Memoire Online - Caractérisation de la fertilité physique et chimique du sol da Kyunyu dans le village de Bwegera en territoire d'Uvira.

Caractérisation de la fertilité physique et chimique du sol da Kyunyu dans le village de Bwegera; en territoire d'Uvira

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	UNIVERSITE CATHOLIQUE DE BUKAVU B.P. 285/BUKAVU FACULTE DES SCIENCES AGRONOMIQUES
	Caractérisation de la fertilité physique et chimique du sol de Kyunyu dans le village de Bwegera, en territoire d'Uvira
	Par : HERI-AKILI MUHANZI Rufin Dirigé par le Prof Dr Janvier BASHAGALUKE Codirigé par : - Assistante MIGABO NABINTU Christiane & - Professeur Dr Fabrice MUVUNDJA AMISI ANNEE ACADEMIQUE : 2017-2018

TABLE DES MATIERES

1.1. LA FERTILITE D'UN SOL - 4 -

DEDICACE

Ce document est dédié à toute ma famille, qui s'est engagée activement dans la réalisation de ce travail. Elle a aussi joué un rôle important dans toute ma formation.

REMERCIEMENT

La réalisation du présent travail est le résultat non seulement de notre effort personnel mais aussi et surtout le fruit du concours de plusieurs personnalités dont nous voudrions qu'elles trouvent ici l'expression de notre profonde gratitude.

Tout d'abord nous remercions Dieu Tout Puissant de ses grâces de la bonne santé, la volonté et la patience qu'il nous a données tout le long de nos études.

Nous réservons un profond attachement à nos parents que nous remercions MUHANZI BIGABWA Léonard et CIKALA NAMUHANGARHANA Eveline pour toute affection, amour, sacrifice qu'ils n'ont cessé de témoigner dans notre formation ; sans eux nous ne devrions pas être sur ce chemin de l'instruction, nous leurs disons merci.

Nos grands et cordiaux remerciements s'adressent à notre oncle paternel Ladislas BUHENDWA BIGABWA en particulier pour le travail nous fournit et toute sa famille en générale dont nous citons Eveline SIFA pour le soutien combien de fois inoubliable.

Nous tenons à remercier tous nos petits frères Finehace, Esdras, Patrice, Elie, Moïse et toutes nos petites soeurs Blandine, Divine, Alice, Jeanne d'arc ASHUZA, Ruffine EDIDA, CIKURU, CITO et Faraja, pour leurs amour et accompagnement infini, grâce à leurs encouragements nous avons tenu jusqu'au bout.

Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude et à remercier notre directeur le Prof Dr Janvier BASHAGALUKE ainsi que nos codirecteurs le Prof Dr AMISI MUVUNDJA Fabrice et Assistante MIGABO NABINTU Christiane pour leur orientations et guidance. Nous remercions également les assistants Georges ALUNGA, Jacques RIZIKI WALUMONA, l'Ir Bienvenue et l'Assistant François ZABENE pour leur encadrement, leurs remarques pertinentes, leurs écoutes très appréciables et leurs conseils toujours précieux et constructifs ; Malgré leurs multiples occupations, les précités ont accepté de nous diriger la réalisation de ce travail. Par leurs disponibilités et leurs rigueurs scientifiques, ils restent des modèles gravés dans notre mémoire.

Grand merci au couple Ir MATENDO Guy et Mme Noëlla, Patrice et Don Freddy pour tout ce qu'ils ont été pour nous.

Nous ne pouvons pas oublier de remercier toute l'Université Catholique de Bukavu en général et en particulier les membres des corps scientifique et académiques de la faculté des sciences agronomiques de l'UCB pour le zèle déployé à nous assurer une bonne formation. Les connaissances acquises à leurs pieds nous ont donné les compétences nécessaires à l'élaboration de ce travail.

Que nos amis Eric BACISHOGA, Grace KAZUBA, Arsène CIDIMO, BINTU Synthique ; notre camarade Felix avec qui nous avons directement collaboré sur le terrain ainsi que Bienfait, Alain, Asi, Tony, Grâce, Huguette, Sara et tous résidant ou ayant passé un temps au home Maison Blanche parmi lesquels nous citons BAHATI Chadrac et BAHATI Reagan, trouvent l'expression de notre gratitudes.

Nos sincères remerciements à Papa NKINGI MPARANYI Déogracias et à toute sa famille pour ce que vous étiez pour nous.

Que tous ceux dont les noms ne sont pas cités ci-haut et qui ont contribué d'une façon ou d'une autre à notre subsistance trouvent ici l'expression de notre reconnaissance.

SIGLES ET ABREVIATIONS

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1. Critères d'appréciation de la fertilité du sol		- 5 -
Tableau 2. Classification du sol selon le pH (Bocoum, 2004)		- 8 -
Tableau 3. Echelle de salinité des sols (Bocoum, 2004)		- 9 -
Tableau 4. Norme d'interprétation de l'Azote total (%)		- 10 -
Tableau 5. Norme d'interprétation du phosphore total		- 13 -
Tableau 6. Norme d'interprétation d'analyse du potassium		- 13 -
Tableau 7. Norme d'interprétation de la teneur en K⁺		- 14 -
Tableau 8. Rôles majeurs de la matière organique		- 15 -
Tableau 9. Norme d'interprétation de la matière organique (méthode Anne ISO :	10693)	- 16 -
Tableau 10. Nature de la salinisation selon Cl-/SO4^2-		- 17 -
Tableau 11. Densité apparente et texture du sol		- 18 -
Tableau 12. Relation entre la densité apparente et sa porosité		- 18 -

Tableau 13. Valeurs médianes, maximales et seuil d'appréciation quantitative des

concentrations en métaux lourds dans le sol - 19 -
Tableau 14. Teneurs naturelles de quelques éléments traces (En mg/kg) au-dessus desquelles

il y a excès dans le sol. - 20 -
Tableau 15. Concentrations en métaux et métalloïdes définissant les limites de qualité d'une

Tableau 21. La teneur en éléments majeurs (NPK), en carbone et le rapport Carbone/Azote.... -

37 -
Tableau 22. Quelques sels solubles	- 39 -
Tableau 23. Métaux lourds de ce sol	- 40 -
Tableau 24. La végétation sur le site	- 42 -
*LISTE DES FIGURES*
Figure 1. Echelle de la salinité	- 9 -
Figure 2. Représentation géographique du milieu d'étude	- 25 -
*LISTE DES PHOTOS*
Photo 1. Quelques images illustrant les matériels d'échantillonnage	- 52 -

Contact: rufinakilimuhanzi@gmail.com; heri.muhanzi@ucbukavu.ac.cd; +243999633350; +243840591101; +243814027301

RESUME

Caractérisation de la fertilité physique et chimique du sol de Kyunyu dans le village de Bwegera, Groupement de Kakamba dans la plaine de la Ruzizi en territoire d'Uvira

La dégradation des ressources naturelles agricoles émerge comme étant l'un des problèmes les plus graves affectant le développement de l'humanité. Parmi ces ressources, les sols constituent l'une des plus menacées, en raison de l'impact de l'activité humaine sur leur dynamique. Ce travail s'est fixé comme objectifs de faire une analyse physique des sols du milieu d'étude basée sur la granulométrie, la densité apparente, la teneur en eau ; de caractériser la fertilité chimique des sols du milieu d'étude en déterminant son potentiel en hydrogène, sa conductivité électrique, la teneur en carbone, le rapport carbone/azote, les teneurs en macroéléments (azote, phosphore et potassium), sels solubles et les métaux lourds ; et en fin d'identifier la végétation de ce site Kyunyu dans le village Bwegera dans le groupement de Kakamba. Trois profils pédologiques et un profil témoin ont été décrits pour déterminer la nature du sol pour faire différentes analyses. Les résultats obtenus ont révélé que le déficit en un élément majeur (le Phosphore soit 35,8ppm en horizon de surface), un taux faible de la minéralisation de la matière organique dans les couches de surface (un rapport carbone/azote supérieur à 12%), la granulométrie sableuse (texture à 90% sable) favorisant le lessivage des nutriments, un pH non favorable à l'assimilation des beaucoup des nutriments, et une teneur élevée en métaux lourds sont les principaux facteurs de la non productivité du sol dans le milieu d'étude. Les espèces végétales les plus recouvrées ne contribuent pas à régénérer les sols de ce milieu. L'apport de phosphore comme fertilisant sur ce site est la suggestion soumise à l'issue de ce travail.

Characterization of the physical and chemical fertility of the Kyunyu soil in the village of Bwegera, Kakamba group in the Ruzizi plain in Uvira territory

The degradation of agricultural natural resources is emerging as one of the most serious problems affecting the development of humanity. Of these resources, soils are one of the most threatened, due to the impact of human activity on their dynamics. This work has set itself the objectives of doing a physical analysis of the soils of the study environment based on the granulometry, the apparent density, the water content; to characterize the chemical fertility of the soils in the study environment by determining its hydrogen potential, its electrical conductivity, carbon content, the carbon/nitrogen ratio, macroelements (nitrogen, phosphorus and potassium), soluble salts and heavy metals; and finally identify the vegetation of this Kyunyu site in Bwegera village in the Kakamba grouping. Three soil profiles and one control profile were described to determine the nature of the soil for different analyses. The results revealed that the deficit in a major element (Phosphorus is 35.8ppm in the surface horizon), a low rate of mineralization of organic matter in the surface layers (a carbon/nitrogen ratio greater than 12%), sandy granulometry (90% sand texture) promoting nutrient leaching, a pH not conducive to the assimilation of many nutrients, and a high content of heavy metals are the main factors of soil non-productivity in the environment study. The most recovered plant species do not contribute to regenerating soils in this environment. The contribution of phosphorus as a fertiliser on this site is the suggestion submitted at the end of this work.

