RÉPUBLIQUE DU SÉNÉGAL ***********
MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR, DE LA RECHERCHE ET DE L’INNOVATION (MESRI)
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UNIVERSITÉ IBA DER THIAM DE THIÈS
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École Nationale Supérieure d’Agriculture (ENSA)
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Département Production Végétale (DPV)
Pyrotechnie Master I (2023)
Enseignants Exposants
Dr Bassirou MBACKE
Alioune NGOM
Mme Awa .M. CISSE
Abdoul Aziz M’BAYE
Mama TRAORE
Les Techniques d’amélioration du rendement
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TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION ... 1
I. LE RENDEMENT ET SES COMPOSANTES ... 2
II. TECHNIQUES D’AMELIORATION DU RENDEMENT ... 3
1. Gestions des sols ... 3
2. Cultures et variétés ... 5
3. Gestion de l’eau ... 6
4. Itinéraires Techniques ... 8
5. Protection des plantes ... 9
6. Récolte/Post-récolte et Conservation ... 10
III. CONCLUSION ... 13
REFERENCES ... iii
ii LISTE DES FIGURES
Figure 1 La profondeur du Sol Agro school for life, (2019) ... 5
Figure 2 Le Semi JAF-info, (2022) ... 6
Figure 3 Variation de température dans le Monde ... 6
Figure 4 Superficie équipée de système d'irrigation en Afrique. ... 7
Figure 5 L'effet d'irrigation sur le rendement des céréales. ... 8
Figure 6 La valeur d'importation des pesticides en Afrique ... 10
Figure 7 Récolte des carottes CHRISLYDON, 2017... 11
Figure 8 Gestion des récoltes et post-récolte FranceAgrirMer, 2016 ... 12
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INTRODUCTION
L’histoire de l’agriculture peut être vue comme un long processus d’intensification, à mesure que la société s’efforçait d’améliorer la productivité agricole de manière à satisfaire ses besoins toujours croissants en aliments, pour la consommation humaine et animale, et en fibres. Au cours des millénaires, les agriculteurs se sont appliqués à sélectionner et à cultiver des espèces végétales présentant un rendement plus élevé et une meilleure résistance à la sécheresse et aux maladies; ils ont construit des terrasses sur les versants des collines afin de conserver les sols et des canaux pour assurer la distribution de l’eau à travers leurs champs;
ils ont remplacé la houe manuelle par la charrue tirée par des bœufs et se sont mis à utiliser le fumier animal comme engrais et le soufre contre les ravageurs. L’intensification de
l’agriculture au XXe siècle, qui recourt à la biochimie et à l’ingénierie moderne, a représenté un changement de paradigme par rapport aux systèmes agricoles traditionnels, qui
s’appuyaient en grande partie sur la gestion des ressources naturelles et des services
écosystémiques. S’inspirant du modèle qui avait révolutionné la production manufacturière, le secteur agricole du monde industrialisé s’est mécanisé et standardisé, il a adopté des méthodes permettant d’économiser la main-d’œuvre et s’est mis à utiliser des produits chimiques pour nourrir et protéger les cultures. Le recours à des machines et à des
équipements agricoles lourds fonctionnant aux combustibles fossiles, le travail intensif du sol, l’emploi de variétés végétales à haut rendement, l’irrigation, les intrants de fabrication industrielle et une intensité de capital de plus en plus forte sont autant de facteurs qui ont permis de réaliser des gains impressionnants de productivité.
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I. LE RENDEMENT ET SES COMPOSANTES
En agriculture, on appelle habituellement rendement la quantité de produit récoltée sur une surface cultivée donnée. Il correspond à un rapport entre ce qui est produit dans un
agrosystème et ce qui est apporté. Il est souvent exprimé en quintaux métriques (1 q = 100 kg) par hectare pour les grains, ou en tonnes par hectare pour les produits riches en eau (racines et tubercules, fruits...). Ce terme, consacré par l'usage, est impropre, puisqu'un rendement est une grandeur sans dimensions, le numérateur et le dénominateur ayant la même unité. Le vrai rendement serait donc le rapport entre la quantité récoltée et la quantité de semence, qui a été utilisé pendant des millénaires (« un rendement de 5 pour 1 », disait-on par exemple).
