sol (activité biologique, absorption par les
plantes, lixiviation, réorganisation, etc...) sont très variables dans une même parcelle.
2.4. Limites de la méthode
Outre l'hétérogénéité spatiale, les différents facteurs et conditions agissant sur la
disponibilité de l'azote minéral dans le sol varient dans le temps : l'exemple des
variations pluviométriques intra-annuelles et inter-annuelles en est une parfaite
illustration (cf. chapitres 1 et VI). De ce fait, pour des paramètres à dynamique rapide
comme l'azote minéral, une étude de courte durée (2 ans), même si elle permet de bien
comprendre les variations pendant la période considérée, a une portée assez limitée.

---

Tableau VI.1 : Variabilité des teneurs en azote minéral (en mg/kg de sol) de l'échantillon composite dans le sol cultivé sans labour en
mi-pente (MP2)
Date de
Azote
Profondeur
Moyenne
Valeur
Valeur
Ecart
Coefficient de
prélèvement
minéral
(en cm)
minimale
maximale
type
variation
(en %)
0-10
2,58
2,04
3,64
0,75
29,1
N-Nü3-
10-20
2,46
2,05
3,67
0,70
28,5
20-40
3,21
1,99
4,80
1,25
38,9
30/07/90
0-10
1,38
0,81
1,86
0,38
27,5
(n = 4)
N-NH4+
10-20
-
trace
0,10
-
-
20-40
-
trace
0,38
-
-
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~

---

117
CHAPITRE VII
CONDITIONS HYDRIQUES DES SOLS AU COURS DES SAISONS DE
CULTURE DE 1990 ET 1989
L'humidité et la température des sols sont les conditions pédoclimatiques qui
jouent un rôle déterminant dans les processus d'évolution de la matiére organique et de
l'azote en particulier.
Plusieurs auteurs (DOMMERGUES et MANGENOT, 1970 ; BERNHARD-
REVERSAT, 1977 ; MOUREAUX, 1968 et GIGOU 1983) montrent que dans la zone
concernée, la température est toujours favorable à l'activité biologique (25 à 35 OC).
L'humidité du sol, par contre, est variable en fonction de la quantité et de la répartition
des pluies au cours de la saison.
L'objectif de ce chapitre est donc d'étudier, au cours de la saison des pluies, la
variation de l'humidité du sol dans les 8 parcelles étudiées.
On remarquera (chapitre VI) que le suivi de 1989 n'a pas couvert toute la saison
des pluies à cause de problèmes d'ordre pratique qui n'ont pas permis la mise en place
du disposif de prélèvement avant l'arrivée des premières pluies. Pour cette raison nous
présenterons d'abord les données de 1990 qui sont plus complètes puis celles de 1989 à
titre comparatif.
1. SAISON PLUVIEUSE DE 1990
Durant la saison des pluies de 1990, il a plu 372,9 mm. Ce qui est très en deçà de
la moyenne. La première grosse pluie (24,5 mm) est tombée le 28 mai. Mais il fallait
attendre fin juin pour l'installation effective de la saison. Seule la 2 ème décade de
juillet a enregistré une pluviométrie légèrement supérieure à l'évapotranspiration
(figure VI!. 1).
Le suivi de l'humidité du sol a commencé le 9 juin (12 jours après la pluie du 28
mai) jusqu'au 25 septembre.

---

118
Figure VII.l : Pluviométrie et évapotranspiration potentielle décadaires à Bidi de mai à
octobre 1990
160
140
120
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15
16
17
18
DECADES (Mai - Octobre 1990)
----0---- Pluie
······x····· ETP

---

119
1.1. Sol de mi-pente
Les résultats sont représentés sur la figure VII.2.
Les taux d'humidité, toutes profondeurs confondues, varient de 0,65 à 14,8 %
pour le sol de jachère MP1, de 0,4 à 11,8 % pour le sol cultivé sans labour ni
aménagement MP2 et de 0,4 à 12,3 % pour le sol cultivé avec labour et aménagement
antiérosif MP3.
Pour les trois parcelles, la comparaison des résultats avec l'humidité au pF 4,2
(3,6 %) montre quatre périodes dans l'évolution de l'humidité du sol.
La première période qui va du 9 au 22 juin est caractérisée par des taux
d'humidité inférieurs au pF 4,2. La couche 0-10 cm, plus sèche, se distingue nettement
de la couche 10-40 cm.
La deuxième période, plus humide avec des taux d'humidité supérieurs au pF 4,2,
dure de fin juin au 20 août. Les plus fortes valeurs sont atteintes vers le 15 juillet puis à
partir de cette date, l'humidité diminue progressivement. Dans les sols cultivés,
l'humidité est plus élevée dans les 20 premiers centimètres mais après le 15 juillet, la
couche 10-40 cm est plus humide. Dans le sol de jachère, par contre, l'ensemble de la
couche 0-40 cm présente une humidité assez homogène avec cependant, des valeurs
légèrement plus élevées en profondeur.
La troisième période s'étale entre le 20 août et le 9 septembre et se caractérise
par une diminution plus accentuée de l'humidité jusqu'au pF 4,2. Elle concerne
l'ensemble de la couche 0-40 cm pour MP2 et seulement les 20 premiers centimètres
pour MP1 et MP3.
La quatrième période, enfin, dure pratiquement 2 semaines (10 au 15 septembre)
et correspond à une sensible remontée des taux d'humidité au-dessus du pF 4,2.

---

120
Figure VII.2 : Variation de l'humidité du sol de mi-pente (MP) au cours de la saison
pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
20
- - - 0 - -
0-10 cm
18
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10-20 cm
16
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20-40 cm
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110
120
Temps en Jours (du 01106 au 30/06/90)
20
18
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16
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100
110
120
Temps en Jours (du 01/06 au 30/09/90)
20
18
- - 0 - -
O-IOcm
MP3
16
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10-20cm
14
-
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20-40 cm
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100
110
120
Temps en Jours (du 01/06 au 30/09190)

---

121
1.2. Sol de bas de pente
Les résultats sont représentés sur la figure VII.3.
Toutes profondeurs confondues, l'humidité du sol varie de 0,60 à 15,3 % pour le
sol de jachère récente BPI, de 0,98 à 14,2 % pour le sol cultivé sans labour BP2 et de
0,92 à 15,3 pour le sol cultivé avec labour BP3.
La variation des taux d'humidité au cours de la saison est la même que celle qui a
été observée pour le sol de mi-pente avec quatre périodes.
Pendant la première période (9 au 22 juin), seuls les 20 premiers centimètres des
sols BPI et BP2 ont une humidité en dessous du pF 4,2 (5,6 % en moyenne) alors que
pour BP3 c'est l'ensemble de la couche 0-40 cm qui est concernée.
La deuxième période (22 juin au 20 août) se caractérise par des taux d'humidité
très variables surtout dans les 10 premiers centimètres. Pour ce dernier en effet,
l'humidité baisse jusqu'au niveau du pF 4,2 à certaines dates. On observe également au
cours de cette période des niveaux maximaux où l'humidité est au-dessus du pF 2,5.
La troisième période (20 au 30 août), marquée par une diminution de l'humidité
du sol en dessous du pF 4,2, concerne la couche 0-10 cm de BPI et BP2 et l'ensemble de
la profondeur 0-40 cm de BP3.
La quatrième période correspond à une remontée de l'humidité au-dessus du pF
4,2 dans les BPI et BP2 alors que pour BP3, seul la couche 0-10 cm est humide.

---

122
Figure VII.3 : Variation de l'humidité du sol de bas de pente (BP) au cours de la saison
pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
20
18
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O-lOon
16
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Temps en Jours (du 01/06 au 30/00/90)
20
18
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Temps en Jours (du 01/06 au 30109190)
20
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110
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Temps en Jours (du 01/06 au 30109/90)

---

123
1.3. Sol de bas-fond
Les résultats sont représentés sur la figure VIlA.
E~ raison de la faible pluviométrie, les sols de bas-fond n'ont pas été inondés au
cours de la saison.
Les taux d'humidité varient de 2,5 à 22,9 % pour le sol forêt galerie dégradée
BFl et de 4,0 à 23,8 pour le sol cultivé BF2.
Le sens de variation de l'humidité au cours de la saison est comparable dans BFl
et BF2 mais l'amplitude diffère, en particulier dans la deuxième partie de la saison.
Dans le sol sous forêt galerie dégradée BFl, on distingue trois périodes. La
première période est, comme dans les sols de mi-pente et de bas de pente, caractérisée
par des taux d'humidité inférieurs au pF 4,2 (9 %). La deuxième période qui correspond
à une humidité au-dessus du pF 4,2 et parfois au-dessus du pF 2,5, va du 10 juillet au 20
août. Enfin la troisième période, où le sol est de nouveau sec, dure le reste de saison (20
août au 25 septembre). Les variations verticales de l'humidité sont faibles avec
cependant, des valeurs légèrement plus élevées en profondeur.
Dans le sol cultivé, on note deux périodes. La première période est similaire à
celle de la forêt galerie dégradée. La période humide où l'humidité se maintient au-
dessus de pF 4,2, dure le reste de la saison. L'humidité dans les 10 premiers centimètres
est plus faible et plus variable que celle de la couche 10-40 cm.
Cette différence de comportement entre les deux sols, peut être expliquée par la
présence d'une végétation abondante sur BFl, qui augmente l'évapotranspiration et
assèche le sol. Alors qu'en BF2 la consommation en eau plus moderée du sorgho se
traduit par des valeurs d'humidité du sol qui restent supérieures au pF 4,2.

---

124
Figure VIlA : Variation de l'humidité du sol de bas-fond (HF) au cours de la saison
pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
-..-
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Temps en Jours (du 01106 au 30/09/90)

---

125
2. SAISON PLUVIEUSE DE 1989
La saison des pluies de 1989 a connu une pluviométrie à peu près normale avec
552,3 mm. Elle a commencé dès début juin mais il a fallu attendre le 25 juin pour avoir
une pluie de plus de 20 mm. La figure VI.5 indique que seules les 2 ème et 3 ème
décades d'août ont enregistré une pluviométrie supérieure à l'évapotranspiration
potentielle (ETP), montrant ainsi un risque de drainage pendant cette période.
Le suivi de l'humidité a commencé le 16 juillet (près de 50 jours après les
premières pluies), jusqu'au 25 septembre.
2.1. Sol de mi-pente
Les résultats sont représentés sur la figure VI.6.
Les taux d'humidité pondérale du sol, toutes profondeurs confondues, varient de
1,8 à 14,5 % pour le sol de jachère MP1, de 3,1 à 11,1 % pour le sol cultivé sans labour
ni aménagement antiérosif MP2 et de 2,6 à 12,6 % pour le sol cultivé avec labour et
aménagement.
Dans les trois sols, l'humidité de la couche 0-10 cm est plus variable alors que la
variation est plus faible dans la couche 10-40 cm.
La comparaison des résultats avec l'humidité au pF 4,2 (3,6 % en moyenne)
permet de distinguer deux phases de déssèchement correspondant aux prélèvements de
fin juillet et de fin septembre et une période humide (juillet et août). Les prélèvements
de fin juillet et de fin septembre ont été effectués respectivement après 13 et 20 jours
consécutifs sans pluies. Pour les prélèvements de juillet, l'humidité en surface du sol
MP2 (0-10 cm) et MP1 (0-20 cm) est voisin du pF 4,2. Ce niveau n'est pas atteint dans le
sol MP3 qui a été labouré une semaine plus tôt. Concernant la période humide qui dure
pratiquement deux mois (juillet et août), l'humidité est voisine ou supérieure au pF 2,5.
2.2. Sol de bas de pente
Pendant la saison culturale de 1989, l'étude a porté sur le sol cultivé avec une
faible fumure sans labour BP2 et sur le sol cultivé avec labour et une forte fumure
organique BP3. Par rapport au sol précédent, le suivi a commencé 10 jours plus tôt (8
juillet). Les résultats sont illustrés par la figure VI.7.
Les taux d'humidité, toutes situations confondues, varient de 1,0 à 13,6 % pour
BP2 et de 1,5 à 15,6 % pour BP3.

---

126
Figure VII.S : Pluviométrie et évapotranspiration potentielle décadaires à Bidi de mai à
octobre 1989
160
140
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100
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DECADES (Mai - Octobre 1989)
---D--- Pluie'" )C... ... ETP

---

127
Figure VII.6 : Variation de l'humidité du sol de mi-pente (MP) au cours de la saison
pluvieuse de 1989 en fonction des systèmes de culture
20
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Temps en Jours (du 0\\/06 au 30109189)
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Temps 01 Jours (du 0\\/06 au 30/09189)

---

128
Figure VIL7 : Variation de l'humidité du sol de bas de pente (BP) au cours de la saison
pluvieuse de 1989 en fonction des systèmes de culture
20
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BP2
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Temps en Jours (du 01.{)6 au 30,Q9/89)

---

129
La variation au cours de la saison montre une brève période sèche entre le 8 et
16 juillet qui se caractérise par une humidité inférieure à pF 4,2 (5,6 % en moyenne)
avec des horizons de surface plus secs. L'humidité s'accroît ensuite relativement vite
pour se maintenir à des valeurs voisines ou supérieures au pF 2,5 jusqu'à la fin de la
saison. Au cours de cette période, c'est dans la couche 0-10 cm que l'humidité est la plus
variable.
La différence entre les systèmes de culture s'observe surtout au niveau des taux
d'humidité des couches 0-10 cm d'une part et 10-20 et 20-40 cm d'autre. Dans le sol BP2,
les taux d'humidité augmentent d'une façon générale, avec la profondeur. Le contraire
est observé dans le sol BP3 où la couche de surface 0-10 cm se distingue nettement des
deux autres (10-20 et 20-40 cm) d'humidité plus faible. Ceci peut s'expliquer par une
mauvaise infiltration due à la présence d'un volume compact (A21c) dans BP3 (cf.
chapitre III) et par une évapotranspiration plus élevée dans les couches de profondeur,
du fait d'une système racinaire du mil plus développé sur cette parcelle.
3. CONCLUSION
Les résultats montrent qu'au cours d'une saison pluvieuse, l'humidité des sols
varie en fonction de la répartition des pluies suivant trois périodes.
La première période correspond au début de la saison pluvieuse, variable d'une
année à l'autre (mai/juin). Les premières pluies entraînent une humectation des
couches de surface (20 à 40 premiers centimètres), puis l'irrégularité des pluies pendant
cette période créent des poches de sècheresse conduisant de nouveau à un
déssèchement du sol en particulier pour les couches les plus superficielles (0-10 ou 0-20
cm). L'humidité est d'une façon générale au-dessous du pF 4,2.
La seconde période correspond à l'installation et le développement de la saison
avec des pluies plus fréquentes. L'humidité du sol atteint des valeurs égales ou
supérieures au pF 2,5. La durée de cette période et l'importance de l'humidité du sol
dépendent de l'intensité et de la fréquence des pluies, variables d'une année à l'autre.
En 1989, année pluvieuse, la période humide s'étale sur plus de deux mois (15 juillet à
fin septembre) avec des taux d'humidité des sols plus élevés et des inondations dans le
bas-fond (engorgement temporaire). Par contre, en année sèche comme celle de 1990, la
période humide est ponctuée par de brèves périodes de déficit hydrique (surtout dans la
couche de surface). Les sols portant les végétations les plus abondantes (MP1, BP3 et
BF1), sont les plus secs en raison de la plus forte évapotranspiration.

---

130
La troisième période correspond à la fin de la saison des pluies, avec des pluies
de nouveau irrégulières. Elle varie également d'une année à l'autre et se caractérise par
une baisse de l'humidité par rapport à la deuxième période. Mais l'humidité est d'une
façon générale plus importante que celle de la première période.
Cette tendance est observée dans tous les sols quel que soit le système de culture.
Les différences entre les systèmes s'expriment au niveau des taux d'humidité atteints
pendant chaque période.
Cette évolution de l'humidité du sol au cours de la saison des pluies détermine
les principales phases du calendrier cultural et commande en particulier la période de
semis. En effet, les semis commencent généralement dès les premières pluies de juin.
Mais l'irrégularité des pluies pendant la 1 ère période entraîne souvent une mauvaise
levée ou la mort des pousses. Cela conduit à des resemis jusqu'à au début de la 2 ème
période; et d'une façon générale, c'est autour du 15 juillet que tout démarre bien en
année normale. La même chose est observée pour la végétation spontanée qui,
pourtant, pousse relativement vite dès les premières pluies. Les plus fortes exigences des
cultures interviennent au cours de la 2 ème et de la 3 ème période où elles peuvent être
facilement satisfaites en année de pluviométrie moyenne (comme celle de 1989). Ce qui
n'est pas le cas en année de faible pluviométrie comme celle de 1990.
La réhumectation des sols après une longue saison sèche et la variation de
l'humidité au cours de la saison des pluies auraient des conséquences sur les processus
biologiques et physico-chimiques qui commandent l'évolution de l'azote minéral dans le
sol. Dans le chapitre VIII, nous étudierons l'évolution saisonnière de l'azote minéral au
cours de la saison des pluies de 1989 et 1990 sur les 8 parcelles étudiées.

---

131
CHAPITRE VIII
VARIATION DES TENEURS EN AZOTE MINERAL DES SOLS AU COURS
DE LA SAISON DE CULTURE
Les processus microbiologiques à l'origine de la transformation de l'azote
organique conduisent dans un premier temps à la libération d'azote ammoniacal NI4 +
qui, par la suite, peut être oxydé en azote nitrique N03-, en fonction des conditions
pédoclimatiques. L'azote minéral du sol se trouve fréquemment sous ces deux formes
(NI4 + et N03-).
L'objet de ce chapitre est d'étudier l'évolution des teneurs en azote ammoniacal
et nitrique des sols, au cours de deux saisons de pluies (1989 et 1990).
1. RESULTATS
1.1. Saison culturale de 1990
1.1.1. Sol de mi-pente
La variation des teneurs en N03- et NI4 + est représentée sur la figure VIII.t
Les résultats indiquent la présence des deux formes d'azote minéral tout au long
de la saison. Les nitrates sont prédominants quelle que soit la date de prélèvement.
Toutes situations confondues, les teneurs varient de 1,8 à 60,0 mg/kg de sol pour N03-
et de 0 à 21,2 mg/kg de sol pour NH4 +.
La variation des teneurs en N03- et NH4 + au cours de la saison montre quatre
phases.
La première phase va du 9 juin au 5 juillet pour le sol de jachère MP1 et le sol
cultivé avec labour MP3 mais s'arrête au 22 juin pour le sol cultivé sans labour MP2.
Elle se caractérise par des teneurs en N03- constantes ou en légère diminution avec des
valeurs relativement plus élevées dans la couche de surface. Les teneurs en NI4 +
suivent une variation similaire sauf pour MP3 dont les teneurs de la couche 0-10 cm
augmentent sensiblement le 22 juin (20 mg/kg de sol) avant baisser le 5 juillet (1,6
mg/kg de sol). Les quantités d'azote varient, toutes profondeurs confondues, de 2,8 à
15,2 mg/kg de sol pour N03- et de 1,6 à 8,1 mg/kg de sol pour NI4 +.

---

132
Figure VIII. 1 : Variation des teneurs en azote minéral du sol de mi-pente (MP) au cours
de la saison pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
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---

133
La deuxième phase s'étale entre le 5 au 15 juillet pour MP1 et MP3 alors qu'elle
commence 10 jours plus tôt pour MP2. Elle se caractérise par une brutale augmentation
des teneurs en azote minéral avec apparition d'un pic. Les teneurs atteignent 43,0 à 60,0
mg/kg de sol pour N03- contre 10,8 à 21,2 mg/kg de sol pour NH4 +. Dans les deux sols
cultivés, les teneurs sont relativement plus élevées en profondeur.
La troisième phase correspond à une rapide diminution des teneurs en azote
minéral entre le 15 et 30 juillet. En deux semaines les teneurs retombent entre 1,8 et 5,5
mg/kg de sol pour N03- contre 0 et 6,4 mg/kg de sol pour NH4 +. Dans les sols cultivés
les teneurs sont plus élevées en profondeur (10-40 cm). Celles de la jachère sont
pratiquement à un même niveau dans les 3 profondeurs.
La quatrième phase, la plus longue, dure près de deux mois (août et septembre).
Elle se caractérise par des teneurs plus faibles variant dans les mêmes limites que celles
de la première phase. Les teneurs en N03- varient de 1,8 à 13,6 mg/kg de sol et celles
en NH4 + de 0 à 5,5 mg/kg de sol. Les valeurs sont presque identiques sur l'ensemble de
la profondeur sauf dans MP2 où l'horizon de surface comporte des teneurs légèrement
plus élevées.
Ces résultats montrent, qu'à l'exception de la première phase où la couche 0-10
cm du sol MP3 présente un pic d'ammonification, l'azote minéral (N03- et NH4 +) suit
la même variation au cours de la saison culturale et ce, quel que soit le système de
culture. Il existe cependant, des différences quantitatives variables en fonction de la date
de prélèvement. Mais d'une façon générale, les teneurs en azote minéral total sont
sensiblement plus élevées dans le sol de jachère MP1 (3,3 à 73,0 mg/kg de sol) que dans
le sol cultivé MP2 (1,8 à 70 mg/kg de sol) et MP3 ( 2,1 à 73,0 mg/kg de sol).
1.1.2. Sol de bas de pente
La variation des teneurs en N03- et N~+ est illustrée par la figure VIII.2.
Comme dans le sol de mi-pente, les deux formes de l'azote minéral sont
présentes durant tout le cycle cultural. L'azote NOf est prédominant avec des teneurs
variant de 2,2 à 74,6 mg/kg de sol. Celles de NH4 + vont de 0 à 25,1 mg/kg de sol.
La variation des teneurs au cours de la saison comporte comme précédemment,
quatre phases.

---

134
Figure VIII.Z : Variation des teneurs en azote minéral du sol de bas de pente (BP) au
cours de la saison pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
NH4+
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---

135
La première phase s'étale entre le 10 juin et le 5 juillet et se caractérise par des
teneurs en N03- et NH4 + à peu près constantes ou en légère diminution. La baisse des
teneurs est plus marquée dans la couche de surface (0-10 cm). On observe cependant,
dans le sol BP3 une augmentation des teneurs en NH4 +. D'une manière générale les
teneurs en NH4 + sont plus faibles dans la couche 10-40 cm alors que la variation
verticale est peu nette pour N03-. Toutes situations confondues, les teneurs varient de
4,3 à 34,6 mg/kg de sol pour N03- et de 2,6 à 22,5 mg/kg de sol pour NH4 +.
La deuxième phase qui va du 5 au 15 juillet est marquée par une augmentation
brutale des teneurs en N03- et NH4 +. Le pic d'azote minéral correspond est 59,3 à 90,3
mg/kg de sol. pour N03- contre Il,2 à 25,1 mg/kg de sol pour NH4 +. La variation
verticale est très faible.
La troisième phase dure 2 semaines (15 au 30 juillet) et correspond à une
diminution des teneurs qui atteignent un niveau minimum variant de 5,6 à 20,2 mg/kg
de sol pour N03- et de 1,4 à 8,3 mg/kg de sol pour NH4 + .
La quatrième phase, plus longue, dure le reste de la saison (août et septembre).
Après une légère augmentation vers le 10 août, les teneurs en N03- et N14 + varient
dans les mêmes limites que celles de la première phase avec une tendance à la baisse.
Elles varient entre 2,2 et 30,6 mg/kg de sol pour N03- et entre 0 et 15,2 mg/kg de sol
pour NH4 +.
Ces résultats montrent une similitude du sens de variation saisonnière des
teneurs en N03- et NH4 + dans les trois systèmes de culture BPI, BP2 et BP3.
Cependant au cours de la première phase, la couche 0-10 cm du sol BP3 montre un pic
d'ammonification. Mais les différences entre les systèmes de culture concernent
essentiellement le niveau des teneurs. En comparant les valeurs extrèmes, les teneurs en
azote minéral total (N03- + NH4 +) sont relativement plus élevées dans le sol BP2 (6,0
à 113,0 mg/kg de sol) que dans le sol BP3 (4,0 à 85,8 mg/kg de sol) et sous jachère (3,2
à 83,7 mg/kg de sol).
1.1.3. Sol de bas-fond.
Les teneurs en N03- et NH4 + des sols au cours de la saison culturale sont
représentées sur la figure VIII.3.
Dans ce sol également, les résultats révèlent la présence de N03- et NH4 + tout
au long du cycle cultural avec une prédominance de N03-. Les teneurs varient de 4,1 à
105,0 mg/kg de sol pour N03- et de 0 à 21,7 mg/kg de sol pour N14 +.
La variation des teneurs au cours de la saison comporte quatre phases comme
dans les sols de mi-pente et de bas de pente.

---

136
Figure VIII.3 : Variation des teneurs en azote minéral du sol de bas-fond (HF) au cours
de la saison pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
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---

137
La première phase qui va du 9 au 22 juin, se caractérise par des teneurs en N03-
et N14 + peu variables, et plus élevées dans la couche 0-10 cm que dans les couches
sous-jacents. Toutes profondeurs confondues, les teneurs varient de 6,3 à 43,5 mg/kg de
sol pour N03- et de 3,6 à 18,9 mg/kg de sol pour NH4 +.
La deuxième phase correspond à une rapide augmentation des teneurs en azote
minéral entre le 22 juin et 15 juillet. Les teneurs en N03- atteignent 84,0 à 106,0 mg/kg
de sol contre 14,0 à 22,0 mg/kg de sol pour celles en NH4 +. La variation verticale est
assez faible avec des valeurs légèrement plus élevées en profondeur.
La troisième phase dure 2 semaines (15 au 30 juillet) et est marquée par une
diminution des teneurs. Les teneurs descendent entre 4,0 et 10,5 mg/kg de sol pour
N03- et entre 0 et 7,6 mg/kg de sol pour N14 +.
La quatrième phase qui est la plus longue, s'étale sur le reste de la saison (août et
septembre). Après une légère augmentation vers le 10 août, les teneurs en N03- et
N14 + tendent à diminuer progressivement. Elles varient de 3,8 à 21,9 mg/kg pour
N03- et de 0 à 13,7 mg/kg de sol pour NH4 +.
Les résultats montrent une similitude dans le sens de variation des teneurs en
azote minéral dans le sol sous forêt galerie dégradée BF1 et sol cultivé BF2. Les
différences, variables suivant la date de prélèvement, portent sur les quantités d'azote
minéral. Une comparaison des valeurs extrêmes montre que les teneurs en azote
minéral total sont relativement plus élevées dans le sol cultivé (5,3 à 121,5 mg/kg de sol)
que dans le sol sous forêt galerie dégradée (4,7 à 113,4 mg/kg de sol).
1.1.4. Conclusion
Les résultats révèlent que le sens de variation in situ de l'azote minéral au cours
de la saison culturale de 1990 est similaire dans les trois types de sols étudiés (mi-pente,
bas de pente et bas-fond). Le fait marquant dans cette évolution est l'apparition d'un pic
d'azote minéral entre le 5 et 30 juillet.
La différence entre les trois types de sols porte surtout sur le niveau des teneurs.
D'une manière générale, la quantité d'azote minéral total augmente du sol de mi-pente
(2,1 à 73,0 mg/kg de sol) au sol de bas-fond (4,7 à 121,5 mg/kg de sol). Le sol de bas de
pente a des teneurs intermédiaires variant de 3,2 à 113,0 mg/kg de sol.