INTRODUCTION

La conservation de la fertilité des sols est devenue une sérieuse contrainte pour le développement durable à travers la sécurité alimentaire. En effet parmi les ressources naturelles cruciales, les sols constituent l'une des plus menacées, notamment en raison de l'impact de l'activité humaine sur leur dynamique (Balarabé, 2012). La fonction la plus largement reconnue des sols est leur soutien à la production alimentaire. Les sols sont les fondements de l'agriculture et le milieu dans lequel presque toutes les espèces végétales alimentaires s'enracinent et poussent. En effet, on estime que 95% de la nourriture de l'homme est produite directement ou indirectement grâce aux sols (FAO, 2015). Actuellement, les questions liées à la protection de l'environnement sont essentielles spécialement dans un contexte d'intensification agricole. Elles concernent entre autres la dégradation des ressources naturelles, notamment celle des sols, ainsi que la qualité des eaux (Douffissa, 2011).

Le sol abrite la part la plus importante de la biodiversité de la planète et les services écosystémiques qu'il rend sont primordiaux. Il est le socle de la vie végétale, seule capable de produire de la matière à partir du soleil, de l'air, de l'eau et des éléments minéraux présents dans la terre. A travers la biomasse, il fournit à l'homme nourriture et énergie, mais il lui procure également des matériaux de construction, des matières premières et des molécules à vocation médicale (Courtoux & Claveirole, 2015).

La gestion des sols en agriculture est considérée comme l'un des thèmes prioritaires pour assurer la durabilité des modes de production agricole. Cette question concerne non seulement la production et la qualité des produits mais également la protection de l'environnement. Pour la plupart des systèmes de culture, c'est la gestion de la fertilité (notamment azotée et phosphatée) couplée à celles de l'acidité et de la salinité, qui contribuent à l'engagement à long terme de la production agricole (Diallo, et al., 2015).

La grande variabilité de la fertilité du sol constitue une contrainte pour nombreuses cultures. Les sols dans la plupart des pays d'Afrique subSaharienne ont une faible fertilité intrinsèque et les éléments nutritifs exportés ne sont pas remplacés de manière adéquate. En conséquence, les rendements sont relativement bas en dépit d'un potentiel élevé d'amélioration (FAO, 2003).

La qualité des sols est fortement dégradée à l'échelle de la planète, particulièrement dans les pays touchés par la désertification, la sécheresse, la salinité et l'érosion des terres. Durant ces 40 dernières années, le monde a perdu près du tiers de terres arables. Plus de 10 millions d'hectares disparaissent chaque année suite à cette dégradation (Mathieu, 2001).

Souvent, la dégradation progressive des sols, l'épuisement des nappes d'eau douce et la remontée des sels conduisent à une lente perte de fertilité. Un climat chaud provoque une forte évaporation de l'eau. Progressivement, les nappes d'eau se rétrécissent et finissent par disparaître. L'alternance de périodes humides et de périodes chaudes et sèches provoque de nombreux et importants dépôts de sels (Legros, 2009).

La province du Sud-Kivu présente de vastes étendues d'espaces cultivables avec de sols favorables et la possibilité de pratiquer une gamme variée des cultures. On y trouve également des sols argileux bons pour la fabrication des briques cuites et sèches, de même que le sable, les roches calcaires pour la fabrication du ciment et de la chaux, etc. (FPM, 2016).

L'agriculture est pratiquée par des ménages mais en très faible proportion et de façon rudimentaire (FPM, 2016).

L'ensemble de la plaine de la Ruzizi, est une savane boisée et herbacée, servant de pâturage au gros bétail. L'activité essentiellement agricole et pastorale des populations a sensiblement modifié l'aspect primitif de la végétation si bien que ce soit la savane herbeuse avec des graminées grossières qui dominent. Le sol de la plaine de la Ruzizi est en majeure partie couvert d'une fine couche de sable mélangé à des matières alluvionnaires salines plus récentes (Mulumuna cité par Malekera, 2005).

L'activité agricole accuse un déficit suite notamment à l'insécurité, au manque d'intrants et d'outillages agricoles. A ces causes s'ajoute l'insuffisance des structures d'appui et du personnel technique d'encadrement pour réduire le phénomène de dégradation continue des sols (Murhula, 2015).

Réaliser une caractérisation des sols est indispensable pour savoir l'état physico-chimique et biologique du sol ; proposer des informations sur la fertilité de la parcelle et suggérer un plan d'aménagement de sol raisonné fonction de l'occupation du sol, des antécédents, de l'ensemble des informations relatives à la parcelle et des résultats analytiques ; appréhender l'évolution de leur fertilité chimique. Elle permet entre autres d'ajuster au mieux les apports

d'amendements basiques et les apports des fertilisants et de repérer des carences particulièrement préjudiciables. Il en résulte de forte économie sur les différents apports faits parfois systématiquement.

Dans la plaine de la Ruzizi certaines étendues des terres ne sont pas mises en valeur étant donné que des tentatives d'exploitation agricole par le passé ont échoué, comme c'est le cas du site de Kyunyu à Bwegera (Muvundja A.F., communication personnelle). En considérant la pression démographique et migratoire qui sévit dans la plaine Ruzizi, la terre y constitue et va démeurer une ressource stratégique. Il est donc nécessaire de réfléchir sur les possibilités de valorisation des espaces dont se méfie la population actuellement.

- De faire une analyse physique des sols du milieu d'étude basée sur la granulométrie, la densité apparente, la teneur en eau ;

- De caractériser la fertilité chimique des sols du milieu d'étude en déterminant son potentiel en hydrogène, sa conductivité électrique, la teneur en carbone, le rapport carbone/azote, les teneurs en macroéléments (azote, phosphore et potassium), sels solubles et les métaux lourds ;

Le choix de ce milieu a été guidé par le fait que son sol est non exploité et abandonné par les agriculteurs sous prétexte que la majorité des plantes cultivées dans le passé n'y poussaient pas et celles qui poussaient, ne dépassaient pas une hauteur de 25 cm ; c'est le cas du maïs, du sorgo, et de la patate douce (Muvundja A.F., Communication personnelle).

Les résultats de cette étude permettront de fournir un outil qui détermine les techniques à adopter pour remédier au problème d'infertilité du sol sur ce site.

Hormis cette brève introduction, ce travail comprend trois grands chapitres ; le premier est une revue de la littérature, elle donne les généralités principalement sur la fertilité du sol, le deuxième est le milieu, matériels et méthodes ; le troisième chapitre est la présentation, l'interprétation ainsi que la discussion des résultats. Ces trois chapitres sont suivis d'une conclusion et des recommandations.

Le tableau numéro 1 montre les différents critères d'appréciation de la fertilité du sol selon leur propriété.

Chap. 1. GENERALITES SUR LA FERTILITE DU SOL

1.1.LA FERTILITE D'UN SOL

Le sol : est une formation de surface, à propriétés essentiellement dynamiques, souvent différencié en couches distinctes, à constituant minéraux et/ou organiques généralement meubles, résultant de la transformation d'une roche-mère sous l'influence de divers processus physiques, chimiques et biologiques et différant de cette roche-mère par certains caractères morphologiques, physiques, chimiques et biologiques (Ameryckx, 1958).

- Il présente une faune et une flore variées et biologiquement actives, une structure typique, une capacité de dégradation intacte,

- Il permet une croissance normale des végétaux sans nuire à leurs propriétés,

En matière de fertilité, le potentiel de production d'une parcelle ou d'une station, pour une culture ou une essence forestière donnée, est fonction des propriétés du sol (fertilité intrinsèque) mais également des caractéristiques climatiques (Sadio, 2008).

Le climat et le sol concourent à un environnement pédoclimatique, c'est-à-dire à un ensemble de conditions favorables ou contraignantes pour la croissance végétale. La fertilité englobe classiquement trois types de composantes interdépendantes :

y' La fertilité physique détermine les conditions de germination des semences, de colonisation efficace des racines, d'aération et d'économie en eau et une structure meuble, perméable et aérée du sol, retenant l'eau et en évacuant les excès ;

y' La fertilité chimique a trait à la composition minérale et biodisponibilité des nutriments via les concepts, de carences, de toxicités et d'équilibres ;

y' La fertilité biologique est liée à l'activité biologique dont dépendent les transferts des nutriments du sol à la plante ainsi que la minéralisation des matières organiques apportées (Sadio, 2008).