Le rendement est exprimé de différentes manières suivant la forme de la récolte attendue.
Dans le cas d'une culture céréalière comme le blé, l'orge, le maïs grain, où on ne s'intéresse qu'aux grains récoltés, on parle de rendement en unité de poids sur une unité de surface. Par exemple, on utilisera le quintal par hectare (q/ha).
Dans le cas d'une culture fourragère où l'on récolte la culture pour sa matière sèche comme les herbes de prairie, le maïs à vocation d'ensilage, on exprimera le rendement en unité de poids de matière sèche.
Dans le cas des vignes par exemple, on calcule le rendement en quantité
de vin produit par unité de surface. On parlera donc en volume rapporté à la surface cultivée. L'unité la plus utilisée est l'hectolitre par hectare.
On peut aussi calculer le rendement en production finale de la culture, par exemple pour le colza ou le tournesol, en volume d'huile par hectare.
Le rendement, quelle que soit la culture (excepté le vin, exemple qui sera traité plus loin), est une valeur quantitative dépendant d'interactions, parfois complexes entre 3 types de
Paramètres :
Le potentiel génétique de la plante cultivée. Le potentiel génétique d'une plante (d'un individu) est relativement immuable (immuable à moyen terme en cas de clonage, et lentement évolutif sur le temps long). D'une culture à l'autre et sur quelques années ou décennies, il est supposé identique lorsque les conditions environnementales seront optimales. Le rendement obtenu dans ces conditions est appelé rendement potentiel.
Dans ces conditions, la plante reçoit suffisamment de rayonnement solaire,
de température, d'eau, elle a accès à tous les nutriments nécessaires à sa croissance et ce à n'importe quel instant, elle n'est pas significativement attaquée par aucun
ravageur, et elle dispose d'assez d'espace et de sol pour se développer. Tous les paramètres évoqués ci-dessus, permettant d'obtenir le rendement potentiel, sont les éléments de l'environnement qui peuvent, s'ils ne sont pas présents tout au long du cycle de la plante, diminuer le rendement effectif.
L’environnement naturel réel de la plante (contexte édaphique, pente, exposition, Etc.)
les nombreuses méthodes agronomique, agroécologique et/ou génétiques qui peuvent modifier cet environnement et/ou accroître les rendements culturaux, par exemple : l'irrigation, la fertilisation, la culture sous serre et/ou hydroponique, la lutte contre les
« mauvaises herbes » et les ravageurs, des modifications issues du génie génétique, et le choix de la variété cultivée (en fonction du sol, du climat, du microclimat, et la pression sélective).
3 On peut analyser et isoler différentes composantes du rendement effectif d'une culture a posteriori, pour mieux comprendre quelles conditions n'ont pas été réunies au cours de la culture et ont empêché la plante d'atteindre son rendement optimal.
Dans le cas d'une culture où l'on récolte les graines uniquement (blé, orge, sarrasin, pois fourrager ou féverole par exemple), les deux composantes principales de rendement sont le nombre de grains par hectare et le poids moyen d'un grain. Ceci permet, par une formule très simple, d'arriver au rendement effectif :
Poids Moyen d'un Grain x Nombre de grains = rendement
Ces composantes peuvent être découpées en d'autres composantes dans le cas d'une céréale : Nombre de grains = Nombre d'épis x Nombre de grains par épi
Où le "Nombre de grains par épi" est dépendant du nombre d'épillet par épi et où le nombre d'épis dépend du nombre de talles, tous ces paramètres étant rapportés à une surface donnée.
