UNIVERSITE GASTON BERGER

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UNIVERSITE GASTON BERGER

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UFR DES SCIENCES AGRONOMIQUES, DE L’AQUACULTURE ET DES TECHNOLOGIES ALIMENTAIRES

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SECTION PRODUCTIONS VÉGÉTALES ET AGRONOMIE

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MEMOIRE DE FIN D’ETUDES

Pour l’obtention du diplôme de Master en Production et Transformation des Produits Agricoles

Option : Productions Végétales et Agronomie

Présenté et soutenu publiquement par M. Bakary DIAITÉ Le 31 janvier 2017

Jury:

Président: M. Amadou Bocar Bal, Maître de Conférences, UFR S2ATA/UGB (Saint Louis, Sénégal) Membres: M. Papa Madiallacké DIÉDHIOU, Maître de Conférences, UFR S2ATA/UGB (Saint Louis, Sénégal)

Mme Mariama Dalanda DIALLO, Maître Assistant Titulaire, UFR S2ATA/UGB (Saint Louis, Sénégal)

M. Anicet Bruno G. MANGA, Maître Assistant Titulaire, UFR S2ATA/UGB (Saint Louis, Sénégal)

………

Encadreur: Mme Mariama Dalanda DIALLO, Maître Assistant Titulaire, UFR S2ATA/UGB (Saint Louis, Sénégal)

Superviseur : M. Papa Madiallacké DIÉDHIOU, Maître de Conférences, UFR S2ATA/UGB (Saint Louis, Sénégal)

Effet de différents apports de fertilisants sur les paramètres de

croissance et de rendement du mil (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.)

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Dédicaces

Je dédie ce modeste travail à :

Ma défunte grand-mère AWO, qu’ALLAH lui fasse miséricorde et lui accorde le Paradis. Vos souvenirs resteront à jamais gravés dans ma mémoire.

Ma mère Binta THIAM, mon père Boubacar DIAITE, ma tante Binta MANE, mon oncle Ibou THIAM et mon maître de l’école primaire M. MBALLO qui se sont dévoués entièrement à la réussite de ma formation et à mon éducation. Je ne pourrai jamais vous remercier assez.

Puisse ALLAH, le Très-Haut vous accorder une longue vie et une santé inoxydable. Je rends un vibrant hommage à Binta MANE pour les qualités humaines qu’elle m’a transmises. C’est une chance sinon un miracle de t’avoir comme tante.

Mes frères et sœurs ainsi que tous les membres de ma famille du côté maternel comme paternel en particulier Tapha DIAITE et Ousmane DIAITE pour leur soutien sans faille.

Mes amis Fatimata DABO, Souleymane WANE, Khémesse FAYE, Coumba FALL, Ahmeth Bachir Diouf, Makilou WANE, Mamadou FAYE, Aliou FAYE, Oumar Mal Sarr, Fatou Mallé SALL, Diénaba DEME et Awa COLY qui me vouent une amitié sans réserve. Vous m’avez toujours traité avec beaucoup de déférence et vous portez un intérêt véritable pour mon avenir et mon bien-être. A travers vous, j’ai réalisé que le parent n’est pas forcément biologique. Qu’ALLAH vous récompense pour cela.

Mes sœurs et frères musulmans de l’Université Gaston Berger pour la fraternité et l’amour dont ils m’ont fait preuve. Que le Tout-Puissant préserve cette fraternité et les aime pour cela.

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Remerciements

Toutes les louanges reviennent d’abord à ALLAH, le Très-Haut qui m’a donné la force et le courage d’accomplir ce travail. Que la prière et le salut d’ALLAH soient sur l’adorateur d’ALLAH, Son messager et notre prophète Mouhammad, sur sa famille et tous ses compagnons.

Je tiens à remercier chaleureusement Dr Mariama Dalanda DIALLO mon encadreur, pour avoir dirigé ce travail avec dévouement, pour ses orientations pertinentes, pour sa disponibilité et pour sa générosité.

J'adresse mes sincères remerciements au Dr Amadou Bocar BAL, pour avoir accepté de présider ce jury. Vos cours, vos conseils et votre gentillesse nous ont été d’un grand secours au cours de notre formation.

Au Dr Papa Madiallacké DIEDHIOU, pour avoir supervisé ce travail. Vous nous avez toujours accompagnés. Merci pour votre soutien et tous les cours et actions allant dans le sens de notre réussite.

Je tiens à remercier Dr Anicet MANGA, pour son engagement, ses conseils et sa rigueur, et pour avoir accepté de juger ce travail.

A M. Lamine DIOP qui nous fait toutes les analyses statistiques avec dévouement et cordialité.

Je remercie également tout le personnel enseignant de l’UFR des Sciences Agronomiques de l’Aquaculture et des Technologies Alimentaires (S2ATA) qui œuvre sans relâche pour nous dispenser un enseignement de qualité, de même que le personnel administratif et technique de ladite UFR pour leur contribution à ma formation.

Mes sincères remerciements au Projet d’Appui à la Promotion des Chercheures et des Enseignantes-chercheures du Sénégal (PAPES) / MESR) pour avoir financé les travaux de cette étude et fourni la logistique de terrain.

Mention spéciale à messieurs Sidy SIDIBE et François DIOUF qui n’ont ménagé aucun effort pour la bonne réussite de ce travail. Vous êtes des personnes pour qui j’ai une immense admiration. J’ai été honoré de travailler avec vous. De vous, j’ai appris le vrai sens du travail en équipe.

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iv Je n’oublierai pas ceux avec qui j’ai travaillé dans une ambiance familiale tout au long de mon stage. Je veux nommer Coumba FALL, Oumar Mal SARR, Maimouna TOURE, Amath SY, Moustapha THIAM, Malick KANE, Mor CISSE, Pape SIDIBE et Abibou SIDIBE.

Permettez-moi de vous exprimer ma profonde gratitude.

J’adresse mes remerciements les plus vifs à la famille SY de Sanar pour leur hospitalité, leur gentillesse et l’attention portée l’égard de ma personne.

Je témoigne ma haute reconnaissance à tous mes camarades de promotion, à mes voisins de chambre Emmanuel Faye et Victor FAYE, à mes bleus Ismaila GOUDIABY, Mortala NDIAYE, Ahmeth KEBE et Manaf SECK et à mes amis de l’UGB Aliou FAYE, Bécaye NDIAYE, Adja DANSO, Ibrahima SOUANE, Bassirou DIALLO, Youssouf TOURE, Abba BADJI, Pape Dibor SARR, Laye NIANG, Madionne LAYE, Fallou DIAKHATE, Aida FALL, etc. De vous, je garde de beaux souvenirs.

Qu’il me soit permis de remercier particulièrement Sidy TRAORE, Assane KA, Abdallah SECK, Mouhammad BADJI et Ibrahima DIOUF, Lamine LOUM, bref tous les frères et sœurs de l’UGB pour l’estime et le respect dont ils m’ont fait preuve.

En fin j’associe à mes remerciements tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à la réalisation de ce travail.