---

138
1.2. Saison pluvieuse de 1989
1.2.1. Sol de mi-pente
La variation des teneurs en azote ammoniacal (NH4 +) et nitrique (N03-) sont
représentées sur la figure VIllA.
Les résultats révèlent la présence, bien que très faible, des deux formes d'azote
minéral tout au long du cycle cultural avec une prédominance de N03-. Toutes
situations confondues, les teneurs varient de 0 à 15,7 mg/kg de sol pour NOf et de 0 à
4,0 mg/kg de sol pour NH4 + . D'une façon générale, les teneurs sont relativement plus
élevées en profondeur (20-40 cm) qu'en surface
Dans chaque sol et à une profondeur donnée, la variation des teneurs au cours de
la saison est faible. Cependant, c'est en fin de saison, que les teneurs sont plus faibles.
La comparaison des systèmes de culture montre qu'en plus de la similitude
l'évolution saisonnière, les teneurs en azote minéral ne présentent pas une grande
différence quantitative. Les valeurs sont cependant, légèrement plus élevées dans le sol
cultivé avec labour et aménagement antiérosif MP3. Les teneurs en azote minéral total
varient de 1,9 à 15,7 mg/kg de sol pour MP2 contre 0 à II,4 et 0 à 9,4 mg/kg de sol
respectivement dans le sol de jachère MPI et le sol cultivé sans labour ni aménagement.
1.2.2. Sol de bas de pente
Les teneurs en azote minéral des sols sont représentées dans la figure VIII.5
Comme pour le sol de mi-pente, les résultats indiquent la présence de N03- et
NH4 + tout au long du cycle cultural avec toujours une prédominance de N03-. Les
teneurs varient, toutes situations confondues, de 2,1 à 55,7 mg/kg de sol pour N03- et
de 0,3 à 8,5 mg/kg de sol pour NH4 +. Elles sont relativement plus élevées en
profondeur.

---

139
Figure VIllA: Variation des teneurs en azote minéral du sol de mi-pente (MP) au cours
de la saison pluvieuse de 1989 en fonction des systèmes de culture
IX)
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---

140
Figure VIII.5 : Variation des teneurs en azote minéral du sol de bas de pente (BP) au
cours de la saison pluvieuse de 1989 en fonction des systèmes de culture
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---

141
La variation des teneurs en nitrates au cours de la saison montre une différence
entre le sol cultivé avec une faible fumure organique sans labour Bn et le sol cultivé
avec une forte fumure organique et labour BP3 plus riche en matière organique et azote
minéralisable (chapitre V). Les teneurs en azote minéral total sont plus élevées dans le
sol BP3 (5,7 à 56,8 mg/kg de sol) que dans le sol Bn (4,6 à 28,7 mg/kg de sol). Dans le
sol BP2, la variation est faible avec une tendance à la baisse en fin de saison. On
observe cependant, dans la couche 0-10 cm, une baisse sensible des teneurs entre le 5 et
18 juillet suivie d'une légère augmentation en fin juillet. Pour le sol BP3, les teneurs plus
élevées de N03- dans toutes les couches par rapport à BP2, la baisse dans la couche 0-
10 cm est plus importante et dure jusqu'en fin juillet. Après cette date, les teneurs
augmentent de façon notable avec l'apparition, en fin août, d'un pic (48 à 55,2 mg/kg de
sol) dont la phase descendante est assez brutale.
1.2.3. Conclusion
Pour les deux sols, les résultats révèlent la présence des deux formes d'azote
minéral (N03- et NH4 +) avec une prédominance des nitrates. Au cours de la saison (18
juillet au 25 septembre), à l'exception du sol BP3, où un pic d'azote est observé, la
variation des teneurs est assez faible.
La différence entre les deux sols porte surtout sur le niveau des teneurs. Les
résultats montrent que les teneurs en azote minéral total sont plus élevées dans le sol de
bas de pente, où elles varient de 4,6 à 56,8 mg/kg de sol, que dans le sol de mi-pente, où
elles varient de 0 à 15,7 mg/kg de sol.
2. DISCUSSION
2.1. Quelques aspects de la dynamique de l'azote minéral au champ
Plusieurs processus déterminent l'apparition (minéralisation) ou la disparition
(réorganisation, lixiviation, dénitrification et absorption par les plantes) de l'azote
minéral dans le sol.

---

142
2.1.1. Minéralisation de l'azote
Selon BLONDEL (1971) ; BERNHARD-REVERSAT (1981) ; PICHOT et al.
(1981) et RAGHUBANSHI (1991), la minéralisation de l'azote au cours de la saison de
pluies, est contrôlée par l'humidité du sol. SANCHEZ (1976) rapporte qu'elle est
sensible à un changement significatif, même très court, des conditions hydriques. C'est
ainsi que l'alternance du dessèchement et de la réhumectation se montre très favorable
à la minéralisation. Dans les situations étudiées, l'humidité du sol et son évolution au
cours des deux saisons s'avèrent favorables à la minéralisation. Plusieurs auteurs
(DOMMERGUES et MANGENOT, 1970 ; BLONDEL, 1971a et PICHOT et al., 1974
et 1981) montrent que dans la zone, la minéralisation est particulièrement élevée en
début de saison pluvieuse après les premières pluies.
En dehors de la minéralisation endogène, l'azote minéral du sol peut provenir
des ruissellements et de l'érosion. Mais un enrichissement du sol suppose une
infiltration de l'eau chargée. Ceci peut se produire dans les sols de bas-fond, lieu de
concentration des eaux de ruissellement.
2.1.2. Réorganisation
L'azote minéral produit au cours de la minéralisation est réutilisé par la
microflore pour les synthèses microbiennes. La réorganisation de l'azote minéral
dépend de l'activité biologique et du rapport C/N du sol. DE RIDDER et al. (1982)
rapportent qu'elle est plus importante pour des valeurs du rapport C/N supérieures à
16. Dans les sols étudiés, le rapport C/N ne dépasse pas ce seuil. Cependant
l'hétérogénéité de la répartition de la matière organique peut entrainer la présence de
microsites à C/N élevé.
2.1.3. Absorption par les plantes
L'alimentation azotée des plantes depend d'une part de l'humidité du sol
favorable surtout au cours de la période humide et d'autre part de leur stade
phénologique. La quantité d'azote absorbé à un stade donné sera fonction de la densité
des plantes.
La figure VIII.6 (BLONDEL, 1971a) représentant la mobilisation de l'azote par
une culture de mil, montre que la consommation est élevée surtout pendant les phases
de la montaison et de l'épiaison. Les fortes demandes en azote minéral se situent d'une
façon générale pendant la 3 ème phase de l'évolution de l'azote. Nous reviendrons sur
cet aspect dans le paragraphe 2.3.

---

143
Figure VIII.6 : Mobilisation de l'azote par une culture de mil en fonction de son stade
phénologique (D'après BLONDEL, 1971a)
N (kg/ha)
100
75
50
Temps en jours
28e
4ge
57e 63e
95e
Tallage
Montaison
Epiaison
Maturité
Floraison
2.1.4. Lixiviation
L'azote minéral du sol en particulier l'azote N03-, peut être entrainé en
profondeur puis hors du profil par les eaux de drainage. La lixiviation a lieu pendant les
épisodes pluvieux où la pluviométrie devient supérieure à l'ETP. Dans le cas présent,
c'est pendant la 3 ème décade de juillet et les 1 ère et 2 ème décades d'août qu'il y a un
risque de drainage.
Cependant, notre suivi n'ayant concerné que les 40 premiers centimètres, il est
possible que l'azote minéral soit entrainé au delà de cette profondeur avec la descente
du front d'humectation, sans que cela constitue une perte pour le sol. L'azote minéral
peut rester dans le profil exploré par le système racinaire. Ce phénomène peut être
observé pendant toute la période humide (cf. chapitre VII) où les taux d'humidité sont
parfois supérieurs à pF 2,5.

---

144
Z.1.5. Dénitrification
La transformation biologique de l'azote NOf en rutrIte (NOZ) ou en azote
moléculaire
(NZ)
est
le
principal
processus
de
dénitrification
dans
le
sol
(DOMMERGUES et MANGENOT, 1970). Elle se produit en condition d'anaérobiose
et en présence de l'azote N03- et de substrat carboné. La dénitrification a surtout lieu
dans les cas d'excès d'eau mais aussi dans les sols bien drainés qui comportent des
microhabitats où règnent des conditions favorables. Pour les sols étudiés, les risques de
dénitrification sont plus importants dans le sol de bas-fond qui connaît des
engorgements temporaires en saison humide.
2.1.6. Conclusion
L'ensemble des processus conduisant à l'apparition de l'azote minéral dans le sol
(minéralisation)
ou
sa disparition
(réorganisaton,
lixiviation,
dénitrification
et
absorption par les plantes), vont s'exprimer différemment au cours de la saison et en
fonction des types de sols et de systèmes de culture.
2.2. Evolution des teneurs en azote minéral des sols au cours de la saison de
culture
En 1990 le suivi a couvert presque toute la saison de culture. Les résultats
montrent que l'évolution comporte 4 phases bien distinctes quelle que soit la situation.
La première phase.
Les premières pluies irrégulières permettent une certaine humectation des
couches de surface (humidité variant autour de pF 4,Z). Ce changement d'humidité
survenant après une longue saison sèche, entraîne une reprise de l'activité biologique.
L'azote minéral produit, en l'absence de végétation et de pluies, va s'accumuler ou, au
contraire, être réorganisé. C'est ce qui explique la tendance à la baisse des teneurs en
azote minéral.
La deuxième phase.
Avec l'installation effective de la saison des pluies en juillet, l'humidité du sol
s'accroît (parfois au-dessus du pF 2,5) et se trouve plus favorable à la minéralisation de
l'azote ; un pic de minéralisation est observé 20 jours après la reprise des pluies. Ce
flush de minéralisation en début de saison a été observé par plusieurs auteurs
(GREENlAND, 1958 ; BIRCH, 1960 ; BLONDEL, 1971a ; PICHOT et al, 1974 ;
BERNHARD-REVERSAT, 1977 et GIGOU, 1983). Ils l'attribuent à un effet de la

---

145
dessiccation au cours de la saison sèche qui provoque une augmentation des teneurs en
azote facilement minéralisable et de l'activité biologique avec la réhumidification du sol.
Troisième phase.
Elle se caractérise par une baisse importante et rapide des teneurs en azote
minéral. Pendant cette phase, l'absorption par les plantes (stade levée à début tallage)
est encore faible et l'humidité se situe encore à des valeurs voisines ou supérieures à pF
2,5. Les causes des pertes seraient: la lixiviation au-delà de 40 cm avec la fréquence des
pluies, la dénitrification consécutive à la dégradation structurale dont ces sols font
l'objet sous les pluies violentes de début de saison et qui pourrait entraîner localement
des conditions d'anaérobiose, la réorganisation sur place de l'azote minéral du fait de
l'accroissement de l'activité biologique. Toutefois, les pertes par dénitrification ou
lixiviation devraient se traduire à terme, par un appauvrissement en azote total de la
couche de surface avec ou non enrichissement des couches en profondeur. Or on
observe que la couche de surface est toujours plus riche en azote total. Ce qui laisse
penser à une prédominance de la réorganisation même si la lixiviation peut l'emporter
lors des épisodes pluvieux.
Quatrième phase.
Elle est caractérisée par de faibles teneurs en azote minéral avec des taux
d'humidité décroissant jusqu'à des valeurs voisines ou inférieures à pF 4,2. Pendant
cette phase les besoins azotés des plantes et les risques de lixiviation et de
dénitrification sont importants. Cette faiblesse des teneurs peut s'expliquer aussi par le
fait qu'au cours de la saison de culture, l'azote potentiellement minéralisable diminue
comme l'ont montré BONDE et ROSSWALL (1987) en milieu tempéré.
En 1989, le suivi a commencé tardivement c'est à dire 18 jours après la reprise
des pluies. Les résultats montrent que la variation de l'azote minéral au cours de cette
période, est similaire à la 4 ème phase de celle observée en 1990. Les phases de forte
minéralisation et de disparition de l'azote minéral consécutives à la reprise des pluies,
n'ont pu être observées celles-ci étant très rapides (BLONDEL, 1971a et GIGOU,
1983).
On peut donc conclure à une similitude d'évolution de l'azote minéral au cours
eux saisons. Des observations similaires ont été faites par (BLONDEL, 1971a ;
PICHOT, et al., 1974 ; BERNHARD-REVERSAT, 1977 et GIGOU, 1983) dans la zone
concernée.

---

146
2.3. Effet du type de sol sur la minéralisation nette au champ
Les résultats montrent que, quel que soit le type de sol, l'évolution des teneurs en
azote minéral au cours de la saison des pluies est comparable. Ce qui révèle le caractère
saisonnier de cette dynamique et confirme l'influence déterminante des conditions
hydriques. Des observations similaires ont été faites au Maroc (SOUDI et CHIANG,
1989). Cette dynamique est également indépendante de la position topographique du
sol. RAGHUBANSHI (1991) rapporte des résultats similaires en Inde.
n existe cependant, des différences quantitatives entre les trois sols. Elles sont
variables au cours de la saison mais les valeurs extrèmes montrent une augmentation
des teneurs en azote minéral du sol de mi-pente à celui du bas-fond (mi-pente < bas de
pente < bas-fond). Cette différence peut s'expliquer par les teneurs en azote total qui
suivent le même classement. Le drainage plus limité dans les sols de bas de pente et de
bas-fond peut aussi réduire la lixiviation au delà de 40 cm de profondeur. A contrario, la
réorganisation, la fixation de l'azote NH4 + sur les argiles et la dénitrification, de plus
en plus importantes dans les sols à texture fine et mal drainés (PENNOCK et al.,1992)
ont pu atténuer les différences entre les sols.
2.4. Effet des systèmes de culture et des opérations culturales sur la
minéralisation nette de l'azote au champ
Le sens général d'évolution de l'azote minéral au cours de la saison des pluies
n'est affecté ni par les systèmes de culture ni par les opérations culturales. Des
observations similaires ont été faites par BWNDEL (1971a), PICHOT et al. (1974) et
GIGOU (1983).
Les différences entre les situations portent plutôt sur les quantités d'azote
minéral qui varient en fonction de la date de prélèvement et du type de sol. Celles-ci
peuvent s'expliquer par le fait que les systèmes de culture affectent les caractères des
sols, en particulier leurs teneurs en matière organique et en azote qui, elles-mêmes, vont
influer sur les quantités d'azote minéralisé comme cela a été montré au chapitre V.
Mais au cours de la saison, les opérations culturales telles que la fumure organique et le
sarclage en apportant de la matière organique au sol, ont aussi un rôle important.
La différence de teneurs en azote minéral entre systèmes de culture pour un sol
donné, est plus faible que celle existant entre les trois sols. Ceci semble montrer que
l'effet des caractéristiques des sols sur la minéralisation est plus important que celui des
opérations culturales au cours de la saison. Cependant, le sarclage peut entraîner une
augmentation des teneurs en azote minéral s'il permet, en plus de l'ameublissement de

---

147
la couche de surface du sol, l'enfouissement des mauvaises herbes qui auront l'effet
d'engrais vert. Cela pourrait expliquer le pic d'azote minéral observé en 1989 dans le sol
BP3 (cf. fig. VIllA)
Les résultats confirment, dans toutes les situations, le décalage entre la période
de forte minéralisation (20 jours après la reprises des pluies) et celle où les besoins des
plantes sont plus élevés (quatrième phase). Des observations similaires ont été faites par
BLONDEL (1971a), PICHOT et al. (1974), GIGOU (1983) et POSS (1991).
2.5. Relation entre minéralisation nette de l'azote in situ et caractéristiques des
sols
Les résultats de 1990 montrent que jusqu'au pic de minéralisation, l'absorption
de l'azote minéral par les plantes est relativement faible, ces dernières (cultures et
végétation herbacée) n'étant pas encore bien installées. On observe également que
l'effet des conditions hydriques sur la minéralisation s'exprime de la même façon pour
l'ensemble des situations étudiées. La minéralisation nette pendant cette période va
donc dépendre surtout des caractéristiques des sols.
Nous avons calculé, pour les 10 premiers centimètres, les quantités d'azote
minéral pendant les deux premières phases. C'est à dire jusqu'au pic de minéralisation.
Les teneurs varient de 71,6 à 78,2 mg/kg de sol pour le sol de mi-pente, de 104,3 à 126,6
mg/kg de sol pour celui de bas pente et de 145,3 à 148,2 mg/kg de sol pour le sol de
bas-fond. La mise en relation de ces valeurs avec certaines caractéristiques des sols
(azote total, carbone total, argile + limon et pH) montre que les teneurs en éléments
fins (argile + limon) sont les plus liées aux teneurs en azote minéral avec r = 0,86
significatif à 1 %. Cela s'expliquerait par le fait qu'en début de saison, la lixiviation de
l'azote minéral est limitée dans les sols à texture fine moins drainants.
La corrélation entre la minéralisation nette et l'azote total est significative à 5 %
(r = 0,76). Il en est de même avec le carbone total (r = 0,74). Ces résultats confirment
bien le lien étroit entre la matière organique et la disponibilité en azote minéral des sols
dans cette zone où la fertilisation minérale est quasiment absente. Pour chaque sol
cependant, on observe que les systèmes de culture ayant les plus fortes teneurs en azote
total (jachère MP1, culture avec forte fumure organique BP3 et forêt galerie dégradée
BF1) ne présentent pas les teneurs en azote minéral les plus élevées. Ceci pourrait
s'expliquer par la réorganisation microbienne qui augmente avec les teneurs en carbone
organique total du sol ou par l'absorption de l'azote minéral par les plantes car, à cette
période, chacune de ces trois parcelles porte plus de végétation que les autres pour le
même sol.

---

148
3. CONCLUSION
Au cours de la saison culturale, les conditions hydriques des sols sont étroitement
liées à la quantité et à la répartition des pluies. D'une façon générale, la saison
pluvieuse se caractérise par deux périodes sèches intervenant en début (fin mai/juin) et
en fin (septembre/début octobre) séparées par une période humide (juillet et août). Au
cours de la période sèche dont la durée est variable en fonction des années, l'humidité
du sol peut descendre en dessous du pF 4,2. La période humide est également variable
d'une année à l'autre et peut présenter soit des phases de forte humidité du sol avec un
risque de drainage, soit au contraire des poches de sècheresse avec des taux d'humidité
proches du pF 4,2.
Sur le plan agricole, le calendrier cultural varie en fonction de la répartition des
pluies, avec comme fait marquant la difficulté de démarrage de la saison culturale en
raison des mauvaises levées. Mais d'une façon générale c'est au début de la période
humide que le semis (ou resemis) réussit.
Concernant la minéralisation de l'azote, les résultats révèlent la présence de
l'azote minéral tout au long de la saison de culture avec une prédominance des nitrates.
La variation des teneurs en azote minéral passe cependant par quatre phases bien
distinctes qui sont étroitement liées à l'évolution des conditions hydriques au cours de la
saIson.
En début de saison (fin mai/juin), les premières pluies déclenchent la
minéralisation de l'azote qui reste cependant modérée, peut-être en raison de la période
sèche qui suit généralement les premières pluies ; les teneurs en azote minéral restent
constantes ou diminuent jusqu'à la reprise des pluies en début juillet (première phase).
Ensuite l'azote minéral augmente et atteint, deux à trois semaines après l'installation
effective de la saison, un niveau maximum (deuxième phase). Ce pic de minéralisation
est suivi par une chute brutale (une à deux semaines après le pic) des teneurs en azote
minéral (troisième phase). Puis à partir de ce moment, les teneurs en azote minéral
deviennent faibles et peu variables durant le reste de la saison alors que les besoins
azotés des plantes sont maximaux (quatrième phase). Cette évolution s'explique à la fois
par l'activité biologique et sa variation au cours de la saison, les conditions
pédoclimatiques et par la croissance et le développement des plantes.
Le sens variation des teneurs en azote minéral n'est pas modifié par la nature du
sol ni par les systèmes de culture. Cela semble montrer que la minéralisation de l'azote
in situ, revêt un caractère saisonnier déterminé par la répartition des pluies dans
l'année.

---

149
La comparaison des quantités d'azote minéral montre cependant des différences
entre les trois sols d'une part et entre les systèmes de culture. Elles sont variables au
cours de la saison mais les valeurs extrèmes indiquent une augmentation des teneurs en
azote minéral avec les teneurs en éléments fins (argile + limon) et avec les teneurs en
matière organique (carbone organique et azote totaux) du sol. Malgré ces différences,
en dehors de la période du pic de minéralisation, les teneurs en azote minéral sont
faibles dans tous les sols.
La comparaison de la minéralisation nette de l'azote au champ avec l'évolution
des besoins azotés des plantes, montre un décalage entre la période où les teneurs en
azote minéral sont élevées (2 ème et 3 ème phases) et le moment où les besoins azotés
des cultures sont grands (4 ème phase). Dans ces conditions, une fumure minérale
azotée au cours de la 4 ème phase, surtout pendant la partie où les conditions hydriques
sont favorables, pourrait être utilisée avec le plus d'efficacité.
Dans la zone, c'est souvent la fumure organique (généralement sous forme de
poudrette de fumier) qui est appliquée en début ou au cours de la saison de culture. La
connaissance ~u rôle de ces apports sur la minéralisation de l'azote peut aider à
l'amélioratio1\\ de l'alimentation azotée des plantes dans ces agrosystèmes. La quatrième
partie du mémoire sera consacrée à l'étude de l'évolution du carbone organique et azote
totaux et de l'azote minéral, avec ou sans apport de matière organique.

---

Quatrième Partie
ETUDE DE LA DYNAMIQUE DE LA MATIERE
ORGANIQUE ET DE L'AZOTE MINERAL DANS LE
SOL ,FERRUGINEUX SABLEUX DE MI-PENTE ET
,
DANS LE SOL HYDROMORPHE ARGILO-
LIMONEUX DE BAS-FOND

---

150
INTRODUCTION DE LA QUATRIEME PARTIE
La matière organique joue un rôle important dans la fertilité chimique des sols
de cette zone où la fumure minérale est quasi inexistante (PICHOT, 1975 ; SEDOGO,
1981 ; PICHOT et al., 1981 ; PIERI, 1984 et 1989 et DE RIDDER et aL, 1991). Nous
avons montré, dans les précédentes parties, que dans le cas de l'azote, la disponibilité de
cet élément dépend des teneurs en matière organique des sols. Mais, à l'exception du sol
de bas-fond sous forêt galerie dégradée, les sols en sont pauvres à très pauvres, même si
des différences apparaissent selon les systèmes de culture. Ceci implique que toute
amélioration du stock organique de ces sols exige des amendements organiques. Cela
semble être bien compris par les paysans de la zone qui pratiquent de plus en plus la
fumure organique en fonction des ressources disponibles.
L'objet de cette partie est d'étudier l'influence des principaux amendements
organiques disponibles dans la région (poudrette de fumier et résidus de récolte) sur le
stock organique des sols et la minéralisation nette de l'azote en fonction des conditions
pédoclimatiques in situ et au laboratoire.
Après une présentation des différentes méthodes utilisées (chapitre IX), nous
analyserons successivement la dynamique du carbone et de l'azote total dans les
conditions pédoclimatiques de mi-pente et de bas-fond (chapitre X), celle de l'azote
minéral (chapitre XI) et enfin la minéralisation nette de l'azote dans les conditions
hydriques de bas-fond simulées au laboratoire (chapitre XII).

---

151
CHAPITRE IX
METHODOLOGIE
Dans ce chapitre sont présentées deux expériences d'incubation. L'une est
conduite in situ dans les conditions du sol sableux de mi-pente et du sol argilo-limoneux
de bas-fond. L'autre porte une simulation au laboratoire des conditions hydriques de
bas-fond au cours de la saison pluvieuse.
1. INCUBATION IN SITU
1.1. Matériel
1.1.1. Caractères des sols
L'étude est menée dans les conditions pédoclimatiques de mi-pente (sol
ferrugineux sableux, bien drainé) et de bas-fond (sol argilo-limoneux hydromorphe,
inondable). Les caractéristiques des deux situations ont été précédemment décrites
(chapitre II). Les sols utilisés étaient en culture continue de mil (mi-pente) et de sorgho
(bas-fond). Les caractères analytiques de la couche 0-15 cm sont résumées dans le
tableau IX.l.
1.1.2. Caractéristiques de la matière organique utilisée
Deux types de résidus organiques sont utilisés : la poudrette de fumier de parc
et les résidus de récolte (paille de mil). Leurs caractéristiques chimiques sont
regroupées dans le tableau IX.2.
On remarque que la poudrette de fumier qui a été prélevée dans un parc à
bovins, est très riche en carbone car elle contient des débris végétaux non encore
transformés; d'où le rapport C/N assez élevé se rapprochant de celui de la paille de
mil. Comme nous l'avons vu dans le chapitre l, le fumier en milieu paysan est de nature
très variée.
La paille de mil, constituée par l'ensemble tiges et feuilles, est relativement
riche en azote parce qu'elle a été prélevée juste après les récoltes.