L'intérêt de séparer ces composantes de rendement est qu'elles sont reliées chacune à un effet de l'environnement à un moment donné. Si l'environnement n'était pas optimal à un instant donné, le rendement atteignable ne pourrait plus être le rendement potentiel, mais pourra toujours être majoré. C'est ainsi qu'en appliquant ces méthodes aux céréales, les agronomies ont permis « révolution verte » des années 1960-1970, qui a considérablement accru les rendements de trois grandes cultures mondiales : blé, riz et maïs, mais pas nécessairement leur qualité organoleptique ni nutritionnelle.
II. TECHNIQUES D’AMELIORATION DU RENDEMENT
Ils existent diverses techniques qui peuvent être utilisées pour améliorer le rendement agricole, en se concentrant sur la gestion des cultures et variétés, la gestion des sols, la gestion de l'eau, la gestion des ravageurs et des maladies, la gestion des récoltes et l’itinéraire technique.
1. Gestions des sols
Le sol est une composante essentielle de la production végétale. Sans le sol, il serait
impossible de produire des aliments sur grande échelle, ou de nourrir le bétail. Étant donné que le sol est une matière fragile et disponible en quantité limitée, il constitue une ressource précieuse et nécessite, de la part de ses utilisateurs, une attention particulière.
La santé des sols a été définie comme étant : « La capacité du sol à fonctionner comme un système vivant. Les sols en bonne santé maintiennent en leur sein une diversité d’organismes qui contribuent à combattre les maladies des plantes, les insectes et les adventices, s’associent de façon bénéfique et symbiotique aux racines, recyclent les nutriments végétaux essentiels, améliorent la structure du sol et, partant, la rétention des eaux et des nutriments, le tout contribuant à améliorer la production végétale ». Des sols sains présentent deux
caractéristiques essentielles : une riche diversité biotique et une teneur élevée en matière organique non vivante.
Les interactions fonctionnelles des biotes du sol avec les éléments organiques et
inorganiques, avec l’air et avec l’eau, déterminent la capacité d’un sol à emmagasiner et à diffuser de l’eau et des nutriments pour alimenter les plantes, de manière à en favoriser et à
4 en soutenir la croissance. L’existence de réserves importantes d’éléments nutritifs ne
constitue pas, en soi, une garantie de fertilité élevée des sols ou d’une forte production
végétale. Étant donné que les plantes absorbent la majeure partie de leurs nutriments sous une forme soluble dans l’eau, la transformation et le recyclage des nutriments par le biais de processus qui peuvent être biologiques, chimiques ou physiques, restent essentiels. Les nutriments doivent pouvoir être transportés vers les racines des plantes par un flux d’eau circulant librement. C’est pourquoi la structure du sol constitue un autre facteur clé, car elle détermine sa capacité à retenir l’eau ainsi que la profondeur atteinte par les racines. Cette dernière peut être restreinte par des facteurs physiques tels que l’affleurement de la nappe phréatique, un fond rocheux ou d’autres couches impénétrables, de même que par des
facteurs d’ordre chimique comme l’acidité, la teneur en sodium du sol, ou encore la présence de substances toxiques.
Il suffit que vienne à manquer l’un des 15 nutriments nécessaires à la croissance des plantes pour que le rendement en souffre. Afin d’atteindre la productivité élevée nécessaire à la satisfaction des besoins alimentaires actuels et futurs, il faut impérativement garantir la présence de ces nutriments dans les sols et, si nécessaire, les appliquer de façon équilibrée à partir de sources organiques et d’engrais minéraux. Lorsque des carences se déclarent, le fait d’apporter en temps utile des micronutriments au moyen d’engrais «enrichis» peut améliorer la nutrition des cultures. Il est également possible d’enrichir le sol en azote en intégrant, dans les systèmes de culture, des légumineuses et des arbres qui fixent l’azote. Grâce à la longueur de leurs racines, les arbres et certaines légumineuses contribuant à améliorer les sols sont capables d’aller pomper jusque dans les couches inférieures du sol des nutriments qui, sans eux, n’atteindraient jamais les autres cultures. On peut également améliorer la nutrition de ces dernières grâces à d’autres associations biologiques, par exemple entre les racines des
cultures et les mycorhizes du sol qui aident le manioc à capter le phosphore dans les sols épuisés. Lorsque ces processus écosystémiques ne réussissent pas à fournir des nutriments en quantité suffisante pour donner des rendements élevés, l’obtention d’une production intensive dépendra alors de l’application judicieuse et efficiente d’engrais minéraux.