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Liste des Tableaux

Tableau 1 : Rôle de la pédofaune dans la décomposition de la litière Tableau 2 : Rapport C/N des matières organiques utilisées

Liste des figures

Figure 1 : Décomposition des matières organiques fraîches Figure 2 : Localisation de la zone d’étude

Figure 3 : Nombre de Talles par plant Figure 4 : Nombre de Feuilles par plant Figure 5 : Diamètre au collet

Figure 6 : Croissance en hauteur Figure 7 : Biomasse aérienne Figure 8 : Biomasse racinaire Figure 9 : Rendement en grains

Liste des Annexes

Annexe 1 :

Données climatiques de la région de Saint Louis année 2016

Annexe 2 : Photos de terrain

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Liste des abréviations et acronymes

BRF : Bois Raméal Fragmenté C : Carbone

C/N : Le rapport Carbone sur Azote C/P : rapport carbone sur phosphore Ca : Calcium

CEC: Capacité d’Echange Cationique

CIRAD : Centre de Coopération Internationale en Recherches Agronomiques pour le CO₂ : Dioxyde de Carbone

COD : demande chimique en oxygène Développement ha: Hectare

ISRA : Institut Sénégalais de Recherches Agricoles K : Potassium

Kg : Kilogramme Km : Kilomètre

M1 : Minéralisation primaire M2 : Minéralisation secondaire Mg : Magnésium

MO : Matière Organique N: Azote

Na : Sodium NH4+

: Ion ammonium NO3-

: Ion nitrate

NPK : Azote Phosphore Potassium O₂: Dioxygène

OH : hydroxyde

pH: Potentiel d’Hydrogène PO₄^3-: Ion phosphate

S2ATA : Sciences Agronomiques de l’Aquaculture et des Technologies Alimentaires SNK : Student- Newman- Keuls

SO₄^2-: Ion sulfate

UFR : Unité de Formation et de Recherche UGB : Université Gaston Berger

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RÉSUMÉ

Une étude à base d’amendement organique et minéral a été menée in situ afin de mesurer l’effet sur la croissance et la production du mil (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.).

L’expérimentation a été réalisée sur le site expérimental de la ferme agricole de l’UGB avec la variété Souna 3 pendant trois mois selon un dispositif expérimental en blocs complètement randomisés avec quatre répétitions et six traitements (T0, T1, T2, T3, T4, T5). Les traitements T0, T1, T2, T3, T4 et T5 correspondent respectivement au témoin sans apport de fertilisants (T0), engrais minéral (T1), apport de litière de Faidherbia albida (T2), apport de litière de Casuarina equisetifolia (T3), apport de litières de Faidherbia + Casuarina (T4), apport de compost (T5). L’analyse des résultats a montré que le traitement T1 stimule le plus les paramètres de croissance (nombre de Talles, feuilles, diamètre du brin maître, biomasses aérienne et racinaire) et le rendement en grains du mil. Tous les autres traitements n’ont pas montré un effet significatif par rapport au témoin sans apport de fertilisants (T0) au seuil de 5%.

L’étude a permis de corroborer la thèse selon laquelle pour que la matière organique arrive à accroître la production du mil, il est nécessaire d’avoir un temps de décomposition suffisante.

Par contre, la dose d’engrais NPK a pu fournir la quantité des éléments nutritifs nécessaires à la culture.

Mots Clés : amendement, litière, compost, paramètres de croissance, Pennisetum glaucum, Sénégal

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ABSTRACT

A study based on organic and mineral amendments was carried out in situ to measure the effect on pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) growth and production. The experiments were carried out on the experimental site of the UGB farm with the Souna 3 variety according to a completely randomized block experimental setup with four replicates and six treatments (T0, T1, T2, T3, T4, and T5). These treatments corresponded to a control without fertilizer (T0), mineral fertilizer (T1), Faidherbia albida litter (T2), Casuarina equisetifolia litter (T3), mixture of litter from Faidherbia + Casuarina (T4), compost (T5).

Analysis of the results showed that the T1 treatment of mineral fertilizer stimulated most the growth parameters (number of tall, leaves, collar diameter, aerial biomass and root) and grain yield of millet. All the other treatments did not show a significant effect on growth parameters on millet yields compared to the control without fertilizers (T0) at the 5% level.

The study has corroborated the thesis that for organic matter to increase millet production it is necessary to have a sufficient decomposition time. In contrast, the mineral fertilizer could provide the quantity of necessary nutrient elements to the crop.

Keywords: amendment, litter, compost, growth parameters, Pennisetum glaucum, Senegal

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ix Table des matières

Dédicaces ... Erreur ! Signet non défini.

Remerciements ... iii

Liste des Tableaux ... v

Liste des figures ... v

Liste des Annexes ... v

Liste des abréviations et acronymes ... vi

RÉSUMÉ ... vii

ABSTRACT ... viii

INTRODUCTION ... 1

CHAPITRE 1 : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ... 3

1.1. Généralités sur la litière ... 3

1.1.1. Définition ... 3

1.1.2. La composition des litières ... 3

1.1.3. La décomposition de la litière ... 4

1.1.4. Les facteurs influençant la décomposition de la litière ... 7

1.2. L’effet de la litière sur la fertilité du sol ... 9

1.2.1. L’effet de la litière sur les propriétés physiques du sol... 9

1.2.2. L’effet de la litière sur les propriétés chimiques du sol ... 9

1.2.3. L’effet de la litière sur les propriétés biologiques du sol ... 9

1.3. L’effet de la litière sur la croissance des cultures et leur rendement ... 10

1.4. Impacts écologiques de l’utilisation de la litière ... 11

1.5. Généralités sur le mil ... 11

1.5.1. Origine et Répartition géographique du mil ... 11

1.5.2. Taxonomie ... 11

1.5.3. Morphologie et Bio-écologie du mil ... Erreur ! Signet non défini. CHAPITRE 2 : MATERIELS ET METHODES ... 16

2.1. Le site d’étude ... 16 2.2. Les litières ... Erreur ! Signet non défini.

2.3. Les semences ... Erreur ! Signet non défini.

2.4. Dispositif expérimental ... Erreur ! Signet non défini.

2.4.1. Incorporation de la matière organique ... Erreur ! Signet non défini.

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x 2.4.2. Opérations culturales... Erreur ! Signet non défini.

2.4.3. Paramètres mesurés ... 19

2.5. Analyses statistiques ... 21

CHAPITRE 3 : RESULTATS ET DISCUSSIONS ... 22

3.1. Résultats ... 22

3.1.1. Le rapport C/N et test de germination des semences ... 22

Par ailleurs, les résultats relatifs au test de germination ont montré un taux de germination de 100 %. ... 22

3.1.2. Nombre de Talles par pieds ... 22

3.1.3. Nombre de Feuilles par plant ... Erreur ! Signet non défini. 3.1.4. Diamètre du brin maître ... 23

3.1.5. Croissance en hauteur ... 24

3.1.6. Biomasses aérienne et racinaire ... 25

3.1.7. Rendements en grains ... 26

3.2. Discussion ... 27

CONCLUSION ET PERSPECTIVES ... 30

Références bibliographique ... 31

ANNEXE 1 ... 38

ANNEXE 2 ... 39

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INTRODUCTION

Au Sénégal, la baisse des rendements des cultures de base (mil, sorgho, niébé) et industrielles (arachide) témoigne de la diminution de la fertilité des sols et de l’instabilité des conditions climatiques (Ker, 1995). Une des causes majeures de la réduction de la productivité agricole est l’altération du sol, tant chimique que physique, entraînant une perte en nutriments et des réserves de matière organique (Lal, 1998). Dès lors, l’apport d’engrais organiques pourrait permettre de pallier aux besoins des cultures en éléments nutritifs et améliorer la fertilité des sols (Pieri, 1989). Les effets des litières d’arbres ou d’herbes sur la fertilité des sols ont été prouvés par les travaux de Diallo et al. (2005, 2006, 2008 2010, 2015). La litière constitue une importante ressource pour l’amélioration de la fertilité des sols et un palliatif dans l’utilisation abusive des engrais minéraux (Samba, 2001). La litière est utilisée comme ammendement et fertilisant en horticulture, comme combustible pour le fumage artisanal du poisson (Ingsahel, 1998), mais elle peut être aussi ramassée et transportée pour être vendue en milieu urbain, procurant ainsi un revenu appréciable. Compte tenu de la pauvreté des sols ferrugineux tropicaux, il y a un grand intérêt à trouver des solutions pour transformer ces matériaux disponibles en intrants agricoles utiles. Les méthodes en usage, consistant à enfouir directement de la litière, lors de la préparation du sol, juste avant l’installation des cultures ont une efficacité médiocre. Utilisée seule et selon de telles méthodes, elle a un effet dépressif souvent observé sur les cultures (Culot, 2005 ; Diallo et al., 2006). Pour y remédier, la Recherche propose de l’utiliser selon diverses formules : des matières organiques broyées, mélange de matières organiques, ou bien une utilisation sous forme de compost. Les débris des végétaux (racines, tiges, feuilles et fruits) fournissent au sol une importante quantité de matières organiques et d'éléments minéraux (Onana et al., 2003). Cette litière végétale est recyclée en éléments nutritifs utilisables par la plante. En effet, pendant leur croissance, les cultures prélèvent dans le sol des quantités d‘éléments nutritifs très variables dont chacun joue un rôle crucial dans la vie des plantes. L’Azote (N), pour sa part entre dans la composition des protéines, de la chlorophylle et de l’ADN et le Carbone (C) favorise la synthèse chlorophyllienne des glucides. Les flux des éléments nutritifs constituent un stock de carbone et une réserve d’éléments minéraux utiles pour les plantes (Prosensols, 2010). L’alimentation azotée des cultures se fait principalement par l’absorption de l’azote minéral (Diallo et al., 2008) issu de la minéralisation de l’humus. Les éléments nutritifs stimulent donc la croissance des plantes leur permettant la couverture du cycle végétatif (Unifa, 2005).

