CHAPITRE II : DIAGNOSTIC SUR LA VARIABILITE DES RENDEMENTS DANS LES PARCELLES
1. Présentation du dispositif
1.1. Choix des parcelles
Le dispositif comprend 22 parcelles suivies en première année (2003) et 28 parcelles en deuxième année (2005), réparties dans différentes zones géographiques de l’île et choisies de façon à représenter une diversité de combinaisons systèmes de culture - milieux (Tableaux III-3 et III-5, Carte 3). Les sols des différentes parcelles enquêtés sont de texture variable avec cependant une prédominance de sols argileux (Annexes 15 et 16). Mais ce sont aussi nos moyens logistiques, la disponibilité et l’intérêt des agriculteurs pour cette étude qui ont déterminé l’effectif des parcelles par zone géographique.
Les parcelles suivies appartiennent toutes aux agriculteurs qui ont été parallèlement enquêtés sur le fonctionnement général de leur exploitation et sur la constitution des systèmes de culture maraîchers, présentés au chapitre précédent. Selon l’agriculteur, il y a de une à trois parcelles suivies sur la saison de culture (Carte 3). La surface des parcelles enquêtées varie de 90 à 720 m².
1.2. Mesures et observations effectuées sur chaque parcelle
Nous faisons l’hypothèse que le peuplement peut être décrit par les caractéristiques de l’individu moyen, bien que le peuplement végétal en situation paysanne soit hétérogène. Pour tenir compte des hétérogénéités du peuplement et des conditions du milieu (micro-variations de types de sols, de topographie, d’exposition …), nous avons décidé de faire les observations dans trois placettes réparties au hasard dans chacune des parcelles suivies. Les surfaces de placettes peuvent varier d’une parcelle à l’autre selon la structure de peuplement et la topographie de la parcelle. En 2005, nous avons retenu vingt-quatre plantes par placette, subdivisée en deux sous-placettes de douze plantes chacune, l’une pour y réaliser les observations et mesures in situ, l’autre pour effectuer les mesures destructives. En 2003, la placette a été choisie en délimitant une surface de trois lignes de plantation par quatre mètres de long environ, soit une surface variable (9 à 12 m²) selon les écartements entre les lignes de plantation.
Les observations et mesures portent sur la caractérisation des états du milieu, du système de culture (histoire des parcelles, itinéraires techniques) et sur le fonctionnement du peuplement végétal.
CHAPITRE II : DIAGNOSTIC SUR LA VARIABILITE DES
Figure III-5 : Disposition des tensiomètres à quatre profondeurs en cm (T20, T40, T60, T80) dans la parcelle Mhs1 en 2005.
trou de plantation
T20 T20
plant plant plant plant
T40 T40
T60 T60
plant plant plant plant
T80 T80
plant plant plant plant
Elles doivent permettre d’évaluer les performances de la culture de tomate.Autant que possible, nous avons privilégié des mesures et des échelles de notations assez simples et robustes pouvant être utilisées en parcelles paysannes telles que l’indice de nutrition azotée, des échelles de notation de parasites et d’adventices, et une décomposition assez fine de l’élaboration du rendement (nombre de tiges par plant, nombre de bouquets par tige, nombre de fruits par bouquet, poids moyen du fruit). Ces variables ont été déterminées a priori, à partir des connaissances déjà acquises sur le fonctionnement du peuplement végétal de l’espèce étudiée (cf. analyse bibliographique) et sur le milieu de la zone d’étude. Le travail de diagnostic a donc été réalisé à partir des indicateurs disponibles sans chercher à mettre au point au préalable d’autres indicateurs de diagnostic. Notre choix se justifie par le fait que l’analyse du rendement n’est qu’une partie de ce travail de thèse, l’autre partie portant sur l’analyse et la formalisation des règles de décision de constitution des systèmes de culture maraîchers et des modes de conduite de la tomate.