5 Figure 1 La profondeur du Sol Agro school for life, (2019)
2. Cultures et variétés
L’amélioration de rendement dépend de la création de toute une gamme de variétés
améliorées de plantes cultivées, résistantes, d’origine génétique diverse, qui soient adaptées à toute une série d’écosystèmes agricoles et de méthodes d’exploitation agricole et capables de s’adapter aux changements climatiques.
L’amélioration de rendement des cultures ira de pair avec l’adaptation aux changements climatiques, qui devraient entraîner une modification du calendrier, de la fréquence et de la quantité des précipitations, provoquant de graves sécheresses dans certaines régions et des inondations dans d’autres. Il est probable que les épisodes météorologiques extrêmes se fassent plus fréquents et que l’on assiste à l’érosion des sols, à la dégradation des terres et à la perte de biodiversité.
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Figure 2 Le Semi JAF-info, (2022)
Figure 3 Variation de température dans le Monde
3. Gestion de l’eau
Les plantes sont cultivées selon différents régimes de gestion de l’eau, allant du simple travail du sol pour accroître l’infiltration des pluies jusqu’aux technologies d’irrigation et méthodes de gestion de pointe.
Les terres irriguées, qui couvrent environ 20 pour cent des terres cultivées au niveau mondial, assurent environ 40 pour cent de la production agricole totale. Ce niveau élevé de
productivité s’explique par une plus forte intensité de culture et par l’accroissement des rendements moyens. L’irrigation contrôle la quantité et le calendrier des arrosages dans les
7 champs et elle encourage ainsi la concentration d’intrants pour accroître la productivité des terres. Les agriculteurs arrosent les cultures pour stabiliser et accroître les rendements et augmenter le nombre de récoltes par an. Globalement, l’irrigation des cultures permet de multiplier les rendements par deux ou trois. C’est pourquoi une irrigation adaptée et ajustable est vitale pour les cultures de valeur et à forte intensité d’intrants. L’irrigation peut aussi avoir des effets négatifs sur l’environnement, entraînant notamment la salinisation des sols et la pollution des aquifères par les nitrates.
Le drainage est un complément essentiel, mais souvent négligé, de l’irrigation, notamment lorsque les nappes phréatiques sont près de la surface et que la salinité des sols est un
problème. Il faudra investir dans le drainage pour améliorer la productivité et la durabilité des systèmes d’irrigation et assurer une bonne gestion des intrants agricoles. Toutefois,
l’amélioration du drainage augmente les risques d’exportation des matières polluantes, provoquant la dégradation des cours d’eau et des écosystèmes aquatiques qui y sont liés.
En agriculture irriguée, les considérations économiques sont importantes. Le recours à des technologies utilisant des arroseurs et des dispositifs de micro irrigation, ainsi que
l’automatisation des périmètres d’irrigation de surface supposent des investissements à long terme et l’existence de budgets d’exploitation.
Figure 4 Superficie équipée de système d'irrigation en Afrique.
8 Figure 5 L'effet d'irrigation sur le rendement des céréales.
4. Itinéraires Techniques
L'itinéraire technique est une combinaison logique et ordonnée de techniques appliquées à une culture en vue d'atteindre un objectif donné de rendement qui consiste dans le choix d'outils, les interventions successives et les décisions d'apport de tel fertilisant ou tel pesticide, de la mise en place d'une culture à sa récolte (Sebillote, 1978 ; Cedra, 1993).