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2 L'objectif global de cette étude est de faire une étude comparative de différents types de matières organiques (litières de Faidherbia albida A. CHEV., et de Casuarina equisetifolia

FORSK., compost) et minérale (engrais de type 10-10-20 à la dose de 150 Kg/ha et l’urée à la dose de 100 Kg/ha) sur la croissance du mil (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.).

L’objectif spécifique est de :

(i) identifier la meilleure manière d’utiliser les litières disponibles (seules, en mélange ou transformées) pour une croissance optimale de la culture ;

(ii) suivre la croissance du mil et évaluer son rendement.

Notre étude s’est fondée sur l’hypothèse selon laquelle « La croissance végétale dépend de la qualité de la litière apportée et de leur taux de décomposition ».

Ce travail s’inscrit à la suite de travaux effectués par Diallo et al. (2005) qui ont émis une hypothèse selon laquelle le mélange de deux (02) matières organiques à C/N contrastés stimulaient la croissance végétale dès les premiers jours de décomposition.

Ce travail est scindé en trois chapitres. Le chapitre 1, qui constitue la revue bibliographique, s’articule autour de cinq points et traite des généralités sur la litière, de son influence sur la fertilité du sol et la croissance végétale, de son impact écologique et des généralités sur le mil.

Le chapitre 2 traite de la phase expérimentale avec la description du site d’étude, du matériel végétal utilisé et du protocole expérimental. Le chapitre 3 est consacré aux résultats de l’étude et à la discussion. Enfin, une conclusion et des perspectives terminent cette étude.

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CHAPITRE 1 : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

1.1. Généralités sur la litière

1.1.1. Définition

La litière représente l’ensemble des débris végétaux, des feuilles et des rameaux morts en décomposition sur le sol (Mangenot, 1980). L’apport de litière dépend d’une part de la chute des feuilles en zones forestières et d’autre part de l’action de l’Homme par l’incorporation au sol dans les milieux cultivés. La présence de litière dans le sol favorise le développement d’organismes décomposeurs qui la transforme peu à peu en humus (Duchaufour, 1991). D’où son importance dans les systèmes de culture en tant que source potentielle de nutriments (Musvoto et al., 2000). Selon Dommergues et Mangenot (1970), la litière est constituée de deux fractions. La fraction hydrosoluble, rapidement entraînée vers les horizons minéraux après la chute des feuilles et riche en substances complexantes (processus de chéluviation) et la fraction non-hydrosoluble, décomposée par la microflore et la pédofaune.

1.1.2. La composition des litières

La litière est composée de plusieurs éléments.

- Le carbone, l’azote et le phosphore

Le carbone (C), l’azote (N) et le phosphore (P) constituent les composants majeurs des litières. Les teneurs en ces éléments varient en fonction de l’espèce végétale (Bruckert et al., 1967). Ces éléments jouent un rôle fondamental dans le processus de décomposition de la litière. Leur proportion relative détermine la qualité nutritive de la litière et conditionne de ce fait, sa vitesse de dégradation. Les rapports C/N et C/P expliqueraient plus de 89% de la variance observée sur les vitesses de décomposition des litières en milieu terrestre (Enriquez et al., 1993). Le taux de décomposition diminue avec l’augmentation de ces rapports. Le rapport C/N est également utilisé pour caractériser l’évolution des matières organiques dans le sol. Sur cela, Duchaufour et al. (1968) affirment que les teneurs en C et N dans le sol varient considérablement selon le degré d’évolution des litières après leur restitution au sol.

- Les autres constituants des litières

Au-delà des éléments principaux précités, d’autres composés entrent dans la composition des litières. Parmi ceux-ci figurent les composés phénoliques. Il s’agit de métabolites secondaires

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4 qui ont comme caractéristique commune la présence dans leur structure d’au moins un cycle aromatique à 6 carbones, lui-même porteur d’un nombre variable de fonctions hydroxyles (OH) (Hennebelle et al., 2004). Les groupements hydroxyles peuvent être libres ou engagés avec un glucide (Boizot et Charpentier, 2006). Ces composés phénoliques sont généralement solubles dans l’eau et peuvent se complexer avec des protéines (Haslam, 1995, Diallo et al., 2015). Ils sont subdivisés en plusieurs catégories à savoir : anthocyanes, coumarines, lignanes, flavonoïdes, tannins, quinones, acides phénols, xanthones et autres phloroglucinols (Nabila ,2011). De toutes ces catégories, les anthocyanes, les flavonoïdes et les tannins sont les plus représentés (Boizot et Charpentier, 2006). Les composés phénoliques sont présents dans toutes les parties des végétaux supérieurs (racines, tiges, feuilles, fleurs, pollens, fruits, graines et bois). Leur concentration varie selon la nature des litières mais également selon les espèces végétales (Käärik, 1974). Selon Larochelle (1993), la teneur en composés phénoliques dans les rameaux est la moins élevée. Le rôle des composés phénoliques dans la dégradation des litières semble particulièrement intéressant. Les auteurs tels que Swift et al.

(1979) et Muller et al. (1987) avancent que la teneur en polyphénols peut affecter la décomposition et le turn-over de la matière organique (cité par Diallo et al., 2015). Ces composés peuvent exercer une action inhibitrice sur les micro-organismes et même avoir des effets toxiques, fongicides et antibiotiques (McKey, 1978 ; Diallo et al., 2015). L’effet négatif des polyphénols est lié à la complexation de l’azote des protéines et des pectines par les composés phénoliques solubles, ce qui le rendrait inaccessible pour les micro-organismes, retardant ainsi la décomposition et la minéralisation des résidus. Par ailleurs, les litières peuvent contenir une quantité importante de lignine. Celle-ci peut constituer jusqu'à 40% de la matière humique (Diallo, 2005). La lignine est un complexe de polymères aromatiques de poids moléculaire élevé (entre 10 000 et 20 000 daltons) composé d’unités phényl-propane (C6-C3) diversement substituées (Haider, 1992). La teneur en lignine varie selon les espèces végétales. Elle est moins importante dans les branches que dans les rameaux (Larochelle, 1993). Enfin, comme constituant des litières, il peut être cité les sucres en particulier les celluloses et les hémicelluloses facilement dégradables contrairement à la lignine difficilement dégradable.

1.1.3. La décomposition de la litière

- Le processus de décomposition de la litière

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5 La litière, sous les arbres ou incorporée au sol, subit une série de réactions chimiques qui aboutit à la libération de composés minéraux simples assimilables par les plantes : c’est le processus de biodégradation de la litière. Selon Gosz et al. (1973) cité par Tissaux (1996), la décomposition est un phénomène complexe influencé par l’activité et la demande en nutriments des hétérotrophes, par les conditions environnementales régulant ces activités et par des différences dans la sapidité et le contenu en nutriments des tissus selon les espèces, ainsi que par la mobilité des éléments nutritifs. La décomposition de la matière organique met en jeu deux processus fondamentaux à savoir l’humification et la minéralisation. A ce titre, Diallo (2005) affirme que, dans le sol, la litière est soumise à deux grands types de processus.