1.2.1. Caractérisation du milieu
- Le sol :
Des prélèvements de sol ont été réalisés dans les couches 0-20 cm et 20-40 cm de l’ensemble des parcelles suivies en 2003 et 2005, afin de déterminer leurs caractéristiques physico-chimiques. Ils ont été effectués avant la mise en culture et la fertilisation de fond. Les échantillons de terre sont composés d’un mélange de quatre carottes prises à différents points de la parcelle. Les analyses physiques (granulométrie, calcul des courbes pF 2,5 et pF 4,2 sur échantillons remaniés) ont été réalisées par le laboratoire du Cirad à Montpellier et les analyses chimiques (N, P, K, pH, C/N, matière organique, bases échangeables et CEC) ont été confiées au laboratoire d’agronomie du Cirad à la Réunion.
- L’état hydrique :
Ne disposant pas de moyens logistiques suffisants, ni d’appareils de mesures pour mettre en place un dispositif de collecte de données précises sur l’évolution de l’état hydrique des parcelles suivies et des peuplements végétaux, nous avons opté pour la méthode des bilans hydriques simplifiés. Ces derniers peuvent être établis à partir de l’estimation des flux d’eau entrants (irrigations paysannes, pluviométrie, remontées capillaires) et sortants (évapotranspiration réelle de la parcelle, ETa, ruissellement, drainage) de la réserve du sol entre deux dates. Pour calculer le ruissellement, le drainage et les éventuelles remontées capillaires dans chaque parcelle, il nous aurait fallu installer des appareils de mesure appropriés dans les parcelles, ce qui était très difficile compte tenu de nos moyens limités vis-à- vis du nombre et de la dispersion des parcelles. Cependant, compte tenu de la réalité, nous avons considéré ces valeurs comme négligeables : en effet, les pluies sont rares et faibles en saison sèche et l’irrigation est localisée au trou de plantation.
Le bilan hydrique (en mm) entre deux dates s’écrit selon l’équation suivante : ΔS = Ir + P – ETa
avec (en mm) Ir : irrigations
P : précipitations reçues entre deux dates
ETa : évapotranspiration réelle
ΔS : variation de stocks
L’évapotranspiration réelle (ETa) est difficile à mesurer. On sait néanmoins qu’elle est bornée par le besoin en eau théorique de la culture, dit « évapotranspiration maximale » ETM.
Pour calculer ETM, on utilise la formule : ETM = Kc * ETo
L’évapotranspiration de référence (ou potentielle) ETo, anciennement appelée ETP (Maraux, 2002) est donnée par la formule de Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Tableau III-4 : Liste des variables enregistrées dans le réseau de parcelles en 2003 et 2005.
2003 2005
fertilité chimique du sol Analyse chimique du sol sur horizons 0-20 et 20-40 cm / parcelle. 1 fois x x
texture du sol Analyse granulométrique sur horizons 0-20 et 20-40 cm / parcelle. 1 fois x x
RU du sol Détermination des courbes pF 4,2 et pF 2,5 et des Da sur horizons 0-20
et 20-40 cm / parcelle. 1 fois x x
Age des plants à la plantation
Durée d'élevage des plants en pépinière, du semis à la plantation (en
jours). 1 fois x x
Mesure des écartements entre plants sur la ligne et entre les lignes /
placette. 1 fois x x
Nombre de plants / placette. 1 fois x x
Date de floraison au moins 50% des plants ayant au moins une fleur ouverte sur le 1er
bouquet / placette. 1 fois x x
Date de nouaison au moins 50% des plants ayant au moins un fruit de 4-5 mm sur le 1er
bouquet / placette. 1 fois x x
Mesure de LAI et du PAR Mesure effectuée avec un ceptomètre placée aux 4 points cardinaux
sous 3 plants / placette. 10 JAP et F x
Biomasse sèche Mesure effectuée sur 3 plants (feuilles et tiges) / placette. 10 JAP et F x
Teneur en N, P, K Mesure effectuée sur 3 plants (feuilles et tiges) / placette. 10 JAP et F x
Etat sanitaire Evaluation de l'incidence de l'infestation (maladies et ravageurs) ;
échelle de 5 notes : < 10 %, 10 à 30 %, 30 à 50%, 50 à 75 %, > 75 %.
