Le carbone organique dans les sols cultivés du bassin arachidier du Sénégal : variabilité spatiale et effets des pratiques culturales
Thèse soutenue le 17 avril 2021 - UCAD, Sénégal
Le carbone des sols occupe aujourd’hui une place centrale dans la lutte contre le changement climatique et ses effets et pour la sécurité alimentaire. Cette étude s’intéresse aux sols sableux pauvres en matière organique du bassin arachidier du Sénégal. Elle a pour objectif de : (i) quantifier (et cartographier) les stocks de carbone organique dans les sols cultivés à l’échelle de terroirs villageois (Barry Sine, Diohine-Sassem et Sob), (ii) d’identifier pourquoi et comment les pratiques d’apports organiques conditionnent les stocks dans les agrosystèmes. Quatre (4) pratiques courantes sont examinées : apports de produits résiduaires organiques (PRO) issus des activités des ménages épandus sur les champs à proximité des concessions (champs de case) ; apports de fumier, principalement en champs de case et dans une moindre mesure en champs de brousse (champs plus éloignés du village) ; maintien des résidus de mil sur les champs après la récolte ; aucun apport organique exogène ou jachère. Les échantillons de sols ont été collectés à 0–10 cm et 10–30 cm de profondeur dans 1813 parcelles géoréférencées au niveau de 03 villages dont les trajectoires agricoles diffèrent notamment en ce qui concerne les activités d’élevage. Les teneurs en COS de ces 3626 échantillons ont été déterminées par spectroscopie visible-proche infrarouge (VisNIR) ; approche qui s’est avérée efficace pour apprécier ce paramètre mais aussi la texture du sol. Les stocks de COS sont faibles et varient entre 2,3 à 59,8 Mg C ha-1 (14,6 Mg C ha-1 en moyenne). Ils sont impactés significativement par les pratiques d’apports, le type de champ (champs de case vs champs de brousse) et par le type de sol (Dior, Dior-Deck, Deck et Deck-Mbel). L’apport de PRO ou de fumier contribue à une augmentation significative (p < 0,001) des stocks de COS dans la couche de sol 0-30 cm. L’approche Rock-Eval® (RE) sur une sélection d’échantillons (n = 120) permet d’appréhender la stabilité thermique de la matière organique du sol (MOS) et révèle que les sols sableux ont une signature particulière. La quantité de COS et la qualité de la MOS sont fortement et significativement corrélés (R2 >0.74) dans les sols cultivés recevant des intrants organiques mais pas dans les sols sans apports organiques exogènes. Une classification de type forêt aléatoire réalisée sur différents pools labiles de C (POM, matière organique particulaire ; POX-C, carbone oxydable au permanganate ; et Min-C et carbone minéralisable) confirme que le type d’apports organiques et la localisation des champs sont des facteurs explicatifs clé. Toutefois, seuls les apports de PRO permettent d’augmenter sensiblement les pools de C labiles. Les deux approches, par Rock-Eval et via les pools de carbone labile utilisés comme indicateurs (notamment le POX-C), révèlent de manière concordante que le COS est dominé par des formes labiles qui se minéralisent rapidement. Dans ces sols sableux, les apports organiques, notamment les produits résiduaires organiques apportés préférentiellement sur les champs de case par les agriculteurs, bénéficient à des pools labiles à même de soutenir la fertilité du sol mais ne permettent sans doute pas un stockage à long terme contribuant à lutter contre le changement climatique et ses effets.
Mots-clés : Sénégal, , Pratiques culturales, Matière organique du sol, Stocks de carbone organique du sol, Stabilité thermique, Stabilité biogéochimique, Arenosols, Variabilité spatiale