Une partie est minéralisée, bouclant ainsi les cycles C et N, tandis que l'autre partie, non décomposée est conservée à plus long terme dans le sol sous forme d’humus. L’humification consiste en des recombinaisons et polymérisations de molécules organiques plus ou moins complexes tandis que la minéralisation est le passage du monde organique au monde minéral.

La minéralisation peut se dérouler en deux étapes : la minéralisation primaire qui aboutit à la libération de substances nutritives par désagrégation et dépolymérisations successives des matières organiques et la minéralisation secondaire ou minéralisation de l’humus.

La figure ci-dessous, décrit le processus de décomposition de la litière.

Figure 1 : Décomposition des matières organiques fraîches (Duchaufour, 1984) - Les acteurs de la décomposition de la litière

Les litières constituent un substrat majeur pour la pédofaune et la microflore.

La pédofaune

Matière Organique

Minéralisation primaire M1

HUMUS

CO2, SO42-

, PO43-

, NH4+

, NO3-

,..

Réorganisation CO2, SO42-

, PO43-

, NH₄⁺, NO₃^-,..

Minéralisation Secondaire M2

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6 Selon la taille, la pédofaune peut être subdivisée en trois sous-groupes que sont la microfaune (protozoaires, nématodes, rotifères, tardigrades, acariens et collemboles), la mésofaune (collemboles, acariens, enchytreïdes, larves de diptères) et la macrofaune (arthropodes, isopodes, amphipodes et vers de terre) (Tissaux, 1996). Ces organismes interviennent surtout dans la décomposition en facilitant la minéralisation complète qui est généralement l’œuvre des communautés microbiennes (bactéries, champignons). De même, ils peuvent agir en contrôlant les microflores minéralisantes et humifiantes ou en rajeunissant les populations. Le tableau 1 résume le rôle de la pédofaune dans la décomposition de la litière.

Tableau 1 : Rôle de la pédofaune dans la décomposition de la litière (Girard, 2005)

Catégories Rôles

Microfaune

Microphages, consommateurs de colonies bactériennes action de prédation stimulant le renouvellement de la microflore.

Mésofaune Broyeurs de feuilles

Macrofaune Fragmentation de la matière organique, brassage avec matière minérale

Les micro-organismes du sol

Ils regroupent principalement les champignons et les bactéries. Ils sont responsables de la décomposition de la MO et de la minéralisation des nutriments qui redeviennent disponibles pour les plantes.

- Les bactéries

Elles affectionnent les milieux riches en azotes et peu acides. Elles interviennent particulièrement dans les réactions d’oxydoréduction. De ce fait, elles jouent un rôle primordial dans l’évolution des éléments fondamentaux du sol tels que l’azote, le soufre, le fer, le magnésium, etc. (Badiane,1998).

- Les champignons

Contrairement aux bactéries, les champignons montrent une certaine résistance à la sécheresse et à l’acidité (Badiane, 1998). Les champignons peuvent présenter une biomasse substantielle dans la litière (Moinet, 2012). Ils ont en effet des aptitudes colonisatrices supérieures à celles

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7 des bactéries. Grâce à leurs hyphes, les champignons sont capables d’exercer des effets mécaniques. Ceci combiné aux actions enzymatiques leur permet de perforer les parois cellulaires et donc d’être les premiers colonisateurs des litières (Mangenot, 1980). Dans le sol, ils jouent un rôle essentiel pendant la phase de décomposition de la litière qui précède l’humification (Badiane, 1998).

1.1.4. Les facteurs influençant la décomposition de la litière

Plusieurs facteurs affectent la cinétique de dégradation de la litière. Il s’agit entre autres de la qualité de la litière, des facteurs pédologiques, climatiques ou anthropiques, et de la diversité des organismes décomposeurs.

- La qualité de la litière

La qualité de la litière, ou plus précisément ses caractéristiques physiques, chimiques et biochimiques, influence grandement sa vitesse de décomposition. En effet, elle peut influencer sa colonisation par les décomposeurs et son appétence pour les détritivores (Gessner et al., 2010 cité par Moinet, 2012). A propos de cela, Singh et Malhi (2006), déclarent que les microorganismes dégradent les structures organiques à des taux variant selon leur contenu en carbone et azote, mais aussi le degré d’aromaticité des molécules et leur Composition biochimique (cité par Bouajila et al., 2014). Dans cette même perspective, Moinet (2012) affirme que les teneurs en carbone, en azote et en phosphore dans la litière déterminent sa vitesse de décomposition. Ainsi, le rapport C/N permet de prévoir l’importance de l’immobilisation nette ou de la minéralisation nette lors de l’incorporation au sol d’un substrat organique (Tissaux,1996). Plus ce rapport est élevé, plus l’activité biologique est réduite et par la même la minéralisation. Moinet (2012) ajoute que certains types de litières contiennent beaucoup de carbone labile, facilement accessible et assimilable par les microorganismes. De même, la teneur en lignine est susceptible d’influer sur le degré de décomposition de la matière organique fraîche. A ce titre, Gessner et al. (2010) ont montré que des concentrations importantes en lignine rendent difficiles la biodégradation de la litière (cité par Moinet, 2012). Par ailleurs, d’autres auteurs comme Graças et al. (2005) ont montré une corrélation négative entre la concentration en polyphénols totaux et la dégradation de la litière. En fin, la nature des organes (annuelles, plantes vivaces, feuilles, nature des tiges, etc.) peut conditionner le degré de décomposition de la litière (Diallo, 2005). En effet, plusieurs auteurs (Puget et Drinkwater, 2001; Rasse et al., 2005; Abiven et al., 2005; Fujii et Takeda, 2010) révèlent qu’au sein d’une même plante, les organes (nœuds, entre-nœuds, feuilles,

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8 gaines, racines) présentent des cinétiques de décomposition dans les sols très variables (cité par Bertrand, 2013). Il s’y ajoute que certaines caractéristiques physiques des feuilles mortes telles que leur dureté rendent difficiles leur déchirabilité par la faune du sol (Moinet, 2012).

- Les facteurs environnementaux et anthropiques

Les facteurs environnementaux (température, humidité, aération, pH) et anthropiques (labour, fertilisation minérale, l’irrigation) peuvent exercer une influence sur la biodégradation de la litière. En condition d’anaérobie et d’acidité excessive, l’activité des organismes décomposeurs est réduite. Par conséquent, la minéralisation est lente. Dès lors, plus la teneur en oxygène (O2) est élevée, plus l’activité ligninolytique est efficace (Tissaux, 1996). En anaérobiose, la lignine est altérée par les bactéries et subit une très faible dégradation (Tissaux, 1996). En outre, l’humidité joue un rôle capital dans la biodégradation de la litière compte tenu de son importance pour la survie des microorganismes du sol. A cela s’ajoute le fait qu’elle peut induire le clivage de la lignine (Tissaux, 1996). Les études de Bernhard- Reversat (1981) sur un sol ferrugineux tropical ont montré que la minéralisation in situ de l’azote augmente rapidement lorsque le sol se ré-humecte sous l’effet des premières pluies, et atteint ensuite un seuil maximum qui reste constant pour des teneurs en eau du sol variant entre 5 et 17% ( cité par Badiane,1998). Tout comme l’humidité, la température influe fortement sur l’activité biologique du sol et donc sur la minéralisation de la litière. L’activité des microorganismes est maximale pour des températures comprises entre 40 et 60°C (Badiane, 1998). Moureaux (1967) estime que les basses températures (< à 10°C) ralentissent l’activité microbiologique (ammonification et nitrification) dans les sols ferrugineux tropicaux. Selon Bernhard-Reversat (1981) l’ammonification augmente avec la température, alors que la nitrification est inhibée par des températures supérieures à 40°C (cité par Badiane, 1998). Enfin, des actions anthropiques à savoir le labour, la fertilisation minérale, l’irrigation accélèrent la minéralisation de la litière et diminuent de ce fait le stock de matière organique du sol.