Propriété du sol	Critères de fertilité
1. Profondeur	Une grande profondeur offre un grand espace aux racines et une grande réserve de matières nutritives et d'eau du sol. Les racines profondes sont aussi préservées de dessiccation lors de sécheresse
Texture et structure	Les grains moyens et une bonne structure comme critère d'une bonne fertilité favorisant un bon développement du système racinaire, une bonne infiltration et conservation de l'eau et une bonne aération. La texture peut aussi donner une idée sur les réserves minérales du sol, une fine texture laissant présager sur une teneur élevée en éléments minéraux.
Réaction du sol	Le pli (optimum) variable avec les cultures est souvent signe du niveau du calcaire dans le sol. Il donne aussi une idée sur l'assimilabilité des différents éléments nutritifs du sol et surtout des oligo-éléments.
Composition minéralogique du substrat parental	Un substrat parental homogène donne un sol pauvre en éléments nutritifs et fournit une alimentation déséquilibrée. Par contre, un substrat hétérogène donne un sol riche en divers éléments nutritifs et fournit une alimentation plus ou moins équilibrée
Teneur en éléments nutritifs	Une teneur en réserve des éléments nutritifs et une teneur optimale de la fraction mobile favorisent une croissance optimale et soutenue des plantes.
Teneur et composition de l'humus	Les colloïdes humides améliorent la structure du sol, forment des complexes facilement mobilisables avec les substances minérales et activent la vie des microorganismes auxquels ils servent de support et d'aliment.
Capacité du complexe absorbant	Une haute capacité du complexe absorbant constitue un pouvoir tampon bénéfique pour les plantes dans le cas d'excès de la fumure ; elle protège en même temps les éléments nutritifs contre l'entraînement par les eaux d'infiltration
Teneur en produits toxiques	Absence de ceux-ci.

Apprécier la fertilité d'un sol revient à analyser et apprécier ses diverses propriétés physicochimiques et biologiques. Aux diverses propriétés du sol correspondent des critères d'appréciation qui donnent une idée sur le degré de fertilité (Saidi, 2002)

Les diverses caractéristiques de la fertilité des sols du Sud Kivu sont tirées des observations sur le terrain couplé à des résultats d'analyse des sols par le laboratoire d'analyse des sols (Lunze, 2000). Ainsi donc, La fertilité naturelle des sols est en relation étroite avec la nature du matériau parental qui leur avait donné naissance. Au Sud Kivu, quatre principaux types de formation géologique peuvent être distingués.

- Les roches sédimentaires (schiste), de gneiss et quartzite de répartition un peu partout

- Les roches intrusives : granite, dolérite qui forment des massifs importants disséminés à l'ouest du Lac Kivu

Ces sols sont en majorité classés dans les ordres des Alfisols, Inceptisols, Mollisols, Ultisols et Oxisols, (Lunze, 2000).

Selon les sols, les mécanismes influençant la fertilité d'un sol agissent avec des intensités différentes. Afin de raisonner au mieux les apports, il est important de bien évaluer la fertilité de son sol sur le plan physique (texture, aération, structure), chimique (teneur en éléments minéraux, pH), et biologique (matière organique présente et évaluation de la disponibilité ou de la présence de micro-organismes et de vers de terre) dans les couches superficielles et profondes du sol (Eléonore, 2012).

1.2.1. PARAMETRES PHYSIQUES

a) La structure du sol

La structure et la stabilité structurale peuvent être améliorées par le travail du sol, avec des instruments appropriés en période favorable et par l'application des matières organiques et du calcaire. La structure se caractérise par la dimension, la forme et la disposition des agrégats les uns par rapport aux autres. Contrairement à la texture, la structure n'est pas stable dans le temps ; elle fluctue selon l'humectation et la dessiccation du sol, selon les interventions culturales et les effets des systèmes racinaires des espèces cultivées (Annonyme, 2015)

La structure d'un sol est le mode d'assemblage, à un moment donné, de ses constituants solides. Les colloïdes minéraux et organiques agissent comme des ciments qui soudent les particules de sable et de limon pour former des mottes et des agrégats (Annonyme, 2015).

Le pH (abréviation de "potentiel Hydrogène") indique un degré d'acidité (de 0 à 6,5) ou d'alcalinité (de 7,5 à 14) d'une solution, 7 indiquant la neutralité.

La grande majorité de plantes préfèrent des terres neutres, excepté les plantes acidophiles ou calcifuges (pH de 4 ou 5) ou au contraire les plantes calcicoles (pH de 8).

Le pH des sols salés dont la salinité est de type neutre c'est à dire quand elle est due à des sels de bases et d'acides forts (chlorures, sulfates, de sodium, de calcium, de magnésium), reste inférieur à 8,5 et le sol est basique (Amine, 2016).

Si la salinité est en revanche due à des sels de bases fortes et d'acides faibles, ce qui est le cas des bicarbonates ou des carbonates de sodium, le pH est au-dessus de 8,5 et peut atteindre 10, et le sol est alcalin.

Le pH peut dépasser 10 après une précipitation du carbonate de calcium, les ségrégations salines sont fortement sodiques et renferment des sols alcalins (NaHCO3, Na2CO3, Na2 SO4). Un pH compris entre 8 et 9 est retenu, généralement, comme limite de la dégradation de la structure (Aubert, 1976).

La classification du sol selon le pH est donnée dans le Tableau 2. Tableau 2. Classification du sol selon le pH (Bocoum, 2004)

Les valeurs du pH vont de 0 (acidité extrême) à 14 (basicité extrême) en passant par la valeur 7 où l'on parle de neutralité (Amine, 2016). Selon le tableau 2 il est à remarquer qu'en dessous de 6,6 on a un pH acide, de 6,7à 7,2 un pH neutre et au-dessus de 7,2 un pH alcalin.

c) La conductivité électrique CE :

La conductivité électrique d'une solution est la conductance de cette solution mesurée entre des électrodes de 1 cm² de surface. Elle permet de déterminer la salinité globale de l'extrait de pâte saturée. Elle est exprimée en mhos/cm. Dans le cas des sols salés, elle est exprimée en mmhos/cm ou dS/m. De plus la connaissance de la conductivité est nécessaire pour l'étude du complexe absorbant des sols salés.

Le tableau 3 montre la classification de la conductivité du sol et que les sols non salins ont une conductivité électrique inférieure à 250dS/m et ceux salins à partir de 500dS/m.

L'échelle agronomique mise au point par l'U.S. Salinity Laboratory (U.S.S.L) est graduée selon les valeurs de la CE, de 0 à 16 mmhos/cm. Selon U.S.S.L, un sol considéré salé lorsque la CE est supérieure à 4 mmhos/ cm (Bocoum, 2004).

Diagramme de la conductivité électrique dans la figure 1 montrant le degré de la salinité d'un sol.

La figure 1 montre en mmhos/cm l'échelle de la salure pour un sol ; une conductivité supérieure à 1,2mmhos/cm exprime un sol salé et plus la conductivité augmente plus le sol devient très salé.

d) L'Azote total

L'azote du sol est dans sa quasi-totalité sous forme organique (99 %), car les roches n'en contiennent pratiquement pas. Il est présent dans le sol sous trois formes : élémentaire, organique et minérale et dans les trois phases : gazeuse, solide et liquide (Gagnon, 2009).

Les sols renferment de 1 à 2% d'azote total, 4 à 8 tonnes par hectare. 98 à 99% se trouvent sous forme organique : protéines (30 à 50%), acides nucléiques (3 à 10%), aminosucres (5 à 10%) et autres substances plus complexes. Les premières substances sont facilement biodégradées, les autres sont plus résistantes aux actions microbiennes. Les constituants organiques facilement dégradables sont minéralisés en donnant des ions ammonium NH4 + transformés lors de la nitrification en ions nitreux NO2 - puis nitriques NO3^- . Ces 3 ions constituent l'azote minéral (Gagnon, 2009).

La quantité d'azote minéralisée par an varie de 30 à 300 kg à l'hectare. La nutrition azotée des plantes s'effectue quasi exclusivement à partir de la forme minérale, essentiellement nitrique. Le niveau de la production est très influencé par la quantité d'azote minéral disponible. La teneur en azote total d'un sol, déterminée par la méthode Kjeldahl, ne présente guère d'intérêt que pour suivre l'évolution de la fertilité à long terme. Dans la biosphère, l'azote subit diverses transformations où interviennent des mécanismes microbiens, physiologiques et physico-chimiques (Gagnon, 2009).

Le tableau 4 montre les normes d'interprétation de l'azote total en pourcent. Tableau 4. Norme d'interprétation de l'Azote total (%)

Dans le sol, l'azote se trouve sous forme organique (humus) ou minérale (ammonium NH4 +, nitrate NO3 -). L'azote organique provient des résidus des récoltes précédentes, d'engrais organiques, et doit être transformé par les bactéries présentes dans le sol en nitrates pour être utilisable par les plantes ; C'est ce qu'on appelle la minéralisation (Chabaliera, et al., 2005).

L'essentiel de la nutrition azotée des plantes est assuré soit par les nitrates, soit par l'ammonium d'après les préférences de l'espèce cultivée. L'azote sous forme d'ions nitrate, est un élément très soluble, peu retenu par le sol. Apporté en trop grande quantité, l'excédent

est lessivé (dissous, puis emporté par l'eau circulant dans le sol) et donc perdu pour la plante (Gros, 1967).

L'azote du sol est très dynamique et change constamment de forme, soit organique ou inorganique. L'immobilisation de l'Azote fait allusion à l'absorption par la plante et les microbes de formes d'Azote (NH4 + et NO3^-) et leur transformation en acides aminés et protéines. Cette forme de N ne sera plus disponible pour la plante ou la croissance microbienne et a été immobilisé dans la plante ou les tissus des microorganismes. En un certain moment ces composants organiques de N subiront un processus de décomposition par les bactéries, les champignons, et d'autres organismes pour le N inorganique de la plante sous forme de NH4 +, NO2^- et NO3 -. Ce processus de décomposition et de libération de NH4 +, NO2 - et de NO3^- des tissus de la plante est appelé minéralisation car les formes minérales de N sont libérées (Gros, 1967).

