Site d’étude de Côte d’Ivoire

2.2.2.1.Problématique et objectifs

En Afrique de l’Ouest, la toxicité ferreuse est une des contraintes édaphiques majeures des bas-fonds. C’est un désordre nutritionnel, très répandu, affectant la croissance des cultures, et particulièrement celle du riz. Tous les types de bas-fond (mangrove, irrigué, pluvial) peuvent être touchés par cette contrainte; avec ou sans maîtrise de l’eau (Audebert et al., 2006). Les conditions du développement de

ce problème sont de mieux en mieux identifiées (Diatta & Siband, 1998; ADRAO, 2002). La toxicité

ferreuse est présente lorsque d’importantes quantités de fer (Fe²⁺) sont mobilisées et accumulées dans la solution du sol au niveau du bas-fond. Ce fer peut avoir deux origines : d’une part, provenir de la mise en solution in situ dans le bas-fond et, d’autre part, du lessivage et du ruissellement de l’eau le long des pentes adjacentes. Sous l’effet réducteur du milieu, certaines bactéries du sol mettent en place une respiration anaérobie (synthèse d’ATP) entraînant la mise en solution de grandes quantités d’ions ferreux (Fe²⁺). Ces ions ferreux occasionnent un déséquilibre des éléments de la solution du sol qui se répercute au niveau de la plante. Outre les symptômes caractéristiques du “bronzing” ou du “yellowing” des feuilles, la toxicité ferreuse se traduit également par une réduction de la croissance du riz (hauteur et tallage), et par une augmentation du taux de stérilité des panicules. La productivité peut ainsi chuter de 10 à 100% selon la concentration en Fe²⁺ dans la solution et la tolérance du cultivar utilisé (Masajo et al., 1986; Abifarin, 1988, 1989).

Le but de cette étude est de rechercher les paramètres physico-chimiques et biologiques responsables de la mobilisation d’ion ferreux (Fe²⁺) en se focalisant sur la spécificité, la nature des oxydes de fer et en examinant le rôle des bactéries présentes dans les sols de rizières.

2.2.2.2.Choix du site d’étude et localisation

Pour mieux appréhender cette problématique, deux sites ont été choisies en Côte d’Ivoire, dans la région du centre Ouest, à Gagnoa (Figure 2.2) où se manifestent des toxicités ferreuses qui nuisent à la

production du riz cultivé dans les bas-fonds.

Deux toposéquences incluant des zones de bas-fond rizicole ont été retenues. Il s’agit du site du "bas-fond" de la station de recherche de Gagnoa, situé à 5km de la ville de Gagnoa, sur l’axe Gagnoa-Oumé, (06°08’06,9’’Nord et 05°53’52,7’’Ouest) et du site du "bas-fond" de Guéssihio, un village de la sous préfecture de Gagnoa (06°07’16,6’’ Nord et 06°01’14,5’’ Ouest), situé à 3km de Gagnoa. Le climat est de type subéquatorial à faciès attiéen. Le régime pluviométrique est bimodal: deux saisons humides (réparties, respectivement, de mars à début juillet, et de fin septembre à novembre) et

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deux saisons sèches (réparties, respectivement, de novembre à mars, et de juillet à début septembre) par an, avec une pluviométrie moyenne annuelle de 1320 mm.

Les sols reposent sur des formations du précambrien, constituées de micaschistes, de gneiss, de granites et de granodiorites à migmatiques. Ils sont principalement issus de roches quartzistes et sont de la classe des sols ferrallitiques fortement désaturés en bases, ferralsols en zone drainée (plateau) ou de la classe des sols hydromorphes à gleys en zone mal drainée (bas-fond) selon la classification FAO (FAO, 1998).

Figure 2.2: A- Site d’étude (en Côte d’Ivoire) ; B- casiers rizicoles ; C- brunissement des feuilles dû à

la toxicité ferreuse ; D- oxydation du fer à la surface des eaux des casiers rizicoles

2.2.2.3.Prélèvement des échantillons d’eau

Les prélèvements d’échantillons d’eau en Côte d’Ivoire ont été réalisés sur les deux sites : la toposéquence des bas-fonds aménagés pour la riziculture de Guéssihio et la toposéquence de la station de recherche CNRA de Gagnoa.