10-15 jours x x
Croissance végétative
Evaluation du taux de couverture de la ligne de plantation par la végétation; échelle de 5 notes : < 10 %, 10 à 30 %, 30 à 50 %, 50 à 75 %, > 75 %.
10-15 jours x x
Mesure de LAI et du RI Mesure effectuée avec un ceptomètre "Accupar" placée aux 4 points
cardinaux sous 3 plantes / placette. F+15 j et Ri x
Biomasse sèche Mesure effectuée sur 3 plants (feuilles, tiges, plants) / placette. F+15 j et Ri x
Teneur en N, P, K Mesure effectuée sur 3 plants (feuilles, tiges, fruits) / placette. F+15 j et Ri x
Enherbement Evaluation qualitative de la couverture du sol par les adventices ; échelle
de 5 notes : < 10 %, 10 à 30 %, 30 à 50 %, 50 à 75 %, > 75 %.
10-15 jours x x
Etat sanitaire Evaluation de l'incidence de l'infestation (maladies et ravageurs) ;
échelle de 5 notes : < 10 %, 10 à 30 %, 30 à 50%, 50 à 75 %, > 75 %.
10-15 jours x x
Composantes du rendement Nombres de tiges/plant, de bouquets/tige, de fruits/bouquet sur 10
plants / placette en 2003 et 3 plants / placette en 2005. 10-15 jours x x
Densité à récolte Nombre de plants / placette à la récolte. 1 fois x x
Profil racinaire Densité et répartition des racines, longueur maximale d'enracinement. Ri x x
Enherbement Evaluation qualitative de la couverture du sol par les adventices ; échelle
de 5 notes : < 10 %, 10 à 30 %, 30 à 50 %, 50 à 75 %, > 75 %.
10-15 jours x x
Etat sanitaire Evaluation de l'incidence de l'infestation (maladies et ravageurs) ;
échelle de 5 notes : < 10 %, 10 à 30 %, 30 à 50%, 50 à 75 %, > 75 %.
10-15 jours x x
Nombres de tiges/plant, de bouquets/tige, de fruits/bouquet sur 3 plants
/ placette. chaque réc . x
Nombre de fruits récoltés par catégorie : commercialisables et écarts de triage sur 10 plants / placette en 2003 et 3 plants / placette en 2005. Les causes de dépréciation des fruits sont notées.
chaque réc . x x
Poids de fruits récoltés par catégorie : commercialisables et écarts de
triage. chaque réc . x x
Légende : JAP = jours après plantation ; F = floraison ; Ri = 1ère récolte ; Rf = dernière récolte ; LAI = indice foliaire
Année Phase du
cycle cultural Variables
Observations et mesures effectuées au niveau de la placette (sauf
pour les analyses de sol) Fréquence
1ère récolte à fin récolte (Ri - Rf) Densité de plantation Composantes du rendement Avant plantation Plantation à floraison (P - F) Floraison à 1ère récolte (F - Ri)
Le coefficient cultural Kc (paramètre sans dimension) qui dépend de la culture et de son stade de développement a été ajusté en fonction du taux de couverture du sol par la végétation de tomate et du taux de mouillage du sol (Allen et al., 1998). L’annexe 7 présente la procédure opératoire pour le calcul des bilans hydriques. Les bilans hydriques ont été calculés pour les trois phases du cycle plantation- floraison, floraison-début de récolte, début de récolte-fin de récolte, celles-ci correspondant généralement à des changements de pratiques d’irrigation (fréquence et/ou doses d’apport).
Nous avons également calculé la réserve utile du sol (RU en mm) avant plantation à partir de la formule standard suivante (Rieul et Ruelle, 2003) :
RU (mm) = (HpF 2,5 – HpF 4,2) * da * p
avec da = densité apparente du sol. Pour chaque horizon, du sol est prélevé avec des cylindres standardisés de 100 cm3, puis mis à l’étuve à 105°C pendant 48h avant d’être pesé.