- La diversité des organismes décomposeurs

La diversité des décomposeurs permet dans certains cas une meilleure dégradation des constituants de la litière. A ce titre, Gessner et al. (2010) déclarent que la diversité des décomposeurs peut avoir un effet positif sur la dégradation, chaque espèce apportant son lot d’enzymes dégradant spécifiquement certaines molécules organiques (cité par Moinet, 2012).

La faune du sol participe à la dégradation en fragmentant les résidus organiques. Cette action

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9 augmente ainsi la surface de contact des résidus exposée à la dégradation microbienne. Enfin, les champignons peuvent faciliter la pénétration des bactéries dans la feuille, où les deux travaillent alors spécifiquement à la dégradation de molécules structurales que les détritivores ne peuvent pas attaquer directement (Boer et al., 2005 ; Moinet, 2012).

1.2. L’effet de la litière sur la fertilité du sol

Le rôle de la matière organique sur la fertilité des sols est relativement bien connu. La richesse des sols en matières organiques améliore à la fois leurs propriétés physiques, chimiques et biologiques.

1.2.1. L’effet de la litière sur les propriétés physiques du sol

L’apport de litières présente sans doute un intérêt capital dans la structuration des sols de texture sableuse. Ceci rend les sols moins vulnérables à l’érosion, aux tassements, au lessivage, à l’infiltration entre autres (Jemai et al., 2011). De plus, l’incorporation de litières contribue à améliorer la perméabilité, l’aération et la capacité de rétention d’eau du sol. Par ailleurs, dans les sols argileux, l’humus issu de de la transformation des matières organiques s’associe à l’argile pour former le complexe argilo-humique. Ce complexe participe à la stabilité structurale du sol (Mangenot, 1980).

1.2.2. L’effet de la litière sur les propriétés chimiques du sol

L’utilisation de la litière affecte positivement la fertilité chimique du sol. Elle permet en effet l’enrichissement du sol en éléments minéraux à partir de la décomposition (Diallo et al., 2006, 2015). Il faut tout de même signaler que l’apport de litières dans un sol sableux augmente la capacité d’échange cationique (CEC) du sol.

1.2.3. L’effet de la litière sur les propriétés biologiques du sol

La matière organique constitue la principale source de carbone, de minéraux et d’énergie pour les organismes du sol (Versin, 2012). Dès-lors, l’incorporation de litières au sol permet d’entretenir les organismes inféodés au sol. En effet, Vance et Chapin (2001) et Diallo et al.

(2008) affirment que l’utilisation des litières stimule l’activité et le développement des microorganismes du sol.

(20)

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1.3. L’effet de la litière sur la croissance des cultures et leur rendement

La décomposition de la litière par les organismes du sol a pour finalité la mise en disponibilité des nutriments essentiels à la croissance et au développement des plantes. Plusieurs études ont mis en évidence les effets des litières sur la croissance des cultures et leur rendement. Myers (1994) rapporte que l’incorporation de litières de qualités différentes a une influence directe sur la disponibilité de l’azote dans le sol et donc potentiellement sur la croissance végétale.

Dans cette même optique, Ba et al. (2014) affirment qu’une diminution de la matière organique et des nutriments au niveau du sol a comme corollaire une baisse de productivité.

Au Sénégal, une étude réalisée par Diallo et al. (2008) et portant sur l’influence de la litière foliaire de cinq espèces végétales tropicales sur la croissance du mil et du maïs en serre a donné des résultats intéressants concernant les effets des litières sur les cultures testées. Sur le mil, les litières de Faidherbia albida, de Casuarina equisetifolia et d’Azadirachta indica ont montré un effet positif sur les paramètres de croissance. Pour ce qui est des résultats sur le maïs, la litière de F. albida et d’A. indica ont également montré le meilleur potentiel en améliorant la croissance en hauteur et les biomasses aérienne et racinaire contrairement à la litière d’Andropogon gayanus et d’Eragrostis tremula qui ont montré un effet dépressif sur certains paramètres de croissance du maïs. D’autre part, des travaux consacrés à l’action des polyphénols de la litière de C. equisetifolia sur la croissance ont montré son effet inhibiteur sur la production de matière sèche de trois plantes que sont le sorgho, le niébé et le tournesol (Suresh et Rai, 1987). De même, l’application de bois raméaux fragmentés (BRF) de C.

equisetifolia a affecté négativement la croissance et le rendement de la tomate la première année qui a suivi l’application (Ba et al., 2014). Par ailleurs, de nombreuses études ont révélé que l’application de matériel végétal à faible teneur en azote pourrait se traduire par une baisse des rendements des cultures suite à l’assimilation de l’azote minéral par les microorganismes du sol (Falisse et Lambert, 1994 ; Diallo et al., 2008). Enfin d’autres travaux ont montré qu’au bout de 2 à 4 ans après incorporation au sol de bois raméaux fragmentés (BRF) d’espèces feuillues ou résineuses, les cultures de blé, d’orge, de pommes de terre et de tomate subséquentes, ont eu des gains de rendement nettement supérieurs à celui du témoin sans amendement (Soumaré et al., 2002 ; Ba et al., 2014).

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1.4. Impacts écologiques de l’utilisation de la litière

L’utilisation de la litière présente sans doute de nombreux intérêts écologiques. La restitution de la matière organique au sol et sa décomposition jouent un rôle clé dans le fonctionnement des cycles biogéochimiques via le recyclage des nutriments (Sayer, 2006 ; Versin 2012). De plus, la matière organique dans le sol assume de nombreuses fonctions environnementales telles que le maintien de la qualité de l’eau et des sols par sa forte capacité de rétention des polluants organiques (pesticides, hydrocarbures…) et minéraux (éléments traces métalliques), le recyclage des déchets organiques (Versin, 2012), la régulation du climat et de la qualité de l’air (Bertrand, 2013). Néanmoins, la litière peut également être source de polluants potentiels, comme les nitrates et les phosphates. Elle affecte également la qualité de l’air, par le stockage ou l’émission de gaz à effet de serre (Chenu et Balabane, 2001).

1.5. Généralités sur le mil

1.5.1. Origine et Répartition géographique du mil

Pennisetum glaucum (L.) R. Br connue sous le vocable de mil à chandelle ou mil pénicillaire serait originaire d’Afrique de l’Ouest plus précisément de la zone Nord-Est du fleuve Sénégal (Tostain, 1998, cité par Akanvou et al., 2012) où en effet on rencontre de nombreuses espèces sauvages et cultivées (FAO, 1995, cité par Akanvou et al 2012). La culture du mil s’est ensuite étendue jusqu’en Afrique de l’Est puis en Afrique australe et au subcontinent indien, il y a environ 3000 ans. Il a atteint l’Amérique tropicale et les Etats-Unis d’Amérique respectivement aux XVIII^èmeet XIX^ème siècles (Ben, 2013).

1.5.2. Taxonomie

Le mil a la position systématique suivante : - Règne Végétal ;

- Classe des Monocotylédones ; - Ordre des Poales ;

- Famille des Poaceae (Gramineae) ; - Sous-Famille des Panicoideae ; - Tribu des Paniceae ;

- Genre : Pennisetum ;

- Espèce : Pennisetum glaucum (L.) R. Br.