---

152
Tableau IX. 1 : Quelques caractères analytiques de la couche 0-15 cm des sols incubés.
Caractéristiques
Sol sableux
Sollimono-
chimiques
de mi-pente
argileux
de bas·fond
Argile (%)
10,3 ± 0,4
37,5 ± 1,0
Limon fin (%)
2,5 ± 0,8
22,9 ± 2,1
Limon grossier %
1,6 ± 0,6
15,7 ± 1,4
Sable fin (%)
49,2 ± 3,3
23,5 ± 0,4
Sable grossier %
38,9 ± 2,7
0,4 ± 0,1
C total (%)
0,22
0,84
N total (%0)
0,21
0,76
C/N
10,5
11,1
Ca2 + (cmoI.kg-1t
1,20 ± 0,04
1,62 ± 0,25
Mr+ (cmoI.\\~- )
0,36 ± 0,02
0,93 ± 0,18
K
(cmoI.~-
0,08 ± 0,01
0,19 ± 0,01
S (cmoI.kg-
1,64 ± 0,06
2,78 ± 0,29
CEC (cmol.kg-1)
2,93 ± 0,13
4,43 ± 0,19
V=S/CEC(%)
56
64
pH eau
5,6
5,5
P205 total (mg/kg de sol)
53,4 ± 12,9
209,10 ± 13,5
n05 Assimilable DABIN
(mg/kg de sol)
21,6 ± 0,3
28,8 ± 0,2
Tableau IX.2 : Quelques caractéristiques chimiques de la matière organique utilisée
Matière
C
N
C/N
P
Ca
Mg
K
orgamque
%
%
%
%
%
%
Poudrette
de fumier
38,2
1,44
26,6
0,35
0,51
0,69
2,38
Paille
de mil
42,02 1,35
31,1
0,26
0,17
0,56
3,58

---

153
1.2. Méthode d'incubation
La méthode d'incubation s'inspire de celle utilisée par GODEFROY (1974)
pour étudier la décomposition des résidus de bananier et d'ananas en Côte d'Ivoire. Le
principe est le suivant : l'échantillon de sol, bien homogénéisé, est mélangé avec la
matière organique dont on veut étudier la décomposition; le mélange est mis dans des
sacs à maille de 1 mm de 15 x 12 x 10 cm ; les sacs sont enfouis dans l'horizon supérieur
du sol dans des conditions appréciées comme étant identiques; ils sont déterrés les uns
après les autres à des pas de temps variables pour la détermination des paramètres
étudiés.
Le dispositif expérimental comprend trois (3) traitements en quatre (4)
répétitions. Les traitements sont:
- To (témoin) = terre sans apport organique
- Tf = terre + poudrette de fumier
- Tp = terre + paille de mil broyée à 2 mm.
Le mélange sol/matière organique est fait de façon à apporter 1,3 g de C
pour 100 g de sol. Ainsi, au kilogramme de terre mis dans un sac est ajoutée une
quantité de fumier ou de paille de mil contenant 13 g de C. Soit 35,4 et 31,10 g de
matière sèche (MS) respectivement pour le fumier et la paille.
Les doses de poudrette de fumier et de paille de mil apportées correspondent
respectivement à 53 et 46 tonnes de matière sèche par hectare pour la couche 0-10 cm
d'un sol de densité apparente moyenne de 1,5. Ces doses paraissent très élevées mais
elles correspondent à la réalité de la fumure localisée telle qu'elle est de plus en plus
pratiquée dans la zone. En effet, l'insuffisance du fumier conduit les paysans à
concentrer le peu qu'ils ont (3 à 5 tonnes pour un hectare), juste dans les trous de semis.
Dans chaque répétition, 15 sacs correspondant à 15 dates de prélèvement sont
enterrés par traitement. Soit 45 sacs au total par répétition. Les quinze prélèvements
s'étalent sur deux saisons de pluies séparées par une saison sèche. A la première saison
(1989) les intervalles de prélèvements sont de 7, 10 et 15 jours respectivement pendant
le 1er, 2 ème puis les 3 et 4ème mois après la mise en terre. Un seul prélèvement a eu
lieu au cours de la saison sèche. Pendant la seconde saison humide, les prélèvements
sont intervenus chaque semaine durant un mois (juillet) puis une fois pendant le 2ème
mois. Le 15ème et dernier prélèvement est fait à la fin de la saison humide après les
récoltes.
Le dispositif (fig.IX.1) a été mis en place le 7 juillet 1989 sur une parcelle
relativement homogène de 10 x 16 m délimitée, auparavant, à l'aide de sondages à la
tarière. La mise en place s'est faite de la façon suivante:

---

154
Figure IX.l : Dispositif expérimental de l'incubation in situ
IOm
~m
O,5m
TF
Ta
Tp
m
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.
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X
)(
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X
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X
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2,5m : 1 m~
2,Sm
2m
; 0,5 m' 0,75 m ; 0,75 m :0,5 ni
Dispositif expérimental à 4 répétitions
Dispositif d'une répétition
Ta = témoin sans matière organique
TF = terre + poudrette de fumier
T p = terre + paille de mil
)( emplacement des sacs
Terre issue du mélange
de couche 0-15 an des
quatre répétitions
sac incubé

---

155
- 4 répétitions de 5,5 x 2,5 m ont été délimitées;
- la couche de surface de chaque répétition est enlevée sur une profondeur de
15 cm et mis en tas ;
- de chaque tas est prélevé un échantillon de 150 kg environ pour constituer un
échantillon composite qui sera mélangé à la matière organique;
- le reste de la terre des 4 tas est mélangé et a servi à recouvrir les sacs placés
au fond des fosses.
Un désherbage manuel a permis de garder la surface du sol nue pendant toute la
durée de l'essai.
1.3. Conditions hydriques
L'humidité du sol est déterminée à chacun des prélèvements effectués au
cours de la saison de pluies de 1989 et 1990. On rappelera que les deux saisons
pluvieuses ont été séparées par une saison sèche de 7 mois (novembre à mai) au cours
desquels l'humidité du sol est nettement au-dessous du pF 4,2.
Les résultats, représentés par la figure IX.2., montrent que l'humidité du sol
dans les sacs enfouis, subit les effets de l'alternance des périodes humides et des
périodes sèches qui caractérisent la saison pluvieuse dans cette région (cf. chapitre VII).
Dans les bas-fonds des crues sont assez fréquentes en cas de grosses pluies mais ne
durent pas plus de 48 heures. Cependant lors des épisodes très pluvieux, l'inondation
peut durer plus longtemps comme cela a été le cas en 1989 où environ 10 jours
d'inondation ont été enregistrés entre le 12 et le 25 août.
2. INCUBATION AU LABORATOIRE
2.1. Objectif
Les conditions hydriques des sols de bas-fond sont caractérisées par des phases:
- d' humectation avec l'arrivée de la saison des pluies après la longue saison
sèche;
- d'engorgement et même de submersion (avec une lame d'eau) pendant les mois
les plus pluvieux;
- de dessèchement qui intervient pendant les poches de sècheresse qui
caractérisent les saisons des pluies de cette zone.

---

Figure IX.2 : Variation de l'humidité du sol dans les sacs incubés
20
Bas-fond (première année)
40
18
Mi-pente (première année)
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16
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14
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Temps
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Temps .en Jours
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~
20
40
Bas-fond (deuxième année)
18
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Mi-pente (deuxième année)
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360
370
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390
400
410
360
370
380
390
400
410
Temps
en Jours
Temps en Jours
•
To
Témoin
C
Tf
Fumier
'II
Tp
Paille de mil

---

157
L'incubation en milieu contrôlé, a pour but de caractériser les effets de ces
conditions hydriques, en particulier la phase d'engorgement pendant laquelle nous
n'avons pas pu faire de prélèvements, sur la dynamique de l'azote minéral dans le sol de
bas-fond enrichi, ou non, en matière organique (poudrette fumier).
2.2.Matériel et méthode
Les phases hydriques étudiées sont:
1 .
- la phase d'humectation nonnale (H) au cours de laquelle l'humidité du sol est
maintenue à 60 % de la capacité au champ;
- la phase de submersion (8) pendant laquelle les échantillons sont submergés,
l'excès d'eau formant une lame de 5 mm d'épaisseur ;
- la phase de dessèchement (D) qui comprend deux modalités : un
dessèchement lent (DL) qui permet de ramener progressivement l'humidité des
échantillons en dessous de 60% de la capacité au champ au bout de 3 semaines et un
dessèchement rapide et intense (DR) qui ramène, en 1 ou 2 jours, l'humidité des
échantillons au niveau précédant l'incubation « 1 %).
Les traitements constitués à partir de la combinaison de ces phases hydriques
sont:
traitement A (TA) = H (6 semaines) ;
traitement B (TB) = 8 (6 semaines)
traitement C (TC) = H (2 semaines) + 8 (4 semaines)
traitement D (ID) = H (2 semaines) + 8 (1 semaine) + DL (3 semaines)
traitement E (TE) = H (2 semaines) + 8 (1 semaine) + DR (3 semaines).
Tous ces traitements sont conduits avec et sans apport de fumier de parc. Les
caractéristiques du sol et du fumier sont celles précédemment décrites. La dose
apportée est la même que dans l'incubation in situ.
La méthode d'incubation s'inspire de celle utilisée par ROCHESTER et al.
(1991) pour étudier la dynamique de l'azote minéral dans un sol argileux hydromorphe
de rizière. Dans un bécher en plastique de 100 ml, on met 60 g de sol tamisé à 2 mm et
on ajoute la quantité d'eau distillée nécessaire pour amener l'échantillon de sol à
l'humidité correspondant à chaque condition étudiée. L'expérience est conduite avec 3
répétitions de chaque traitements, soit un total 112 échantillons mis en incubation. Les
béchers sont couverts de parafilm perforé et placés dans l'incubateur ventilé à 30 oC .
L'incubation a duré 6 semaines au cours desquelles des béchers sont sacrifiés à
des pas de temps variables, pour le dosage de l'azote minéral (NH4 + et N03- ). Pour

---

158
les traitements A et B, les dosages ont été réalisés 1, 2, 4, et 6 semaines après mise en
incubation. Pour les autres traitements les dosages sont effectués à la fin de chaque
phase du cycle hydrique.
3. DETERMINATIONS ANALYTIQUES
L'azote minéral a été extrait par KCl 1 M après chaque prélèvement comme
dans le cas du suivi au champ. La méthode de dosage est celle qui est utilisée au
chapitre VII pour le sol de bas-fond. Par contre, pour le sol de mi-pente dont les extraits
(traitements fumier et paille de mil) présentaient une coloration brune, nous avons
utilisé la méthode de double distillation. Dans ce cas l'azote ammoniacal est dosé par
distillation alcaline en présence de magnésie. L'azote nitrique est dosé sur la même
partie aliquote après réduction des nitrates par l'alliage de DEWARDA L'ammoniac
recueilli dans une solution d'acide borique est titrée avec de l'acide sulfurique N/50 en
présence d'indicateur.
Concernant l'incubation in vitro,le dosage de l'azote minéral a été fait selon la
méthode décrite au chapitre V.
Le carbone organique et l'azote totaux ont été dosés selon les méthodes
décrites précédemment.
Un fractionnement granulométrique en trois fractions 2000-200, 200-50 et < 50
J,Lm, réalisé selon la méthode utilisée au chapitre IV, a été effectué sur les échantillons
de sol prélevés 8 et 505 jours après la mise en incubation (JAI).
4. METHODE D'AJUSTEMENT
La cinétique de décomposition du carbone organique du sol est appréciée par
l'estimation des paramètres de décomposition selon le modèle à un compartiment de
HENIN et DUPUIS (1945). Les pertes cumulées de carbone organique total (Ct) sont
ajustées suivant une cinétique de premier ordre,
Ct = Cm (1 - e-kt) où :
Ct représente les pertes cumulées de carbone à l'instant t;
Cm est la quantité maximale de carbone minéralisable ;
k est la constante de la vitesse de disparition du carbone du compartiment Cm ;
t représente le temps après mise en incubation exprimé en jours.
Nous avons utilisé un modèle de régression non linéaire du logiciel STATITCF
(1989) pour l'ajustement de Ct.

---

159
CHAPITRE X
DYNAMIQUE IN SITU DU CARBONE ORGANIQUE TOTAL ET DE L'AZOTE
TOTAL DANS LES CONDITIONS PEDOCLIMATIQUES DE MI-PENTE ET DE
BAS-FOND
1. EVOLUTION DES TENEURS EN CARBONE ORGANIQUE ET AZOTE
TOTAUX ET DU RAPPORT C/N
1.1. Carbone organique total
L'évolution des teneurs en carbone organique total des deux sols soumis aux
traitements étudiés est représentée sur la figure X.l.
Pour le sol sableux de mi-pente (fig.X.1 a) les teneurs du témoin To montrent
une très faible variation (0,22 à 0,21 %). En fin d'incubation la baisse des teneurs ne
représente que 4,5 % du C initial. Dans les traitements fumier (Tf) et paille de mil (Tp)
par contre, on observe une diminution importante des teneurs en carbone suivant deux
phases. La première phase correspondant à la première saison d'incubation (3 mois), est
marquée par une rapide chute des teneurs surtout durant les 30 premiers jours. A la fin
de cette phase les pertes en carbone dans Tf et Tp représentent respectivement 61 et 67
%. Pendant la seconde phase (14 mois) les teneurs en carbone continuent de diminuer
mais beaucoup plus lentement. Seulement 6 et 7 % du C initial sont perdus pour Tf et
Tp.
Pour le sol argilo-limoneux de bas-fond (fig.X.1 b), les teneurs en carbone du
témoin et des traitements Tf et Tp suivent la même évolution que dans le sol sableux.
Le témoin perd en fin d'incubation 18 % de son C initial. La baisse des teneurs de Tf et
Tp pendant la première phase représente 33 et 43 % des valeurs initiales contre 16 et 20
% durant la seconde phase.
Le tableau X.1 montre que les coefficients de décomposition k sont plus élevés
dans le sol sableux pour les deux types de matière organique. Dans ce sol la
décomposition de paille de mil est relativement plus rapide (0,052 % jour-1 contre 0,033
% jour- 1 pour le fumier) alors que dans celui de bas-fond la différence n'est pas
significative entre les deux traitements (0,017 % jour- 1 en moyenne). La demi-vie
(Log2jk) du carbone décomposé est de 13,4 et 21,4 jours respectivement pour Tp et Tf
en sol sableux de mi-pente contre 36,5 et 45,5 jours dans le sol de bas-fond.

---

160
Tableau X.1 : Paramètres de la cinétique de décomposition in situ du carbone organique total des
traitements fumier et paille de mil en fonction du type de sol.
Coefficient
Carbone
Sol
Traitements
détermination
minéralisable
k
Log2/k
(Cm)
R2
%jour-1
% de sol
jours
Sol sableux
Fumier Tf
0,90
1,049 ± 0,110
0,033 ± 0,003
21,4 ± 2,0
de mi-pente
Paille
de mil Tp
0,83
1,010 ± 0,030
0,052 ± 0,006
13,4 ± 1,6
Sol argilo-
Fumier Tf
0,84
1,132 ± 0,170
0,015 ± 0,004
45,5 ± 1,1
limoneux de
bas-fond
Paille
de mil Tp
0,93
1,224 ± 0,030
0,019 ± 0,003
36,5 ± 5,1
1.2. Azote total
La figure X.2 illustre l'évolution des teneurs en azote total dans les deux sols
incubés.
Dans le sol sableux (fig. X.2.a), l'azote total du témoin suit la même évolution
que le carbone organique total. Les pertes en fin d'incubation représentent 9,5 % de
l'azote initial. Pour les traitements fumier et paille de mil, contrairement au carbone, la
diminution des teneurs en azote est plus lente et plus faible. Elle concerne à la fin de
l'incubation, 29,2 % de l'azote initial de Tf contre 36,6 % pour Tp.
L'évolution de l'azote total dans le sol de bas-fond (fig. X.2.b) montre que les
teneurs diminuent de 19,3 % dans le témoin, de 21 et 25 % respectivement dans Tf et
Tp.
La comparaison des témoins montre que les deux sols se comportent comme
dans le cas du carbone organique total avec des pertes en azote total plus élevées dans
le sol de bas-fond. Pour les traitements poudrette Tf et paille de mil Tp par contre, les
pertes en azote sont plus importantes dans le sol sableux.

---

161
Figure X.l : Evolution des teneurs en carbone organique total des deux sols incubés en
fonction des traitements poudrette de fumier et paille de mil et du temps d'incubation
b). Sol argilo-limoneux de bas-fond
a). Sol sableux de mi-pente
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4~0
]00
~SO
Temps en jours
Temps en jours
Figure X.2 : Evolution des teneurs en azote total des deux sols incubés en fonction des
traitements poudrette de fumier et paille de mil et du temps d'incubation
b). Sol argilo-limoneux de bas-fond
1]
a). Sol sableux de mi-pente
1]
1.2
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100
I~O
200
2~0
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]~O
400
4~0
~OO
~SO
Temps en jours
Temps en jours
Figure X.3 : Evolution du rapport C/N des deux sols incubés en fonction des traitements
poudrette de fumier et paille de mil et du temps d'incubation
a). Sol sableux de mi-pente
b). Sol argilo-limoneux de bas-fond
- - - -
Futnit:r n
----..-.
Fumier Tf
_
Palll< d< mU Tp
_
Palll<d<mllTp
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200
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3~O
400
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550
o
50
100
150
200
2~O
300
'SO
400
450
500
550
Temps en jours
Temps en jours

---

162
1.3. Rapport C/N
La chute très rapide des teneurs en carbone organique total et celle plus lente
de l'azote total se traduisent par une diminution du rapport C/N (fig.X.3) des
traitements fumier et paille de mil. Celui des témoins reste à peu près constant au cours
de l'incubation.
Pour le sol sableux (fig.X.3.a), le C/N diminue de moitié en moins de 40 jours
pour atteindre celui du témoin (12). Il reste pratiquement à ce niveau durant le reste de
l'incubation. Dans le cas du sol de bas-fond (fig.X.3.b), la diminution du C/N est plus
lente mais après les trois premiers mois on n'observe plus de différence avec le témoin.
1.4. Discussion
Dans les sols témoins les pertes sont relativement plus élevées pour l'azote
total (9,5 % pour le sol de mi-pente et 19,3 % pour le sol de bas-fond) que pour le
carbone organique total (5 et 18 % respectivement). Cela s'expliquerait par le fait qu'il
existe dans le sol des débris végétaux pauvres en azote (fraction grossière cf. chapitre
IV) dont la décomposition nécessite une minéralisation de l'azote de la fraction fine.
Dans les traitements Tf et Tp par contre, les pourcentages de pertes sont plus
élevés pour le carbone organique total (56,5 à 73 %) que pour l'azote total (21 à 36,6
%). Pour le carbone organique total la décomposition est très rapide car une très grande
partie des pertes ont lieu pendant les 2 à 6 premières semaines (demi-vie de 13 à 45
jours) alors que la baisse de l'azote total n'est sensible qu'à partir de la deuxième saison.
Ce qui entraîne la baisse rapide du rapport C/N des traitements. La dynamique du
carbone et de l'azote au cours de la décomposition de la matière organique incorporée
explique ces résultats. En effet, alors qu'une grande partie du carbone de la matière
organique décomposée est perdue sous forme de C02, l'azote minéral libéré est en
partie réutilisé par la microflore du sol (JENKINSON, 1977 ; LADD et al., 1981 et 1985
et NICOLARDOT et CHAUSSOD, 1986).
L'évolution du carbone organique total et de l'azote total dans les témoins
diffère d'un sol à l'autre. Les pertes sont plus élevées dans le sol de bas-fond (18 % pour
Cet 19,3 % pour N) que dans le sol de mi-pente (5 % pour C et 9,5 % pour N). Cela
pourrait être lié au fait que l'activité biologique a été plus importante dans le sol de bas-
fond qui est resté longtemps humide après la saison pluvieuse de 1989 alors que le sol
de mi-pente s'est vite desseché. Les teneurs en matière organique, relativement plus
élevées dans le sol de bas-fond, pourraient aussi expliquer cette différence.
Cependant concernant les traitements Tf et Tp, la décomposition du carbone
organique et de l'azote totaux est plus élevée dans le sol sableux de mi-pente (68,5 et 73

---

163
% pour C et 29,2 et 36,6 % pour N) que dans le sol argilo-limoneux de bas-fond (56,5 et
58,3 % pour C et 21 et 25 % pour N). La demi-vie du carbone organique décomposé est
plus élevée dans le sol de bas-fond (41 jours en moyenne) que dans le sol de mi-pente
(18 jours en moyenne). Les teneurs en argile plus élevées dans le sol de bas-fond (33 %)
peuvent protéger davantage la matière organique contre la biodégradation par rapport
au sol de mi-pente contenant environ 10 % d'argile. Des résultats similaires ont été
obtenus en milieu tropical (GODEFROY, 1974 ; JENKINSON et AYANABA, 1977 ;
DUIVENBOODEN et CISSE, 1989, LADD et al., 1986b) et tempéré (JENKINSON,
1975 ; SORENSEN, 1980 ; JAMES et al., 1986 CHRISTENSEN, 1986a). Mais la
différence entre les deux sols peut aussi s'expliquer par une mauvaise décomposition
due aux conditions hydriques particulières de 1989 marquées par un engorgement
temporaire du site de bas-fond (DOMMERGUES et MANGENOT, 1970 ; REDDY et
PATRICK, 1974).
Les résultats montrent que l'évolution des teneurs en carbone organique et
azote totaux est fonction de la nature de la matière organique incorporée. En effet, quel
que soit le sol, la décomposition du carbone organique et de l'azote totaux de paille de
mil broyée est plus importante et rapide que celle de la poudrette de fumier. Le
coefficient K de perte en carbone organique total dans Tp est de 0,052 et 0,019 %.jour-1
respectivement pour le sol de mi-pente et le sol de bas-fond alors que dans Tf il est,
dans le même ordre, de 0,033 et 0,015 %.jour-1. Cela peut être lié au broyage qui rend
la cellulose dont les pailles en sont riches, plus accessible aux microorganismes
décompositeurs.
On retiendra de cette étude quantitative, que la décomposition de matière
organique incorporée est très importante et rapide dans les deux cas avec des pertes en
carbone organique plus élevées que celles en azote total. Mais, il serait intéressant de
connaître l'évolution de la matière organique incorporée dans les différentes fractions
des deux sols.
2. EVOLUTION DU CARBONE ORGANIQUE TOTAL ET DE L'AZOTE
TOTAL DANS LES DIFFERENTES FRACTIONS DU SOL
Le fractionnement concerne les échantillons prélevés 8 jours après mise en
incubation (8 JAl) et 505 JAl (fin d'incubation). Le choix de la date de 8 JAl comme
situation initiale, permet de prendre en compte un éventuel entrainement mécanique
des particules organiques fines qui ne serait pas l'oeuvre d'une décomposition in situ.

---

164
2.1. Carbone organique total
La figure XA illustre, pour les deux sols les variations des contenus en carbone
organique total (en mg/g de sol) des fractions pour chaque traitement. Les données
détaillées sont en ANNEXE X.l.
2.1.1. Sol sableux de mi-pente (fig. XA.a)
En début d'incubation (8 JAI), les contenus en carbone des fractions du sol
témoin augmentent de la fraction grossière à la fraction fine (0,36 à 1,59 mg/g de sol).
Plus de 68 % du carbone organique total du sol se trouve ainsi concentré dans la
fraction fine. Pour le traitement fumier Tf les contenus en carbone organique total sont
plus élevés dans la fraction 2000-200 #Lm (7,97 mg/g de sol) alors que ceux de la fraction
200-50 #Lm sont plus faibles (1,92 mg/g de sol). La fraction fine occupe une position
intermédiaire avec 2,34 mg/g de sol. La répartition du carbone dans le traitement paille
de mil est semblable à celle de Tf avec des valeurs plus faibles. Elles sont de 1,37, 2,29
et 5,84 mg/g de sol respectivement pour 200-50, <50 et 2000-200 #Lm. Par rapport au
témoin, l'apport de la matière organique (poudrette de fumier et paille de mil broyée à
2 mm) augmente les contenus en carbone organique total de toutes les fractions mais
surtout ceux de la fraction grossière qui représentent 65 à 62 % du carbone organique
total de ces traitements.
En fin d'incubation (505 JAI), la répartition du carbone organique total du
témoin To est similaire à celle observée à 8 JAI ; les contenus en carbone organique
total varient entre 0,10 mg/g de sol pour la fraction 2000-200 #Lm à 1,53 mg/g de sol
pour la fraction < 50 #Lm. Concernant les traitements poudrette de fumier et paille de
mil, les contenus en carbone organique total sont également plus élevés dans la fraction
fine (2,42 et 2,09 mg/g de sol respectivement pour Tf) et plus faibles dans la fraction
grossière (0,85 et 0,49 mg/g de sol pour Tf et Tp).
L'évolution du carbone organique total des fractions granulométriques du sol
sableux entre 8 et 505 JAI (tableau X.1), montre une baisse quasi générale des contenus
des différentes fractions. L'importance de cette diminution décroît fortement de la
fraction 2000-200 #Lm à la fraction fine < 50 #Lm quel que soit le traitement. Les pertes en
carbone organique total de la fraction 2000-200 #Lm représentent 72, 89 et 92 %
respectivement pour To, Tf et Tp. Celles de la fraction 200-50 #Lm sont, dans le même
ordre, de 26, 16 et 29 %. La baisse des contenus de la fraction fine concerne seulement

---

165
le témoin To (4 %) et le traitement paille (9 %). Dans le traitement fumier par contre,
la fraction fine a été légèrement enrichie en carbone organique total (0,02 mg/g de sol).
2.1.2. Sol argilo-limoneux de bas-fond (fig. XA.b)
En début d'incubation (8 JAl), les contenus en carbone organique total du sol
témoin To de bas-fond, augmentent de la fraction grossière à la fraction fine (0,66 à 6,44
mg/g de sol). Environ 80 % du carbone organique total se trouve donc dans la fraction
argilo-limoneuse. Dans le traitement poudrette de fumier Tf le contenu en carbone
organique total de la fraction fine est légèrement plus élevé que celui de la fraction
2000-200 JLm (8,03 contre 7,58 mg/g de sol) ; il est de 3,86 mg/g de sol pour la fraction
200-50 JLm. Par contre, pour le traitement paille de mil Tp, la fraction grossière contient
plus de carbone organique total (10,02 mg/g de sol) que la fraction fine (7,12 mg/g de
sol) ; la fraction 200-50 JLm possède le plus faible contenu (2,26 mg/g de sol). Comme
dans le sol sableux, l'augmentation des contenus en carbone organique total, due à
l'apport de matière organique (fumier et paille de mil), concerne toutes les fractions.
Mais elle est nettement plus élevée pour la fraction 2000-200 JLm dont le carbone
représente 39 et 52 % du C total respectivement pour Tf et Tp.
En fin d'incubation (505 JAl), le carbone organique total du témoin To se
répartit de la même manière qu'à 8 JAl avec des contenus variant entre 0,29 et 5,63
mg/g de sol. Le carbone organique total de la fraction fine représente 81 % du C total.
Dans le traitement poudrette de fumier Tf les contenus en carbone organique total des
différentes fractions montrent le même classement que pour le témoin avec des valeurs
variant entre 0,74 à 6,56 mg/g de sol. Les contenus en carbone organique total dans le
traitement paille de mil Tp, comme To et Tf, augmentent de la fraction grossière à la
fraction fine (0,67 à 6,45 mg/g de sol).
L'examen du tableau X.2 montre une diminution des contenus en carbone
organique total qui concerne toutes les fractions quel que soit le traitement. Mais
comme pour le sol sableux, l'importance des pertes en carbone diminue avec la taille
des fractions. Pour la fraction 2000-200 JLm les pertes sont de 56, 90 et 93 %
respectivement pour To, Tf et Tp. Celles de la fraction 200-50 JLm représentent, dans le
même ordre, 10, 42 et 24 %. Quant à la fraction < 50 JLm, les pertes respectives des
traitements To, Tf et Tp sont de 13, 18 et 10 %.