H : humidité aux pF 2,5 (capacité au champ) et pF 4,2 (point de flétrissement) (en %). p : profondeur d’enracinement en dm. Compte tenu du fait que la majeure partie du système racinaire de la tomate est concentrée dans les 25-30 premiers centimètres du sol, nous nous sommes limités aux horizons 0-20 cm et 20-40 cm.
En 2005, nous avons équipé une parcelle paysanne avec deux batteries de tensiomètres du type SMS à capteur tensimétrique électronique pour suivre l’état hydrique du sol. La parcelle (Mhs) a été choisie toute proche de la station agronomique de Dembéni pour pouvoir réaliser les relevés assez facilement, et parce qu’elle est située dans une zone alluvionnaire représentative des zones où le maraîchage est largement pratiqué. Les tensiomètres ont été installés à 20, 40, 60 et 80 cm de profondeur dans la zone d’enracinement du plant et en bordure du trou de plantation (Figure III-5). Les relevés tensiométriques, bien que non représentatifs de ce qui se passe dans l’ensemble des parcelles du dispositif, présentent néanmoins l’utilité de fournir des informations quantitatives sur l’état hydrique d’un sol maraîcher alluvionnaire, aucune référence n’étant disponible à Mayotte sur le sujet.
- Le climat :
Les données pluviométriques et de températures proviennent des stations d’enregistrement de la météo nationale implantées sur l’île. Nous avons retenu seulement les stations situées dans les zones où nous avions des parcelles à suivre (Annexe 8). Le rayonnement global n’est disponible que pour le site aéroportuaire de Pamandzi localisé en Petite Terre, aucune autre station de la météo nationale n’enregistrant le rayonnement.
1.2.2. Caractérisation des systèmes de culture
Les enquêtes sur les pratiques culturales et leurs déterminants (voir partie 1) ont permis d’enregistrer l’histoire de la culture depuis la préparation du sol et le semis jusqu’à la récolte. Pour chaque parcelle, de nombreuses informations sont collectées régulièrement sur les opérations culturales : leur nature, la date d’intervention, les quantités d’intrants apportées et leur fréquence d’apport (engrais, pesticides, eau). Le précédent cultural, la variété de tomate cultivée, le mode de culture (culture de tomate en pure ou en intercalaire d’arbres fruitiers), le type d’exposition (plus ou moins ensoleillée en fonction de la nature de la strate arbustive) sont également notés pour chaque parcelle.
1.2.3. Caractérisation du fonctionnement du peuplement végétal
Les observations et mesures sur le peuplement végétal se limitent à la période plantation - fin de récolte, sans tenir compte de la pépinière. Bien que l’état du plant en sortie de pépinière ait une influence sur sa croissance et dévéloppement au champ (Spithost, 1975 ; Navarrete, 1993), nous n’avons pas pu prendre en considération ce facteur à cause de contraintes logistiques.
Elles ont été réalisées en moyenne tous les 10 à 15 jours à partir de la plantation ou à des stades repères de la culture et portent sur des variables susceptibles d’avoir une influence sur la variation du rendement (Tableau III-4). Le protocole détaillé est présenté en annexe 9.
Etant donné la taille réduite de la plupart des parcelles suivies et par conséquent du nombre de plants, nous avons privilégié des mesures non destructives, surtout en 2003, avec deux types de données : des données qualitatives (annotations à partir de grilles de lecture) et des données mesurées ou quantitatives (nombre de plants, nombre de tiges, LAI…).
Les observations et mesures portent particulièrement sur :
- la caractérisation des stades du cycle cultural (plantation, floraison, début et fin de récolte) ; - l’évolution de la densité de peuplement (après plantation et avant récolte) ;
- l’évolution de la surface foliaire (LAI) et de la biomasse sèche ;
- l’évolution de l’état nutritionnel du peuplement (indice de nutrition azotée, teneurs des plantes en phosphore et en potassium) ;
- les profils racinaires à la floraison (en 2003) et en début de récolte (en 2003 et en 2005); - l’évolution de l’état sanitaire du peuplement ;
- l’évolution des composantes du rendement (nombre de pieds, nombre de tiges, nombre de bouquets, nombre de fruits, poids moyen du fruit par plant)