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1.5.3. Morphologie et Bio-écologie du mil

Le mil (Pennisetum glaucum [L.] R.Br) est une céréale à port érigé. La tige, dépourvue de lacunes médullaires a une hauteur comprise entre 0,5 et 4 m voire 5 m selon les variétés (Diop, 1999). Le système racinaire est de type fasciculé. Celui-ci comprend surtout des racines superficielles et celles qui peuvent atteindre 2 m de profondeur (Alhassane, 2009 cité par Ben, 2013). La tige ou chaume est ronde et rigide, avec un nombre variable d'entre-nœuds alternant avec des nœuds, à la base desquels les feuilles sont insérées par l'intermédiaire de la gaine. La plante peut former jusqu’à 40 talles cependant 1 à 7 seulement parviennent généralement à produire des épis. Les feuilles du mil sont alternes, comportent une gaine enveloppant complètement la tige, des nervures parallèles et un limbe lancéolé, glabre et couvert de poils (Ben, 2013). De même, le limbe porte des stomates sur ces deux faces (Denis, 1984). L’inflorescence est une panicule très dense, apicale, cylindrique d’une longueur et d’un diamètre respectivement compris entre 15 et 140 cm et 0,5 et 4 cm. Le fruit est un caryopse de forme ovoïdale ou elliptique, d’une longueur d’environ 4 mm et de couleur variable (blanche, jaune, brune, grise).

Par ailleurs, le mil est une graminée annuelle, protogyne et allogame. En Afrique de l’Ouest, le cycle du mil est variable selon les variétés à savoir mil Souna (variétés précoces) et mil Sanio (variétés tardives). Selon Toudou (2003) cité par Moumouni (2014), le cycle de développement du mil peut être subdivisé en plusieurs phases phénologiques :

 La germination est hypogée et se produit au bout de 24 heures après semis. La levée s’achève généralement au bout de 2 à 5 jours après semis (JAS).

 Le tallage correspond à l’émission des tiges secondaires à partir des tiges primaires au niveau du plateau de tallage. Il débute environ 15 jours après la levée. Sa durée peut atteindre 45 jours pour les variétés tardives.

 La montaison est l’élongation des tiges par une succession de nœuds et d’entre-nœuds.

Elle a lieu du 35êau 60êjour après la levée (JAL) pour les variétés précoces et du 60êau 80êJAL pour les variétés tardives.

 L’épiaison ou apparition de l’épi se déroule généralement entre 60 et 70^e JAL pour les variétés précoces et entre 80 et 105^e JAL pour les variétés tardives.

 La floraison débute par l’apparition de stylets et de stigmates 3 à 5 jours avant l’apparition des anthères. C’est le phénomène de protogynie du mil.

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 La maturation est le développement progressif du caryopse du sommet vers la base de l’épi. Les grains de mil à travers trois phases (laiteuse, cireuse et vitreuse) arrivent à la maturation physiologique 20 à 50 jours après la floraison, selon les variétés :

- La phase laiteuse durant laquelle le grain est brun verdâtre et laiteux

- La phase cireuse pendant laquelle, le grain atteint presque son aspect définitif. A cette étape, le contenu du grain est pâteux.

- La phase vitreuse à laquelle le grain atteint sa maturité complète. Elle se reconnait souvent par l’apparition d’un point noir dans la région du hile.

D’autre part, le mil est une céréale qui s’adapte très bien aux zones semi-arides chaudes. Sa culture se fait généralement dans les zones ayant une pluviométrie variant de 200 à 800 mm repartis sur 3 à 5 mois, selon les zones agro-écologiques de la bande cultivable du Niger (Bouzou, 2009). Le mil résiste plus à la sécheresse que le sorgho et le maïs. Toutefois, sa température de développement optimum est comprise entre 27 et 30 °C (Moumouni, 2014).

En fin, les sols sableux légers et sablo argileux conviennent généralement à la culture du mil.

Cependant, le mil est peu exigeant sur le type de sol.

1.5.4. Opérations culturales

1.5.4.1. L’installation de la culture du mil

Le mil est de préférence cultivé sur des sols sableux et sablo-argileux. Les légumineuses telles que l’arachide et le niébé et la jachère représentent des précédents culturaux favorables pour la culture du mil. En revanche, il déconseillé de cultivé le mil après une autre culture de mil.

Le mil répond bien au labour. Après un défrichage du terrain, il convient de réaliser un labour profond en humide à la charrue suivi d’une reprise à la herse ou au canadien. Il faut noter que l’utilisation d’engrais de fond avant la préparation du terrain est préconisée. Le traitement des semences avant semis permet une protection contre les nuisibles. Le semis peut s’effectuer en sec avant le début de l’hivernage ou après les premières pluies. Le semis est réalisé soit manuellement après rayonnage en respectant un écartement de 90 cm × 90 cm, soit mécaniquement au moyen d’un semoir muni d’un disque. La dose de semis préconisée est de 3-5 kg de semences/ha. Le démariage à trois plantes par poquet a généralement lieu du 8^eau 15^e jour après la levée de préférence après une pluie. Le remplacement des poquets manquants peut s’effectuer en même temps que le démariage lorsque le sol est suffisamment humide.

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14 1.5.4.2. Le désherbage

Trois sarclo-binages sont nécessaires pour une gestion efficace des adventices :

 1^er sarclo-binage avec deux phases : une phase mécanique huit jours après la levée et une phase manuelle au moment du démariage ;

 2^ème sarclo-binage mécanique réalisé 15jours après le premier ;

 3^ème sarclo-binage qui a lieu 60 à 65 jours après la levée, en humide pour lutter contre le Striga (FIDA, 2001).

1.5.4.3. La fertilisation

La fertilisation dépend du système de production en cause :

 En système extensif, un apport d’engrais de type 14-7-7 à la dose de 150 kg/ha est recommandé au semis ;

 En système semi-intensif, il convient d’apporter d’une part 400 kg/ha de tricalcique et 150 kg/ha d’engrais de type 10-21-21 comme fumure de fond et d’autre part 100kg/ha d’urée, en deux fractions (50 kg/ha au démariage et 50 kg/ha à la montaison).

 En système intensif, la seule différence avec le système semi-intensif se situe au niveau de la dose d’urée appliquée qui est 150 kg/ha également apportée en deux fractions (75 kg/ha au démariage et 75 kg/ha à la montaison)

Il est important de noter certaines précautions à prendre en compte pour une gestion efficace de la fertilisation à savoir ne pas projeter l’urée sur les feuilles pour éviter les risques de brûlure et ne pas l’appliquer en cas de stress hydrique très sévère (FIDA, 2001).

Enfin, le besoin en fumure organique est de 5 à 10 t/ha de matières organiques qui seront enfouies dans le sol lors de la préparation du sol (léger labour ou un grattage à la houe sine).

1.5.4.4. Protection phytosanitaire

Le mil est en permanence sous la menace de nombreuses nuisibles dont les plus redoutables sont les insectes ravageurs tels que les chenilles, les foreurs des tiges, les Cantharides et la mineuse de l’épi, le Striga et les oiseaux granivores à savoir Ploceus cuculatus, Quelea- quelea. De même, les maladies les plus communes du mil sont le charbon du mil, l’ergot du mil et le mildiou.

1.5.4.5. Récolte et Conservation

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15 Le mil est récolté à maturité qui correspond à environ 45 jours après la floraison générale. Les signes de maturité physiologique sont :

 Jaunissement des 2/3 au moins des feuilles de la plante ;

 Apparition d’une tache noire dans la région hilaire des graines.

La récolte doit être réalisée après la disparition de la rosée matinale. Les épis récoltés sont successivement soumis au séchage au soleil pendant 2-4 jours et aux opérations de battage et vannage avant stockage dans un endroit propre, sec et aéré pour une meilleure conservation.

