Modélisation des flux d’effluents d’élevages et de nutriments dans les exploitations mixtes agriculture-élevage. Simulation et évaluation de scénarios pour la région de Vakinankaratra
Thèse soutenue le 4 mai 2023 - Université d'Antananarivo, Madagascar
Les systèmes agricoles mixtes sont encore très répandus en Afrique sub-saharienne. Dans ces systèmes, le recyclage des nutriments par les pratiques d’intégration agriculture-élevage (IAE) est crucial pour la durabilité de la fertilité des sols et de la production agricole. L’objectif général de cette étude est d’apporter des informations sur la gestion des ressources organiques et les transferts de fertilité induits par les pratiques agricoles des exploitations mixtes d’agriculture-élevage. Les effets des restitutions provenant de l’élevage, sous diverses formes d’effluents d’élevages, seront modélisés pour évaluer les performances de différentes pratiques d’IAE. Des simulations seront réalisées à partir de ces modèles afin de tester des scénarios d’amélioration des pratiques existantes. Une enquête à partir d’entretiens semi-directifs a été réalisée sur 300 exploitations avec chacun des chefs d’exploitations. A l’issue de l’enquête, une analyse en composantes principales (ACP), basée sur leurs caractéristiques structurelles, a été réalisée. Les coordonnées des observations sur les axes de l’ACP ont été utilisées pour faire une classification hiérarchique ascendante (CHA) et ainsi déterminer une typologie des exploitations des Hautes Terres. Celle-ci fait apparaitre sept types d’exploitation, permettant de distinguer des exploitations laitières des autres exploitations d’agroélevage (zébus, porcs). Par ailleurs, un test de Khi2 a indiqué un effet significatif (P-value = 0,001) de la typologie des exploitations sur le mode de gestion des effluents en particulier, la présence d’élevage laitier et porcin au sein des exploitations semble favoriser des modes de gestion améliorés des effluents d’élevage. Neuf exploitations agricoles des hauts plateaux de Madagascar ont été sélectionnées, certaines correspondant à des exploitations traditionnelles pauvres ne possédant que des bovins de trait ; d’autres, petites ou moyennes, plus intensives, possédant un troupeau laitier ; et certaines de ces dernières ayant amélioré les méthodes de gestion des effluents d’élevage (compostage du fumier, collecte du fumier liquide). Le bilan nutritif des systèmes agricoles a été déterminé, et des indicateurs de performance ont été calculés au niveau de l’exploitation, du bétail et des CLI. Les résultats ont montré que le recyclage des nutriments par les CLI est significatif dans le fonctionnement des systèmes étudiés, contribuant principalement aux flux de nutriments circulants (jusqu’à 76 %) et conduisant à une plus grande efficacité et productivité. Les flux d’éléments nutritifs résultant de ces pratiques concernaient principalement l’alimentation animale (plus de 60 % des flux d’éléments nutritifs), même si la gestion du fumier était centrale pour la fertilisation des cultures et que le fumier restait un produit animal souhaité de ces types d’exploitations (jusqu’à 100 % des produits animaux). D’importants bilans négatifs de N et de K (jusqu’à 80 % des apports) ont été observés dans les systèmes d’élevage traditionnels avec bovins de trait. Ils étaient plus faibles (39-68 %) dans les exploitations laitières plus intensives. Les performances des systèmes d’exploitation sont également très variables entre les groupes d’exploitations. La productivité est faible pour les exploitations traditionnelles (GI) et exploitations laitières qui n’ont pas de pratiques de gestion améliorée des effluents d’élevage (GII). La productivité n’est améliorée sensiblement que dans les fermes laitières de grande taille (GIII) ou dans les petites fermes laitières qui tentent d’améliorer la gestion des déjections animales grâce au compostage (GIVc). Seule la ferme F7 (GIVp) atteint un niveau de productivité élevé. Grâce à l’ENA, divers scénarios permettant d’analyser les effets de l’amélioration de la gestion des effluents d’élevage au niveau de l’étable ou du stockage sur le fonctionnement et les performances des exploitations ont été testés. L’intensité de l’IAE du GI est plus importante que celle des autres groupes et plus efficiente à l’utilisation de l’N dans le S1. L’intensité de l’IAE du GIII est plus importante que celle des autres groupes, mais le GIVc est plus efficient à l’utilisation de l’N dans le groupe ferme du S2 et du S3.
Mots clés : Intégration agriculture-élevage, gestion des effluents, analyse des réseaux, performances agroécologiques, Madagascar.