L'immobilisation et la minéralisation sont des processus continus dans le sol et sont généralement en équilibre l'un avec l'autre, c'est-à-dire que, quand l'azote est en train d'être libéré dans le sol par minéralisation (décomposition de la matière organique), en même temps il est en train d'être immobilisé (absorbé par les plantes). Néanmoins, cet équilibre peut être facilement dérangé par l'incorporation dans le sol des résidus organiques ayant un rapport élevé de Carbone/Azote(C/N). Le taux auquel la matière organique se décompose pour libérer l'azote dépend des proportions relatives de ceux qui sont facilement décomposés contre celles des composants organiques difficilement décomposés.

Les résidus organiques ayant un rapport élevé C/N se décomposent difficilement à cause d'un contenu élevé en Carbone. Ceux-ci comprennent des matériaux comme le foin, des tiges de maïs, des herbes sèches, sciure de bois, etc. Certains de ces matériaux peuvent avoir un contenu en excès de rapport C/N de 100/1. Les plus difficiles dans la décomposition de N incluent la cellulose, lignine, les huiles, les graisses et les résines (Gros, 1967).

Les résidus organiques ayant un rapport C/N bas se décomposent facilement. Ceux-ci comprennent l'alfalfa, trèfle, fumier, boue, des herbes immatures, etc. Généralement, plus la matière de la plante est immature, plus bas sera son rapport C/N. Ces matériaux peuvent se décomposer très rapidement et contribuent dans beaucoup de cas dans les niveaux du sol en Azote (Gros, 1967).

Les composants organiques d'azote facilement décomposés incluent les sucres, les protéines, les amidons, et l'hémicellulose. Quelques temps après l'incorporation des résidus organiques qui ont un rapport C/N élevé dans le sol, les microorganismes du sol commencent à attaquer et à décomposer la matière. Les microorganismes du sol utilisent les composants du Carbone de résidu comme source d'énergie et nécessite l'N disponible pour former les protéines pour leur corps (Gros, 1967).

Il existe une extrême compétition entre les microorganismes pour une toute petite quantité de N dans le sol. Non seulement ces microorganismes se font la compétition entre eux, mais aussi contre les plantes pour s'octroyer ce nutriment vital. Pendant le processus de décomposition les niveaux de N disponible diminuent considérablement et le carbone se trouvant dans la matière organique est libéré sous forme de CO2 dans l'atmosphère. Une fois les matériaux décomposés, les microorganismes n'ont plus de source de nourriture et commencent à mourir. La décomposition de ces microorganismes encore une fois minéralise la protéine dans leurs corps et libère le NH4 + et NO3^- disponible pour la plante (Gros, 1967).

e) Le phosphore dans le sol

Le phosphore est un élément nutritif essentiel des plantes. En agriculture, un apport en phosphore sous forme d'engrais est indispensable pour obtenir de bons rendements. Comme les réserves de phosphore naturel dégradable sont limitées, un apport ciblé et respectueux de l'environnement est nécessaire pour l'agriculture. D'un autre côté, l'apport d'engrais phosphatés en quantités supérieures aux besoins des plantes peut provoquer une pollution des eaux. Le phosphore (P) est extrait principalement de roches riches en phosphore (phosphate naturel). Le phosphore est utilisé en grandes quantités sous forme d'engrais phosphatés inorganiques et d'aliments phosphatés.

Le phosphore joue un rôle physiologique à plusieurs niveaux. Il favorise la croissance de la plante, son action étant conjuguée à celle de l'azote, le développement des racines, la précocité, et la qualité des produits, la rigidité des tissus, la reproduction, la qualité des produits végétaux. Une alimentation convenable en phosphore permet un développement harmonieux des plantes (Raharinosy, 1979).

Les normes d'interprétation du phosphore total sont présentées dans le tableau 5.

Le phosphore est un élément essentiel à la croissance des plantes (Parent, 1998). Le tableau 5

montre que le taux de phosphore est riche si la teneur en ce dernier est entre 100 à 200ppm.

f) Le potassium

Le potassium est un élément minéral majeur pour le développement et la croissance des

plantes. Le potassium est toujours abondant dans la matière sèche des végétaux. Très mobile

? Il intervient dans l'équilibre acidobasique des cellules et régularise les échanges

? Il réduit la transpiration des plantes, augmentant la résistance à la sécheresse.

? Il active la photosynthèse et favorise la formation des glucides dans la feuille.

? Il participe à la formation des protéines, et favorise leur migration vers les organes de

? il contribue à renforcer les parois cellulaires, offrant aux plantes une meilleure

résistance à la verse et à l'agression des maladies ou parasites (Daly & Mhiri, 2002).

Le tableau 6 montre les normes d'interprétation de l'élément potassium Tableau 6. Norme d'interprétation d'analyse du potassium

Selon le tableau 6 une valeur de potassium inférieure à 0,3méq/100g de sol qualifie un sol à teneur en potassium faible et élevée à partir de 0,6méq/100g.

Le tableau 7 montre les normes d'interprétation de la teneur en K+ Tableau 7. Norme d'interprétation de la teneur en K+

Le tableau 7 indique qu'un sol est riche en K⁺ si la teneur de ce dernier est supérieure à 401kg de K/ha.

g) Matière organique (carbone organique)

Le terme matière organique regroupe une somme importante et hétérogène de substances et composés carbonés d'origine végétale et animale. La nature de la matière organique du sol est très complexe : principalement des composés humiques, des racines, des microorganismes, des lombriciens (ver de terre) ... Toutefois la relation entre la nature des matières organiques et leurs propriétés n'est pas simple du fait des nombreuses interactions qui existent au niveau du sol, de la diversité des matières organiques et de leur renouvellement perpétuel.

Les rôles majeurs joués par les matières organiques dans le fonctionnement du sol expliquent l'attention toute particulière qui doit leur être portée (Baize, 2004).

Les rôles physiques, chimiques et biologiques de la matière organique sont donnés dans le tableau 8.

	Action	Bénéfice
Rôle physique	Structure, porosité	- Pénétration de l'eau et de l'air - Stockage de l'eau - Limitation de l'hydromorphie - Limitation du ruissellement - Limitation de l'érosion - Limitation du tassement - Réchauffement
Rôle physique	Rétention en eau	- Meilleure alimentation hydrique
Rôle biologique	Stimulation de l'activité biologique (vers de terre, biomasse microbienne)	- Dégradation, minéralisation, réorganisation, humification - Aération
Rôle chimique	Dégradation, minéralisation	Fourniture d'éléments minéraux (N, P, K, oligo-éléments...)
	CEC	Stockage et disponibilité des éléments minéraux
	Complexation ETM (Elément Trace Métallique. Exemple : cuivre, aluminium, plomb...)	Limitation des toxicités (Cu par ex.)
	Rétention des micropolluants organiques et des pesticides	Qualité de l'eau

On remarque à travers le tableau numéro 8 que les matières organiques jouent un rôle important dans le fonctionnement global du sol, au travers de ses composantes physique, chimique et biologique, qui définissent la notion de fertilité.

Le tableau 9 donne la classification du sol en matière organique selon la norme d'interprétation de la matière organique.

Tableau 9. Norme d'interprétation de la matière organique (méthode Anne ISO : 10693)

Il est à constater dans ce tableau que le sol est très pauvre en matière organique si le taux en cette dernière est inférieur à 1%, pauvre s'il est entre 1 et 2%, moyen s'il est entre 2 à 4% et riche si le taux de la matière organique est supérieur à 4%.

h) Le ratio Carbone sur Azote total (C/N)

C'est un indicateur de la dynamique de décomposition de la matière organique du sol :

i) La composition ionique de la solution du sol.

Afin de connaître la concentration en anions solubles (Cl^-, SO4^-- et HCO3 -) et en cations solubles (Na⁺, Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, K⁺), une analyse chimique est effectuée sur extrait de pâte saturée ou sur extrait aqueux dilué. Elle sert à classer le type de salinisation. C'est ainsi qu'on peut utiliser le rapport Cl-/SO4^-- pour classer les solutions du sol. Elle sert aussi à calculer le SAR (Sodium Adsorption ratio) qui exprime le pouvoir de sodisation de la solution du sol.

Selon ce tableau 10, si la nature de la salinisation selon Cl-/SO42- est inférieure à 0,2 la salinisation est sulfatée et chlorurée si elle est supérieure à 5.

j) Le taux de sodium échangeable (ESP) :

Il exprime le taux de saturation du complexe absorbant en sodium échangeable par rapport à tous autres cations échangeables. En effet, il exprime la sodicité. Or, le sodium échangeable peut détruire la structure à partir d'un seuil qui est souvent fixé à 15 % de la C.E.C., ou 10 %, ou 5 % (l'école Australienne).