1.5.5. Importance et utilisation du mil

Le mil est l’une des céréales les plus importantes cultivée en régions arides et semi-arides, principalement de l’Inde et de l’Afrique de l’Ouest (Sehgal et al., 2012). A l’échelle mondiale, il occupe la septième position, venant après le blé, le riz, le maïs, le sorgho, l'orge et l'avoine (Moumouni, 2014). En Afrique, la culture du mil s’étend sur plus de 13 millions d’hectares (Syngenta, 2013, cité par Moumouni, 2014), où près de 500 millions de personnes en dépendent pour leur survie. Au Sénégal, le mil représente la céréale la plus importante avec plus de 60% des superficies réservées à sa culture (Diakhaté, 2013). De ce fait, il constitue la base de l’alimentation humaine dans les zones sahéliennes de l’Afrique de l’Ouest. Le rendement du mil est généralement bas (500-600 kg/ha). Cependant, sa valeur énergétique est l’une des plus élevées parmi les céréales (Latham, 2001 cité par Moumouni, 2014). De plus, Il est la troisième céréale riche en protéines mais aussi en calcium et fer (Moumouni, 2014). Le grain de mil est utilisé dans l'alimentation humaine sous des formes variées. Il sert à la préparation de bouillies, de pâtes, de couscous ou de galettes ainsi qu'à la préparation de boissons alcoolisées ou non alcoolisées. Les sous-produits du mil, telles que les tiges et les feuilles peuvent être utilisés en tant que fertilisant ou aliment pour bétail.

Enfin, les tiges de mil ont une valeur socio-culturelle élevée après la récolte entrant dans la confection des cases, des paniers et des murs des concessions.

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CHAPITRE 2 : MATERIELS ET METHODES

2.1. Le site d’étude

Cette étude a été conduite à la ferme agricole de l’Université Gaston Berger (UGB) de Saint- Louis. Celle-ci se situe à 12 km de la ville de Saint-Louis précisément à Sanar (16° 18’ N, 16°

29’ O, altitude 4 m) dans la Communauté rurale de Gandon, département et région de Saint- Louis (Diack et Razakamananifidiny, 2012).

Figure 2 : Localisation de la zone d’étude (Diack et Loum, 2014)

La ferme agricole de l’UGB couvre une superficie de 33 ha. Le climat du site d’étude est de type sub-canarien à sahélien. Il est caractérisé par deux saisons : une saison sèche de

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17 novembre à juin et une saison pluvieuse de juillet à octobre. Le relief est plat et ne subit aucune déformation dans ses parties situées en bordure du cours d’eau. Concernant les vents, l’alizé (vent frais et humide) balaie la partie Nord-ouest du pays de novembre à mars tandis que l’harmattan (vent chaud et sec) souffle dans la direction Est-ouest d’avril à juin. Les précipitations sont assez faibles et varient entre 3 et 128 mm pour l’année 2016. Les températures maximales enregistrées souvent au mois d’avril-mai sont généralement comprises entre de 35°C et 37°C. Les températures minimales généralement relevées en Janvier tournent autour de 16°C. Les eaux de surface, provenant essentiellement du Djeuss (un affluent du fleuve Sénégal situé à 1 km de la ferme), permettent l’irrigation des cultures sur le périmètre de la ferme.

Les sols de la zone d’étude sont de type sableux à sablo-argileux avec des pH qui avoisinent la neutralité (compris entre 6,7 et 7,7). De plus, ils sont caractérisés par une faible teneur en matières organiques. D’où une teneur en carbone organique de 0,17 à 0,40 % pour les horizons de surface et de 0,12 à 0,27 % pour les horizons 10-20 cm (Diack et Loum, 2014).

La végétation est composée d’espèces telles qu’Acacia raddiana, Balanites aegyptiaca, Prosopis juliflora, Euphorbia balsamifera, etc.

2.2. Les litières

Les deux types de litières utilisées dans cette étude appartiennent à des familles différentes. Il s’agit des litières de Faidherbia albida A. Chev. (Mimosaceae) et de Casuarina equisetifolia Forsk. (Casuarinaceae). L’espèce F. albida est originaire d’Afrique de l’Ouest alors que C.

equisetifolia est une espèce exotique. Ces ligneux sont tous des essences forestières importantes fréquemment utilisées dans les plantations agroforestières au niveau du bassin arachidier sénégalais (Diallo et al., 2008).

2.2.1. Prélèvement des litières

Les litières de Casuarina ont été recueillies sous l’arbre après leur chute dans la commune de Gandiol, Département et Région de Saint-Louis au niveau des plantations de fixation des dunes le long de la mer. Concernant les litières de F. albida, les prélèvements ont été effectués sur l’arbre dans les départements de Louga et de Kébémer.

2.2.2. Composition biochimique des Matières organiques utilisées

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18 La composition biochimique de la litière des espèces végétales et du compost a été déterminée sur des échantillons séchés à l'air libre pendant 2 semaines, puis broyés et tamisés à 0,2 mm.

La teneur en azote total a été mesurée par la méthode de Kjeldahl. Le carbone C soluble a été extrait en mélangeant 2 g de feuilles avec 60 ml d'eau froide pendant 2 heures. Le carbone extrait est alors dosé selon la méthode de la demande chimique en oxygène (COD) en utilisant la méthode HACH (Jirka et Carter, 1975). Les échantillons ont été analysés au laboratoire du Cirad (Centre de Coopération Internationale en Recherches Agronomiques pour le Développement, Montpellier, France).

2.3. Les semences

Le mil (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) a été utilisé comme plante test pour évaluer l’effet des matières organiques (litières de Faidherbia albida et de Casuarina equisetifolia, compost) et minéral (engrais de 10-10-20 et urée) sur la croissance et le rendement. Les semences de la variété Souna 3 utilisées provenaient du Centre de Recherches Agricoles De Bambey (CRA/Bambey). Un échantillon de semence a été soumis à un test de germination avant la mise en œuvre de l’opération de semis. Ce test a été effectué en utilisant 400 grains de mil répartis sur 08 boîtes de pétri soit 50 grains par boîte. Les grains ont été ensuite mis en germination sur du papier mouchoir humidifié. Le taux de germination a été déterminé au bout de trois (03) jours.

2.4. Dispositif expérimental

Un dispositif expérimental à blocs complètement randomisés avec quatre répétitions a été mis en place sur une durée de 90 jours (18 août – 16 novembre 2016). La fertilisation constitue le seul facteur étudié. Le dispositif comprenait six traitements :

-T0 : sans apport de fertilisants ;

- T1 : fertilisation minérale (engrais de type 10-10-20 et urée) ; - T2 : apport de litières de Faidherbia ;

- T3 : apport de litières de Casuarina ;

-T4 : apport de litières Faidherbia + Casuarina ; - T5 : apport de compost.

Pour le traitement T1, l’engrais composé de type 10-10-20 (10 % de N, 10 % de P et 20 % de K) et l’urée (46 % de N) ont été apportés aux doses respectives de 150 Kg/ha et 100Kg/ha.

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19 Les traitements T2, T3 et T4 ont été appliqués à la dose de 5t/ha chacun. Le traitement T5 a par contre nécessité un apport de compost à une quantité de 10t/ha.

Le dispositif est composé de 24 parcelles élémentaires de 25 m², chaque parcelle élémentaire comprenait deux lignes de bordure et trois lignes d’observation. L’écartement entre les parcelles élémentaires est de 1 m et l’écartement entre les blocs est de 2 m. Les bordures sont de 3 m et la surface totale de l’essai est de 1312 m² (41 m × 32 m). La surface utile de l’essai, constitué par la surface parcellaire × nombre de parcelles élémentaires, est de 600 m² (25 m²x 24).

2.4.1. Incorporation de la matière organique

Les litières de Faidherbia et de Casuarina ont été incorporées au sol à une profondeur de 10 cm deux semaines avant semis. Le compost a été appliqué en deux fractions (5 t/ha avant semis et 5 t/ha au tallage). Il faut signaler que les litières de Faidherbia albida ont subi une fragmentation avant l’incorporation au sol. Cette action a un double avantage à savoir faciliter la décomposition, d’une part et les manipulations, d’autre part du fait de la présence d’épines.

Concernant, la fertilisation minérale, l’engrais composé de type 10-10-20 a été apporté comme fumure de fond et l’urée comme fumure d’entretien (50 Kg/ha au tallage et 50Kg/ha à la montaison).

