Quantité de nutriments ou accès aux nutriments?
Une autre vision de la fertilité du sol en zone tropicale

 

Introduction

 

boulikibio2Pour obtenir une productivité agricole élevée dans les tropiques au meilleur coût économique et écologique, il faut bien comprendre le rapport entre les nutriments présents dans le sol et la productivité des cultures.

Pour ce faire, il nous faut remettre en question certaines idées reçues.

La vision traditionnelle du lien entre les nutriments dans le sol et la productivité des cultures dans les tropiques et notamment à la Martinique est à l’origine de politiques agricoles dommageables et de pratiques de production inefficaces et nuisibles.

L’application d’importantes quantités d’engrais chimiques qui est si souvent recommandée n’est nullement nécessaire.

En réalité, l’utilisation de ces engrais est souvent inutile et coûteuse en plus d’être dommageable pour l’environnement, en particulier lorsque les agriculteurs cessent d’utiliser de la matière organique.

Les travaux d’Arthur et d’Ana Primavesi sont à l’origine d’une grande partie du développement des concepts et procédés présentés ici.

Aussi, le meilleur ouvrage d’analyse en profondeur des phénomènes chimiques et biologiques décrits dans ce dossier est actuellement:

«The Ecological Management of the Soil [La gestion écologique du sol]»d’Ana Primavesi

Nous allons d’abord exposer le concept traditionnel de la fertilité des sols et certaines de ses faiblesses; et ensuite une nouvelle théorie de la fertilité du sol et des façons de la mettre en pratique, sur laquelle s’appuie notre projet.

Le concept traditionnel de la fertilité du sol

 

La fertilité du sol n’est pas simplement une question de quantité de nutriments disponibles dans le sol.

Nous partirons de la définition présentée dans l’ouvrage « Agroforestry for Soil Conservation d’Andrew Young ».

« La fertilité du sol... est sa capacité de favoriser la croissance des plantes de manière soutenue, en tenant compte des conditions climatiques spécifiques et d’autres caractéristiques pertinentes du sol. »

Selon le concept traditionnel, la fertilité du sol dépend dans une large mesure des quantités ou concentrations totales de nutriments présents dans le sol.

Selon ce concept, tant et aussi longtemps que le sol contient suffisamment de nutriments, que son pH est à l’intérieur d’une fourchette donnée et que sa capacité d’échange cationique (CEC) est assez élevée pour garder les nutriments, sa fertilité sera bonne.

L’idée de base est que le sol fonctionne comme une banque : si on ajoute constamment des nutriments, sur une longue période de temps, ceux-ci s’accumuleront comme dans un compte d’épargne, et ils accroîtront la fertilité du sol et conséquemment la productivité des cultures.

Appelons cette façon d’appréhender la fertilité du sol « concept de la quantité de nutriments (CQN). »Ana Primavesi

Dans la plupart des ouvrages sur les propriétés et la gestion du sol (lesquels sont généralement écrits par des tenants du CQN), la matière organique et la biologie du sol sont souvent négligées voire ignorées.

La discussion est plutôt centrée sur les sources et les quantités d’azote (N), de phosphore (P) et de potassium(K). Ainsi, la plupart des recommandations relatives au rétablissement de la fertilité du sol et à l’amélioration de la production d’aliments dans les tropiques concernent l’application d’engrais chimiques selon les principes de la « révolution verte ».

Avant de continuer, il faut d’abord expliquer brièvement un point :

Les plantes sont capables d’absorber certains nutriments présents dans le sol à des concentrations inférieures à 0,2 parties par million, alors qu’elles ont souvent de la difficulté à en assimiler d’autres dont la concentration est 100 fois plus élevées (Ahn).

On peut en conclure que l’absorption des nutriments par les plantes ne dépend donc pas principalement de leur teneur dans le sol mais plutôt des besoins nutritifs des plantes.

Cette absorption se fait dans des proportions relativement stables pour chaque espèce ou variété de plante, peu importe la quantité de nutriments dans le sol.

Le Concept de la quantité de nutriments affirme aussi que, lorsque d’autres conditions essentielles à la croissance de la plante sont réunies, sa croissance ou productivité dépendra dans une large mesure de la quantité la plus faible et la moins disponible des nutriments, constitue le facteur limitatif de la croissance maximum de la plante (Loi Liebig).

Selon cette théorie, la croissance maximale de la plante devrait être obtenue en assurant des réserves de nutriments suffisamment importantes dans le sol pour que des quantités adéquates de celles-ci se trouvent sous une forme assimilable (Tresser).