De nombreuses recherches ont essayé d'établir une relation entre le SAR et ESP, celle de l'USSL s'écrit de la façon suivante (Munns, 2008) :

k) L'eau et la structure en agrégats :

La capacité de rétention de l'eau dans les sols dépend de leur porosité. Encore dénommée humidité (hygrométrie), elle se mesure en pourcentage de la quantité d'eau contenue dans un sol par rapport à son volume total. La capacité de rétention de l'eau par les lacunes des sols dépend de la teneur en limons et en argiles, car c'est un phénomène capillaire : l'adsorption est d'autant plus grande que la taille des particules est plus faible (Masmoudi, 2012).

l) Densité apparente et texture du sol

Le tableau 11 donne la synthèse de différentes textures de sol en fonction des différentes densités apparentes y associées

TEXTURE	Da
Sable	1,4
Sable argileux	1,5
Sable limoneux	1,4
Sable limono argileux	1,5
Limon sableux	1,5
Limon sablo argileux	1,5
Limon argilo sableux	1,45
Limon	1,45
Limon argileux	1,4
Argile limono sableuse	1,55
Argile limoneuse	1,4
Argile	1,35

Da la densité apparente du sol en place (variant généralement entre 1,2 à 1,6g/cm3).

m) Relation entre la densité apparente et sa porosité

Le tableau 12 montre la relation entre la densité apparente et la porosité Tableau 12. Relation entre la densité apparente et sa porosité

De ce tableau 12 ressort que chaque densité apparente d'un sol correspond à une porosité bien spécifique et plus la valeur de la densité apparente augmente, plus celle de la porosité augmente aussi.

n) Métaux lourds

D'un point de vue physique, le terme « métaux lourds » désigne les éléments métalliques naturels, métaux ou dans certains cas métalloïdes (environ 65 éléments), caractérisés par une forte masse volumique supérieure à 5 g.cm³. D'un autre point de vue biologique, on en distingue deux types en fonction de leurs effets physiologiques et toxiques : métaux essentiels (Cu, Ni, Zn, Fe) et métaux toxiques (Pb, Hg, Cd). Les métaux essentiels peuvent devenir toxiques lorsque la concentration dépasse un certain seuil (Dung, 2009).

La forme des métaux dans les sols dépend de manière dynamique de leur composition minéralogique, des conditions de salinité, de pH, d'oxydo-réduction, de la granulométrie du sol, de sa teneur en eau, de la présence de ligands en solution et de micro-organismes. Tous ces facteurs influencent la solubilisation des métaux ou au contraire, leur précipitation ou leur adsorption (Sirven, 2006).

Le problème principal avec les métaux lourds comme le plomb, le cadmium, le cuivre et le mercure est qu'ils ne peuvent pas être biodégradés, et donc persistent pendant de longues périodes dans des sols. Leur présence dans les sols peut être naturelle ou anthropogénique (Dung, 2009).

Le tableau 13, donne les valeurs médianes, maximales et seuil d'appréciation quantitative des concentrations en métaux lourds dans le sol d'après La norme AFNOR U 44-041(1985) Tableau 13. Valeurs médianes, maximales et seuil d'appréciation quantitative des

Eléments

Valeurs médianes en ppm

0,22

52,5

15,0

24,5

30,4

Seuil préconisé en métaux

lourds dans un sol en ppm

150

100

300

Le tableau 13 montre les écarts de toxicité entre des métaux (mercure/cadmium, dont les valeurs indicatives sont beaucoup plus basses que les autres éléments) très toxiques et présents dans le sol en faible concentration , des éléments au statut intermédiaire comme le chrome, le nickel ou le plomb (moins toxiques/plus concentrés dans le sol) et des éléments dont la toxicité est beaucoup moins critique (cuivre, zinc). Ces écarts ont naturellement des conséquences sur le traitement des sols, qui sera différent selon le rapport toxicité/abondance de l'élément considéré.

Les teneurs naturelles de quelques éléments traces (En mg/kg) au-dessus desquelles il y a excès dans le sol selon la norme de la règlementation française cité par Baize (2002) sont données dans le tableau 14.

Tableau 14. Teneurs naturelles de quelques éléments traces (En mg/kg) au-dessus desquelles il y a excès dans le sol.

Métaux lourds	Teneurs naturelles en éléments traces dans les sols
	Concentration moyenne dans la croûte terrestre	Valeurs extrêmes relevées dans les roches
Cadmium (Cd)	0,2	46
Cobalt (Co)	23	100-200
Chrome (Cr)	100-200	1500-3000
Cuivre (Cu)	45-70	80-150
Nickel (Ni)	80	2000
Plomb (Pb)	13-16	30
Zinc (Zn)	70-132	120

Chaque éléments correspond à une valeur spécifique de la concentration dans la roche mère ainsi que dans la croute terrestre au-dessus de la quelle il y aurait excès en cet élément dans le sol.

Les métaux lourds s'accumulent dans l'organisme et provoquent des effets toxiques à court et/ou long terme. Ils peuvent affecter le système nerveux, les fonctions rénales, hépatiques, respiratoires ou autres.

Le tableau 15 donne les Concentrations en métaux et métalloïdes définissant les limites de qualité d'une eau potable. (Législation Française, OMS)

Tableau 15. Concentrations en métaux et métalloïdes définissant les limites de qualité d'une eau potable

Eléments	Décret n°2001-1220	Recommandations OMS	Seuil toxique
As	10 tg/l	10 tg/l
Cd	5,0 tg	l 3,0 tg/l	>13 tg/l
Cr	50 tg/l	50 tg/l (chrome total)	50 tg/l
Cu	2,0 mg/l	2,0 mg/l	50 tg/l
Hg	1,0 tg/l (mercure total)	1,0 tg/l (mercure total)	1 tg/l
Ni	20 tg/l	20 tg/l	50 tg/l
Pb	10 tg/l	10 tg/l	50 tg/l
Se	10 tg/l	10 tg/l

Le tableau 15 que, chaque élément correspond à un seuil de recommandation précise au-dessus du quel il y a excès en cet élément dans le sol mais aussi quand on atteint des concentrations supérieures ou égales à des valeurs reprises dans les dernières colonnes de la partie droite du tableau, il y a toxicité du métal dans le sol.

1.3.LA COUVERTURE DU SOL

Certaines plantes se développent ou prolifèrent dans des conditions particulières liées aux caractéristiques du sol (humide, sec, tassé, fertile, pauvre...) ou de l'exploitation (fauche, pâture, surpâturage, excès de matière organique...) ; ce sont les plantes indicatrices (Crémer, 2014).

Chap II. MILIEU, MATERIELS ET METHODES

1. MILIEU

Ce travail a été mené dans le site de Kyunyu (En langue locale, « kyunyu » signifie « salin », Figure 2) situé dans le village de Bwegera dans le groupement de Kakamba dans la Plaine de la Ruzizi territoire d'Uvira, province du Sud-Kivu en République Démocratique du Congo.

A. Localisation de la collectivité de la plaine de la Ruzizi

Elle est la plus petite collectivité parmi les trois que compte le territoire d'Uvira.

B. Subdivision administrative de la collectivité de la plaine de la Ruzizi

La collectivité de la Plaine de la Ruzizi comprend sept groupements repris sur la liste ci-après :

- Le groupement de Kagando : il est localisé vers le sud de la collectivité et constitue la limite nord du lac Tanganyika. Son chef-lieu est Kagando comme le groupement ;

- Le groupement de Luberizi situé dans la partie nord de la collectivité et renfermant Mutarule comme village important. Son chef-lieu est Nyamugali tandis que la cité de Luberizi qu'il loge est considérée comme le chef-lieu de la collectivité de la Plaine de Ruzizi ;

- Le groupement de Kakamba : est le groupement le plus situé vers le nord à la limite avec le groupement de Luvungi de la collectivité de Bafuliro (la collectivité la plus vaste du territoire d'Uvira). Le chef-lieu du groupement de Kakamba est Kakamba tandis que Bwegera est pris comme village important ;

En ce qui concerne les conditions édaphiques et climatiques, la végétation de la collectivité de la Plaine, les données fournies par le point sur la plaine de la Ruzizi sont générales mais applicables à cette entité.

C. La plaine de la Ruzizi

Le climat de la plaine de la Ruzizi appartient au type (AW4) selon la classification de Köppen-Geiger c à d un climat avec 4 mois (Juin à Septembre) au cours desquels les précipitations mensuelles n'atteignent pas 50 mm, l'indice "s" rappelant que la région envisagée se situe dans l'hémisphère sud (Germain, 1952).

? Ce climat de la plaine de la Ruzizi est caractérisé par de faibles précipitations (650 à750 mm de pluies par an) et connaît un régime pluviométrique particulier avec une

saison sèche allant de mi-Mai à mi-Octobre et en saison de pluie allant de mi-Octobre à mi-Mai, entrecoupée par une petite saison sèche de Février à Mars.

y' La répartition annuelle de ces précipitations est irrégulière. En effet, il n'est pas rare que la saison sèche se prolonge jusqu'en Novembre et lorsqu'il arrive de pleuvoir, l'agressivité des premières précipitations ainsi que le ruissellement ne permettent pas au sol de profiter des apports en eau (Mango, 1996).

y' La température moyenne journalière est de 27°C avec des amplitudes assez importantes variant entre 25 et 32°C (Mae-Bersa, 2010). Les maxima absolus mensuels, de l'ordre de36°C à 37°C, s'enregistrent en Août et en Octobre. Les minima absolus mensuels varient de 12°C à 14°C et sont atteintes en saison sèche. La température maximum à la surface du sol est de 53°C à 11 heures tandis qu'à la surface du sol couvert, cette température est de 32°C à 15 heures (Germain, 1952).

y' L'humidité relative moyenne annuelle est d'environ de 75%. On rencontre une saison à faible humidité relative (55-60%) de Juin à Octobre et une saison à forte humidité relative (75%) d'Octobre à Mai. Quand on examine plus particulièrement la variation de l'humidité du sol en relation avec le climat aérien, on observe un desséchement temporaire du profil pédologique pendant deux mois au cours de saison sèche (Mashika, 1994).

y' L'insolation minimum dans la plaine de la Ruzizi (41%) coïncide avec la période allant de Novembre à Décembre (Amisi, 2004) ; la plaine participe d'un climat semi-aride dont la xéricité diminue légèrement du talweg vers le piedmont (Germain, 1952).

