Données nécessaires au calcul de l'ingestion et de l'excrétion

Les unités spatiales dans lesquelles l'évaluation est faite sont les unités d'occupation des sols dans les unités géographiques (cf. chapitre 2). L‘échelle temporelle de l‘évaluation des flux porte sur les 5 périodes retenues pour la division du temps dans les agroécosystèmes culture-élevage de la zone d‘étude (chapitre 2). Cette évaluation a essentiellement pour but de mettre en place des plans d‘information sur les flux liés à l‘ingestion et à l‘excrétion à l'échelle du terroir. Ces flux seront utilisés pour l‘évaluation des bilans partiels à l‘échelle des mêmes unités d‘occupation des sols et de l‘exploitation agricole dans le chapitre suivant.

5.2 Méthodes

5.2.1 Données nécessaires au calcul de l'ingestion et de l'excrétion

Une des thématiques traitées dans les recherches conduites à l‘ILRI au Niger de 1992 à 2004 a porté sur le rôle de l‘élevage dans le recyclage de la matière organique et le transfert de fertilité (William, Powell et al., 1993a,De Leeuw, Reynolds et al., 1995; Fernandez-Rivera, Williams et al., 1995b). Ces travaux ont permis de disposer d‘une quantité importante d‘informations, qui ont fait l‘objet de plusieurs publications. La documentation des bases de données réalisée par l'ILRI a été poursuivie avec l‘appui de la coopération belge et la coopération japonaise (Gerard, Traore et al., 2007). Une partie des données utilisées dans ce travail est constituée de celles de l‘ILRI précisées dans les articles scientifiques cités ci-dessus ainsi que dans des notes et rapports. Parmi ces travaux, on retrouve ceux relatifs aux premières bases spatiales sur les unités géographiques (Turner, 1995a), ceux effectués sur les sols (Hiernaux, 1996) et ceux sur l‘occupation des sols (Gérard, 2000). L‘ensemble des données utilisées répond à un concept de schéma des flux de matière organique pour l‘étude des transferts des éléments nutritifs qui comprend les unités de sol, la végétation et les troupeaux (cf. chapitre 2)

149 5.2.2 Les échelles de calcul et d'agrégation de l'ingestion et de l'excrétion

5.2.2.1 Les unités géographiques

L‘espace d‘étude a été subdivisé en 694 unités géographiques (Turner, 1995a) identifiables sur le terrain par des éléments physiques (pistes, topographie, sols) . Les unités géographiques ont une superficie moyenne de 71.5 ha calculée en projection UTM 31 Nord. Les superficies des unités géographiques sont très variables et le coefficient de variation est de 69.5%. Elles constituent des entités spatiales dont les frontières sont fixes au cours de l‘étude. Elles permettent ainsi une restitution des dynamiques existantes entre le milieu, l‘animal et l‘homme. Les itinéraires suivis par les troupeaux au pâturage recoupent plusieurs unités géographiques. Un troupeau t se déplace d‘une unité géographique bu1 (budgeting unit 1) à une autre unité bu2. Le circuit de l‘animal est ainsi composé de plusieurs unités géographiques. Le terme ‗unité de compte‘ attribué à ces entités spatiales correspond à leur rôle dans la formalisation utilisée. Ces unités permettent la comptabilisation des entrées et des sorties dans le cadre des transferts d‘éléments nutritifs. Elles sont utilisées comme base d'agrégation des ressources végétales (voir chapitre 3).

5.2.2.2 Les unités d’occupation des sols

Les cartes d‘occupation des sols utilisées représentent l‘empreinte d‘une campagne agricole.

Elles ont été établies sur base de photographies aériennes à basse altitude à l‘aide d‘une caméra 24x36 montée sur un aéroplane volant à une altitude moyenne de 1200 m après les récoltes (Hiernaux, 1996; Hiernaux et Ayantude, 2004). Les classes d‘occupation des sols sont les zones cultivées, les zones cultivées avec fumure, les sols incultivables, les jachères, les friches et les zones d‘habitation. Les occupations de sols constituent la plus petite unité d'expression des masses végétales disponibles.

5.2.2.3 Les informations sur les itinéraires des troupeaux et les activités des troupeaux Plusieurs suivis des troupeaux allant du suivi individuel d‘un animal témoin dans un troupeau au pâturage à une rétrospective complète des itinéraires suivis par les gestionnaires lors des enquêtes sur le cheptel ont permis de relever les itinéraires diurnes et nocturnes avec les horaires relatifs aux activités de l'animal dans les unités géographiques traversées (Turner, 1995b; Hiernaux et Ayantude, 2004). De telles enquêtes sont entachées d‘omissions ou