Les faiblesses du concept de la quantité de nutriments

Faiblesses théoriques du concept

1) Le Concept de la quantité de nutriments simplifie trop le problème.

  • la forme chimique des nutriments,

  • la profondeur à laquelle ils sont présents,

  • les types et quantités de macro-organismes et micro-organismes présents,

  • la présence de couches de terre compactée,

  • l’équilibre entre les nutriments,

  • le pH du sol,

  • sa teneur en eau,

  • sa teneur en matière organique,

  • sa teneur en macro-organismes et micro-organismes,

  • sa texture et sa structure.

Ces facteurs interagissent les uns avec les autres de sorte que les micro-environnements dans le sol évoluent sans cesse et rendent de façon plus ou moins absorbable un nutriment par les racines des plantes.

C’est la biodisponibilité des nutriments qui permet à une plante de développer son potentiel génétique.

Le concept de la quantité de nutriments tient compte des facteurs énumérés ci-dessus. Cependant, un fait réducteur particulier domine dans cette façon de comprendre la réalité : dans un environnement édaphique uniforme, plus grande sera la quantité d’un nutriment présente dans le sol, plus il y en aura sous forme disponible.

Ils ne tiennent pas compte du fait que le sol n’est pas uniforme et que ce rapport entre la quantité et la disponibilité des nutriments est souvent inexistant, notamment sous les tropiques.

Par exemple, une même quantité de phosphore peut-être jusqu’à 50 fois plus disponible dans un sol riche en matière organique que dans un sol acide et infertile – et pourtant, la plupart des agronomes pédologues continuent de conseiller l’ajout de phosphore aux sols acides plutôt que d’appliquer le phosphore à un paillis en surface ou d’augmenter les apports de matière organique.

2) Le concept de la quantité de nutriments semble présupposer que les nutriments sont relativement stables

Dans le sol. En réalité, ils ne le sont pas, notamment lorsque la CEC (capacité d’échange de cations) du sol

Est faible et/ou lorsqu’il y a érosion du sol. L’azote et le potassium, en particulier, ne restent pas longtemps

Dans le sol le phosphore est moins stable dans les sols tropicaux que l’on a longtemps cru. En d’autre

mots, il y a des fuites constantes des « réserves » emmagasinées dans la « banque. » Et plus il y a de

réserves dans la banque, plus les fuites sont grandes.

Les engrais chimiques ne maintiennent pas les niveaux de la plupart des micronutriments dans le sol et ont pour effet d’en abaisser le pH. Cela signifie que les agriculteurs auront probablement besoin de chaux ou d’engrais alcalins dispendieux pour contrer le faible pH du sol causé par l’utilisation d’engrais chimiques.

 

3) Les tenants du concept de la quantité de nutriments ont dans une large mesure évité de prendre en

considération l’énorme impact sur les sols tropicaux de facteurs comme leur macro biologie et

microbiologie, la teneur en matière organique, les micros environnements et les couches de terre compactée.

Faiblesses pratiques du concept

La plupart des pédologues ont d’ores et déjà conclu que les technologies à « faibles apports externes »

produisent inévitablement des « rendements faibles »; que « l’agriculture écologique » est nécessairement

improductive et n’a pratiquement aucun avenir ; et que les sols ayant une faible CEC, comme la plupart des

Sols d’Afrique de l’Ouest, ont un très faible potentiel de rendements respectables. Aucune de ces conclusions n’est basée sur notre compréhension scientifique globale des sols. Un imposant volume de

preuves tirées de l’expérience concrète de dizaines de milliers d’exploitations agricoles partout au monde,

ainsi que de nombreuses expériences scientifiques, montre que toutes ces conclusions sont en réalité

erronées.

C’est ainsi que le concept de la quantité de nutriments est vouée à l’échec. Il ne nous aide pas à choisir les

Priorités agricoles appropriées. Il ne parvient pas à prédire ce qui se passerait si nous appliquions une large

gamme de technologies agricoles maintenant soumises à des expériences dans les tropiques, et il ne nous

Aide pas à comprendre une série de phénomènes naturels et agricoles bien connus. Et par-dessus tout, il ne

nous ouvre pas à de nouvelles technologies prometteuses qui peuvent procurer des bénéfices énormes à

faible coût aux agriculteurs pauvres des tropiques.

Examinons ces défauts un peu plus en détail.