Bref, la plaine de la Ruzizi connaît un microclimat, un climat tropical à tendance sèche et où les pluies sont quelque peu faibles (#177; 1.000 mm /an), la végétation étant une savane herbeuse à épines parsemée des cactus cierges (Kalonji & Kakura, 2005). En fait, pour tout le territoire d'Uvira à part les hauts plateaux, la pluie commence à s'y faire aussi rare et la température augmente de plus en plus à cause de la concentration de la population entraînant la destruction de l'environnement (Kalonji & Kakura, 2005).

2. les sols de la région

Cette plaine de la Ruzizi est recouverte de dépôts lacustres surmontés d'alluvions plus récents et le piedmont des escarpements tant du côté de la RD Congo que du Burundi est formé de roches très métamorphiques comprenant principalement des schistes cristallins des gneiss, des micaschistes des amphibolites et des pyroxénites avec quelques masses de quartzites

feldspathiques (Germain, 1952). L'érosion a découvert plusieurs plages de l'argile saline, qui apparaît ainsi en fenêtre à travers les alluvions qui la recouvrent, au sud de Luvungi et aussi dans la partie Nord de ka fosse, vers Rumonge.

Il continue encore en disant que par le lessivage de cette argile et l'évaporation des solutions salines, un enrichissement superficiel se produit et un dépôt blanchâtre se forme à la surface... Au-dessus de ces argiles salines, s'étendent d'épaisses formations de sables blancs saccharoïdes avec des intercalations de sables jaune set de conglomérats alluvionnaires de quartz bien roulé.

La plaine est soumise aux influences des alizés dont l'action est déterminante sur les précipitations. A côté des vents généraux, des vents locaux font sentir leurs effets. Le voisinage d'un lac et d'un haut pays font bénéficier la plaine de brises de diverses origines : d'une part, brise de lac en provenance du sud et qui se fait sentir le jour dans la basse Ruzizi, et brise de terre soufflant la nuit vers le lac ; d'autre part brise de montagne descendant des dorsales pendant la nuit et brise de vallée soufflant vers la montagne pendant le jour (Germain, 1952).

2. MATERIELS

Les matériels utilisés pour l'échantillonnage jusqu'à l'obtention des données sont le petit râteau pour dégager la litière, la pioche pour décaper le sol, la bêche pour décaper et enlever le sol, le cylindre métallique pour prélever l'échantillon avec le volume connu, la tarière pour prélever l'échantillon, le marteau pour enfoncer la tarière, les sachets pour emballer les échantillons, la mallette (boite) pour le transport des matériels et échantillons, le double mètre pliant (la règle) pour mesurer l'horizon, le couteau de pédologue en acier inoxydable pour enlever l'échantillon dans le cylindre, l'échantillon de sols, le marqueur pour étiquetage, le conductimètre pour mesurer la conductivité électrique, le pH-mètre, le GPS pour prélever les coordonnées géographiques, la balance pour mesurer le poids de l'échantillon, l'étuve pour sécher les échantillons, et autres matériels.

3. METHODES

Une prospection du terrain avait été faite en date du 03 juin 2018 en vue de se rendre compte de l'état de lieu de la végétation ainsi que du caractère d'homogénéité et/ou d'hétérogénéité du site afin de ressortir le dispositif expérimental et les méthodes adaptées pour caractériser la fertilité de ce site. En fin les travaux proprement dits du terrain ont eu lieu en date du 04 juin au 07 juin 2018.

1.4.Echantillonnage

Le choix de l'emplacement des trois fosses pédologiques est de grande importance car le profil doit être représentatif du type de sol dominant de la parcelle ou de la région. L'endroit à mettre chaque profil a d'abord été bien nettoyé et on a veillé à ce qu'on ne puisse plus y trouver d'anomalies à la surface (influence des animaux, fourmilières, vieilles souches d'arbres, etc.). Trois profils pédologiques et un profil témoin (en dehors du site) ont été décrits pour déterminer la nature du sol. Le choix de leur localisation a été guidé par la différence de l'apparence des substrats et du couvert végétal. Le témoin a été choisi à un endroit de la même région où il ne se pose pas de problème de croissance de culture. Le premier profil a été prélevé à une latitude de 2,91526° et une longitude de 29,06776° ; 2,91444° de latitude et 29,06671° de longitude pour le deuxième profil ; le troisième à 2,91458° de latitude et 29,06851° de longitude et en fin le profil témoin à 2,91459 de latitude et 29,06850 de longitude. Les dimensions d'un profil ont été de 1,5 mètre de profondeur, 1 m de longueur et 1 m de largeur. Les critères de description des horizons utilisés sont la texture, la structure, la couleur (à l'aide du code Munsell), la pénétration des racines, la consistance et l'humidité. Environ 500 g de sol ont été prélevés dans chaque horizon (prélèvement d'un échantillon de sol par horizon soit un entre 0 à 20 cm de profondeur ; entre 20 à 60 cm et en fin entre 60 à 150 cm), échantillon de la partie centrale de chaque horizon, les échantillons destinés à la détermination de la teneur en eau ont été emballés dans des cylindre de Kopeski.

1.5.Analyses physico-chimiques, la densité et granulométriques des sols et la détermination de la végétation de ce site.

Les échantillons prélevés ont été analysés aux laboratoires de Science du sol à l'Université Catholique de Bukavu (la texture, la densité apparente, la teneur en eau, le phosphore, le potassium, le carbone organique ), les sels solubles au laboratoire de l' Unité d'Enseignement

et de Recherche en Hydrobiologie Appliquée (UERHA) à l'Institut Supérieur Pédagogique (ISP/Bukavu), l'azote au laboratoire de l'Office Congolais de Contrôle/Bukavu et les métaux lourds au laboratoire de l'Institut National d'Enseignement Supérieur (INES) de Ruhengeri à Musanze au Rwanda. Le pH et la conductivité électrique ont été mesurés sur terrain. Les échantillons de sols ont été séchés à l'air libre puis broyés et tamisés à 2 mm et enfin analysés. Les méthodes d'analyses ont porté sur la granulométrie, le pH, la Conductivité électrique (CE), la densité apparente, la teneur en eau, le carbone organique, la matière organique, l'azote total, le phosphore total, le potassium, l'ion chlorure, le K⁺, le Na⁺.

1.6.Analyses statistiques

Le traitement des données (le calcul de la moyenne été de l'écart-type) a été effectué à l'aide du tableur Excel 2016 et la cartographie du milieu d'étude a été réalisée à l'aide du logiciel QUANTUM GIS 1.8.

? L'analyse granulométrique : son but est de déterminer la distribution pondérale des différentes fractions texturales de la partie minérale d'un sol. L'élimination de la matière organique a été faite par oxydation avec l'eau oxygénée et la destruction du calcaire et de la désagrégation des ciments (sesquioxydes amorphes) qui lient surtout la fraction colloïdale ont été fait par une attaque à l'acide chlorhydrique suivie d'un lavage à l'eau distillée. Les fractions très fines ont été séparées du sable par le tamisage sous eau sur un tamis de 50um, la granulométrie des fractions sableuses se fera par le tamis à sec. Le prélèvement du limon et de l'argile s'est effectué moyennant la pipette de Robinson-Kohn après dispersion de la suspension colloïdale avec un réactif dispersant ; le temps et la profondeur de prélèvement seront déduits de la loi de stocks

? Le PH du sol a été déterminé sur terrain à l'aide d'un pH-mètre dans une suspension de terre fine dans l'eau distillée

? La conductivité électrique a été également prélevée sur le terrain à l'aide d'un conductimètre.

? La mesure de l'azote total était basée sur la transformation de l'azote organique en azote ammoniacal. L'échantillon subit une minéralisation par l'acide sulfurique concentré en présence du catalyseur Kjeldahl, puis l'Ammoniac formé est déplacé par

> L'ICP-MS est la méthode utilisée pour l'analyse des métaux lourds présents dans le sol.

NaOH (40%). Ensuite, l'Ammoniac entraîné par la vapeur d'eau est fixé par l'acide borique et titré avec l'acide sulfurique.

> Le phosphore assimilable : le dosage du phosphore a été fait par spectrophotométrie avec le bleu de molybdène

> La matière organique : le dosage de la matière organique a été réalisé à partir du dosage de l'un de ses constituants : le carbone organique par l'oxydation de ce dernier par le bichromate de potassium en milieu fortement acide. Le taux de matière organique = C organique (%) * 1.72

> La teneur en eau : La quantité de liquide ou d'eau contenu dans le sol a été déterminée par la différence de poids avant et après le séchage du sol d'où TE=Pf-Ps avec TE la teneur en eau, Pf le poids à l'état frais et Ps le poids à l'état sec.

> La densité apparente : c'est le rapport poids sec/volume apparent : elle a été calculée d'après le poids sec et le volume d'un échantillon de sol non perturbé prélevé avec un

cylindre en acier. La densité apparente se calcule par la formule : da = V où P est le

poids sec de l'échantillon et V le volume de l'échantillon prélevé et séché (Gballou & Gnahoua, 1990).

Les différentes données sur le mode opératoire d'analyse des sels solubles sont données dans le tableau 16.

Ce tableau 13 montre les modes opératoires d'analyse des sels solubles d'où il montre la titrimétrie, par indicateur coloré, par potentiomètre et par photomètre à flamme.