---

166
Tableau X.2 : Variation des teneurs et contenus en carbone organique total des fractions granulométriques
des traitements entre 8 et 505 jours après mise en incubation.
Sol sableux de mi-pente
Traitements
Fractions
Ac
Ac
Ac
taille en /.Lm
mgjg de
mgjgde
%
fraction
sol
Cinitial
Témoin
2000-200
- 0,79
- 0,26
-72,2
200-50
- 0,45
- 0,10
- 26,3
<50
·1,0
- 0,06
- 3,8
Fumier
2000-200
- 22,4
- 7,12
- 89,0
200-50
-1,0
- 0,3
-15,6
<50
+ 0,03
+ 0,02
+ 0,9
Paille de
2000-200
-15,4
- 5,27
- 90,2
mil
200-50
- 0,13
- 0,29
- 21,2
<50
-1,63
- 0,09
- 3,9
Sol argilo-limoneux de bas-fond
Traitements
Fractions
AC
Ac
AC
taille en /.Lm
mgjgde
mgjgde
%
fraction
sol
Cinitial
Témoin
2000-200
- 58,6
- 0,37
- 56,1
200-50
- 0,15
- 0,09
- 9,7
<50
- 0,7
- 0,81
- 12,6
Fumier
2000-200
- 207,4
- 6,84
- 90,2
200-50
-7,4
- 1,6
- 41,5
<50
- 1,8
-1,47
-18,3
Paille de
2000-200
- 241,7
- 9,35
- 93,3
mil
200-50
- 2,4
- 0,54
- 23,9
<50
- 0,9
- 0,67
- 9,4

---

167
Figure X.4 : Contenus en carbone organique total (en mg/g de sol) dans les fractions
granulométriques des traitements du sol sableux de mi-pente à 8 et 505 jours après
incubation (JAl)
a. Carbone (mglg de sol) à 8 JAl
b. Carbone (mglg de sol) à 505 JAl
~
~
E
12
E
12
'-'
10
'-'
10
ra ~
8
S~ 8
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6
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2
§"O
2
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C
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: J ' -
C1l
: J ' -
&.
o
C1l
c..
c..
c..
Traitements
Traitements
D 2000/200
Fii 200/50 ~m • 50/0 ~m
D 2000/200 S1J 200/50
•
50/0 ~m
~m
~m
~m
Figure X.5 : Contenus en carbone (en mg/g de sol) dans les fractions granulométriques
des traitements du sol argilo-limoneux de bas-fond à 8 et 505 jours après incubation
(JAl)
a. Carbone (mglg de sol) à 8 JAl
b. Carbone (mglg de sol) à 505 JAl
~
~
12..",-----------,
12
E
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0
o
C1l
c..
c..
c..
c..
Traitements
Traitements

---

168
2.2. Azote total et le rapport C/N
Pour les deux sols, les variations des contenus en azote total sont illustrées
dans la figure X.5. Les valeurs détaillées sont regroupées en ANNEXE X.2.
2.2.1. Sol sableux de mi-pente (fig. X.5.a)
En début d'incubation (8 JAl), la répartition de l'azote total du témoin dans
les deux fractions granulométriques (2000-50 et < 50 J.Lm) est comparable à celle du
carbone organique total. Près de 75 % du N total (0,15 mg/g de sol) se trouvent dans la
fraction < 50 J.Lm. Dans le traitement poudrette de fumier Tf la fraction 2000-50 J.Lm
contient 0,47 mg/g de sol représentant 73 % de l'azote total contre 0,17 mg/g de sol
pour la fraction fine. Pour le traitement paille de mil Tp la fraction 2000-50 J.Lm dose
0,26 mg/g de sol (61 % de N total) contre 0,17 mg/g de sol pour la fraction fine. Par
rapport au témoin, l'apport de fumier et de paille de mil augmente respectivement de 8
et 4 fois le contenu en azote total de la fraction 2000-50 J.Lm. Celui de la fraction fine ne
subit par contre qu'une très légère augmentation dans les deux traitements. Le rapport
C/N des fractions du sol témoin varie entre Il et 12,5. L'apport de la matière organique
augmente surtout le rapport C/N de la fraction 2000-50 J.Lm qui passe à 22 pour Tf et 26
pour Tp). Le rapport C/N de fraction fine est de 13,5 en moyenne dans les deux
traitements.
En fin d'incubation (505 JAl), le contenu en azote total des fractions du
témoin To augmente de la fraction grossière (0,05 mg/g de sol) à la fraction fine (0,10
mg/g de sol) où il représente 66 % du N total. La même tendance est observée pour le
traitement fumier Tf avec 0,18 mg/g de sol pour la fraction 2000-50 J.Lm et 0,28 mg/g de
sol pour la fraction fine (61 % de N total). Comme To et Tf, le contenu en azote des
fractions du traitement paille de mil Tp est plus faible pour la fraction 2000-50 J.Lm (0,08
mg/g de sol) et plus élevé pour la fraction fine (0,27 mg/g de sol) où il constitue 77 %
du N total. Pour les traitements fumier et paille de mil, les valeurs du rapport C/N sont
plus élevées pour 2000-50 J.Lm avec une différence entre Tf et Tp (13 contre 20). Le
rapport C/N de la fraction < 50 J.Lm est relativement bas dans les deux cas (8 et 9). Par
contre celui de la fraction fine du témoin est de 15.
Entre 8 JAl et 505 JAl (tableau X.3), la dynamique in situ de l'azote total dans
les fractions du sol sableux montre deux tendances en fonction de la présence ou non
d'apport organique. Dans le témoin, sans apport organique, on observe une diminution
des contenus en azote total de toutes les fractions. Cette baisse concerne 33 % de l'azote
total de la fraction < 50 J.Lm et seulement 16 % pour 2000-50 J.Lm. Dans les traitements

---

169
avec matière organique (fumier et paille de mil), la diminution porte uniquement sur la
fraction grossière où elle représente 62 % Tf et 69 % pour Tp. La fraction < 50 Jjm
connaît, par contre, une augmentation de son stock de 66 et 69 % respectivement pour
Tf et Tp.
2.2.2. Sol argilo-limoneux de bas-fond (fig. X.5.b)
En début d'incubation (8 JAl), la fraction 2000-50 Jjm du sol témoin ne
contient que 0,03 mg/g de sol contre 0,74 mg/g de sol pour la fraction fine. Dans le
traitement fumier le contenu en azote total augmente de la fraction 2000-50 Jjm à la
fraction fine (0,40 à 0,71 mg/g de sol). Pour le traitement paille de mil, on observe la
même tendance que précédemment. Les valeurs augmentent de 0,34 à 0,62 mg/g de sol.
L'apport de la matière organique augmente surtout le stock d'azote total de la fraction
2000-50 Jjm de 13 (Tf) à Il (Tp) fois par rapport au témoin. Le contenu en azote total
reste cependant inférieur à celui de la fraction < 50 Jjm qui représente 64 et 60 %
respectivement pour Tf et Tp. Le rapport C/N diminue avec la taille des fractions quel
que soit le traitement. Celui de la fraction 2000-50 Jjm est très élevé pour le témoin (54)
mais plus faible pour Tf et Tp, respectivement de 28 et 36. La fraction < 50 Jjm a par
contre, un rapport C/N qui varie peu selon les traitements (9 à 10).
En fin d'incubation, dans tous les traitements les contenus en azote total
augmentent de la fraction 2000-50 Jjm à la fraction <50 Jjm. Les valeurs, en mg/g de sol,
vont de 0,02 à 0,65 pour le témoin, de 0,20 à 0,76 pour le traitement fumier et de 0,12 à
0,71 pour le traitement paille de mil. L'azote total de la fraction fine représente
respectivement 97, 79 et 86 % du N total. Le rapport C/N de fraction grossière du
témoin (65) est plus élevé que celui des traitements fumier et paille de mil (15 et 20
respectivement). Celui de la fraction fine est bas et presque identique dans les trois cas
(9).
Entre 8 JAl et 505 JAl (tableau X.3), la variation de l'azote total des fractions
du sol argilo-limoneux de bas-fond suit la même tendance pour les traitements fumier et
paille de mil : les pertes d'azote des fractions 2000/50 Jjm représentent 53 et 64 %
respectivement pour le fumier et la paille de mil tandis que l'accroissement des
contenus de la fraction fine est de Il et 16 %. Dans le témoin, la chute des contenus en
azote total concerne les deux fractions mais, contrairement au témoin sableux, elle plus
importante pour la fraction grossière (42 %) que la fraction fine (7 %).

---

170
Tableau X.3 : Variation des contenus en azote total des fractions granulométriques des traitements entre 8
et 505 jours après mise en incubation
Sol sableux de mi-pente
Traitements
Fractions
AN
AN
AN
taille en J.Lm
mg/g de
mg/gde
%
fraction
sol
N initial
Témoin
2000-50
- 0,01
0,01
-16,7
<50
- 0,37
- 0,05
- 33,3
Fumier
2OOO-SO
- 0,33
- 0,29
- 61,7
<50
+ 0,80
+ 0,11
+ 65,7
Paille de
2000-50
- 0,21
- 0,18
- 69,2
mil
<50
+ 0,70
+ 0,10
+ 58,8
Sol argilo-limoneux de bas-fond
Traitements
Fractions
AN
AN
AN
taille en J.Lm
mg/gde
mg/g de
%
fraction
sol
N initial
Témoin
2000-50
- 0,05
- 0,01
-33,3
<50
- 0,07
- 0,09
-12,2
Fumier
2000-50
- 0,76
- 0,20
-SO,O
<50
+ 0,11
+ 0,05
+ 7,0
Paille de
2000-50
- 0,73
- 0,12
-35,0
mil
<50
+ 0,15
+ 0,09
+ 14,5

---

171
Figure X.6
: Contenus en
azote total
(en
mg/g de sol) dans les fractions
granulométriques des traitements du sol sableux de mi-pente à 8 et 505 jours après
incubation (JAI)
a. Azote total (mgfg de sol) à 8 JAl
b. Azote total (mgfg de sol) à 505 JAl
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
o
o-Id::::i~-
c
a.>
"0
~
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E
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"§ "Ë
a.>
"O~
"O~
: : J -
~­
co
o
o
a.
a.
a.
Traitements
Traitements
o 2000/50 \\-lm li 50/0 \\-lm
0 2000/50 \\-lm .. 50/0 \\-lm
Figure X.7
: Contenus en azote total
(en
mg/g de sol) dans les fractions
granulométriques des traitements du sol argilo-limoneux à 8 et 505 jours après
incubation (JAI)
a. Azote total (mgfg de sol) à 8 JAl
b. Azote total (mgfg de sol) à 505 JAl
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
o
o
a.>
.S
"0
E
o
a.> '-
a.>
E
-a.>
"0
-a.>
~"Ë
1-
"O::J
~
: : J -
co
o
a.
a.
Traitements

---

172
2.3. Discussion
Pour le carbone organique total, les résultats montrent que, quels que soient le
sol et le traitement, l'importance de la décomposition décroît dans l'ordre suivant 2000-
200 J.Lm > 200-50 J.Lm > < 50 J.Lm. Des résultats similaires ont été trouvés en milieu
tropical (FELLER et al., 1981 et 1985) et tempéré (CHRISTENSEN et SORENSEN,
1985). Plusieurs raisons peuvent expliquer ce comportement. Les fractions 2000-200 et
200-50 J.Lm comportent des débris végétaux à C/N relativement élevé (21 à 36)
constituant une source énergétique pour la microflore hétérotrophe. Ce qui accroît
l'activité biologique conduisant d'une part à une dégradation plus ou moins rapide du
carbone organique et d'autre part à une augmentation de la biomasse microbienne qui,
finalement, augmente le contenu en carbone organique total de la fraction < 50 J.Lm
(JAMES et al., 1986). LADD et al. (1980) ont trouvé 14 % du carbone marqué
incorporé au sol dans la biomasse microbienne. De plus, dans les fractions grossières,
l'absence de liaison solide entre la fraction minérale et la matière organique rend cette
dernière plus accessible à la biodégradation par rapport à celle de la fraction fine. Enfin
il y aurait un enrichissement relatif des fractions fines par les produits de décomposition
des fractions plus grossières.
Cependant la décomposition du carbone organique de la fraction grossière
2000-200 J.Lm montre des différences entre les traitements. Le témoin présente dans les
deux cas les plus faibles valeurs (56 et 72 %). Celles du traitement fumier sont plus
élevées (89 et 90 %) mais restent légèrement inférieures à celles du traitement paille de
mil (92 et 93 %). Ceci s'explique par l'effet de la stimulation de l'activité biologique dû
aux apports organiques (CHABELIER, 1973 et DOMMERGUES et MANGENOT,
1970).
Concernant l'azote total, les résultats montrent une diminution des contenus
de la fraction grossière et une augmentation de ceux de la fraction argilo-limoneuse
dans les traitements avec fumier ou paille de mil. Par contre, en absence d'apport
organique, les pertes d'azote total concernent aussi la fraction argilo-limoneuse et
apparaissent
même
plus
importantes
que
celles
de
la
fraction
grossière.
CHRISTENSEN et SORENSEN (1986), FELLER et al. (1980 et 1983) et LADD et al.
(1980) ont fait les mêmes observations. Les processus d'enrichissement de la fraction
fine peuvent être de nature physico-chimique (fixation de NH4 + sur les particules
argileuses) ou de nature biologique par réorganisation de l'azote minéral (NOf et
NH4+) par la microflore du sol (DOMMERGUES et MANGENOT,
1970 ;
SORENSEN, 1980 et KAWAGUCHI et al., 1986). Dans ces sols à faible capacité
d'échange, la voie biologique semble la plus importante.

---

173
En conclusion on retiendra les faits ci-après.
La dynamique in situ du carbone organique total et de l'azote total des
fractions granulométriques est comparable dans les deux sols étudiés.
La décomposition du carbone, en présence ou non d'apports organiques, est
importante dans la fraction 2000-200 JLm (56 à 93 %) et relativement faible dans la
fraction <50 JLm (4 et 18 %)
Concernant l'azote total, en présence d'apports organiques, les contenus en
azote total de la fraction 2000-50 JLm diminue fortement (53 et 69 %) alors que ceux de
la fraction <50 /.lm augmentent de 0,05 à 0,10 mgjg de sol. Ce qui revèle un transfert
d'azote de la fraction grossière vers la fraction fine.
3. EFFET DES APPORTS ORGANIQUES SUR L'ENRICHISSEMENT EN
CARBONE ORGANIQUE ET AZOTE TOTAUX DU SOL
Après 18 mois d'incubation in situ, la matière organique des traitements
poudrette de fumier et paille de mil s'est plus ou moins stabilisée à un rapport CjN
comparable à celui des témoins. On peut alors apprécier l'effet des apports organiques
en comparant les teneurs en carbone organique et azote totaux des traitements
poudrette de fumier (Tf) et paille de mil (Tp) à celles du témoin (To). La comparaison
statistique (tableau X.4) montre le classement suivant au seuil de 5 % : Tf >Tp >To.
L'apport de poudrette de fumier et de la paille de mil a contribué à une augmentation
du stock organique des deux sols étudiés.
Pour le sol sableux, les gains du traitement fumier sont de 3 mg de carbone par
gramme de sol et 0,28 mg d'azote par gramme de sol représentant respectivement 22,2
et 55 % du carbone et de l'azote apportés. Ceux du traitement paille de mil sont 1,9 et
0,18 mgjg de sol respectivement pour le carbone organique total et l'azote total, soit
14,5 et 43 % des apports.
Dans le sol argilo-limoneux de bas-fond, le traitement fumier apporte 3,1 mg
de carbone par gramme de sol et 0,30 mg d'azote par gramme de sol représentant
respectivement 23 et 59 % des apports. Les gains du traitement paille de mil, en mgjg
de sol, sont de 2,4 pour le carbone organique total et de 0,16 pour l'azote total, soit 18,4
et 38 % des apports.
Pour un traitement donné, les pourcentages de gains en carbone organique et
en azote totaux sont comparables dans les deux sols étudiés. Ceci semble réveler que,
durant deux saisons de pluies séparées par une saison sèche, l'effet de la texture sur la
décomposition de la matière organique incorporée est faible.

---

174
Le tableau X.5 donne la répartition des gains en carbone organique et azote
totaux en fonction des fractions granulométriques. Plus de la moitié des gains en
carbone (65 à 71 % pour le sol sableux et 57 à 67 % pour le sol de bas-fond) se trouvent
dans la fraction 2000-50 #lm. Pour l'azote total par contre, 58 à 80 % des gains se
trouvent dans la fraction < 50 #lm du sol sableux alors que dans le sol argilo-limoneux de
bas-fond cette fraction n'en contient que 38 % en moyenne. Ces résultats corroborent
ceux observés dans le chapitre IV concernant l'accumulation du carbone organique total
et de l'azote total dans les différentes fractions du sol.
Tableau XA : Comparaison des teneurs en carbone organique et azote totaux des
traitements pour chaque sol.
Sol sableux
Sol argilo-limoneux
de mi-pente
de bas-fond
Traitement
Carbone
Azote
Carbone
Azote
% de sol
%0 de sol
% de sol
%0 de sol
Témoin
0,218
0,188
0,698
0,678
Fumier
0,51b
046b
I,OOb
0,97b
,
Paille
de mil
0,4OC
O,36c
0,93c
0,83c
Coéfficient
de
variation
8,4
6,4
3,5
4,5
CV (en %)
Les valeurs portant une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de
NEWMAN-KEULS.

---

175
Tableau X.5 : Gain en carbone organique total (mg/g de sol) et azote total (mg/g de
sol) des traitements fumier et paille de mil par rapport au témoin en fin d'incubation
(505 JAl).
C total mg/g sol
N total mg/g sol
Traitements
Fractions
Sol de
Sol de
Solde
Sol de
taille en J1.m
mi-pente
bas-fond
mi-pente
bas-fond
Fumier
2000-200
0,75
0,45
0,13
0,18
200-50
1,46
1,24
.
<50
0,89
0,93
0,18
0,11
Paille
2000-200
0,47
0,38
°
0,11
de mil
200-50
0,92
0,70
<50
0,67
0,82
0,17
0,06
L'ensemble de ces résultats obtenus sur 505 jours montre que l'augmentation
des teneurs en carbone organique et azote totaux est du même ordre de grandeur dans
les deux sols pour un traitement donné. Cela confirme la possibilité d'amélioration du
statut organique des sols par les apports organiques (PICROT, 1975). Il faut cependant
nuancer ces résultats car la nature et le mode d'apport des amendements organiques
influencent les teneurs en carbone organique et azote totaux du sol. PICROT et al.
(1974), GANRY et al. (1979) et SEDOGO (1981), montrent, pour une même dose, le
classement suivant : fumier> compost > résidus de récolte. Des expérimentations de
longue durée montrent que seules des doses relativement fortes ou répétées et associées
à une fumure minérale azotée permettent une augmentation du stock organique et
azoté du sol (PICROT et al, 1981).
4. CONCLUSION
Les sols témoin sans apport de matière organique montrent une variation très
faible (sol sableux) à faible (sol argilo-limoneux de bas-fond) de leurs teneurs en
carbone organique et azote totaux.
La décomposition du carbone organique apporté par la poudrette de fumier
ou la paille de mil est assez rapide dans le bas-fond et très rapide en mi-pente. Après
une saison de pluies (4 mois) d'incubation, plus de 50 % du carbone incorporé est
décomposé dans le sol sableux contre 33 à 43 % pour le sol de bas-fond. A la saison
pluvieuse suivante et en l'absence d'un nouvel apport organique, la décomposition se
poursuit mais plus lentement. Elle est beaucoup plus lente dans le sol sableux où plus de

---

176
la moitié de la matière organique incorporée a été décomposée au cours de la première
saison.
Dans les deux sols, la diminution des teneurs en carbone organique total est
relativement plus importante dans le traitement paille de mil broyée que dans le
traitement poudrette de fumier (73 contre 68 % dans le sol sableux et 58 contre 56 %
pour le sol argilo-limoneux).
Les variations des teneurs en azote sont, au contraire, plus faibles. La
diminution des teneurs représente 29,2 à 36 % des valeurs initiales pour le sol sableux et
21 à 25 % pour le sol de bas-fond. Pour chaque sol, les pertes en azote total sont
sensiblement plus élevées dans le sol avec paille de mil que dans le sol avec poudrette
de fumier.
La dynamique du carbone et de l'azote total dans les traitements fumier et
paille de mil conduit assez rapidement, à un certain équilibre des teneurs en ces deux
éléments, caractérisé par un rapport C/N bas, voisin de celui des sols témoin (10). Cette
rapide décomposition de la matière organique incorporée s'explique par la variation des
conditions pédodimatiques (humidité et température) au cours de l'année. En effet, la
succession de la saison sèche (7 à 8 mois) et de la saison pluvieuse (avec des périodes
humides à très humides) est très favorable à l'activité biologique dans les sols
(GREENLAND, 1958 ; JENKINSON et AYANABA, 1977).
L'augmentation des teneurs en carbone et azote total due à la poudrette de
fumier est sensiblement plus élevée que celle due à la paille de mil. Mais pour les deux
traitements, cette augmentation est du même ordre de grandeur dans les deux sols. Les
gains relatifs d'azote total sont plus élevés (55 à 59 % pour Tf et 38 à 43 % pour Tp) que
ceux du carbone organique total (22 à 23 % pour Tf et 14,5 à 18,5 % pour Tp).
La variation des contenus en carbone organique total des fractions, entre le
début et la fin de l'incubation, montre que, quels que soient le sol et le traitement, la
décomposition du carbone suit l'ordre suivant: 2000-200 Jjm > 200-50 Jjm > <50 Jjm.
Par rapport au sol témoin, l'apport de matière organique enrichit les contenus en
carbone organique total de toutes les fractions et surtout des fractions 200-50 et <50
Jjm.
Pour l'azote total, la diminution des teneurs concerne toutes les fractions dans
les sols témoin. Par contre, en présence d'apport organique il y a une importante
diminution des teneurs de la fraction 2000-50 Jjm et une augmentation de celles de la
fraction <50 Jjm. Cela s'explique par les processus de minéralisation-réorganisation
biologiques qui conduisent à un transfert d'azote de la fraction organique grossière vers
la fraction fine.
Ces résultats montrent que l'apport de la poudrette de fumier à dose forte,
telle qu'elle est appliquée dans le mode de fumure localisée, augmente très localement

---

177
les stocks de carbone organique total et d'azote total du sol. Mais l'accumulation d'azote
dans la fraction fine révèle une réorganisation de l'azote minéral libéré au cours de la
décomposition de la matière organique incorporée. Ceci pourrait affecter la quantité
d'azote minéral dans le sol au cours du cycle cultural. Dans le chapitre XI, on essayera
d'apprécier, dans les mêmes conditions pédoclimatiques, l'effet des apports organiques
sur la dynamique de l'azote minéral.