1) Le concept traditionnel de la quantité de nutriments dans les milieux tropicaux a poussé de nombreux

scientifiques à rejeter d’emblée l’agriculture écologique.

Selon la vision de ce concept, si l’on dépose seulement une petite quantité de nutriments dans la réserve du sol, nous ne pourrons pas en retirer grand-chose. C’est avec cette affirmation que des technologies prometteuses comme l’agriculture écologique et l’agroécologie ont été largement ignorées et combattues (Pretty et Hine).

2) De ce concept aussi découle l’affirmation que les sols ayant une CEC très faible ne

pourront jamais produire de bons rendements parce que ces sols ne peuvent porter une grande quantité d’éléments fertilisants durant toute la durée de vie de la culture. Ainsi, d’énormes territoires des tropiques sont

considérés à « faible potentiel », où des investissements en développement agricole ne vaudraient pas la

peine (Mosher). Cette politique erronée a aggravé les problèmes déjà sérieux d’injustice économique et de

faim dans le monde. Et tout cela à cause d’une théorie de la fertilité du sol qui est au mieux discutable.

3) Le concept de la quantité de nutriments prescrit presque systématiquement l’application trop élevée de doses d’engrais chimiques, lesquels sont particulièrement dispendieux pour les agriculteurs .

Pourtant, l’expérience de nombre de pays montre que moyennant des investissements beaucoup plus modestes, les agriculteurs peuvent obtenir des rendements équivalents ou même supérieurs.

Avec le temps, la plupart des engrais chimiques épuisent les micronutriments du sol, acidifient le sol encore plus et

contribuent à désagréger ou à consumer la matière organique ou ne la remplacent tout simplement pas.

d’avantage économique à les utiliser.

L’augmentation récente du prix du pétrole (de moins de 20,00 $US le baril à autour de 70,00 $ en 2006) a fait monter le prix des engrais en raison de l’élévation des coûts de production et de transport plus élevés qui en résulta.

Apprenons donc plutôt à utiliser des technologies qui permettront aux agriculteurs d’être productifs sans compter autant sur les engrais chimiques !

4) Le concept de la quantité de nutriments n’a aucune capacité prédictive.

Des rendements très élevés sont actuellement obtenus sur des sols qui ne pourraient jamais être aussi productifs si l’on se fie à la pensée conventionnelle, et ce, en utilisant seulement de 10 % à 50 % de la quantité de nutriments prescrite par le

concept de la quantité de nutriments.

Nous décrivons ci-dessous des cas spécifiques où le concept de la quantité de nutriments n’est pas parvenu à prévoir les phénomènes observés.

# Les augmentations des rendements obtenus à l’aide d’engrais verts/cultures de couverture (ev/cc) dans

un système après l’autre sont beaucoup plus importantes que ce que prévoit le concept conventionnel.

La technologie des « engrais verts/cultures de couverture » comporte la production de biomasse,

souvent par la plantation de légumineuses, intercalées avec la culture régulière, sous les arbres

fruitiers, durant la saison sèche, durant les périodes de gel ou sur des sols dégradés qui sont trop

pauvres pour la production de cultures (c’est-à-dire dans tous ces cas, à un coût de substitution nul ou

faible).

Les ev/cc ajoutent ainsi directement d’importantes quantités nettes de biomasse à teneur

élevée en nutriments à la surface du sol, là où elle est très accessible aux cultures subséquentes (voir

Bunch 2001).

La plantation « d’arbres dispersés » constitue une autre pratique traditionnelle partout dans le monde, que l’on ne fait que commencer à étudier et à promouvoir en Amérique centrale, mais a apparemment un potentiel énorme en termes d’augmentation de la production de biomasse dans une grande partie des tropiques à basse altitude

.Les agriculteurs qui utilisent les engrais verts/cultures de couverture réussissent souvent à doubler leurs rendements de maïs (voir par exemple Buckles; Bunch et Lopez; Pretty et Hine).

Et Pourtant, avec les ev/cc qui n’augmentent les quantités de N que de seulement environ 100 kg par ha et n’ajoutent pas de P ou de K. ; dans le nord du Honduras, les agriculteurs ne cessent d’obtenir des rendements de 2,5 t/ha de maïs

année après année depuis maintenant 40 ans sur des terres tropicales humides relativement pauvres,

sans aucune application de NPK chimique.

On peut donc bien que c’est la dynamique biologique, physique et chimique dans le sol, et non pas seulement la présence de nutriments, qui produit ces résultats.