Le protocole de prétraitement des sols avant analyse des métaux est utilisé en routine au laboratoire. Il est efficace, conforme aux normes en vigueur et indépendant du choix analytique en aval. Il ne fait donc pas l'objet de modifications pour le dosage en ICP-MS. Ce prétraitement est constitué de deux étapes avant analyse : préparation puis minéralisation. La préparation permet de travailler sur un sous échantillon suffisamment homogène pour être représentatif de l'échantillon reçu au laboratoire. L'échantillon est séché dans une étuve à 40°C pendant au moins 16 heures. Il est ensuite émotté avant d'être passé sur un tamis de 2mm. La partie inférieure à 2 mm est ensuite broyée afin d'obtenir une poudre de granulométrie inférieure à 250ìm. La minéralisation est réalisée sur environ exactement 0,5 g de cette poudre avec 6 ml d'acide chlorhydrique et 2 ml d'acide nitrique (eau régale). Cette étape se fait à 95°C pendant 75 minutes sur un bloc chauffant. Le minéralisât est ensuite ajusté à 50 ml. Une dilution adaptée doit être ensuite réalisée avant analyse par ICP-MS. Un appareil de la marque Thermo Electron modèle X7 a été utilisé pour cette étude. Celui-ci est équipé d'une chambre de collision (CCT) alimentée avec un mélange He/H2 (Alsac, 2007).

? Méthodologie utilisée pour l'identification de la flore végétale sur le site

Tout a commencé par une recherche bibliographique dans les différentes bibliothèques de la place et sur différents site internet. En suite une prospection du terrain avait été faite en date du dimanche 03 juin 2018 en vue de se rendre compte de l'état de lieu de la végétation ainsi que du caractère d'homogénéité et/ou d'hétérogénéité du site afin de cibler quel serait le dispositif expérimental et la méthode de relevée phytosociologique adaptée pour caractériser la fertilité de ce site.

Pour ce faire, la méthode classique de relevé phytosociologique utilisant l'approche traditionnelle et semi-quantitative de Braun-Blanquet a été utilisée pour identifier la flore végétale en place. Autant que cela intéresse, la méthode de quadra a été utilisée.

Un relevé (quadra) était de 1 m², subdivisé en 100 carreaux, et chaque carreau correspond à l'espèce végétale lors des prélèvements sur terrain, Suivi immédiatement d'un inventaire floristique au sein de chaque cadrat. Par ailleurs, les espèces non identifiées sur terrain faisant ont fait l'objet d'herbiers de poche et d'une photographie pour une éventuelle identification à l'herbarium du Centre de Recherche en Sciences Naturelles de Lwiro (C.R.S.N/LWIRO).

Les paramètres d'identification de la flore pris sur terrain 1. Recouvrement total

L'observation de la flore végétale en place été faite dans le quadra placé aléatoirement et les espèces qui recouvrent le quadra en totalité étaient inventoriées et classées selon l'échelle de Braun-Blanquet.

2. Un inventaire floristique complet : pour inventorier les espèces, on a effectué :

3. Coefficient d'abondance-dominance (recouvrement) de Braun-Blanquet :

Établir une distinction entre les espèces dominantes ou abondantes et celles dont les individus

4. Sociabilité :

Distingue les espèces dont les individus ont tendance à se grouper de celles qui ne présentent pas ce caractère Braun-blanquet donne une échelle à suivre :

Selon Braun-blanquet lorsque l'espèce se répartit régulièrement dans le relevé, on peut appliquer les chiffres d'abondance-dominance à celui de la sociabilité (Braun-blanquet, 1915).

5. Degré de développement

Le degré de développement s'est prélevé au terrain en observant le stade de développement que les espèces caractéristiques portent et on observait soit si elles sont à la végétation, à la floraison ou à la fructification.

CHAP III. RESULTATS ET DISCUSSIONS

I. Caractérisation physique du sol dans le milieu d'étude

1. Granulométrie

L'analyse granulométrique est une opération de laboratoire qui implique la dissociation complète du matériau pédologique jusqu'à l'état de particules élémentaires.

Le tableau 18 montre la moyenne et l'écart-type des différents résultats de l'analyse granulométrique

Tableau 18. Analyse granulométrique des horizons dans les différents profils

GRANULOMETRIE
Profondeur (cm)	% ARGILE
Profondeur (cm)	Moyenne des profils I, II et III et Ecart-type	Témoin
Horizon I	6,8 (#177;1)	11,8
Horizon II	12,8 (#177;4,58)	12,8
Horizon III	13,8 (#177;4)	13,8
% SABLE
Horizon I	90,6 (#177;2)	82,6
Horizon II	83,3 (#177;6,1)	82,6
Horizon III	82,6 (#177;6)	82,6
% LIMON
Horizon I	2,6 (#177;1)	5,6
Horizon II	3,9 (#177;1,5)	4,6
Horizon III	3,6 (#177;2)	3,6

La granulométrie permet d'évaluer la stabilité structurale du sol et en particulier les risques de battance, d'après la proportion existante entre les argiles et les limoneuse (Bouyoucos, 1974) Le Tableau 18 indique les résultats de l'analyse granulométrique en fonction des horizons des différents profils et la détermination de la texture des sols. De ce tableau 18 on constate que le pourcentage en sables est très élevé (en moyenne 90,6% dans les 20 premiers centimètres, 83% dans l'horizon de profondeur). Par contre, les fractions fines (argile 6,8% comme moyenne des horizons de surface et limon en surface en moyenne 2,6%) sont moins présentes dans le sol. Ces résultats montrent que le sol de l'ensemble de ce site et le sol du site témoin

sont sableux. L'importance de la fraction sableuse explique la faible structuration des sols entrainant le lessivage des éléments en profondeur (Diallo, et al., 2015). Les sols sableux sont très perméables à l'eau et à l'air du fait de leur porosité texturale (espacement entre les particules) entrant une bonne aération un bon drainage du sol et un bon développement racinaire. Le lessivage des horizons supérieur est favorisé dans la perspective de leur dessalement. Toutefois, en saison sèche, ces sols vont avoir tendance à sécher très rapidement sensible à l'érosion éolienne. Ces sols sont, moins exposés à l'érosion hydrique du fait de leur texture qui favorise une importante infiltration, ce qui limite le ruissellement des eaux. Par ailleurs, leur texture favorise aussi la remontée capillaire à partir de la nappe salée, en saison sèche (Tiataoui & Tihami, 2015).

2. La densité apparente, la teneur en eau

Les données obtenues de la densité apparente et la teneur en eau sont présentées dans le tableau 19.

Profondeur (cm)	Densité Apparente (g/cm³)
Profondeur (cm)	Moyenne et Ecart-type	Témoin
Horizon I	1,73 (#177;0,33)	1,68
Horizon II	1,43 (#177;0,12)	1,98
Horizon III	1,33 (#177;0,021)	2,05
Teneur en eau (ml/ cm³)
Horizon I	140,97 (#177;5,41)	128,77
Horizon II	127,91 (#177;4,81)	139,98
Horizon III	129,89 (#177;2,88)	143,04

On remarque de ce tableau 19 en général que la densité apparente dans ce site diminue avec la profondeur mais n'est pas différente de la densité apparente d'un sol à texture sableuse soit 1,4 trouvée par Madani, (2008), l'horizon de surface a une densité apparente élevée que celui de profondeur mais la densité apparente du profil témoin augmente avec la profondeur, plus on va en profondeur plus le sol devient dense jusqu'à une valeur exceptionnelle de 2,05 g/cm³. La densité apparente du sol traduit globalement l'état de compaction du matériau et indirectement, la porosité totale. Lorsqu'elle est élevée, le sol ne contient pas des pores nécessaires à la croissance des racines, les capacités en eau sont réduites et la circulation des fluides ralentie (drainage et échange gazeux) (Alonso & Kambele, 2013). Une valeur élevée de densité apparente signifie que les vides sont réduits et que les particules sont fortement compactées. Il en résulte des difficultés de circulation de l'eau et de l'air (et donc une

mauvaise aération du sol), un ralentissement des processus d'infiltration et de drainage, ainsi que des difficultés de croissance des racines et d'émergence des semis (Mermound, 2010).

La moyenne par horizon de la teneur en eau est aussi élevée en horizons superficiels qu'en profondeur pour ce site, cela signifie que les horizons de surface sont humides que ceux de profondeur tandis que pour le témoin, la valeur de la teneur en eau augmente avec la profondeur cela s'explique même par le fait que sur terrain dans le profil témoin l'eau a été rencontrée en profondeur (à partir de 90cm de profondeur).

II. CARACTERISATION CHIMIQUE DU SOL

1. Le pH et la Conductivité Electrique du sol

Le tableau 20 donne la moyenne des données du pH et de la conductivité électronique Tableau 20. Le pH et la Conductivité Electrique

Profondeur (cm)	pH
	Moyenne et Ecart-type		Témoin	Eau source de consommation proche du témoin	Eau souterraine profil témoin
Horizon I	6,45	(#177;0,308)	6,96	7,1	8,8
Horizon II	8	(#177;1,126)	9,26
Horizon III	8,96	(#177;0,999)	9,51
Conductivité Electrique (CE en ìS/cm)
Horizon I	25,2	(#177;6,870)	19,1	1796	5247
Horizon II	179,2	(#177;142,986)	207,7
Horizon III	302,8	(#177;177,27)	312,2

Le pH indique le degré d'acidité ou de basicité qui joue un rôle très important sur l'assimilation des éléments nutritifs par la plante, il a une influence sur trois composants importants de la fertilité d'un sol :la biodisponibilité des nutriments , activité biologique et la stabilité structurale, la variation de pH répond aux variations saisonnières et le nombre des ions en réserve sur le complexe argilo-humique, l'état hydrique du sol, sa température et la présence ou non d'une culture en période de croissance active (Paul Thorez & Dejean, 2012). La salinité totale d'un sol peut être définie d'une manière précise et rapide par la mesure de la conductivité électrique sur l'extrait de pâte saturée ou l'extrait dilué. La teneur en sels solubles est couramment exprimée par la conductivité électrique.