---

178
CHAPITRE XI
EFFET DES APPORTS ORGANIQUES SUR L'EVOLUTION DE L'AZOTE
MINERAL DANS LES CONDITIONS PEDOCLIMATIQUES DE MI-PENTE ET DE
BAS-FOND
L'objet de ce chapitre est d'analyser les effets d'un apport de poudrette de fumier
et de paille de mil sur la dynamique de l'azote minéral dans deux conditions
pédoclimatiques caractérisées, l'une par un sol sableux en mi-pente bien drainé, l'autre
par un sol argilo-limoneux de bas-fond mal drainé. Il s'agit du disposif expérimental
précédent décrit dans le chapitre IX. Nous présenterons puis discuterons les résultats
obtenus pendant les deux saisons pluvieuses qu'a duré l'expérimentation.
1. EVOLUTION DES TENEURS EN AZOTE MINERAL AU COURS DE LA
PREMIERE SAISON PLUVIEUSE D'INCUBATION (1989)
1.1. Résultats
Dans chaque condition pédoclimatique, l'essai a été conduit avec 4 répétitions
des traitements comparés (To, Tf et Tp). L'analyse statistique des résultats, présentée
en ANNEXE XI.1, montre des coefficients de variation compris entre 2 et 36 %.
1.1.1. Sol de mi-pente
Les résultats sont représentés sur la figure XI.l.
Quel que soit le traitement, on observe la présence des deux formes d'azote
minéral (N14 + et N03-) tout au long de la saison avec une prédominance de l'azote
nitrique dont les valeurs varient de 1,5 à 6,8 mg/kg de sol dans le témoin To, de 4,7 à
12,6 mg/kg de sol pour le traitement poudrette de fumier Tf et de 1,9 à 8,1 pour le
traitement paille de mil Tp. Les teneurs en azote NH4 + vont de 0,6 à 1,4 mg/kg de sol
pour To, de 2,2 à 5,0 mg/kg de sol pour Tf et de 1,6 à 3,1 mg/kg de sol pour Tp.
La variation des teneurs au cours du temps montre deux phases.
La première phase correspond aux 30 premiers jours après la mise incubation
(JAl). Elle est marquée par une augmentation des teneurs en azote N03- dans tous les

---

179
traitements à 14 JAl suivie par une baisse une semaine après (21 JAl). La variation de
l'azote NH4 + est très faible mais montre cependant une tendance opposée à ceIle des
nitrates. Le niveau d'azote minéral est significativement (seuil de 5 %) plus élevé dans
Tf par rapport à Tf et To dont les teneurs sont comparables.
La seconde phase est comprise entre 30 et 95 JAl. EIle est caractérisée, pour To
et Tf, par une très faible variation des teneurs en azote minéral avec cependant une
tendance à la hausse. Les teneurs en N03- de Tp suivent une variation similaire jusqu'à
60 JAl avant de connaître une augmentation à 80 JAl suivie par une chute à 95 JAl. Au
cours de cette phase, seul Tf présente les teneurs significativement plus élevées par
rapport au témoin sauf à 80 et 95 JAl où la différence entre Tp et To devient
significative.
1.1.2. Sol de bas-fond
Les variations d'azote minéral sont illustrées par la figure XI.2.
Pour ce sol également, les résultats montrent la présence des deux formes d'azote
minéral au cours de la saison quel que soit le traitement. L'importance de l'une ou de
l'autre forme est variable selon la date de prélèvement. D'une façon générale, les
teneurs en N03- varient de 4,5 à 10,5 mg/kg de sol pour le témoin To, de 3,3 à 9,7
mg/kg de sol pour traitement poudrette de fumier Tf et de 3,3 à Il,1 mg/kg de sol pour
le traitement paiIle de mil Tp. Quant à l'azote NH4 +, les teneurs vont de 0,9 à 9,5
mg/kg de sol pour To, de 3,4 à 17,8 mg/kg de sol pour Tf et de 3,0 à 17,5 mg/kg de sol
pour Tp.
La variation des teneurs au cours de la saison montre trois phases.
La première phase correspond aux 30 premiers JAl. Au cours de cette phase, les
teneurs en azote NH4 + diminuent significativement dans tous les traitements mais
surtout dans Tf. Les teneurs en NOf de Tf et Tp accusent également une baisse qui est
cependant plus faible que pour NH4 +. Le témoin To par contre, présente des teneurs
qui augmentent progressivement jusqu'à 21 JAl avant de chuter en dessous de celles de
Tf et Tp ; à 21 JAl, les teneurs en azote minéral de To sont supérieures à celles de Tf e
Tp au seuil de 5 %.

---

180
Figure XI.l : Variation de la minéralisation nette de l'azote dans le sol de mi-pente
incubé in situ (1ère saison)
20
Humidité pondérale
18
'. To Témoin
~
16
Tf
Fumier
c
14
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Paille de m
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40
60
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20
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Temps (en jours)

---

181
Figure XI.2 : Variation de la minéralisation nette de l'azote dans le sol de bas-fond
incubé in situ (1ère saison)
Humidité pondérale
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40
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Tf
Fumier
Paille de mil
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<:
Temps (en jours)

---

182
La seconde phase est comprise entre 30 et 60 JAl Elle est marquée par une
augmentation, à 50 JAI, suivie par une baisse des teneurs. Pendant cette phase les
teneurs en NH4 + sont relativement plus élevées que celles en N03- quel que soit le
traitement. Les teneurs en azote minéral de Tf et Tp sont significativement plus élevées
que celles de To.
La troisième phase va de 60 à 95 JAI. Dans Tf et Tp, les teneurs en NH4 + qui
sont à un niveau plus bas à 60 JAI augmentent et dépassent, à 75 JAI, celles en N03-.
Les teneurs en N03- par contre, diminuent légèrement à 75 JAI avant de remonter à
leur niveau de 60 JAI. Pendant cette phase, c'est seulement à 75 JAI que les teneurs en
NH4 + sont supérieures à celles de N03- pour Tf et Tp.
Ces résultats montrent que la variation des teneurs est plus importante pour
l'azote NH4 + et relativement plus faible pour NOf, contrairement à ce qui a été
observé dans le sol sableux de mi-pente.
1.2. Discussion
1.2.1. Minéralisation nette au cours de la saison
Le suivi de l'azote minéral qui va du 7 juillet au 16 octobre 1989, englobe les
deux dernières périodes de l'évolution de l'humidité du sol décrites dans le chapitre VII
et qui sont favorables à l'activité biologique. Ceci explique la présence de l'azote
minéral tout au long de la saison. Mais les teneurs en azote minéral du sol dépendent
des différents processus qui conduisent à des pertes (absorption racinaire, lixiviation,
réorganisation et dénitrification). L'expérimentation ayant été conduite en sol nu, on
peut d'ores et déjà négliger l'effet de l'absorption racinaire.
La réorganisation de l'azote minéral est également un processus important dans
ces sols comme cela a été expliqué dans le chapitre VIII. Elle a dû être particulièrement
forte dans les traitements poudrette de fumier et paille de mil qui accroissent les besoins
azotés de la microflore par une stimulation de l'activité biologique. Leur rapport C/N
varie de 21 à 36. Ceci pourrait expliquer l'enrichissement en azote de la fraction argilo-
limoneuse en azote total que nous avons évoqué au chapitre X.
La lixiviation de l'azote minéral s'est sans doute produite du fait de la
relativement forte pluviométrie qui a caractérisé cette période de la saison. Les sacs
ayant été enfouis dans la couche 0-15 cm, son effet pourrait être important dans les
conditions de mi-pente où le sol est plus drainant, en particulier au cours des 2 premiers
mois où l'humidité est restée voisine ou supérieure à pF 2,5.

---

183
Les conditions de forte humidité et la présence de substrat organique, surtout
dans Tf et Tp, sont favorables à la dénitrification biologique (DOMMERGUES et
MANGENOT, 1970 et PATRICK, 1974). Le bas-fond qui a connu deux épisodes de
submersion (12 au 25 août et 10 et 15 septembre) a sans doute été le plus affecté. Dans
ce sol également, plus riche en argile, il y a un risque de rétrogradation de l'azote
NH4 + (de BOISSEZON et al., 1992) qui concernerait plus les traitements Tf et Tp
libérant plus d'azote ammoniacal.
L'ensemble des pertes d'azote minéral par lixiviation, dénitrification ou par tout
autre processus conduisant à une sortie d'azote du sol incubé, explique la diminution de
l'azote total au cours de l'incubation.
1.2.2. Effet des conditions pédoclimatiques
Les résultats montrent que dans le sol sableux de mi-pente, quels que soient le
traitement et la date de prélèvement, il y a une prédominance des nitrates. Il n'en est
pas de même pour le sol de bas-fond. Dans ce dernier en effet, les prélèvements qui
suivent une submersion présentent des teneurs en azote NH4 + plus élevées quel que
soit le traitement. L'effet est particulièrement net dans les traitements poudrette de
fumier et paille de mil. Ceci semble être en accord avec les effets de l'excès d'humidité
sur la dynamique de l'azote, décrits par plusieurs auteurs (STEVENSON, 1965 ;
DOMMERGUES et MANGENOT, 1970 et PATRICK et al., 1974). En effet,
l'ammonification qui est le processus de minéralisation de l'azote organique est peu
sensible aux conditions d'humidité et s'accroît en présence de substrats organiques.
Alors que la nitrification qui transforme l'azote NH4 + libéré en azote nitrique, est
quant à elle ralentie par les excès d'humidité. Ceci conduirait à une accumulation de
NH4 + pendant les périodes d'excès d'eau. Cependant, dans la couche de surface, l'excès
d'eau produit rarement une anaérobie absolue qui permettrait un blocage total de la
nitrification. PATRICK (1982) montre que la diffusion de l'oxygène contenu dans la
lame d'eau, entraîne des conditions d'aérobiose des premiers millimètres du sol. Cela
suffirait à expliquer la présence de l'azote N03- pendant les phases d'inondation. Par
ailleurs, les prélèvements ayant été faits dans des conditions d'humidité normale, il est
possible que la nitrification reprenne dès la disparition de l'excès d'eau.
1.2.3. Effet des apports organiques
Dans les deux conditions pédoclimatiques les résultats montrent que, d'une façon
générale, l'apport de la poudrette de fumier ou de la paille de mil augmente les teneurs
en azote minéral total par rapport au témoin. Cependant, à 15 JAl, le témoin est

---

184
significativement (au seuil de 5 %) supérieur à Tp dans le sol de mi-pente alors que
dans le sol de bas-fond, c'est à 21 JAl que To a des teneurs plus élevées que celles de Tf
et Tp. Ce phénomène a été observé par plusieurs auteurs (DOMMERGUES et
MANGENOT, 1970 ; PICHOT et al., 1974 et 1981, SEDOGO, 1981 ; GIGOU, 1983)
qui l'expliquent par l'augmentation de la réorganisation du fait de l'accroissement de
l'activité microbienne qu'entraînent les apports organiques. Il concerne les deux
traitements dans le bas-fond et seulement le traitement paille de mil en mi-pente. La
diminution des teneurs en azote minéral du sol durant les premiers jours après l'apport
de substrats organiques est à l'origine de l'effet dépressif qu'ont ces derniers sur les
rendements. Mais PICHOT et al. (1974) ne l'ont pas observée d'une façon systématique
dans les sols sableux dunaire du Niger.
La comparaison des deux traitements (Tf et Tp) révèle que, dans le sol sableux
de mi-pente, les teneurs en azote minéral sont significativement plus élevées pour la
poudrette de fumier alors que, dans le bas-fond la paille de mil a les plus fortes teneurs,
même si la différence est moins nette. Cette différence de comportement s'explique par
le fait que, dans le bas-fond, l'azote NH4 + est le plus représenté ; or en condition de
forte humidité, la paille de mil broyée subit une minéralisation plus intense que la
poudrette de fumier.
Les quantités totales d'azote minéralisé entre 8 et 95 JAl, tous sols et traitements
confondus, sont significativement liées (seuil de 5 %) à l'azote total des sols à 8 JAl (r =
0,83).
2. EVOLUTION DES TENEURS EN AZOTE MINERAL AU COURS DE LA
DEUXIEME SAISON PLUVIEUSE D'INCUBATION (1990)
2.1. Résultats
Les coefficients de variation des teneurs en azote minéral (ANNEXE XI.l),
toutes situations confondues, sont compris entre 1 et 31 %.
2.1.1. Sol de mi-pente
Les résultats sont représentés sur la figure XI.3.
Les deux formes d'azote minéral sont présentes dans le sol avec une
prédominance des nitrates. Les teneurs en N03- varient de 0,6 à 14,8 mg/kg de sol pour
le témoin, de 3,0 à 54,2 mg/kg de sol pour le traitement fumier et de 2,9 à 34,2 mg/kg
de sol pour le traitement paille de mil. Celles en NH4 + vont, dans le même ordre, de
3,1 à 7,3 mg/kg de sol, de 3,7 à 7,3 mg/kg de sol et de 3,7 à 7,6 mg/kg de sol.

---

185
La variation au cours de la saison (fig. XL3) montre une diminution des teneurs
en azote NOf. Cette baisse commence dès le 21 ème jour après la reprise des pluies
(soit à 372 JAl) pour To et à partir du 28 ème (380 JAl) et du 65 ème jour (410 JAl)
respectivement pour Tf et Tp. Les teneurs en azote NH4 + par contre, présentent un
léger maximum à 372 JAl quel que soit le traitement.
Les teneurs en azote minéral du témoin sont significativement plus faibles par
rapport à Tf et Tp, montrant ainsi un arrière-effet bien marqué de ces derniers. La
différence entre Tf et Tp est significative seulement en début (365 et 372 JAl) que Tf est
supérieur à Tp.
2.1.2. Sol de bas-fond
Les résultats sont représentés sur la figure XIA.
On observe la présence de l'azote NI4 + et N03- avec, comme dans le sol de mi·
pente, une prédominance de l'azote nitrique dont les teneurs varient de 7,1 à 74,3
mg/kg de sol, de 7,2 78,2 mg/kg de sol et de 9,1 à 87,5 mg/kg de sol. Les teneurs en
azote NI4 + varient de 2,4 à 21,1 mg/kg de sol, de 2,5 à 20,5 mg/kg de sol et de 4,1 à
20,7 mg/kg de sol.
La variation au cours de la saison montre une augmentation des teneurs à 372
JAl suivie d'une baisse brutale quel que soit le traitement.
La comparaison des traitements montre que Tf et Tp se distinguent d'une façon
significative de To surtout en début de saison (365 JAl) où les teneurs du témoin sont 2
fois plus faibles. Pour Tf et Tp, les teneurs sont plus élevées dans le dernier quelle que
soit la date de prélèvement.
2.2. Discussion
Le suivi de l'azote minéral s'étalant du 7 juillet au 20 août 1990, se situe dans la
période humide qui suit la reprise des pluies. Mais contrairement à la saison de 1989,
cette période n'a pas connu d'inondation. Les conditions hydriques ont permis une
minéralisation nette de l'azote avec une prédominance de N03- quels que soient le sol
et le traitement.
C'est surtout au cours des 2 à 3 premières semaines après la reprise des pluies
que la minéralisation nette est élevée dans tous les traitements. Ceci a aussi été observé
au cours du suivi au champ (chapitre VIII). L'augmentation des teneurs en azote
minéral en début de saison correspond au pic de minéralisation qui apparaît presque
toujours dans la dynamique de l'azote sous climats tropicaux (GREENLAND, 1958 ;
BLONDEL, 1971a ; PICHOT et al., 1974 ; GIGOU, 1983 ; GANRY, 1990 et POSS,
1991)

---

186
Figure XL3 : Variation de la minéralisation nette de l'azote dans le sol de mi-pente
incubé in situ (2ème saison)
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18
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Temps (en jours après incubation)

---

187
Figure XIA : Variation de la minéralisation nette de l'azote dans le sol de bas-fond
incubé in situ (2ème saison)
•
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Humidité pondérale
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380
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410
Temps (en jours après incubation)

---

188
La chute rapide pourrait être expliquée par les mêmes processus de pertes
d'azote minéral décrits dans le chapitre VIII. On notera cependant que la baisse est plus
importante dans le sol de bas-fond. Cette différence avec le sol sableux pourrait être liée
à une réorganisation plus forte dans ce dernier surtout pour les traitements poudrette de
fumier et paille de mil qui contiennent plus de substrats carbonés. En effet, la
dynamique du carbone (chapitre X) montre qu'après la première saison, seulement 33 à
43 % du carbone incorporé dans le bas-fond contre 61 à 67 % pour le sol sableux, ont
été décomposés.
Les résultats montrent un arrière-effet des traitements poudrette de fumier et
paille de mil bien marqué tout au long de la seconde saison. En effet Tf et Tp ont des
teneurs en azote minéral plus élevées que celles du témoin quel que soit le type sol. Des
observations similaires ont été faites par PICHOT et al (1974 et 1981), SEDOGO
(1981) et GIGOU (1983). Ceci s'explique par la dynamique de l'azote total dans les
fractions du sol. En s'accumulant dans la fraction fine l'azote subit une biodégradation
moins rapide. L'arrière-effet est important dans le sol sableux où les teneurs en azote
minéral du témoin sont 2 à 5 fois inférieures à celles de Tf et Tp. Dans le bas-fond par
contre, c'est surtout en début de saison (365 JAl) que la différence est importante (2 à 3
fois). On pourrait attribuer cette différence de comportement entre les deux sols aux
très faibles teneurs en azote total du sol sableux non amendé.
Dans le sol sableux l'arrière-effet est plus important pour la poudrette de fumier
à 365 et 372 JAl alors que dans le bas-fond, c'est la paille de mil qui provoque un
arrière-effet plus élevé. Ceci semble être en accord avec la cinétique de décomposition
de la matière organique incorporée. Car, moins celle-ci est décomposée la première
année, plus l'arrière-effet est élevé.
3. CONCLUSION
Les résultats montrent que, dans les deux sols, la minéralisation nette de l'azote
se produit durant toute la saison quel que soit le traitement. Dans le sol sableux en mi-
pente, l'azote nitrique est la forme prédominante alors que dans le sol de bas-fond, en
période de forte humidité du sol (submersion), l'ammonification nette qui augmente en
présence de la poudrette de fumier ou de la paille de mil, semble l'emporter. Ce qui est
conforme avec la dynamique de l'azote minéral en fonction des conditions d'humidité.
L'apport de matière organique (poudrette de fumier et paille de mil) augmente
les teneurs en azote minéral dans les deux sols par rapport au témoin. Cependant,
durant les 2 à 3 premières semaines les teneurs en azote minéral peuvent baisser
considérablement dans les traitements Tf et Tp. Ceci pourrait se traduire par une faim
d'azote pour les plantes cultivées. Cet effet dépressif est relativement plus élevé dans les

---

189
conditions de bas-fond. Toutefois le sol de bas-fond contient davantage d'azote minéral
que le sol de mi-pente.
Un arrière-effet bien marqué des deux apports organiques sur l'augmentation des
teneurs en azote minéral par rapport au témoin est observé pendant la seconde saison et
surtout pendant les 2 à 3 premières semaines qui suivent l'installation effective de la
saison. Cet effet semble plus marqué dans le sol de mi-pente que dans le sol de bas-
fond. Cela pourrait s'expliquer par le fait que, les écarts des teneurs en azote total entre
les traitements poudrette de fumier et paille de mil et le témoin, sont plus élevés pour le
sol sableux de mi-pente.
La comparaison des traitements montre que dans le sol sableux en mi-pente la
poudrette de fumier augmente plus les teneurs en azote minéral que la paille de mil.
Dans le bas-fond par contre, la différence n'est pas grande entre Tf et Tp.
La minéralisation nette de l'azote dans les deux sols est similaire à celle observée
lors du suivi au champ (chapitre VIII), à savoir qu'elle se déroule tout au long de la
saison avec d'une façon générale une prédominance de l'azote N03-. Mais en condition
de forte humidité dans le bas-fond il y aurait ralentissement de la nitrification avec une
accumulation de l'ammonium. Cependant, les résultats ne permettent pas de préciser les
effets du moment et de la durée de la submersion sur la dynamique de l'azote. Cette
question sera étudiée dans le chapitre XII.

---

190
CHAPITRE XII
EFFET DES CONDITIONS HYDRIQUES DE BAS-FOND SIMULEES AU
LABORATOIRE, SUR LA DYNAMIQUE DE L'AZOTE MINERAL EN PRESENCE
OU NON DE POUDRETTE DE FUMIER
Ce chapitre est consacré à l'étude des transformations de l'azote minéral dans un
sol de bas-fond sous l'influence des conditions hydriques simulées au laboratoire. Les
résultats obtenus avec et sans apport de poudrette de fumier sont présentés et discutés
de façon à mettre en évidence les effets des conditions de la submersion sur la
minéralisation nette de l'azote.
1. RESULTATS
L'évolution de l'azote minéral dans les traitements est représentée dans la figure
XILL
1.1. Minéralisation nette en conditions hydriques normales
Les conditions hydriques normales correspondent à une humidité du sol proche
de 60 % de la capacité au champ. Elles sont représentées par les traitements TAo et
TM respectivement sans et avec poudrette de fumier.
Dans le sol sans poudrette de fumier (TAo), la minéralisation nette se caractérise
par une augmentation des teneurs en azote N03- (15,1 à 38,4 mg/kg de sol) et une
diminution de celles en azote N14 + (11,0 à 0,4 mg/kg de sol). En présence de la
poudrette de fumier TM, les teneurs en azote N03- et NH4 + chutent considérablement
dès la première semaine. Elles passent de 15,1 à 0 mg/kg de sol pour N03- et de Il,2 à
0,5 mg/kg de sol pour N14 +. L'apport de la poudrette de fumier se traduit par une
importante immobilisation de l'azote minéral du sol pendant les 6 semaines
d'incubation.

---

191
1.2. Minéralisation nette de l'azote en fonction des conditions de submersion
1.2.1. Azote minéral après une submersion du sol sec
Les traitements correspondants sont TBo et TBf respectivement sans et avec
poudrette de fumier où les échantillons séchés à l'air ont été submergés (avec une lame
d'eau) sans humectation préalable.
La minéralisation nette dans le traitement TBo est marquée par la quasi-
disparition de l'azote N03- dès la première semaine (15,1 à 0,3 mg/kg de sol) et par une
augmentation progressive des teneurs en azote NH4 + (11,0 à 18,7 mg/kg de sol). Dans
le traitement TBf la minéralisation nette montre, comme dans TBo la même évolution
pour l'azote N03-. Pour l'azote NH4 + par contre, la variation des teneurs suit deux
phases. La première phase dure les 2 premières semaines et est marquée par une
augmentation des teneurs (11,6 à 34,6 mg/kg de sol). Pendant le reste de l'incubation il
se produit une baisse progressive des teneurs en NH4 + (34,6 à 14,0 mg /kg de sol).
La submersion d'un sol séché à l'air entraîne
une
augmentation
de
l'ammonification nette et un ralentissement voire un arrêt de la nitrification nette. En
présence d'apport organique, la nitrification suit la même évolution alors que
l'ammonification nette passe par un maximum avant de diminuer après 3 semaines.
1.2.2. Azote minéral après une submersion du sol préalablement humidifié
Contrairement à la précédente, la submersion intervient ici sur un sol humidifié
normalement (60 % de la capacité de rétention en eau) pendant deux semaines. Les
résultats sont présentés en fonction de la durée de submersion.
1.2.2.1. Submersion de longue durée
Les traitements correspondants sont TCo et TCf où les échantillons humidifiés
pendant deux semaines sont submergés durant quatre semaines.
Dans le traitement sans poudrette de fumier les teneurs en azote N03-
augmentent comme dans TAo pendant les 2 premières semaines (15,1 à 34,6 mg/kg de
sol) avant de diminuer régulièrement au cours de la submersion (34,6 à 2,6 mg/kg de
sol). Les teneurs en azote NH4 + diminuent également comme dans TAo et augmentent
très légèrement pendant la submersion (0,4 à 1,4 mg/kg de sol). Pour le traitement TCf,
pendant les 2 premières semaines les teneurs en N03- et NH4 + baissent comme dans

---

193
Figure XII.l : Minéralisation nette de l'azote dans un sol bas-fond incubé avec et sans
poudrette de fumier en fonction des conditions hydriques simulées au laboratoire
Azote nitrique N03-
Sans poudrette de fumier
Avec poudrette de fumier
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Sans poudrette de fumier
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---

192
TAi. Au cours de la submersion, les teneurs en N03- restent quasiment nulles alors que
celles en NH4 + augmentent en une semaine (0,4 à 13,1 mg/kg de sol).
Lorsque la submersion intervient sur un sol préalablement humidifié, on observe
les mêmes phénomènes que dans les traitements THo et THf. Mais ils sont faibles en
intensité pour ce qui concerne l'ammonification nette alors que la disparition de l'azote
N03- est plus forte.
1.2.2.2. Submersion de courte durée
Dans ces conditions hydriques, le sol mélangé ou non à la poudrette de fumier et
préalablement humidifié à 60 % de la capacité de rétention en eau, est submergé
pendant une semaine. Les traitements correspondants sont d'une part IDo et IDf dans
lesquels la submersion est suivie par un dessèchement lent et d'autre part TEo et TEf
où le dessèchement après la submersion est rapide.
a) Submersion de courte durée avec un dessèchement lent
Dans le traitement IDo une semaine de submersion entraine une diminution des
teneurs en azote N03- qui continue une semaine après l'application du dessèchement
lent (34,6 à 21,2 mg/kg de sol). Puis les teneurs restent à ce niveau jusqu'à la fin de
l'incubation. Par contre, la submersion ne modifie pratiquement pas les teneurs en azote
NH4 +. En présence de la poudrette de fumier, ce sont les teneurs en azote N03- qui ne
sont pas modifiées par une semaine d'excès d'eau (elles restent nulles). Par contre, elle
provoque une augmentation des teneurs en azote NH4 + jusqu'à une semaine après
l'application du dessèchement (0,4 à 14,3 mg/kg de sol). Après cette phase
d'augmentation les teneurs baissent rapidement durant les deux dernières semaines
(14,3 à 2,1 mg/kg de sol). Cette baisse des teneurs en absence d'excès d'eau peut être
attribuée à la réorganisation de l'azote.
b) Submersion de courte durée avec un dessèchement rapide
Dans les traitements TEo et TEf on observe les mêmes phénomènes que
précédemment mais le dessèchement rapide de 2 à 3 jours permet de limiter la
diminution des teneurs en azote NOf dans TEo (34,6 à 25,3 mg/kg de sol) et
l'augmentation de celles en azote NH4 + de TEf (0,4 à 10,3 mg/kg de sol). Dans ce
dernier, la phase de diminution de NH4 + commence dès l'application du dessèchement.