2.4.2. Opérations culturales

La culture a été conduite conformément à l’itinéraire technique du mil. Les seules différences ont été observées au niveau de la fertilisation qui a varié selon les traitements. Cet itinéraire comporte les informations suivantes :

- Ecartement : 90 cm entre poquets et 90 cm entre lignes ; - Semis : une pincée de grains par poquet ;

- Démariage : à 3 plants par poquet 15 jours après levée ;

- Irrigation : au moyen d’un système d’irrigation goutte-à-goutte.

- Durée d’irrigation journalière : 5h réparties comme suit : de 8h à 11h le matin et de 14h à 16h l’après-midi.

- L’expérimentation a duré trois mois.

Enfin, il faut préciser que les parcelles ont été clôturées par un grillage pour une protection contre la divagation des animaux.

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20

2.4.3. Paramètres mesurés

Les paramètres tels que le tallage, le nombre de feuilles, la hauteur du brin maître et le diamètre du brin maître ont été mesurés à partir du 28^ème jour après la levée. Le choix des plantes à suivre a été fait selon la méthode d’échantillonnage aléatoire simple. Pour ce faire, dans chaque bloc et pour chaque traitement, tous les poquets des lignes d’observation ont été numérotés. Après cela, dans chaque bloc et pour chaque traitement, trois poquets ont été sélectionnés en utilisant la table des nombres au hasard. Les poquets choisis ont été ensuite identifiés pour le suivi des paramètres cités plus haut. La hauteur et le diamètre du brin maître ont été respectivement mesurés à l’aide d’une règle graduée et d’un pied à coulisse. Le nombre de feuilles et le nombre de talles ont été obtenus par comptage. Les mesures ont été réalisées à une fréquence d’une semaine. Après observation, le nombre de talles ou de feuilles par plante a été obtenu selon les formules suivantes :

- Nombre de Talles par plant = nombre de talles par poquet/3 - Nombre de Feuilles par plant = nombre de feuilles par poquet/3 Concernant les mesures de biomasses sèches aérienne et racinaire, 3 poquets ont été sélectionnés par traitement sur les lignes d’observation. Rappelons que chaque traitement comprenait 5 lignes dont 2 lignes de bordures et 3 centrales sur lesquelles ont été effectuées les observations. Les prélèvements pour les mesures de biomasses ont été effectués à trois stades de développement du mil : tallage, épiaison et fructification-maturation.

Les biomasses des plantes prélevées ont été déterminées après séchage à l’étuve (80 °C pendant 72 heures) et pesage au moyen d’une balance de précision. La biomasse pour une plante a été calculée selon la formule qui suit :

- Biomasse par plant = biomasse par poquet/3

Le rendement en grains a été déterminé à la fin de l’expérimentation après maturation complète des grains. A cet effet, des prélèvements d’épis ont été faits sur les lignes centrales de chaque traitement. Les échantillons ont été ensuite étiquetés puis soumis à un séchage au soleil pendant une semaine. Après cela, les opérations d’égrainage et de vannage ont été réalisées de façon traditionnelle au moyen d’un mortier couplé à un pilon. A l’issue de ces opérations, les grains obtenus ont été mis dans des sachets en plastiques puis pesés à l’aide d’une balance de précision. Le rendement en grains a été en fin calculé selon la formule suivante :

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21 Rendement pour un traitement donné (g/m²) = (masse obtenue après pesage pour ce traitement) /surface sur laquelle les épis ont été récoltés c’est-à-dire 5 m²) La valeur trouvée a été ensuite convertie en kg/ha.

2.5. Analyses statistiques

L’analyse de variance (ANOVA) a été effectuée avec le logiciel SAS version 9.4.0 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). Le test de Student- Newman- Keuls (SNK) a été utilisé pour la comparaison des moyennes au seuil de 5%.

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22

CHAPITRE 3 : RESULTATS ET DISCUSSIONS

3.1. Résultats

3.1.1. Le rapport C/N et test de germination des semences

Les rapports C/N des matières organiques utilisées sont reportés dans le tableau 2. Faidherbia albida a un taux de Carbone organique (Corg) relativement proche à celui de Casuarina equisetifolia (428,3 et 471,9 mg g^-1respectivement). Par contre, le compost a une teneur en carbone organique plus faible soit 64,3 mg g^-1. Le rapport C/N est faible pour le compost et élevé pour Casuarina.

Tableau 2 : Rapport C/N des matières organiques utilisées

Matière organique Corg (mg g^-1) N total (mg g^-1) C/N

Faidherbia albida 428,3 20 21,4

Casuarina equisetifolia 471,9 13,6 34,8

Compost 64,3 11,08 5,8

Par ailleurs, les résultats relatifs au test de germination ont montré un taux de germination de 100

%.

3.1.2. Nombre de Talles par pieds

L’analyse de la variance a révélé une différence non significative entre les traitements en ce qui concerne le nombre de Talles au seuil de 5% (F=0,84 ; P= 0,55).

(33)

23 Figure 3 : Nombre de Talles par plant

Les barres d’erreurs ont été obtenues à partir des écarts types. Les valeurs d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5% au test de Student- Newman- Keuls

3.1.3. Nombre de Feuilles par plant

L’analyse du nombre de feuilles par plant (figure 4) révèle une différence non significative entre les traitements au seuil de 5% (F=2,20 ; P= 0,11). Le test de séparation des moyennes a montré une différence significative entre le traitement T1 (30) et le traitement T2 (16,5) et une variation non significative entre les autres traitements.

Figure 4 : Nombre de Feuilles par plant

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

T0 T1 T2 T3 T4 T5

Nombredetalles

Traitements A

A A

A

A A

0 10 20 30 40

T0 T1 T2 T3 T4 T5

Nombredefeuilles

Traitements BA

A

B

BA BA

BA

(34)

24

3.1.4. Diamètre du brin maître

Le diamètre du brin maître est représenté à la figure 5. L’analyse de variance appliquée sur les données relatives au diamètre du brin maître a révélé une différence non significative entre les traitements au seuil de 5 % (F= 1,33 ; P= 0,30). La comparaison des moyennes au seuil de 5

% a montré d’une part, une différence significative entre les traitements T1 et T5 et d’autre part, une différence non significative entre les autres traitements.

Figure 5 : Diamètre au collet

3.1.5. Croissance en hauteur

L’analyse de la variance montre une différence non significative entre les traitements au seuil de 5% (F=2,79 ; P= 0,056). D’autre part, le test de comparaison des moyennes révèle une différence significative entre le traitement T1 et les traitements T0, T2 et T4 et une faible variation entre les traitements T3 et T5.

(35)

25 Figure 6 : Croissance en hauteur

3.1.6. Biomasses aérienne et racinaire

Les résultats relatifs à la biomasse aérienne (figure 7) ont révélé une différence significative entre les traitements au seuil de 5% (F=3,46 ; P= 0,03). Le test de séparation des moyennes au seuil de 5% a montré une différence significative entre le traitement T1 et les autres traitements (T0. T2, T3, T4 et T5).

Figure 7 : Biomasse aérienne

(36)

26 De même, les résultats relatifs à la biomasse racinaire (figure 8) ont montré une différence significative entre les traitements seuil de 5% (F=3,18 ; P= 0,0374). Seul le traitement avec l’engrais minéral (T1) a amélioré considérablement la production de biomasse sèche racinaire rapport au témoin sans amendement (T0).

Figure 8 : Biomasse racinaire

3.1.7. Rendements en grains

L’analyse de variance des données concernant le rendement en grains a révélé qu’il existe une différence significative entre les traitements au seuil de 5% (F= 7,02 ; P= 0,001). Toutefois, il parait important de noter que seul le traitement avec l’engrais minéral (T1) a fait preuve d’un potentiel élevé pour améliorer le rendement en grains par rapport au témoin sans amendement (T0).