Néanmoins, le concept de la quantité de nutriments prévoit que les faibles niveaux de P auraient dû devenir à tout le moins un important facteur limitatif depuis déjà fort longtemps. Pourtant, les applications de P chimique sur ces sols, après quarante ans, n’améliorent toujours pas les rendements (Buckles).

# En appliquant le système d’intensification du riz (SIR) à Madagascar, des centaines d'agriculteurs

obtiennent des rendements de 12 à 15 t/ha, et occasionnellement de 18 t/ha, avec seulement des

quantités modestes de compost et aucun engrais chimique, sur des sols acides et à faible CEC (un cas

classique de « sols à faible potentiel ») (Uphoff).

Pourtant, les experts mondiaux du riz affirment que le « rendement maximum biologique » de la plante

de riz est de moins de 10 t/ha.

L’école de pensée qui prétend que « l’agriculture à faibles apports est une agriculture à faibles rendements » ne peut même pas commencer à rendre compte des rendements de 15 t de riz/ha sur ces sols « à faible potentiel » auxquels des quantités si faibles de N sont amenées.

# En Afrique de l’Ouest, des femmes récoltent souvent 4 t/ha de maïs de 4 mètres de hauteur sur des petites parcelles près de leur demeure aux sols très usés avec une faible CEC. Elles n’amendent le sol qu’avec les eaux grises et les restes de cuisine de la maison, lesquels sont appliqués quotidiennement.

# L’agriculture traditionnelle de culture sur brûlis et /ou itinérante constitue une méthode séculaire et mondiale de régénération du sol. Le concept dominant de la quantité de nutriments ne peut pas rendre bien compte des résultats obtenus avec ces techniques agricoles. Dans une étude, presque la moitié des champs que les agriculteurs ouest-africains estimaient être prêts pour la culture sur brûlis n’avaient aucune végétation visible autre que des graminées. Le concept de la quantité de nutriments

ne peut expliquer ce phénomène observé mondialement de graminées qui régénèrent les sols.

# La production de la biomasse des forêts tropicales humides naturelles est beaucoup plus élevée que ce

que leur faible CEC devrait permettre selon le concept traditionnel. Les scientifiques qui adhèrent normalement au concept de la quantité de nutriments reconnaissent d’emblée que le recyclage rapide des nutriments dans les forêts tropicales humides permet des niveaux considérables de production de biomasse généralement avec des niveaux d’éléments nutritifs et de CEC très faibles dans le sol. Pourtant, beaucoup nient que ce même phénomène de recyclage rapide des nutriments puisse être à la base

d’une agriculture vivrière très productive dans des conditions similaires eu égard à ces limites . En d’autres mots, les adeptes du concept de la quantité de nutriments reconnaissent, dans le cas des forêts humides, que « les forêts à faibles apports produisent des forêts à haut rendement, » mais refusent d’admettre que le même principe puisse s’appliquer à l’agriculture.

On peut argumenter en affirmant que le pompage de nutriments par les arbres compense le déficit (le transfert à la surface de nutriments présents dans les couches profondes du sol) ce qui embrouille quelque peu la question.

Mais ce serait sans tenir compte des nombreuses forêts humides produisant de grandes quantités de biomasse se développant sur sous-sols qui ne peuvent même pas fournir les volumes comparables des nutriments ajoutées artificiellement dans de nombreux systèmes à « faibles apports externes ». D’ailleurs, les couches profondes du sol d’où les nutriments sont supposément « pompés » ont presque toujours des teneurs beaucoup plus faibles que les couches de sol superficielles. Par conséquent, même en tenant compte du pompage des nutriments, les forêts naturelles montrent clairement qu’elles peuvent extraire des sols ayant des teneurs totales en minéraux disponibles extrêmement faibles des quantités suffisantes de ceux-ci pour la production de volumes énormes de biomasse.

# Les entreprises d’engrais chimiques ont dépensé des millions de dollars dans la recherche sur les

engrais chimiques à « libération lente ». Elles reconnaissent donc implicitement que par leurs actions la quantité totale de nutriments disponibles à tout moment ne constitue pas l’enjeu principal de la productivité.

L’apport constant de nutriments est un facteur plus important que celui de la quantité totale de nutriments disponible.

Étant donné les imprécisions apparentes et même les incohérences logiques du concept traditionnel de la quantité de nutriments, le temps est venu de développer une nouvelle approche plus complète et précise de la fertilité du sol dans les tropiques.

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