---

194
Les résultats de la submersion de courte durée montrent qu'en absence de
poudrette de fumier, il y a une reprise de la minéralisation avec une prédominance de la
nitrification dès que l'excès d'eau disparaît rapidement ou lentement. En présence de la
poudrette de fumier, l'azote ammoniacal produit pendant la submersion est réorganisé
dès que l'excès d'eau disparaît (rapidement ou lentement).
2. DISCUSSION
En condition hydrique normale (60 % de la capacité maximale de rétention en
eau) la minéralisation nette est similaire à celle observée dans le chapitre VIII. Il y a
une augmentation des teneurs en azote minéral avec une prédominance des nitrates. Par
contre en présence de la poudrette de fumier (traitement TA!) la minéralisation nette
est très faible à nulle. Ceci peut être attribué à la forte réorganisation de l'azote minéral
qui accompagne l'incorporation au sol de la matière organique à rapport C/N élevé (
CRASWELL, 1978 ; WEERARATNA, 1979, AZAM et aL, 1985 et ROCHESTER et
al, 1991). L'apport de la poudrette de fumier augmente le rapport C/N du sol de 12 à
36. INUBUSHI et al. (1985) montrent aussi que la baisse de la minéralisation nette
peut être liée à l'adsorption des substances organiques azotées sur les argiles. L'effet de
l'apport organique sur la baisse des teneurs en azote minéral par rapport au témoin, a
été aussi observé au cours des 2 à 3 premières semaines de l'expérimentation in situ
(chapitre XI). Cependant, on n'y note pas une disparition presque totale de l'azote
minéral comme ce qui est observé au laboratoire. Cette différence pourrait s'expliquer
par l'hétérogénéité, et des conditions hydriques, et des facteurs influençant la
dynamique de l'azote in situ.
Le changement des conditions hydriques par l'application de la submersion
entraîne des modifications de la dynamique de l'azote minéral variables suivant la
présence ou non d'apport organique. L'effet de la submersion tient au fait que cette
dernière modifie l'ambiance physico-chimique des sols (PONNAMPERUMA, 1972 ;
PATRICK, 1974 et 1982 et VIZIER, 1977 et 1983). C'est ainsi qu'il se produit, de façon
plus importante en présence d'un apport organique, une augmentation du pH et une
diminution du potentiel d'oxydo-réduction. La diminution du taux d'oxygène du sol est à
l'origine de ces tranformations. Elle constitue, selon PATRICK (1982), le principal
facteur affectant la transformation de l'azote dans les sols submergés. D'après cet
auteur, l'oxygène se répartit d'une manière très hétérogène dans la couche superficielle
d'un sol submergé, en raison des échanges gazeux entre l'atmosphère et la lame d'eau.
Ce qui rend possible, dans cette couche, un déroulement simultané des différents

---

195
processus de transformation de l'azote (ammonification, nitrification, réorganisation et
dénitrification).
2.1. Effet de la submersion sur la minéralisation nette de l'azote d'un sol sec
Dans ces conditions, le sol sec est brutalement soumis à un excès d'eau. Cela a
pour conséquence une destruction des agrégats (HENIN, 1969) pouvant conduire
rapidement à une situation d'anaérobiose. Ces conditions hydriques sont rarement
rencontrées dans la plupart des bas-fonds non-aménagés du fait de la répartition des
pluies au cours de la saison (chapitre VII). Mais dans les bas-fonds dont l'aménagement
(diguettes, digues) permet une retenue d'eau, cette situation peut se produire après les
premières grosses pluies exceptionnelles.
Les résultats montrent que la submersion d'un sol séché à l'air entraîne, d'une
part une accumulation d'azote Nli4 + d'autant plus importante qu'il y a un apport de
matière
organique
et
d'autre
part
une
quasi-disparition
de
l'azote
N03-.
L'ammonification, peu sensible aux conditions hydriques semble l'emporter par rapport
à la nitrification qui est inhibée par les fortes humidités. PONNAMPERUMA (1972)
rapporte qu'au bout de deux semaines de submersion la presque totalité de l'azote
minéralisable du sol est ammonifié. On comprend donc pourquoi les teneurs en NH4 +
sont plus élevées dans le traitement avec poudrette de fumier (TBf). Dans ce dernier,
cependant, on observe une diminution des teneurs en NH4 + à partir de la 3 ème
semaine de submersion. Cette baisse peut être due à une réorganisation microbienne
dont CRASWELL (1984) et PATRICK (1982) signalent l'importance en présence
d'apport organique. Mais cela peut s'expliquer par une fixation de l'azote Nli4 + par les
argiles.
Dans le sol non traité avec la poudrette de fumier, la minéralisation nette de
l'azote (N03- + NH4 +) en condition de submersion (TBo) est 2 fois plus faible que
celle obtenue sans submersion (TAo).
2.2. Effet de la submersion sur la minéralisation nette de l'azote d'un sol
préalablement humidifié
A la différence de la précédente, cette submersion survient sur un sol
préalablement humidifié. Cela permet d'éviter une installation très rapide de condition
d'anaérobiose en limitant destruction des agrégats du sol. Par ailleurs, la submersion
intervient à un moment où le sol contient plus d'azote N03-. En effet, l'humidification
normale d'un sol sec favorise le développement de l'activité biologique, notamment de
la minéralisation de l'azote avec une prédominance de la nitrification (cf. chapitre V).

---

196
Ces conditions hydriques sont caractéristiques de beaucoup de bas-fonds de la
zone étudiée en année pluvieuse comme celle de 1989.
D'une façon générale on observe les mêmes phénomènes d'évolution de l'azote
N14 + avec cependant une intensité beaucoup plus faible. L'augmentation des teneurs
en azote N14 + au cours de la submersion confirme les observations faites in situ
(chapitre XI). Par contre, l'azote NOf accumulé durant la première phase subit une
dénitrification progressive au cours de la submersion.
Dès la disparition de l'excès d'eau, la minéralisation nette de l'azote redevient
caractéristique des conditions hydriques optimales. En l'absence d'apport organique, les
teneurs en azote N03- augmentent (IDo et TEo). Par contre en présence de poudrette
de fumier (IDf et TEf), la réorganisation microbienne de l'azote l'emporte comme dans
le traitement TAi avec une diminution rapide des teneurs en NH4 + accumulées au
cours de la submersion. Mais le fait important qui mérite d'être souligné, est la
persistance de l'effet de la submersion 1 à 2 semaines après la disparition de la lame
d'eau dans le cas du traitement avec déssèchement lent (ID). Ceci correspond à une
phase d'engorgement où le sol est encore saturé d'eau.
On retiendra que la submersion d'un sol non amendé préalablement humidifié
entraîne une diminution des teneurs en azote minéral total (N03- + N14 +)
proportionnelle à la durée de la submersion. Cette baisse qui représente en une semaine
19,2 % de l'azote minéral total avant la submersion, atteint 88 % en 4 semaines. Au
contraire dans un sol ayant reçu de la matière organique, les teneurs en azote minéral
augmentent très fortement avec la durée de la submersion.
3. CONCLUSION
Cette expérience de laboratoire a été conduite pour mieux comprendre l'effet de
l'excès temporaire d'eau survenant dans les sols de bas-fond au cours de la saison
pluvieuse, sur les transformations de l'azote minéral.
Les résultats montrent que dans les conditions d'humidité optimales (60 % de la
capacité au champ), les teneurs en azote minéral dans le sol non amendé augmentent
progressivement avec une prédominance de N03- sur NH4 +. Mais en cas d'apport de la
poudrette de fumier, les teneurs en azote minéral initial (avant l'humectation) baissent
fortement dès la première semaine et restent à un niveau très faible. Ceci révèle une
réorganisation microbienne de l'azote minéral lié à l'accroissement de l'activité
biologique qu'entraîne la présence de matière organique à rapport C/N élevé (36). La
baisse des teneurs en azote minéral dans le sol amendé a été également observée in situ

---

197
(chapitre XI) mais avec la différence qu'il n'y a pas une disparition totale de l'azote
minéral.
Lorsque des conditions d'excès d'eau interviennent brutalement sur un sol sec, la
minéralisation de l'azote conduit à une augmentation des teneurs en NH4 + et à une
disparition rapide de NOf initial. Cela est dû au fait que l'ammonification est peu
sensible aux conditions d'anaérobiose créées par l'excès d'eau alors que la nitrification
est inhibée. Un apport de la poudrette de fumier, en augmentant l'azote minéralisable
du sol, permet un accroissement des teneurs en NH4 + par rapport à un sol non
amendé. La submersion entraîne aussi une diminution de l'activité biologique globale
dans le sol non amendé expliquant les plus faibles teneurs en azote minéral total (N03-
+ NH4 +) par rapport aux conditions d'humidité optimales.
Mais dans la plupart des bas-fonds de la zone concernée, l'excès d'eau
temporaire survient généralement sur des sols déjà réhumidifiés comme cela a été le cas
en 1989 (chapitre IX).
Dans ces conditions, pour un sol non amendé, la submersion intervient à un
moment où les teneurs en N03- sont élevées. Il se produit au cours de la submersion
une baisse progressive des teneurs en NOf (19,2 % en une semaine à 88 % en quatre
semaines). Alors que les teneurs en NH4 + augmentent mais restent très faibles car une
grande partie de l'azote facilement mînéralisable a été nitrifié durant la première phase
d'humectation. Mais en cas d'apport de poudrette de fumier, les teneurs en NH4 +
augmentent fortement et régulièrement. Ces résultats confirment les observations faites
in situ (chapitre XI). Cela revèle un effet négatif de l'excès d'eau temporaire sur les
teneurs en azote minéral total (N03- + NH4+) d'un sol cultivé sans apport de matière
organique. Ce qui peut conduire à une faim d'azote pour les plantes cultivées pendant la
durée de la submersion. Par contre dans le cas d'un sol amendé, la submersion
temporaire entraîne une augmentation des teneurs en azote minéral (NH4 +
essentiellement).
La conséquence de cette dynamique sur l'alimentation azotée dépendra des
plantes cultivées qui peuvent supporter ou pas les conditions d'aérobiose accompagnant
la submersion.

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CONCLUSION DE LA QUATRIEME PARTIE
L'objet de cette partie était d'étudier l'influence à court terme des conditions
pédoclimatiques et des apports organiques sur l'évolution de la matière organique et de
l'azote minéral des sols.
Les résultats montrent qu'en l'absence de tout apport organique, les pertes en
carbone organique et azote totaux sont faibles en raison du fait que la plus grande partie
des teneurs des deux sols (68 et 80 % pour le carbone organique total et 71 et 96 % pour
l'azote total) se trouve dans la fraction <50 /.Lm qui est plus stable. Cependant, les pertes
sont proportionnelles aux teneurs en carbone organique et azote totaux des sols. Elles
sont relativement plus élevées pour le sol de bas-fond (18 et 19,3 % des teneurs initiales
respectivement pour le carbone organique et le l'azote totaux) que pour le sol de mi-
pente (4,5 et 9,5 %). Cette relative supériorité du sol de bas-fond peut aussi s'expliquer
par le fait que, après une saison de pluviosité moyenne comme celle de 1989, l'humidité
du sol reste longtemps favorable à l'activité biologique alors que le sol sableux se
dessèche relativement vite.
Concernant les traitements poudrette de fumier et paille de mil, les pertes en
carbone organique et azote totaux sont liées à la texture du sol. Pour le carbone
organique total la décomposition décroît du sol ferrugineux sableux de mi-pente (68,5 à
73 % du carbone initial) au sol hydromorphe argilo-limoneux de bas-fond (56,5 à 58,3
%) ; la demi-vie moyenne est de 18 jours dans le premier contre 41 jours pour le second.
Les pertes en azote total suivent une tendance similaire avec 29,2 à 36,6 % pour le sol
sableux contre 21 à 25 % pour le sol argilo-limoneux. La texture plus argileuse du sol de
bas-fond peut favoriser une protection de la matière organique incorporée contre la
biodégradation. Ce qui expliquerait la différence de décomposition avec le sol sableux.
Mais, il y a aussi le fait que les conditions hydriques de 1989 ont été marquée par des
périodes d'excès d'eau qui ont pu entraîner une baisse de l'activité biologique.
Dans les deux sols, la décomposition de la paille de mil broyée à 2 mm est plus
rapide que celle de la poudrette de fumier. Pour le carbone organique total, le
coefficient de décomposition k est de 0,052 et 0,019 %.jour- 1 respectivement dans le sol
de mi-pente et celui de bas-fond pour la paille de mil alors qu'il est, dans le même
ordre, de 0,033 et 0,015 %.jour- 1 pour la poudrette de fumier. Cette rapide
décomposition
de
la
paille
de
mil
s'explique
par
sa
richesse
en
composés
fermentescibles (cellulose) dont la mise en contact avec les microorganismes, a été
favorisée par le broyage.

---

199
Malgré cette rapide décomposition, l'apport de la matière organique accroît les
stocks de carbone organique total et d'azote total par rapport au témoin. Cette
augmentation, relativement plus élevée pour la poudrette de fumier, est du même ordre
de grandeur dans les deux sols. Les gains vont de 23 à 25 % du carbone organique total
et de 55 à 59 % de l'azote total pour la poudrette de fumier. Ils sont de 14,5 à 18,4 % du
carbone organique total et de 38 à 43 % de l'azote total pour la paille de mil. Le
fractionnement granulométrique de la matière organique montre que, pour les deux
sols, la plus grande partie des gains en carbone organique total (57 à 71 %) se trouve
dans la fraction grossière 2000-50 J.'m qui est plus labile. Pour l'azote total par contre, 58
à 80 % des gains se trouvent dans la fraction <50 J.'m du sol sableux alors que dans le sol
argilo-limoneux de bas-fond cette fraction n'en contient que 38 % en moyenne. Ce qui
semble réveler un comportement différent des deux sols vis-à-vis des processus de
minéralisation-réorganisation de l'azote qui permettent l'accumulation de l'azote dans
la fraction fine.
L'évolution des teneurs en azote minéral au cours des deux saisons pluvieuses
d'incubation, montrent des différences entre les deux sols.
Les résultats obtenus au cours de la première saison d'incubation (1989),
montrent que dans le sol sableux de mi-pente, l'azote N03- est la forme prédominante
alors que dans le sol de bas-fond, en période de forte humidité du sol (submersion), les
teneurs en azote NH4 + sont plus élevées, surtout en présence de la poudrette de fumier
ou de la paille de mil. On sait que l'ammonification est peu sensible aux conditions
d'excès d'eau par rapport à la nitrification qui est inhibée.
L'étude de l'effet de l'excès d'eau temporaire du sol de bas-fond en milieu
contrôlé, confirme ces résultats et montre une baisse des teneurs en N03-
proportionnellement à la durée de la submersion. Les pertes passent de 19 % en une
semaine à 88 % en quatre semaines de submersion. Mais l'effet de la submersion cesse
dès la disparition de l'excès d'eau.
L'apport de la poudrette de fumier et de la paille de mil accroît de 2 à 3 fois les
teneurs en azote minéral dans le sol sableux mais beaucoup moins dans celui de bas-
fond sauf pendant les périodes de submersion. Cependant, dans les deux sols et de façon
plus prononcée dans le sol de bas-fond, les teneurs en azote minéral baissent fortement
pendant les 2 à 3 premières semaines. Ce phènomène, qui accompagne toujours la
décomposition des apports organiques pauvres en azote, est attribué à la réorganisation
de l'azote par les microorganismes.
Au cours de la deuxième saison (1990) qui a été moins pluvieuse, les résultats
montrent un arrière-effet positif des traitements poudrette de fumier et paille de mil sur
la minéralisation nette de l'azote dans les deux sols. Cet effet, qui dure seulement les 2
à 3 premières semaines après la reprise des pluies en juillet, semble plus marqué dans le

---

200
sol de mi-pente que dans le sol de bas-fond. Ceci pourrait s'expliquer par le fait que, les
écarts des teneurs en azote total entre les traitements poudrette de fumier et paille de
mil d'une part et le témoin d'autre part, sont plus élevés pour le sol sableux de mi-pente.
Mais la différence pourrait être aussi attribuée à une réorganisation de l'azote minéral
plus importante dans le sol de bas-fond qui, en début de saison, contenait encore plus de
matière organique grossière.
On retiendra de l'ensemble de ces résultats que l'apport de la poudrette de
fumier et de paille de mil permet, malgré la rapide décomposition de ces amendements,
une augmentation du stock de matière organique (carbone organique et azote totaux) et
d'azote minéral des sols. Mais concernant l'azote minéral, les baisses des teneurs
enregistrées pendant les 2 premières semaines suivant l'apport pourraient conduire à
une faim d'azote temporaire pour les plantes surtout dans le bas-fond.

---

CONCLUSION GENERALE
.
Il

---

201
L'étude des sols cultivés de la région de Bidi, au nord du Burkina Faso, a permis
de rassembler, dans les conditions du terrain ainsi qu'au laboratoire, un ensemble de
résultats pouvant aider à mieux comprendre le problème d'évolution et d'entretien de
leur fertilité.
Les modifications des caractères des sols sous l'influence des systèmes de culture
concernent surtout les 10 à 20 premiers centimètres.
Sur le
plan morphologique, les facteurs
climatiques
(pluies, vents et
évaporation) tendent à imprimer à la structure de la couche supérieure du sol un
caractère massif plus ou moins lité. Cette tendance est liée aux phénomènes de prise en
masse, de tassement et d'érosion. Les sols ferrugineux de versant, plus sableux, sont plus
sensibles que le sol hydromorphe de bas-fond plus argileux. Les systèmes de culture
interviennent surtout sur l'ampleur de cette action qui semble augmenter avec la
pratique du labour.
Les effets des systèmes de culture sont plus marqués sur les autres caractères des
sols mettant ainsi en évidence les effets de la jachère, de la fumure organique associée
ou non au labour, de l'aménagement antiérosif associé au labour et de la culture
continue sans labour ni fumure.
La forêt galerie dégradée et la jachère de 15 ans ont un effet favorable sur les
stocks organique et minéral des sols. Dans le bas-fond, le sol hydromorphe à pseudogley
argilo-limoneux sous forêt galerie dégradée a des teneurs en carbone organique total,
azote total, bases échangeables, phosphore total et phosphore assimilable deux fois plus
élevées que celles du sol cultivé. En mi-pente, le sol ferrugineux peu lessivé sableux sous
jachère arbustive de 15 ans présente également de meilleures caractères chimiques par
rapport au sol cultivé, en particulier ses teneurs en carbone organique et azote totaux
qui sont le double de celles des autres. En bas de pente, par contre, l'effet de la jachère
de 5 ans sur le sol ferrugineux lessivé apparaît faible par rapport aux systèmes de culture
comportant plus ou moins une fumure organique associée ou non au labour. On mesure
là toute l'importance du facteur temps pour la restauration, après une mise en culture,
d'un équilibre édaphique par la reconquête de la végétation naturelle.
Les systèmes de culture continue sans fumure organique, sur les sols de bas-fond
et de mi-pente, conduisent à une diminution des niveaux organique et minéral en raison
de la faiblesse des restitutions organiques. Dans le bas-fond, la culture continue de
sorgho pendant plus de 30 ans entraîne une baisse des teneurs en carbone organique et
azote totaux (50 %), bases échangeables ( 33 %), phosphore total (22 %) et phosphore
assimilable (58 %) par rapport à la forêt galerie dégradée. En mi-pente, également, les
teneurs en carbone organique et azote totaux du sol chutent de 40 à 50 % et celles en

---

202
bases échangeables de 31 à 33 % dans le sol cultivé par rapport à la jachère arbustive de
15 ans. Toutefois, l'aménagement antiérosif en cordons pierreux isohypses associé au
labour permet de maintenir certains caractères du sol (carbone organique total) à un
niveau relativement plus élevé que la culture continue sans aménagement. Cela
s'expliquerait par un accroissement de biomasse racinaire lié à l'aménagement antiérosif
associé au labour.
Les systèmes de culture continue comportant une fumure organique permettent
une amélioration des caractères chimiques et une augmentation des stocks organiques
des sols en fonction du régime des restitutions organiques. En bas de pente, le système
de culture associant un parcage de bétail et un labour annuels a permis de multiplier par
2 les teneurs en carbone organique total, azote total, bases échangeables et phosphore
total et d'augmenter le pH d'une unité par rapport à un système de culture avec une
faible fumure organique (une fois tous les 2 à 3 ans), sans labour. Ce dernier est assez
comparable à la jachère herbacée de 5 ans. Ces résultats confirment l'effet favorable de
fumure organique sur les caractères organique et minéral des sols. Ils montrent
également que la pratique de parcage, qui permet de concentrer les apports (déjections
et urines des animaux et résidus végétaux déchiquetés) sur des portions de parcelle, se
révèle efficace en particulier sur le pH.
Le fractionnement granulométrique des échantillons de sol de la couche 0-10 cm
où les effets des systèmes de culture sont plus marqués, a permis de séparer la matière
organique en deux fractions différentes : la matière organique grossière labile, associée
à la fraction sableuse (2000/50 J.'m) avec un rapport C/N élevé (14 à 38) et la matière
organique fine, relativement plus stable, associée à la fraction argilo-limoneuse « 50
J.'m) et caractérisée par un rapport C/N bas (6,3 à 12). L'importance de chaque fraction
dépend du niveau des restitutions organiques. Ainsi, dans les situations où il y a
davantage d'apports organiques (sol sous jachère arbustive de 15 ans, sol sous forêt
galerie dégradée et sol cultivé avec fumure organique), plus de la moitié du carbone
organique total (51 à 56 %) se trouve dans la fraction grossière. Par contre, dans les cas
où les apports organiques sont plus réduits (sol cultivé en mi-pente, sol cultivé de bas-
fond et sol sous jachère herbacée de 5 ans en bas de pente), c'est la fraction fine qui
contient la plus grande partie du carbone organique (56 à 73 %). Mais concernant
l'azote total, quelle que soit la situation, 68 à 89 % de l'azote du sol sont contenus dans
la fraction fine. Cet effet des systèmes de culture sur la répartition de la matière
organique dans les fractions granulométriques peut affecter le comportement des sols,
notamment leur aptitude à la minéralisation, eu égard aux propriétes différentes de ces
deux fractions.

---

203
Le pouvoir minéralisateur des sols, apprécié par la minéralisation du carbone et
de l'azote et traduisant l'activité biologique dans le sol, est modifié par les systèmes de
culture. Pour la couche 0-10 cm, ces modifications vont dans le même sens que celles
des teneurs en carbone organique et azote totaux. En effet, les quantités de carbone et
d'azote minéralisés sont significativement lié (seuil de 5 %) aux teneurs en carbone
organique total (r = 0,93) et azote total (r = 0,83) des sols. Ces résultats révèlent un
effet des systèmes de culture sur les teneurs en carbone et azote minéralisables des sols.
Ce qui pourrait affecter la disponibilité des éléments nutritifs, l'azote minéral en
particulier, dans ces systèmes de culture où les plantes doivent se nourrir à partir des
réserves du sol.
Mais au champ, la minéralisation de l'azote dans les sols dépend des conditions
pédoclimatiques, en particulier de l'humidité du sol au cours du cycle cultural.
Nous avons étudié pendant deux cycles culturaux (1989 et 1990) l'évolution des
teneurs en azote minéral dans les différentes parcelles concernées. En raison de la très
grande variation intra-saisonnière et inter-saisonnière des facteurs pédoclimatiques
influençant la minéralisation de l'azote au champ, un suivi de 2 années s'avère
insuffisant. Cependant les résultats montrent une tendance bien nette indiquant que la
variation des teneurs en azote minéral des sols passe par quatre phases bien distinctes
qui peuvent être mises en relation avec l'évolution de l'humidité du sol.
En début de saison (fin mai/juin), les premières pluies déclenchent la
minéralisation de l'azote qui reste cependant modérée, peut-être en raison de la période
sèche qui suit généralement les premières pluies; les teneurs en azote minéral restent
constantes ou diminuent jusqu'à la reprise des pluies en début juillet (première phase).
Ensuite, l'azote minéral augmente et atteint, deux à trois semaines après l'installation
effective de la saison, un niveau maximum (deuxième phase). Ce pic de minéralisation
est suivi par une chute brutale (une à deux semaines après le pic) des teneurs en azote
minéral (troisième phase). Puis à partir de ce moment, les teneurs en azote minéral
deviennent faibles et peu variables durant le reste de la saison, alors que les besoins
azotés des plantes sont maximaux (quatrième phase). Cette variation des teneurs en
azote minéral, dont le sens n'est pas modifié par les systèmes de culture, s'explique à la
fois par l'activité biologique et sa variation au cours de la saison, les conditions
pédoclimatiques et par la croissance et le développement des plantes. Elle semble
montrer que l'évolution des teneurs en azote minéral du sol revêt un caractère
saisonnier.
Par rapport à la croissance et au développement des plantes, l'évolution de
l'azote minéral révèle un décalage entre la période où les teneurs en azote minéral sont

---

204
élevées (2 ème et 3 ème phase) et le moment où les besoins azotés des cultures sont
grands (4 ème phase). Une fumure minérale azotée au cours de la quatrième phase
pourraît être utilisée avec efficacité.
Au cours de la saison, l'azote nitrique est prédominant par rapport à l'azote
ammoniacal montrant ainsi que les sols sont convenablement aérés. Mais dans le bas-
fond, cette dynamique peut être affectée pendant les périodes d'excès d'eau intervenant
au cours de la saison, en année pluvieuse. Cela se traduit par une prédominance de
l'azote NI4 + surtout en présence d'apports organiques et par une diminution des
teneurs en azote N03-. Une étude conduite en laboratoire montre que la baisse des
teneurs en N03- est proportionnelle à la durée de la submersion (22 % en une semaine
à 88 % en quatre semaines) et cesse dès la disparition de l'excès d'eau.
Les quantités d'azote minéral montrent des différences entre les trois sols (bas-
fond> bas de pente> mi-pente) d'une part et entre les systèmes de culture pour chaque
sol d'autre part. Tous systèmes de culture confondus, les teneurs en azote minéral sont
étroitement liées aux teneurs en argile + limons (r = 0,86) et aux teneurs en matière
organique (r = 0,76). Malgré ces différences entre les systèmes de culture, les niveaux
d'azote minéral, à l'exception de la période du pic de minéralisation (2 et 3 ème phases),
sont faibles. Dans ces agrosystèmes où la fumure minérale est quasi inexistante, toute
amélioration de la nutrition des plantes passe par un relèvement du niveau organique
des sols.
Les effets des amendements organiques disponibles dans la région (poudrette de
fumier et paille de mil), sur la dynamique à court terme de la matière organique
(carbone organique et azote totaux) et l'azote minéral, ont été étudiés dans les
conditions pédoclimatiques de mi-pente et de bas-fond, pendant les saisons des pluies
de 1989 et 1990.
En l'absence de plante et de tout apport organique, la décomposition in situ de la
matière organique (carbone organique et azote totaux) est faible. Cela s'explique par le
fait que la plus grande partie de la matière organique de ces sols, cultivés sans
restitution organique (68 et 80 % pour le carbone organique total et 71 et 96 % pour
l'azote total), se trouve dans la fraction argilo-limoneuse qui est relativement stable.
Cependant, les pertes en matière organique, proportionnelles aux teneurs en carbone
organique et azote totaux, sont plus élevées dans le sol argilo-limoneux de bas-fond
(18,5 et 19 %) que dans le sol sableux de mi-pente. Cette différence s'explique par le fait
que le sol de bas-fond a gardé plus longtemps, après la saison de 1989 qui a été plus
pluvieuse, des conditions d'humidité favorable à l'activité biologique, contrairement au
sol de mi-pente qui s'est dessèché assez rapidement.