Deux séries d’analyses ont été effectués sur les solutions des sols : les unes ponctuelles et plus complètes au moment des prélèvements de sol et les autres moins nombreuses sur une année, pour caractériser certains paramètres fonctionnels (Fe ²⁺ ; SO4

; NO3 -, NH4 + ,..).

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4 points de prélèvement ont été choisis par site, à savoir : - la source principale de retenue d’eau, noté SP ;

- le canal principal d’irrigation des casiers rizicoles, noté CP ; - le casier planté en riz, noté Cp

- le casier non planté, noté Cnp

Par point de prélèvement, deux échantillons d’eau sont prélevés grâce à une seringue et filtrés à 0,22µm dans deux flacons hermétiques et étanches. Le premier flacon, d’indice o (exemple SPo ), ne reçoit aucun additif. Cet échantillon est utilisé pour le dosage des anions, des acides organiques et du carbone organique dissout (COD). Le second flacon, d’indice a (exemple SPa), reçoit quelques gouttes (100µl pour 25 ml) d’acide nitrique (HNO3 65% RP Normapur) afin d’éviter toute précipitation d’éléments (en particulier le fer) pendant le transport. Les cations majeurs y ont été dosés. Trois répétitions sont réalisées par point de prélèvement.

2.2.2.4.Etude pédologique et Prélèvements des échantillons de sols

L’étude pédologique s’est faite en deux phases sur deux années. La première année : deux parcelles rizicoles ont été sélectionnées dans le bas-fond de la station de recherche CNRA de Gagnoa : une plantée en riz: F1, ayant pour coordonnées (06°08’02,8’’Nord et 05°53’39,5’’ Ouest), et l’autre, non plantée : A15 (06°08’07,3’’Nord et 05°53’51,1’’ Ouest). La seconde année, un second site, Guéssihio, a été ajouté (06°07’15,9’’Nord et 06°01’17,9’’ Ouest).

Sur les deux sites différents d’études (Gagnoa et Guéssihio), des profils ont été sélectionnés le long d’une toposéquence de 220m, allant du sommet de l’interfluve au bas-fond, afin de caractériser la dynamique de l’altération, et, en particulier, l’évolution du fer.

Cette étude pédologique s’est faite par segment topographique le long des toposéquences installées par site, perpendiculairement aux courbes de niveaux, selon la méthode morpho-pédologique (Eschenbrenner & Badarello, 1978), du sommet de l’interfluve au bas-fond, pour déterminer

l’origine du fer observé dans les bas fonds.

Les toposéquences ont été réalisées grâce à une boussole et un clinomètre, dans le sens de la plus grande pente. La mesure de la pente a été faite à chaque rupture de versant. Les points d’observation ont été placés au sommet, en haut de versant, mi-versant, bas de versant et dans le bas-fond.

Six (6) fosses pédologiques de 150cm de profondeur ont été ouvertes le long de la toposéquence sur chaque site, et leur description a été faite selon les paramètres suivants : l’épaisseur de l’horizon, la

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couleur, le drainage, la texture, la nature et le taux des éléments grossiers. Après la description, des échantillons de sol ont été prélevés, en commençant des horizons sous-jacents vers les horizons de surface, pour éviter de contaminer les échantillons issus des horizons de profondeur.

Les échantillons de sol prélevés sont séchés à l’air libre dans une salle bien aérée, broyés et tamisés à l’aide d’un tamis à mailles carrées de 2mm. La fraction <2mm a ensuite été envoyée au Laboratoire des Sols et des Végétaux de l’Institut National Polytechnique Félix Houphouët-Boigny (INPFH-B) à Yamoussoukro, pour analyse. Des prélèvements de sol ont été également effectués dans les casiers rizicoles plantés et non plantés pour les analyses microbiologiques.

Sur le site de la station de recherche de Gagnoa, des sept fosses pédologiques ouvertes (C1 ; C2 ; C3 ; C4 ; C5 ; C6 ; F1), seulement quatre profils représentatifs ont été choisis le long de la toposéquence : les profils C1, C5, C6 et F1 pour des caractérisations plus complètes. Quatre profils représentatifs ont été choisis le long de la toposéquence sur le site des bas-fonds aménagés de Guéssihio pour les études plus détaillées: G6, G4, G2 et G1.