Le choix de l’itinéraire technique repose sur certains nombres de critères dont les principaux sont :
- La culture considérée : en effet, chaque culture a ses exigences spécifiques quant aux techniques à lui appliquer : de la préparation du sol (sol plus ou moins ameubli), à la mise en place de la culture (semis direct ou semis en pépinière puis implantation), jusqu'à la récolte (récolte mécanisable ou non).
- Les pratiques culturales : celles-ci diffèrent des techniques culturales par le fait que ce sont des opérations culturales liées souvent à l'environnement économique ou socioculturel d'une région donnée (Prevost, 2006).
- Le choix variétal : Le choix variétal constitue un facteur primordial dans l’élaboration de l’itinéraire technique. La variété à cultiver doit être choisie en fonction de sa capacité à produire le maximum et de la régularité de son rendement en relation avec son adaptation biotique et abiotique. Sans omettre de prendre en considération la disponibilité de sa semence sur le marché. Depuis les années 80, les organismes internationaux (CIMMYT et
9 l’ICARDA), ont permis la création de variétés précoces, productives, résistantes aux maladies et ayant une bonne qualité technologique. Ces progrès ont permis d’augmenter les
rendements du simple au double en blé dur (Deghais et al.1999). En plus de leur productivité, le choix des variétés appropriées doit être raisonné en fonction des isohyète.
5. Protection des plantes
Les agriculteurs auraient tout intérêt à mieux connaître le fonctionnement et la dynamique des écosystèmes, ainsi que le rôle des organismes nuisibles, en tant que partie intégrante de la biodiversité agricole. Les décideurs, auxquels sont souvent adressées des informations
complexes concernant les bioagresseurs des plantes, auraient aussi intérêt à mieux comprendre les effets réels des ravageurs et des maladies dans les écosystèmes agricoles.
D’habitude, les recrudescences ou les infestations des bioagresseurs apparaissent lorsque s’interrompent les processus naturels qui les régulent.
Même si des populations des bioagresseurs potentiels sont toujours présentes dans chaque champ, l’application régulière de mesures telles que la surveillance des cultures et les
contrôles ponctuels permet en général d’en limiter les effets. Il faut rappeler que l’éradication totale d’un insecte nuisible réduirait la nourriture disponible pour les ennemis naturels de ce ravageur, qui constituent un élément fondamental concourant à la résilience du système.
L’objectif est donc de gérer la lutte contre les insectes nuisibles jusqu’au point où la prédation naturelle fonctionne de manière équilibrée et les pertes de culture dues aux ravageurs sont maintenues à un niveau minimum acceptable.
L’utilisation excessive de pesticides pour lutter contre les organismes nuisibles mine l’équilibre naturel de l’écosystème agricole : elle perturbe les populations de parasitoïdes et de prédateurs et provoque ainsi des infestations de ravageurs secondaires. Elle engendre également un cycle vicieux de résistance des bioagresseurs, qui exigera de nouveaux investissements dans la mise au point de pesticides, sans aucun changement du niveau de pertes dues aux ravageurs, qui est estimé de nos jours à 30 à 40 pour cent. En 2020, l’Afrique a importé 1000 tonnes de pesticide soit 3.500 milliards d’USD. Les herbicides représentent le plus grand segment du marché, alors que la part des insecticides a diminué et que celle des fongicides a progressé au cours des dix dernières années.
10 Figure 6 La valeur d'importation des pesticides en Afrique
6. Récolte/Post-récolte et Conservation
Le moment de la récolte est commandé par l’état ou le degré de maturité. Dans le cas des céréales et des légumineuses, il conviendra de distinguer la maturité des tiges (pailles), des épis ou des gousses, et des graines, car tout cela a une incidence sur la suite des opérations, particulièrement sur le stockage et la conservation.
Séchage sur pied : un séchage prolongé dans le champ garantit une bonne conservation mais accroît les risques de pertes dues aux attaques des ravageurs (oiseaux, rongeurs, insectes) et aux intempéries, qui favorisent l’apparition des moisissures, sans parler des risques de vol. En revanche, une moisson avant maturité présente le risque de pertes par moisissures et par dépérissement d’une partie des graines.