---

205
Dans les traitements avec la poudrette de fumier et la paille de mil, la
décomposition est rapide et décroît du sol de mi-pente (68,5 à 73 % pour le carbone
organique total et 29,2 à 36,6 % pour l'azote total) au sol de bas-fond (56,5 à 58,3 %
pour le carbone organique total et 21 à 25 % pour l'azote total). Plus de la moitié des
pertes en carbone organique total intervient dès la première saison pluvieuse après
l'enfouissement. On sait que la texture sableuse favorise la décomposition de la matière
organique incorporée en maintenant de bonnes conditions d'aération par rapport à la
texture argileuse qui, en plus, a un effet protecteur contre le biodégradation. Mais quel
que soit le sol, la décomposition de la paille de mil broyée à 2 mm est relativement plus
rapide que celle de la poudrette de fumier. Ceci peut être attribué à un effet du broyage
mais aussi à la nature de la paille de mil qui contient plus de composés fermentescibles
que la poudrette de fumier.
Malgré cette rapide décomposition, l'incorporation de la poudrette de fumier ou
de la paille de mil permet une augmentation des stocks organiques et surtout azotés des
sols. Dans les sols sableux de mi-pente et argilo-limoneux de bas-fond, l'apport localisé
d'un équivalent de 50 tonnes/ha entraîne, après deux saisons de pluies, une
augmentation de 23 à 25 % des teneurs en carbone organique total et de 38 à 46 % des
teneurs en azote total du sol amendé. Plus de la moitié des gains en carbone organique
total se trouve encore dans la fraction 2000-50 Ilm dont la décomposition est plus rapide.
Mais l'azote total tend à s'accumuler dans la fraction fine par les processus de
minéralisation-réorganisation.
Concernant la minéralisation nette de l'azote, l'apport de la poudrette de fumier
et de la paille de mil permet dès la première année une augmentation des teneurs en
azote minéral. Cet effet est 2 à 3 fois plus élevé par rapport au témoin dans le sol
sableux et beaucoup moins dans le sol de bas-fond, sauf pendant les périodes d'excès
d'eau où une forte ammonification se produit. L'amendement organique a aussi un effet
positif bien marqué pendant la deuxième année. On observe cependant, de façon plus
marquée dans le sol de bas-fond, un effet dépressif des apports sur la minéralisation
nette durant les 2 à 3 premières semaines.
L'ensemble des résultats montre que l'amélioration et le maintien de la fertilité
chimique et biologique des sols passe par un relèvement de leur niveau organique. Les
stratégies à mettre en oeuvre, à cet effet, devraient tenir compte d'une part de la
faiblesse et de la mauvaise répartition des pluies et d'autre part de la rapide
décomposition de la matière organique incorporée au sol. Les actions à entreprendre
doivent donc tendre vers une bonne gestion de l'eau pluviale et une augmentation des
restitutions organiques au sol.

---

206
La gestion de l'eau passe par différents aménagements limitant les ruissellements
au profit de l'infiltration. Les diguettes antiérosives en cordons pierreux peuvent
augmenter l'infiltration de 40 % (SERPANTIE et LAMACHERE, 1988). Pour les sols
plus cohérents, la pratique du zaï, qui consiste à creuser des trous de 40 à 80 cm de
diamètre et de 10 cm de profondeur servant de lit de semis, peut y être associée. La
pratique traditionnelle du zaï pourrait tendre, avec efficacité, vers une forme de sous-
solage avec des outils dents à traction animale ( DUGUE, 1989 et ROOSE et al., 1992).
Mais une très forte infiltration risque d'entraîner un appauvrissement des horizons de
surface des sols conduisant à une lixiviation des éléments minéraux. Nous avons montré
que le début de la saison pluvieuse s'accompagnait d'une forte minéralisation nette de
l'azote susceptible d'être lixivié. Il s'avère donc nécessaire d'associer aux différentes
techniques d'économie d'eau, une fumure organique et/ou minérale.
Pour la fumure organique, rappelons que, dans le milieu étudié, la matière
organique incorporée se décompose relativement vite. Ce qui entraîne que toute
amélioration du niveau organique du sol exige des apports importants. Cela suppose une
plus grande disponibilité de la biomasse, transformée (fumier, compost) ou non. Or
d'une façon générale, la production végétale est limitée par les facteurs pédo-
climatiques. Dans une zone comparable, au Sénégal, GANRY et aL (1983) estiment la
production de résidus végétaux à 1,5 à 3 tonnes de matière sèche par hectare. Il s'avère
donc nécessaire de chercher à accroitre la production végétale. Ceci n'est possible que si
l'agriculture concentre ses moyens de production (travail et fumure organique) sur des
superficies limitées, comme cela a été montré dans le cas du parcage du bétail. Les bas-
fonds, offrent plus de possibilités d'intensification en raison de leur regime hydrique et
de la richesse relative de leurs sols. Mais ils sont encore peu ou pas connus sur le plan
agronomique (maîtrise de l'eau et de l'enherbement, fertilisation, etc...).
Malgré la faiblesse de la production, une grande partie des résidus de récolte ne
retourne pas au sol. En effet les résidus sont aussi utilisés pour les besoins domestiques
et surtout par les animaux dont on ne maîtrise pas la production de fumier. Des efforts
sont donc à faire pour récupérer ce fumier au profit des champs. Nous avons montré
que le parcage des animaux est particulièrement efficace. Cela suppose une parfaite
association entre agriculture et élevage. Mais celle-ci ne peut permettre de toute façon
que de fumer des espaces limités et implique un transfert de fertilité à l'échelle du
terroir.
Un autre moyen d'enrichir les sols en matière organique est la rotation culturale.
Les résultats montrent que seule la jachère de longue durée a un effet favorable sur le
niveau organique des sols. Mais une rotation culture/jachère de longue durée n'est plus
possible dans cette zone en raison de la faible disponibilité des terres agricoles. Par
ailleurs, la réduction de l'éventail des cultures constitue aussi une contrainte pour la

---

W7
mise en place d'une rotation culturale. Seule la recherche d'un assolement par une
rotation culture/plantes fourragères permettra de ralentir la dégradation des sols
(LEMAITRE, 1949). Il faut pour cela trouver des espèces fourragères couvrantes ayant
une croissance rapide. L'amélioration du niveau organique du sol se fera par l'effet
combiné du parcage des animaux (déjections) et de la végétation (enracinement). Mais
cela suppose une bonne symbiose entre agriculture et élevage dont nous avons déjà
parlé plus haut.
Dans cette zone agropastorale, l'association effective de l'agriculture et de
l'élevage doit tendre vers un cadre plus global de lutte contre la dégradation des sols où
l'arbre jouera un rôle important. La recherche d'une gestion différenciée de l'espace
agricole en fonction des situations morphopédologiques et des distances par rapport aux
villages s'avère indispensable.

---

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
_ 1

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208
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SERPANTIE (G.), VALENTIN (c.) et TEZENAS DU MONTSEL (L.), 1988. - Dynamique des
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SERPANTIE (G.), TEZENAS DU MONTSEL (L.) et VALENTIN (C.), 1992. - La dynamique des
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Conséquences et
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218
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manures in a tropical alluvial soil. Plant and Soil, 53, 287-294.

---

ANNEXES

---

221
ANNEXE 111.1. (suite) : Teneurs en carbone et azote total et pH d'un sol hydromorphe
à pseudogley peu humifère de bas-fond en fonction des systèmes de culture (n = 3).
systèmes
profondeur
C total
N total
pH eau
pHKCl
de culture
(en cm)
(en %)
(en %0)
0-10
1,40 ± 0,16
1,26 ± 0,11
6,3 ± 0,1
5,5 ± 0,1
10-35
1,25 ± 0,06
1,01 ± 0,01
6,2 ± 0,1
5,1 ± 0,1
BFt
35-65
0,84 ± 0,07
0,71 ± 0,07
6,0 ± 0,1
4,8 ± 0,1
0-10
0,71 ± 0,10
0,66 ± 0,15
6,0 ± 0,1
4,8 ± 0,1
10-35
0,73 ± 0,02
0,66 ± 0,04
5,8 ± 0,1
4,4 ± 0,01
BF2
35-65
0,60 ± 0,02
0,46 ± 0,01
6,0 ± 0,1
4,6 ± 0,1
PPASà5 %
0,57
NS
NS
C.V. (%)
15
15
1
PPAS = Plus petite amplitude significative selon le test de NEWMAN-KEULS.
NS = Non significatif

---

ANNEXE III.2 : Teneurs en bases échangeables, phosphore total et phosphore assimilable du sol ferrugineux peu lessivé de mi-pente en
fonction des systèmes de culture
Bases échangeables (en cmol.kg- 1)
Phosphore
Systèmes
Profondeur
Ca2 +
Mg2 +
K+
Somme des
total
assimilable
de culture
(en cm)
bases (S)
(en %)
(en mg/kg)
0-10
0,99 ± 0,14
0,43 ± 0,07
0,26 ± 0,01
1,68
0,18 ± 0,02
9,5 ± 1,25
MPl
10-30
0,65 ± 0,08
0,32 ± 0,05
0,18 ± 0,02
1,15
0,18 ± 0,02
5,7 ± 1,25
30-40
1,19 ± 0,40
0,65 ± 0,26
0,13 ± 0,02
1,97
0,20 ± 0,02
6,3 ± 0,94
40-60
1,24 ± 0,08
1,08 ± 0,02
0,13 ± 0,01
2,58
0,26 ± 0,02
6,0 ± 2,0
0-10
0,65 ± 0,01
0,23 ± 0,02
0,22 ± 0,08
1,10
0,18 ± 0,01
12,0 ± 4,0
MP2
10-30
0,65 ± 0,18
0,28 ± 0,08
0,23 ± 0,01
1,16
0,19 ± 0,01
8,0 ± 0,01
IV
IV
IV
30-40
1,01 ± 0,22
0,67 ± 0,23
0,08 ± 0,01
1,76
0,19 ± 0,01
7,3 ± 0,01
40-60
1,03 ± 0,27
0,67 ± 0,23
0,06 ± 0,01
1,76
0,19 ± 0,01
5,0 ± 0,01
0-10
0,58 ± 0,07
0,30 ± 0,04
0,15 ± 0,01
1,03
0,17 ± 0,01
12,0 ± 4,0
MP3
10-30
0,72 ± 0,23
0,39 ± 0,13
0,15 ± 0,05
1,26
0,17 ± 0,01
4,0 ± 0,01
30-40
1,04 ± 0,09
0,55 ± 0,03
0,11 ± 0,01
1,70
0,20 ± 0,01
3,5 ± 0,01
40-60
1,05 ± 0,03
0,80 ± 0,04
0,05 ± 0,01
1,90
0,21 ± 0,02
4,0 ± 0,01
PPASà5 %
NS
NS
NS
NS
C.V. (%)
20
31
25
9
ppAS = Plus petite amplitude significative selon le test de NEWMAN-KEULS.
NS = Non significatif

---

ANNEXE III.2 (suite) : Teneurs en bases échangeables, phosphore total et phosphore assimilable du sol ferrugineux lessivé de bas de
pente en fonction des systèmes de culture
Bases échangeables (en cmol.kg- 1)
Phosphore
Systèmes
Profondeur
Ca2 +
Mg2 +
K+
Somme des
total
assimilable
de culture
(en cm)
bases (S)
(en %)
(en mg/kg)
0-10
1,08 ± 0,02
0,35 ± 0,08
0,31 ± 0,01
1,74
0,23 ± 0,01
9,0 ± 0,20
10-25
0,65 ± 0,09
0,31 ± 0,01
0,21 ± 0,01
1,17
0,22 ± 0,02
5,5 ± 0,01
BPI
25-35
0,97 ± 0,01
0,72 ± 0,05
0,20 ± 0,01
1,89
0,27 ± 0,01
8,5 ± 1,50
35-60
1,26 ± 0,01
0,92 ± 0,10
0,20 ± 0,02
2,38
0,29 ± 0,01
4,5 ± 0,01
0-10
0,89 ± 0,11
0,47 ± 0,02
0,55 ± 0,01
1,91
0,23 ± 0,01
12,5 ± 0,50
BP2
10-25
0,58 ± 0,03
0,37 ± 0,06
0,44 ± 0,12
1,39
0,23 ± 0,01
7,5 ± 0,01
l\\.)
l\\.)
w
25-35
0,70 ± 0,01
0,31 ± 0,01
0,24 ± 0,01
1,25
0,25 ± 0,01
5,0 ± 0,01
35-60
1,68 ± 0,45
0,97 ± 0,29
0,17 ± 0,01
2,82
0,28 ± 0,03
5,0 ± 1,00
0-10
1,70 ± 0,23
0,76 ± 0,16
0,92 ± 0,38
3,38
0,38 ± 0,10
12,5 ± 0,50
BP3
10-25
1,36 ± 0,09
0,74 ± 0,04
0,92 ± 0,41
3,02
0,25 ± 0,04
9,0 ± 1,00
25-35
1,27 ± 0,18
0,62 ± 0,08
0,56 ± 0,04
2,45
0,23 ± 0,03
9,5 ± 1,50
35-60
1,53 ± 0,24
0,87 ± 0,06
0,18 ± 0,21
2,58
0,26 ± 0,02
9,0 ± 1,00
PPAS5 %
NS
NS
NS
NS
C.V. (%)
25
28
38
20
PPAS = Plus petite amplitude significative selon le test de NEWMAN-KEULS.
NS = Non significatif

---

ANNEXE I1I.2 (suite): Teneurs en bases échangeables, phosphore total et phosphore assimilable du sol hydromorphe de bas-fond en
fonction des systèmes de culture
Bases échangeables (en cmol.kg- 1)
Phosphore
Systèmes
Profondeur
Ca2 +
Mg2 +
K+
Somme des
total
assimilable
de culture
(en cm)
bases (S)
(en %)
(en mg/kg)
0-10
4,16 ± 0,80
1,77 ± 0,46
0,75 ± 0,22
6,68
0,57 ± 0,08
35,5 ± 4,5
10-35
3,1 ± 0,12
1,57 ± 0,01
0,55 ± 0,25
5,22
0,73 ± 0,08
44,0 ± 7,5
BF1
35-60
2,26 ± 0,14
1,20 ± 0,04
0,47 ± 0,18
3,93
0,48 ± 0,08
26,0 ± 7,0
0-10
1,40 ± 0,20
0,96 ± 0,19
0,58 ± 0,01
2,94
0,44 ± 0,06
19,5 ± 3,5
l\\)
l\\)
~
10-35
1,94 ± 0,10
0,97 ± 0,02
0,33 ± 0,05
3,24
0,49 ± 0,02
Il,0 ± 3,0
BF2
35-60
2,44 ± 0,27
1,05 ± 0,06
0,31 ± 0,06
3,80
0,44 ± 0,01
9,5 ± 2,5
PPAS à5 %
NS
NS
NS
NS
C.V. (%)
25
23
45
15
PPAS = Plus petite amplitude significative selon le test de NEWMAN-KEULS.
NS = Non significatif

---

225
ANNEXE X.l : Teneurs et contenus en carbone total des fractions granulométriques du
sol de mi-pente en fonction des traitements (8 et 505 JAl).
Traite-
Fractions
Poids
mg/g
mg/g
%
C/N
ments
taille
%de
de
de sol
Ootal
en ~m
sol
fraction
8 jours après la mise en incubation
2000-200
32,1
1,12
0,36
15,5
12,5
Témoin
200-50
54,0
0,73
0,38
16,3
<50
13,2
12,08
1,59
68,2
11,0
Poudrette
2000-200
32,1
24,8
7,97
65,2
21,6
de
200-50
54,6
3,93
1,92
15,7
fumier
<50
12,4
18,52
2,34
19,1
13,4
Paille
2000200
33,6
17,3
5,84
61,5
26,4
de
20050
53,4
2,03
1,37
14,4
mil
<50
12,5
18,33
2,29
24,1
13,8
505 jours après la mise en incubation
2000-200
28,3
0,33
0,10
5,5
5,9
Témoin
200-50
57,0
0,28
0,16
8,9
<50
13,8
11,08
1,53
85,5
15,3
Poudrette
2000-200
32,0
2,4
0,85
17,4
13,7
de
200-50
55,3
2,93
1,62
33,1
fumier
<50
13,0
18,55
2,42
49,5
8,6
Paille
2000-200
29,7
1,93
0,57
:14,8
21,2
de
200-50
57,1
1,9
1,08
28,1
mil
<50
13,2
16,7
2,20
57,1
8,2
ANNEXE
X.1
: Teneurs
et contenus
carbone organique
total
des
fractions
granulométriques du sol bas-fond en fonction des traitements (8 et 505 JAl).
Traite-
Fractions
Poids
mg/g
mg/g
%
C/N
ments
taille
%de
de
de sol
Ootal
en~m
sol
fraction
8 jours après la mise en incubation
2000-200
0,7
98,40
0,66
8,2
53,6
Témoin
200-50
24,8
3,85
0,93
Il,6
<50
74,0
8,70
6,44
80,2
8,7
Poudrette
2000-200
2,6
285,30
7,58
38,9
28,2
de
200-50
25,1
15,40
3,86
19,8
fumier
<50
70,6
11,40
8,03
41,2
10,4
Paille
2000-200
3,2
310,60
10,02
51,6
36,0
de
200-50
26,5
8,50
2,26
11,6
mil
<50
68,7
10,40
7,12
36,7
8,9
505 jours après la mise en incubation
2000-200
0,7
39,8
0,29
4,2
65,7
Témoin
200-50
27,5
3,7
1,02
14,7
<50
70,1
8,0
5,63
81,1
8,6
Poudrette
2000-200
0,9
77,9
0,74
7,7
14,9
de
200-50
28,4
8,0
2,26
23,7
fumier
<50
68,4
9,6
6,56
68,6
8,6
Paille
2000-200
1,0
68,9
0,67
7,5
20,1
de
200-50
211,3
6,1
1,72
19,5
mil
<50
67,9
9,5
6,45
73,0
9,0

---

1\\
226
ANNEXE X.2 : Teneurs et contenus en azote total des fractions granulométriques
sol bas-fond en fonction des traitements (8 et 505 JAl).
1
1
Traite-
Fractions
Poids
mg/g
mg/g
%
C/N
ments
taille
%de
de
de sol
Ntotal
i
en p.m
sol
fraction
8 jours après la mise en incubation
1;
2000/50
25,5
0,12
0;03
3,9
53,6
Témoin
50/0
74,0
1,0
0,74
96,1
8,7
Poudrette
2000/50
27,7
\\,44
0,40
36,0
28,2
de
fumier
50/0
70,6
1,0
0,71
64,0
10,4
Paille
2000/50
29,7
1,14
0,34
35,5
36,0
de
mil
50/0
68,7
0,90
0,62
59,5
8,9
505 jours après la mise en incubation
2000/50
28,2
0,07
0,02
3,0
65,7
Témoin
50/0
70,1
0,93
0,65
97,0
8,6
Poudrette
2000/50
29,3
0,68
0,20
21,0
14,9
de
fumier
50/0
68,4
1,11
0,76
79,0
8,6
Paille
2000/50
29,3
0,41
0,12
14,5
20,1
de
mil
50/0
67,9
1,05
0,71
85,5
9,0
ANNEXE X.2 : Teneurs et contenus en azote total des fractions granulométriques du
sol bas-fond en fonction des traitements (8 et 505 JAl).
Traite-
Fractions
Poids
mg/g
mg/g
%
C/N
ments
taille
%de
de
de sol
Ntotal
en p.m
sol
fraction
8 jours après la mise en incubation
2000/50
25,5
0,12
0,03
3,9
53,6
Témoin
50/0
74,0
1,0
0,74
96,1
8,7
Poudrette
2000/50
27,7
1,44
0,40
36,0
28,2
de
fumier
50/0
70,6
1,0
0,71
64,0
10,4
Paille
2000/50
29,7
1,14
0,34
35,5
36,0
de
mil
50/0
68,7
0,90
0,62
59,5
8,9
505 jours après la mise en incubation
2000/50
28,2
0,07
0,02
3,0
65,7
Témoin
50/0
70,1
0,93
0,65
97,0
8,6
Poudrette
2000/50
29,3
0,68
0,20
21,0
14,9
de
fumier
50/0
68,4
J, ]]
0,76
79,0
8,6
Paille
2000/50
29,3
0,41
0,12
14,5
20,1
de
mil
50/0
67,9
1,05
0,71
85,5
9,0

---

limoneux de bas-fond dans les sacs incubés in situ (n = 4)
Jours après
8
15
21
28
50
60
75
95
365
372
380
410
incubation
Témoin To
5,1
7,6
9,0
4,5
6,2
8,2
7,3
10,5
12,0
74,3
8,7
7,1
Fumier Tf
9,7
5,6
6,1
5,7
8,9
6,0
3,3
9,2
31,3
78,2
9,2
7,2
N0 -
3
Paille Tp
9,3
7,0
4,9
6,5
11,2
6,1
3,3
6,4
36,4
87,2
10,3
9,1
PPAS 5 %
2,9
NS
2,1
NS
2,3
0,4
2,4
1,2
9,7
NS
NS
NS
C.V. (%)
18
30
16
22
13
3
27
7
19
8
31
27
Témoin To
3,0
2,6
6,2
0,9
9,5
1,4
5,1
2,0
3,9
18,9
2,4
3,2
Fumier Tf
21,3
3,0
6,3
2,8
17,8
3,4
9,4
4,8
5,1
20,5
5,7
2,5
NH +
N
4
Paille Tp
13,8
3,0
6,8
6,5
17,5
3,2
Il,3
3,3
4,1
20,7
4,8
6,0
N
-...J
PPAS 5 %
2,3
NS
NS
1,8
4,5
0,7
1,9
1,5
NS
NS
1,5
0,5
C.V. (%)
9
36
10
27
15
14
Il
23
20
17
17
6
Témoin To
8,1
9,7
15,2
5,4
15,7
9,6
11,9
12,5
15,9
93,2
11,0
10,3
N0 -
Fumier Tf
31,1
8,7
11,7
8,4
26,7
9,4
12,6
15,5
36,4
98,6
15,6
9,7
3
+
Paille Tp
23,1
10,0
11,8
13,0
28,6
9,3
14,6
9,7
40,5
107,9
13,9
15,1
NH +
4
PPAS 5 %
4,6
NS
2,9
3,2
4,9
NS
2,6
2,4
9,0
NS
3,6
4,1
C.V. (%)
11
29
11
18
10
5
10
10
15
9
13
18
PPAS = Plus petite amplitude significative selon le test de NEWMAN-KEULS.
NS = Non significatif

---

ANNEXE XLI: Comparaison des teneurs en azote minéral du sol sableux de mi-pente
dans les sacs incubés in situ (n = 4)
Jours après
8
15
21
28
50
60
75
95
365
372
380
410
incubation
Témoin To
2,0
6,8
2,6
2,3
1,7
1,5
2,4
3,9
15,8
4,4
1,3
0,8
Fumier Tf
6,4
12,6
4,7
7,6
6,8
7,4
8,5
9,9
49,8
54,2
25,7
3,0
N03-
Paille Tp
2,0
5,1
2,3
3,1
2,5
1,8
9,6
5,5
34,2
30,3
32,3
2,9
PPAS 5 %
2,4
1,1
1,0
1,8
1,6
1,4
4,8
2,2
15,0
16,8
4,4
0,9
C.V. (%)
35
7
16
21
22
19
34
18
23
28
11
20
Témoin To
1,1
0,6
1,2
1,2
0,6
1,2
1,4
0,7
3,5
7,3
4,2
3,1
Fumier Tf
4,0
3,2
3,4
5,0
4,2
2,5
2,7
2,2
4,1
6,7
3,8
3,7
l'V
NH +
l'V
4
Paille Tp
3,1
2,0
2,6
2,8
2,2
1,7
2,2
1,5
3,7
7,6
3,S
3,7
(»
PPAS 5 %
O,S
0,9
1,0
2,1
1,1
O,S
0,8
0,1
NS
NS
NS
0,1
C.V. (%)
14
24
21
36
25
24
20
2
19
17
9
1
Témoin To
3,1
7,4
4,1
3,5
2,3
2,8
3,8
4,6
18,3
12,3
5,5
3,9
N03-
Fumier Tf
10,3
15,8
7,9
12,5
11,0
9,7
10,9
12,1
53,9
60,9
29,5
6,7
+
,Paille Tp
5,0
7,1
5,2
5,9
4,4
3,6
10,2
6,9
37,9
37,8
36,1
6,6
NH +
PPAS 5 %
2,8
1,3
2,0
3,6
2,6
1,7
2,3
2,2
15,9
16,9
4,5
NS
4
C.V. (%)
23
6
18
25
22
16
13
14
22
23
la
8
PPAS = Plus petite amplitude significative selon le test de NEWMAN-KEULS.
NS = Non significatif

---

229
====L=I=ST=E=DE=S=AN=N=E=X=ES=====!II
I l ! : : : = : l
CHAPITRE III
Annexe IILI : Teneurs en carbone organique et azote totaux et pH des sols en fonction
des systèmes de culture
Annexe 111.2 : Teneurs en bases échangeables, phosphore total et phosphore assimilable
des sols en fonction des systèmes de culture
CHAPITRE X
ANNEXE X.l : Teneurs et contenus en carbone organique total des fractions
granulométriques du sol en fonction des traitements (8 et 505 JAI).
ANNEXE X.2 : Teneurs et contenus en azote total des fractions granulométriques du
sol en fonction des traitements (8 et 505 JAl).
CHAPITRE XI
ANNEXE XLI: Comparaison des teneurs en azote minéral du sol dans les sacs incubés
in situ

---

LISTE DES TABLEAUX
Il
! : : : : = = = = = = = = = =

---

230
CHAPITRE 1
Tableau 1.1 : Pluviométrie mensuelle (en mm) à Bidi de 1983 à 1991.
Tableau 1.2 : Nombre de périodes sèches de plus de 5 jours consécutifs sans pluies.
CHAPITRE II
Tableau II.l : Caractéres analytiques du sol ferrugineux tropical peu lessivé sur dépôts
sableux éoliens (Profil sous jachère)
Tableau II.2 : Caractéres analytiques du sol ferrugineux tropical lessivé de bas de pente
(jachère de 5 ans)
Tableau II.3 : Caractéres analytiques du sol hydromorphe peu humifère à pseudogley
sur matériaux colluvio-alluviaux de bas-fond (Profil sous forêt galerie dégradée)
Tableau lIA : Caractéres des systèmes de culture étudiés.
CHAPITRE III
Tableau III. 1 : Caractéristiques des volumes structuraux des profils culturaux du sol de
mi-pente (MPl, MP2 et MP3)
Tableau III.2 : Caractéristiques des volumes structuraux des profils culturaux du sol de
bas de pente (BPI, BP2 et BP3)
Tableau III.3 : Caractéristiques des volumes structuraux des profils culturaux du sol de
bas-fond (BFl et BF2)
CHAPITRE IV
Tableau IV.I : Variation des teneurs en carbone organique et azote totaux et du pH
dans l'échantillonnage composite.
Tableau IV.2 : Bilan du fractionnement granulométrique (masse, carbone et azote total)
Tableau IV.3 : Teneurs et contenus en carbone des fractions granulométriques des sols
en fonction des systèmes de culture.