150 d‘erreurs de relevé dans les circuits. Les erreurs les plus rencontrées sont les omissions des unités traversées et les heures de certaines activités. Les méthodes utilisées pour la correction de ces erreurs ont été décrites et les résultats ont été spatialisés pour obtenir la pression de pâture à l'échelle des unités géographiques (Turner et Hiernaux, 2002). Ces résultats ont été utilisés par la suite pour l'étude de l'impact de la conduite des troupeaux sur la pression de pâture (Turner, Hiernaux et al., 2005). Les itinéraires sont composés par une succession d'unités géographiques traversées par un troupeau dans la journée et dans la nuit. Cette notion diffère de celle des pistes linéaires et des suivis effectués dans plusieurs études à l'aide de GPS (Ickowicz, Usengumuremyi et al., 1997; Manlay, Ickowicz et al., 2004;Schlecht, Hulsebusch et al., 2004). La méthode du "shortest path" (algorithme qui permet de calculer le plus court chemin à l'intérieur d'un polygone (Shi, Zhu et al., 1998) a été utilisée par Turner (2002) pour déterminer les distances parcourues par le bétail sur les itinéraires. Le suivi, circuit de pâture du troupeau. Ces circuits de pâture diurne et nocturne ont été identifiés sur la base de la carte des unités géographiques mises à disposition des enquêteurs (Turner, Hiernaux et al., 2005).

5.2.2.4 Les paramètres d’ingestion et d’excrétion

Ils sont exprimés en saison et par catégorie d‘animal en gMS/mn :

 la quantité de matière sèche ingérée

 la quantité de matière sèche excrétée.

Ces paramètres (Annexe 5.1) ont été établis sur la base des essais menés par l'ILRI (Schlecht, Mahler et al., 1995; Hiernaux, Fernandez-rivera et al., 1997; Schlecht, Fernández-Rivera et al., 1997; Schlecht, Hiernaux et al., 2006 ).

Les informations de base utilisées sont :

- le poids vif par classe d‘âge, par espèce et par saison,

151 - la quantité journalière de matière sèche en gramme (g) ingérée par kg de poids

vif, par classe d'âge, espèce et saison ;

- Le temps de pâture en minutes par jour par classe d'âge, espèce et saison - La digestibilité de la matière sèche par classe d'âge, espèce et saison

Les normes d‘ingestion et d‘excrétion du bétail utilisées, prennent en compte les modalités liées à la saison, à l‘espèce et à la classe d‘âge des animaux, à la différence de plusieurs études sur le rôle de l‘élevage dans le recyclage de la matière organique qui utilisent des moyennes globales. Les quantités ingérées et excrétées sont liées au temps de pâture (Ayantunde, Fernandez-Rivera et al., 2001). L‘impact de la qualité des parcours a certes une influence sur les quantités ingérées, cependant les différences qui existent entre les résidus de cultures et les herbacées des jachères ne sont pas importantes en termes de qualité nutritionnelle (Schlecht, Fernández-Rivera et al., 1997). De même pour l‘excrétion, les quantités excrétées par animal et par jour dépendent de la digestibilité des aliments et des quantités de fourrage ingérées (Landais et Lhoste, 1993; Fernández-Rivera, Hiernaux et al., 2005). La gestion des troupeaux et son impact sur le comportement des animaux au pâturage, notamment les temps de marche et de pâture influent aussi sur l‘excrétion. La distinction n‘a pas été faite entre l‘urine et les fèces dans les déjections animales malgré le comportement différent des urines par rapport aux déjections solides (Brouwer et Powell, 1998). De grandes quantités d‘azote contenues dans les urines sont perdues par volatilisation du NH3 juste après les dépôts de déjections (Powell, Fernandez-Rivera et al., 1995; Schlecht, Mahler et al., 1995).

5.2.2.5 La notion temporelle (rappel chapitre 2)

La modélisation des systèmes d‘élevage extensif pose plusieurs difficultés d‘ordre méthodologique de part la variabilité temporelle des ressources et des exigences que cela impose aux acteurs en termes de pratique de conduite. L‘un des principes admis dans ces approches est le découpage du temps en fonction de pratiques d‘élevage et des évènements qui marquent le fonctionnement des systèmes étudiés (Landais et Balent, 2001). Les saisons considérées dans cette étude (Turner, 1995b) sont fonction du climat et de l‘accessibilité aux ressources fourragères. Le découpage qui découle de cette approche comprend 5 saisons, dont deux en saison des pluies (HV1 et HV2) et trois en saison sèche (SS1, SS2 et SS3). Ces

152 saisons correspondent à des activités agro-pastorales spécifiques. Le découpage en deux périodes pour la saison des pluies se justifie parce que le démarrage de cette saison au Sahel est très variable et peut s'étaler du 15 mai au 15 juillet (Sivakumar, 1988). Dans les cas d'installation tardive de la saison, la période considérée HV1 a un niveau de production plus faible que la seconde période HV2. Les besoins alimentaires du bétail sont assurés par les zones non cultivées. La période SS1 correspond à l‘ouverture des champs pour l‘utilisation des résidus de récolte. Cette période est relayée par une période très difficile pour l‘élevage tant au niveau de la disponibilité des fourrages que de l‘eau. C‘est aussi la période de départ en transhumance.

5.2.3 Méthode d'évaluation de l'ingestion et de l'excrétion aux différentes