Transport: une récolte bien mûre nécessite beaucoup de précautions pour le transport par peur qu’en s’égrenant, le grain ne tombe sur le chemin avant d’arriver au lieu d’entreposage ou de battage. L’enlèvement et le premier transport de la récolte sont donc fonction du lieu et des conditions où elle doit être entreposée, en vue notamment du battage.
Séchage hors champ: la durée du séchage complet des épis et des grains dépend beaucoup des conditions climatiques et atmosphériques. Dans des structures de séchage prolongé telles que les cribs, ou bien sur les aires ou les terrasses à ciel ouvert, la récolte est exposée à la divagation et au pillage des volailles et des rongeurs ou encore, des petits ruminants. Outre le gaspillage observé, les souillures déposées par ces maraudeurs sont souvent plus
11 dommageables que ce qu’ils consomment réellement. En revanche, le grain insuffisamment sec est sujet aux moisissures et aux risques de pourriture pendant le stockage.
Par ailleurs, le grain trop sec est cassant et peut se briser après le battage, pendant le décorticage ou l’usinage. Cela est particulièrement vrai pour le riz dont l’usinage, lorsque la récolte a été faite longtemps (deux à trois mois) après la maturité du grain, peut entraîner de lourdes pertes. Lors du vannage, les grains brisés peuvent partir avec les balles, et ils sont plus sensibles à l’action de certains insectes (par ex. tribolium et charançons). Enfin, le grain trop sec représente une perte de poids, qui se traduit par une perte d’argent au moment de la vente.
Battage: le battage d’une récolte insuffisamment sèche a de fortes chances d’être incomplet.
En outre, le grain battu trop humide et immédiatement entassé ou stocké (en grenier ou en sac) sera beaucoup plus sujet aux attaques des micro-organismes et sa conservation sera risquée.
Stockage: un stockage durable et efficace suppose de bonnes conditions d’installation, d’hygiène et de surveillance. Dans des structures closes (greniers, magasins, cellules modernes), il convient avant tout de contrôler la propreté, la température et l’humidité. Les dégâts provoqués par les ravageurs (insectes, rongeurs) et par les moisissures peuvent détériorer les matériaux des installations (par ex. les mites dans les poteaux en bois) et causer des pertes aux denrées, non seulement quantitatives mais qualitatives et nutritionnelles.
Transformation: un décorticage ou un battage trop appuyés peuvent entraîner aussi une perte de grains. C’est le cas en particulier du riz (décorticage), qui est sujet aux brisures et aux lésions ; le grain est alors déprécié et devient vulnérable à certains insectes tels que Corcyra cephalonica.
Commercialisation: la commercialisation constitue une composante finale et décisive du système post-récolte, bien qu’elle puisse intervenir à différents moments de la chaîne agro- alimentaire, notamment à l’une ou à l’autre étape de la transformation. En outre, elle est inséparable du transport, qui est un chaînon essentiel du système.
Figure 7 Récolte des carottes CHRISLYDON, 2017
12 Figure 8 Gestion des récoltes et post-récolte FranceAgrirMer, 2016
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III. CONCLUSION
Les défis sans précédent qui se posent à l’agriculture y compris la croissance
démographique, les changements climatiques, la pénurie énergétique, la dégradation des ressources naturelles et la mondialisation des marchés soulignent la nécessité de repenser à l’amélioration de rendement. Cette amélioration fait appel à une utilisation rationnelle des ressources environnementales et l’adoption d’une itinéraire et pratique culturale adéquate.
iii
REFERENCES
FAO SAT., (2023) ;
FAO., (2011) : Produire plus avec moins ;
FAO., (2003) : les terres et agriculture ;
BELLATRECHE Cheimaa et KHECHE Meriem, (2022) : Effets de l’itinéraire technique sur le rendement du blé tendre de multiplication dans la ferme pilote Hamadouche Tlemcen.