---

231
Tableau IVA : Teneurs et contenus en azote des fractions granulométriques du sol de
mi-pente en fonction des systèmes de culture.
CHAPITRE V
Tableau V.1 : Comparaison des quantités de carbone minéralisé et des taux de
minéralisation du carbone dans les trois systèmes de culture de mi-pente
Tableau V.2 : Comparaison des quantités de carbone
minéralisé et des taux de
minéralisation du carbone dans les trois systèmes de culture de bas de pente
Tableau V.3 : Comparaison des quantités de carbone
minéralisé et des taux de
minéralisation du carbone dans les deux systèmes de culture de bas-fond.
Tableau VA : Régression entre minéralisaton du carbone et quelques caractéristiques
analytiques du sols
Tableau V.S : Azote minéralisé, en mg/kg de sol, dans des échantillons du sol de mi-
pente (0-10 cm) en fonction des systèmes de culture et du temps d'incubation.
Tableau V.6 : Comparaison des quantités de carbone minéralisé et des taux de
minéralisation de l'azote dans les trois systèmes de culture de mi-pente
Tableau V.7 : Azote minéralisé, en mg/kg de sol, dans des échantillons du sol de bas de
pente (0-10 cm) en fonction des systèmes de culture et du temps d'incubation.
Tableau V.8 : Comparaison des quantités d'azote minéralisé et des taux de
minéralisation de l'azote dans les trois systèmes de culture de bas de pente
Tableau V.9 : Azote minéralisé, en mg/kg de sol, dans des échantillons du sol de bas-
fond (0-10 cm) en fonction des systèmes de culture et du temps d'incubation.
Tableau V.10 : Comparaison des quantités d'azote minéralisé et des taux de
minéralisation du azote dans les deux systèmes de culture de bas-fond.
Tableau V.11 : Régression entre minéralisaton de l'azote et quelques caractéristiques
analytiques du sols.
CHAPITRE VI

---

232
Tableau VI.1 : Variabilité des teneurs en azote minéral (en mg/kg de sol) de
l'échantillon composite dans le sol cultivé sans labour en mi-pente (MP2) à deux dates
de prélèvement.
CHAPITRE IX
Tableau IX.! : Caractères analytiques de la couche 0-15 cm des sols incubés.
Tableau IX.2 : Caractères chimiques de la matière organique utilisée
CHAPITRE X
Tableau X.1 : Paramètres de la cinétique de décomposition in situ du carbone des
traitements fumier et paille de mil en fonction du type de sol.
Tableau X.2 : Variation des teneurs en carbone organique total des fractions
granulométriques des traitements entre 8 et 505 jours après mise en incubation.
Tableau X.3 : Variation des contenus en azote total des fractions granulométriques des
traitements entre 8 et 505 jours après mise en incubation
Tableau XA : Comparaison des teneurs en carbone organique et azote totaux des
traitements par type de sol.
Tableau X.5 : Gain en carbone (mgC/g de sol) et azote total (mgN/g de sol) des
traitements fumier et paille de mil par rapport au témoin en fin d'incubation (505 JAl).

---

LISTE DES FIGURES
Il

---

233
CHAPITRE 1
Figure 1.1 : Localisation de la zone d'étude
Figure 1.2 : Les Zones climatiques du Burkina Faso
Figure 1.3 : Diagramme ombrothermique à Bidi de 1983 à 1991
Figure 1.4 : Moyenne des températures décadaires à Bidi de 1983 à 1991
Figure 1.5 : Carte géomorphologique de la région de Bidi. (D'après GUILLET, 1992)
Figure 1.6 : Coupe schématique du modélé en région granitique. (D'après BOULET,
1968)
CHAPITRE II
Figure II.1: Résumé de quelques caractères des sols étudiés.
CHAPITRE III
Figure 111.1 : Volumes structuraux dans l'horizon 0-30 cm des profils culturaux du sol de
mi-pente.
Figure 111.2 : Volumes structuraux dans l'horizon 0-35 cm des profils culturaux du sol de
bas de pente.
Figure 111.3 : Volumes structuraux dans l'horizon 0-35 cm des profils culturaux du sol
hydromorphe peu humifère à pseudogley de bas-fond.
Figure IliA : Profil granulométrique du sol de mi-pente en fonction des systèmes de
culture
Figure 111.5 : Profil granulométrique du sol de bas de pente en fonction des systèmes de
culture
Figure 111.6 : Profil granulométrique du sol de bas-fond en fonction des systèmes de
culture

---

234
Figure 111.7 : Profils des teneurs en carbone organique et azote totaux du sol de mi-
pente en fonction des systèmes de culture.
Figure 1II.8 : Profils des teneurs en carbone organique et azote totaux du sol de bas de
pente en fonction des systèmes de culture.
Figure 1I1.9 : Profils des teneurs en carbone organique et azote totaux du sol de bas-fond
en fonction des systèmes de culture.
Figure 111.10 : Profils de pH et des teneurs en cations échangeables, phosphore total et
phosphore assimilable du sol de mi-pente en fonction des systèmes de culture
Figure 111.11 : Profils de pH et des teneurs en cations échangeables, phosphore total et
phosphore assimilable du sol de bas de pente en fonction des systèmes de culture
Figure 111.12 : Profils de pH et des teneurs en cations échangeables, phosphore total et
phosphore assimilable du sol de bas-fond en fonction des systèmes de culture
CHAPITRE IV
Figure IV.1 : Contenus en carbone organique total dans les fractions granulométriques
de l'horizon 0-10 cm des sols en fonction des systèmes de culture.
Figure IV.2 : Contenus en azote total dans les fractions granulométriques de l'horizon 0-
10 cm des sols en fonction des systèmes de culture.
CHAPITRE V
Figure V.1 : Minéralisation du carbone de l'horizon 0-10 cm du sol de mi-pente en
fonction des systèmes de culture.
Figure V.2 : Minéralisation du carbone de l'horizon 0-10 cm du sol de bas de pente en
fonction des systèmes de culture.
Figure V.3 : Minéralisation du carbone de l'horizon 0-10 cm du sol de bas-fond en
fonction des systèmes de culture.
Figure VA : Relation entre le carbone minéralisé (en mg/kg de sol) et les teneurs en
carbone organique total des sols.

---

235
Figure V.5 : Minéralisation nette de l'azote de l'horizon 0-10 cm du sol de mi-pente en
fonction des systèmes de culture.
Figure V.6 : Minéralisation nette de l'azote de l'horizon 0-10 cm du sol de bas de pente
en fonction des systèmes de culture.
Figure V.7 : Minéralisation nette de l'azote de l'horizon 0-10 cm du sol de bas-fond en
fonction des systèmes de culture.
CHAPITRE VI
Figure VI.1 : Pluviométrie journalière (en mm) à Bidi pendant les saisons de culture de
1989 et 1990
CHAPITRE VII
Figure VIL1 : Pluviométrie et évapotranspiration potentielle décadaires à Bidi de mai à
octobre 1990
Figure VII.2 : Variation de l'humidité du sol de mi-pente (MP) au cours de la saison
pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
Figure VII.3 : Variation de l'humidité du sol de bas de pente (BP) au cours de la saison
pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
Figure VIlA: Variation de l'humidité du sol de bas-fond (BF) au cours de la saison
pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
Figure VIL5 : Pluviométrie et évapotranspiration potentielle décadaires à Bidi de mai à
octobre 1989
Figure VII.6 : Variation de l'humidité du sol de mi-pente (MP) au cours de la saison
pluvieuse de 1989 en fonction des systèmes de culture
Figure VII.7 : Variation de l'humidité du sol de bas de pente (BP) au cours de la saison
pluvieuse de 1989 en fonction des systèmes de culture
CHAPITRE VIII
Figure VIII. 1 : Variation des teneurs en azote minéral du sol de mi-pente (MP) au cours
de la saison pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture

---

236
Figure VIII.2 : Variation des teneurs en azote minéral du sol de bas de pente (BP) au
cours de la saison pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
Figure VIII.3 : Variation des teneurs en azote minéral du sol de bas-fond (BF) au cours
de la saison pluvieuse de 1990 en fonction des systèmes de culture
Figure VIII.4 : Variation des teneurs en azote minéral du sol de mi-pente (MP) au cours
de la saison pluvieuse de 1989 en fonction des systèmes de culture
Figure VIII.5 : Variation des teneurs en azote minéral du sol de bas de pente (BP) au
cours de la saison pluvieuse de 1989 en fonction des systèmes de culture
Figure VIII.6 : Mobilisation de l'azote par une culture de mil en fonction du stade
phénologique (D'après BLONDEL, 1971a)
CHAPITRE IX
Figure IX.1 : Dispositif expérimental de l'incubation in situ
Figure IX.2 : Variation de l'humidité du sol dans les sacs incubés
CHAPITRE X
'.
Figure X.1 : Evolution des teneurs en carbone organique total des deux sols incubés en
fonction des traitements poudrette de fumier et paille de mil et du temps d'incubation
Figure X.2 : Evolution des teneurs en azote total des deux sols incubés en fonction des
traitements poudrette de fumier et paille de mil et du temps d'incubation
Figure X.3 : Evolution du rapport C/N des deux sols incubés en fonction des traitements
poudrette de fumier et paille de mil et du temps d'incubation
Figure X.4 : Contenus en carbone organique total (en mg/g de sol) dans les fractions
granulométriques des traitements du sol sableux de mi-pente à 8 et 505 jours après la
mise en incubation (JAI)
Figure X.5 : Contenus en carbone (en mg/g de sol) dans les fractions granulométriques
des traitements du sol argilo-limoneux de bas-fond à 8 et 505 jours après la mise en
incubation (JAI)

---

237
Figure X.6 : Contenus en azote total (en mg/g de sol) dans les fractions
granulométriques des traitements du sol sableux de mi-pente à 8 et 505 jours après la
mise en incubation (JAl)
Figure X.7 : Contenus en azote total (en mg/g de sol) dans les fractions
granulométriques des traitements du sol argilo-limoneux à 8 et 505 jours après la mise
en incubation (JAl)
CHAPITRE XI
Figure XI.1 : Variation de la minéralisation nette de l'azote dans le sol de mi-pente
incubé in situ (Jère saison)
Figure XI.2 : Variation de la minéralisation nette de l'azote dans le sol de bas-fond
incubé in situ (J ère saison)
Figure XI.3 : Variation de la minéralisation nette de l'azote dans le sol de mi-pente
incubé in situ (2ème saison)
Figure XIA : Variation de la minéralisation nette de l'azote dans le sol de bas-fond
incubé in situ (2ème saison)
CHAPITRE XII
Figure XI!.1 : Minéralisation nette de l'azote dans un sol bas-fond incubé avec et sans
poudrette de fumier en fonction des conditions hydriques simulées au laboratoire

---

TABLE DES MATIERES
Ir

---

238
)
AVANT-PROPOS
3
INTRODUCTION GENERALE
8
PREMIERE PARTIE :
CONDITIONS DU MILIEU ET CARACTERISTIQUES DES SITUATIONS ETUDIEES
CHAPITRE 1: PRESENTATION DU MILIEU ETUDIE
12
1. CLIMAT
12
1.1. Précipitations et Evapotranspiration
12
1.2. Températures
16
1.3. Vents
17
1.4. Conclusion
17
2. GEOLOGIE ET GEOMORPHOLOGIE
17
3. VEGETA-nON
19
4. SOLS
20
5. MILIEU HUMAIN ET ACTIVITES AGRICOLES
20
5.1. Systèmes d'élevage
20
....
5.2. Systèmes de culture
21
5.2.1. Cultures et successions culturales
21
5.2.2. Itinéraires techniques
21
5.2.2.1. Préparation du sol
'"
22
5.2.2.2. Fertilisation
22
5.2.2.3. Façons culturales
23
5.2.3. Principaux systèmes de culture
23
6. CONCLUSION
23
CHAPITRE Il : CARACTERISTIQUES SITUATIONS ETUDIEES
25
1. CARACTERES DES SOLS ETUDIES
25
1.1. Sol ferrugineux tropical peu lessivé sur matériaux
sableux éoliens en mi-pente
25
1.1.1. Caractères morphologiques
25
1.1.2. Caractères analytiques
26
1.1.3. Conclusion
28
1.2. Sol ferrugineux tropical lessivé de bas de pente
28
1.2.1. Caractères morphologiques
28
1.2.2. Caractères analytiques
29
1.2.3. Conclusion
30
1.3. Sol hydromorphe à pseudogley sur matériaux
colluvio-alluviaux de bas-fond
31
1.3.1. Caractères morphologiques
31
1.3.2. Caractères analytiques
32
1.3.3. Conclusion
34
1.4. Conclusion
34

---

239
2. CARACTERISTIQUES DES SYSTEMES DE CULTURE ETUDIES
36
2.1. Systèmes de culture sur le sol de mi-pente
36
2.2. Systèmes de culture sur le sol de bas de pente
37
2.3. Systèmes de culture sur le sol de bas-fond
37
2.4. Critères du choix des systèmes de culture
38
2.5. Conclusion
38
DEUXIEME PARTIE:
MODIFICATIONS DES CARAC"rERES DES SOLS PAR LES SYSTEMES DE
CULTURE
CHAPITRE III : INFLUENCE DES SYSTEMES DE CULTURE SUR
LES CARACTERES MORPHOLOGIQUES, PHYSIQUES ET CHIMIQUES
DES SOLS
42
1. METHODOLOGIE
42
1.1. Délimitation d'une parcelle d'étude
42
1.2. Caractérisation morphologique
42
1.3. Détermination analytique
.42
1.4. Conclusion
43
2. INFLUENCE SUR LES CARACTERES MORPHOLOGIQUES DES SOLS
44
2.1 .. Sol de mi-pente
44
2.2. Sol de bas de pente
47
2.3. Sol de bas-fond
50
2.4. Discussion
53
3. INFLUENCE SUR LA GRANULOMETRIE DES SOLS
54
:.
3.1. Sol de mi-pente
54
3.2. Sol de bas de pente
55
3.3. Sol de bas-fond
55
3.4. Discussion
57
4. INFLUENCE SUR LE STATUT ORGANIQUE DES SOLS
(CARBONE ORGANIQUE ET AZOTE TOTAUX)
58
4.1. Sol de mi-pente
58
4.2. Sol de bas de pente
58
4.3. Sol de bas-fond
60
4.4. Discussion
60
5. INFLUENCE SUR LES CARACTERES CHIMIQUES DES SOLS
62
5.1. Sol de mi-pente
62
5.1.1. Bases échangeables
62
5.1.2. Le pH
63
5.1.3. Phosphore total et phosphore assimilable
63
5.2. Sol de bas de pente
65
5.2.1. Bases echangeables
65
5.2.2. Le pH
66
5.2.3. Phosphore total et phosphore assimilable
66
5.3. Sol de bas-fond
68
5.3.1. Bases échangeables
68
".
5.3.2. Le pH
68
5.3.3. Phosphore total et phosphore assimilable
70
5.4. Discussion
70
6. CONCLUSION
71

---

240
CHAPITRE IV : INFLUENCE DES SYSTEMES DE CULTURE SUR LA
) REPARTITION DE LAMA"rlEREORGANIQUE DANS DIFFERENTES
FRAC110NS GRANLILOMETRIQUES DES SOLS
74
)
1. ME:rHODOLOGIE
74
1.1. Prélèvement des échantillons
74
1.2. Fractionnement granulométrique de
la matière organique
75
2. RESLILTATS
76
2.1. Bilan en masse, en carbone organique total et
en azote total
76
2.2. Caractéristiques chimiques des fractions
76
2.2.1. Fraction grossière (2000/50 ""m)
76
2.2.2. Fraction fine « 50 J..'m)
77
2.3. Répartition du carbone organique total et de
l'azote total dans les fractions
81
2.3.1. Carbone organique total
81
2.3.2. Azote total
82
3. DISCUSSION
84
4. CONCLUSION
85
CHAPITRE V: INFLUENCE DES SYSTEMES DE CULTURE SUR
LE POUVOIR MINERALISATEUR DES SOLS
87
1. ME:rHODOLOGIE
87
1.1. Minéralisation du carbone
87
1.2. Minéralisation nette de l'azote
88
2. RESULTATS E:r DISCUSSIONS
89
2.1. Minéralisation du carbone
89
2.1.1. Influence des systèmes culture
89
2.1.1.1. Sol de mi-pente
89
2.1.1.2. Sol de bas de pente
90
2.1.1.3. Sol de bas-fond
91
2.1.2. Facteurs influençant la minéralisation du
carbone
93
2.2. Minéralisation de l'azote
95
2.2.1. Influence des systèmes de culture
95
2.2.1.1. Sol de mi-pente
95
2.2.1.2. Sol de bas de pente
98
2.2.1.3. Sol de bas-fond
100
2.2.2. Facteurs influençant la minéralisation de
l'azote
103
3. CONCLUSION
105
CONCLUSION DE LA DEUXIEME PARTIE
107
..
TROISIEME PARTIE:
ETUDE DE LA VARIATION SAISONNIERE DE L'AZOTE MINERAL DES SOLS AU
COURS DE LA SAISON DE CULTURE

---

241
CHAPITRE VI : MATERIEL ET METHODES D'ETUDE
112
1. DISPOSITIF DE SUIVI AU CHAMP
112
2. DETERMINATIONS ANALYTIQUES
113
2.1 . Caractérisation des conditions hydriques
113
2.2. Dosage de l'azote minéral
113
2.3. Variabilité de l'échantillonnage composite
115
2.4. Limite de la méthode
115
CHAPITRE VII: VARIATION DES CONDITIONS DES SOLS AU COURS
DES SAISONS DE CULTURE DE 1990 ET 1989
117
1. SAISON PLUVIEUSE DE 1990
117
1.1. Sol de mi-pente
119
1.2. Sol de bas de pente
121
1.3. Sol de bas-fond
123
2. SAISON PLUVIEUSE DE 1989
125
2.1. Sol de mi-pente
125
2.2. Sol de bas de pente
125
3. CONCLUSION
129
CHAPITRE VIII: VARIATION DES TENEURS EN AZOTE MINERAL DES
SOLS AU COURS DE LA SAISON DE CULTURE
131
1. RESULTATS
131
1.1. Saison pluvieuse de 1990
131
1.1.1. Sol de mi-pente
131
1.1.2. Sol de bas de pente
133
1.1 .3. Sol de bas-fond
135
1.1.4. Conclusion
137
1.2. Saison pluvieuse de 1989
138
1.2.1. Sol de mi-pente
138
1.2.2. Sol de bas de pente
138
1.2.3. Conclusion
141
2. DISCUSSION
141
2.1. Quelques aspects de la dynamique de l'azote minéral
au champ
141
2.1.1. Minéralisation de l'azote
142
2.1.2. Réorganisation
142
2.1.3. Absorption des plantes
142
2.1.4. Lixiviation
143
2.1.5. Dénitrification
144
2.1.6. Conclusion
144
2.2. Evolution des teneurs en azote minéral au cours
de la saison de culture
144
2.3. Effet des types des sols sur la minéralisation
nette de l'azote au champ
146
2.4. Effet des systèmes de culture et opérations
culturales sur la minéralisation nette de l'azote
au champ
146
2.5. Relation entre minéralisation nette de l'azote
in situ et caractéristiques de sols
147
3. CONCLUSION
148

---

242
\\
QUATRIEME PARTIE:
~
ETUDE DE lA MATIERE ORGANIQUE ET DE L'AZOTE DANS LE SOL
Î
FERRUGINEUX SABLEUX DE MI-PENTE ET DANS LE SOL HYDROMORPHE
ARGILO-LiMONEUX DE BAS-FOND
CHAPrrRE IX : METHODOLOGIE
151
1. INCUBATION IN SITU
151
1.1. Matériel
151
1.1.1. Caractères des sols
151
1.1.2. Caractères de la matière organique utilisée
151
1.2. Méthode d'incubation
153
1.3. Conditions hydriques
155
2. INCUBATION AU LABORATOIRE
155
2. 1. Objectif
155
2.2. Matériel et méthode
157
3. DETERMINATIONS ANALYfIQUES
158
4. METHODE D'AJUSTEMENT
158
CHAPITRE X : DYNAMIQUE IN SITU DU CARBONE ET DE
L'AZOTE TOTAL DANS LES CONDIITIONS PEDOCLIMATIQUES
DE MI-PENTE ET DE BAS-FOND
'"
159
,
1. EVOLUTION DES TENEURS EN CARBONE ORGANIQUE ET
AZOTE TOTAUX ET DU RAPPORT CIN
159
1.1 .Carbone organique total
159
1.2. Azote total
160
1.3. Rapport C IN
162
1.4. Discussion
162
2. EVOLUTION DU CARBONE ORGANIQUE ET DE L'AZOTE TOTAL
DANS LES DIFFERENTES FRACTIONS DU SOL
163
2.1. Carbone organique total
164
2.1.1. Sol sableux de mi-pente
164
2.1.2. Sol argilo-Iimoneux de bas-fond
165
2.2. Azote total et rapport CIN
168
2.2.1. Sol sableux de mi-pente
168
2.2.2. Sol argilo-limoneux de bas-fond
169
2.3. Discussion
172
3. EFFET DES APPORTS SUR L'ENRICHISSEMENT EN CARBONE
ORGANIQUE ET AZOTE TOTAL DU SOL
173
4. CONCLUSION
175
•
CHAPITRE XI : EFFET DES APPORTS ORGANIQUES SUR
lA DYNAMIQUE IN SITU DE L'AZOTE MINERAL DANS LES
CONDITIONS PEDOCLIMATIQUES DE MI-PENTE ET DE BAS-FOND
178
1. EVOLUTION DES TENEURS EN AZOTE AU COURS DE LA PREMIERE
SAISON PLUVIEUSE D'INCUBATION (1989)
178

---

243
1.1. Résultats
178
1.1.1. Sol de mi-pente
178
1.1.2. Sol de bas-fond
179
1.2. Discussion
182
1.2.1. Minéralisation nette au cours de la saison
182
,
1.2.2. Effet des conditions pédoclimatiques
183
1.2.3. Effet des apports organiques
183
2. MINERALISATION NETTE DE L'AZOTE PENDANT LA DEUXIEME
SAISON PLUVIEUSE D'INCUBATION (1990)
184
2.1. Résultats
184
2.1.1. Sol de mi-pente
184
2.1.2. Sol de bas-fond
185
2.2. Discussion
185
3. CONCLUSION
188
\\
CHAPITRE XII : EFFET DES CONDITIONS HYDRIQUES DE BAS-FOND
SIMULEES AU LABORATOIRE SUR LA DYNAMIQUE DE L'AZOTE
MINERAL EN PRESENCE OU NON D'APPORT ORGANIQUE
190
1. RESULTATS
190
1.1. Minéralisation nette en conditions
hydriques normales
190
1.2. Minéralisation nette de l'azote en fonction
des conditions de submersion
191
1.2.1. Azote minéral après une submersion
du sol sec
191
1.2.2. Azote minéral après une submersion du sol
préalablement humidifié
191
•
1.2.2.1. Submersion de longue durée
191
1.2.2.2. Submersion de courte durée
192
2. DISCUSSION
194
2.1. Effet de la submersion sur la minéralisation nette
de l'azote d'un sol sec
195
2.2. Effet de la submersion sur la minéralisation nette
de l'azote d'un sol préalablement humidifié
195
3. CONCLUSION
196
CONCLUSION DE LA QUATRIEME PARTIE
198
CONCLUSION GENERALE
201
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
208
ANNEXES
219
LISTES DES ANNEXES
229
LISTES DES TABLEAUX
230
•
LISTES DES FIGURES
233
TABLES DES MATIERES
238

---