Les résultats de l'analyse du pH se sont présentés dans le tableau 20 montrant que le pH de l'horizon de surface est en moyenne légèrement acide (6,45) et selon ce tableau, le pH de ce milieu augmente avec la profondeur. L'eau de source prélevée dans un puits proche du site témoin présente aussi un pH neutre. Selon la recommandation européenne, le pH de l'eau destiné à l'agriculture est entre 6,5 à 8,4 (FAO, 1985). Les profils de profondeur présentent un pH alcalin à très alcalin (8 à 8,96). Le pH du sol joue un rôle important dans la disponibilité des nutriments pour les cultures. Il affecte beaucoup la solubilité des éléments du sol, y compris celle des éléments nutritifs assimilables par les plantes. Les nutriments sont davantage disponibles aux pH variant de 5,5 à 7,5 (Dinon & Gerstmans, 2008). Toutefois, les cultures ont des besoins en nutriments et une tolérance variable aux conditions du sol associé à la variation du pH.

Pour la conductivité électrique de ce site et du site témoin, le tableau 20 montre qu'en horizon de surface elle est en moyenne de 25,2uS/cm et 19,1uS/cm pour le profil témoin et la valeur de la conductivité électrique monte avec la profondeur. Selon Bocoum (2004) les sols à Conductivité Electrique inférieur à 250S/m sont qualifiés des sols non salins. L'eau prélevée dans le profil témoin à 90cm de la surface avait une CE de 5247uS/cm (273,61mg/kg de sel soluble ; une bonne eau pour l'irrigation). L'eau d'irrigation de bonne qualité contient 200 à 500 mg/kg de sel soluble (Diallo, et al., 2015).

3. La teneur en éléments majeurs (l'azote, le phosphore et le potassium), en carbone et le rapport Carbone/Azote

Le tableau 21 montre la moyenne des résultats de la teneur en éléments majeurs, en carbone organique et le rapport Carbone/Azote

Tableau 21. La teneur en éléments majeurs (NPK), en carbone et le rapport Carbone/Azote

NPK, C, C/N
Profondeur (cm)	N total (%)
Profondeur (cm)	Moyenne et Ecart-type	Témoin
Horizon I	0,193 (#177;0,038)	0,33
Horizon II	0,173 (#177;0,040)	0,26
Horizon III	0,17 (#177;0,026)	0,13
P (ppm)
Horizon I	35,8 (#177;9,28)	15,76
Horizon II	28,002 (#177;6,153)	26,135
Horizon III	25,425 (#177;0,935)	36,51
K (méq/100g)
Horizon I	0,45 (#177;0,01)	0,3
Horizon II	0,667 (#177;0,163)	0,35
Horizon III	0,75 (#177;0,2)	0,41
Carbone Organique (%)
Horizon I	2,823 (#177;0,115)	2,77
Horizon II	2,183 (#177;0,39)	2,33
Horizon III	1,967 (#177;0,09)	1,89
C/N (%)
Horizon I	15,023 (#177;3,30)	*8,38*
Horizon II	12,717 (#177;0,73)	8,96
Horizon III	11,8 (#177;2,19)	14,56

De ce tableau 21, il est à remarquer la bonne teneur en Azote total dans le sol selon les normes d'interprétation de l'azote définie par (Tamelokpo, 2004) car la moyenne étant supérieure à 0,1 dans tous les horizons décrits. La grande teneur en azote total est beaucoup remarquée dans l'horizon de surface du profil témoin. Dans tout le site la teneur en azote est élevée dans les horizons de surfaces et diminue suivant la profondeur. Ce qui montre que la teneur en Azote est concentrée en surface qu'en profondeur bien qu'il est bon dans tous les horizons. Ceci prouve qu'un tel type de sol serait prêt à mobiliser le nutriment azote pour la nutrition des plantes cultivées non seulement à racinement superficielles mais également à racinement profondes.

La teneur en phosphore d'après le tableau 21, diminue avec la profondeur dans ce site mais le contraire est remarqué dans le site témoin où la teneur en phosphore augmente avec la profondeur. On remarque donc qu'il y a un lessivage important du phosphore chez le profil témoin par rapport aux profils du milieu d'étude. Lorsqu'on compare le sol du site Kyunyu au sol témoin, on observe une déficience en phosphore total dans le sol témoin et dans tous les sols. Au vue, de tout cela, d'après la norme d'interprétation du phosphore dans le sol proposé par Madani Djamila (2008) on remarque que, le sol prospecté est très pauvre en phosphore étant donné que sa teneur dans tous les profils et horizons décrits reste inférieure à 30ppm ; ce constat est de même valable pour le profil témoin. Ceci pousse à dire que pour une bonne mise en oeuvre de ces deux sols malgré leur richesse en matière organique, il faut un apport supplémentaire du phosphore car présentant une déficience accrue en phosphore. Lunze (2000) estime que l'assimilabilité du phosphore minérale est fonction du pH du sol, il affirme que, l'on obtient la meilleure assimilabilité aux environs de pH neutre mais elle diminue tant dans le sol acide que basique. Par conséquent le sol prospecté n'ayant pas généralement un pH neutre, on peut affirmer qu'il est, comme le témoin, déficient en phosphore assimilable.

Les teneurs en K sont généralement de moyennes à élevées dans le site Kyunyu et moyennes dans le site témoin. Il découle du tableau 20 que, la teneur en potassium dans le sol prospecté n'est pas déficitaire dans tous les horizons décrits et augmente avec la profondeur selon le tableau 17 dans tous les profils. Ceci montre que les horizons de surface ont une teneur en K moins élevée par rapport aux horizons de profondeur suite à son lessivage et son entrainement vers la profondeur en dehors de la zone rhizosphérique. Ces résultats ne contredisent pas ceux trouvés au Burkina-Faso par Bouraïma (2013). Pour mieux comprendre ce phénomène de la baisse de fertilité des sols afin de proposer de bons plans de fertilisation pour une gestion durable de ce sol, il est nécessaire de connaître le rôle et la dynamique des éléments minéraux et organiques dans les différents types de sol ainsi que les relations qui existent entre eux.

Le rapport C/N en horizon de surface est élevé (en moyenne 15,023, masse/masse) car supérieur à 12 selon la norme d'interprétation d'Eléonore (2012). Ceci s'explique par le fait que la minéralisation de la matière organique dans ce sol est lente. Selon Eléonore (2012), si le rapport carbone azote est supérieur à 12 cela signifie que la matière organique a des difficultés à se décomposer voire s'accumule. On remarque le contraire dans le profil du témoin ; en horizons 1 et 2 le rapport C/N est bas inférieur à 10 ; ce qui justifie qu'il y a présence d'un nombre élevé des micro-organismes ainsi que des composés facilement biodégradables qui facilitent la décomposition rapide de la matière organique ainsi que la

minéralisation dans les sols de surfaces du profil témoin. Cette forte minéralisation observée dans ce sol n'est pas inquiétante étant donné l'influence du climat tropical humide à travers ses caractéristiques (fortes températures et pluviométries) pouvant être source d'activation et de multiplication enzymatique et micro organismiques dans le sol.

4. Quelques sels solubles

Le tableau 22 montre la moyenne des résultats des quelques sels solubles Tableau 22. Quelques sels solubles

Cl- et Na+
Cl^-(eqg/Kg)
Profondeur (cm)	Moyenne et Ecart-type	Témoin
Horizon I	0,943 (#177;0,098)	0,76
Horizon II	1,423 (#177;0,283)	0,9
Horizon III	1,833 (#177;0,764)	0,76
Na⁺ (méq/100g)
Horizon I	0,663 (#177;0,245)	0,21
Horizon II	2,773 (#177;0,590)	2,44
Horizon III	4,42 (#177;1,100)	4,66

La concentration en Cl^- de la solution du sol augmente avec la profondeur dans tous les profils de ce site selon le tableau 22, cela s'explique par le fait que comme on l'a absorvé au site témoin, des eaux souterraines salines s'écoulent du bassin versant vers la vallée où elles créent un marais salant souterrain dont la capillarité propage la salinité à jusqu'à l'horizon de surface. La variation de la teneur en Cl^- est généralement en concordance avec celle de la CE, les concentrations les plus élevées se trouvent en horizons de profondeur et les concentrations les moins élevées se trouvent au niveau des horizons de surface. Suite à leur solubilité la teneur en chlorure augmente la salinité (Masmoudi, 2011).

Comme le Cl-, on trouve généralement les concentrations les plus élevées en Na⁺ dans les horizons de surface, la variation de la teneur en Na⁺ est en concordance avec la variation de la CE, la valeur la moins élevée est enregistrée en horizons de surface. Contrairement au témoin, une très forte corrélation est observée entre les concentrations en Cl^- et Na⁺ (R² = 0.999 ; N =

3) mais dans un rapport du simple au double, ce qui signifie qu'un autre anion majeur non analysé concurrence le Cl^-.

5. Les métaux lourds

La moyenne en métaux lourds du sol de ce site est présentée dans le tableau 23 Tableau 23. Métaux lourds de ce sol

Profondeur (cm)	concentration en Cd²⁺ (mg/kg de sol)
Profondeur (cm)	Moyenne et écart-type
Horizon I	11,73	(#177;0,25)
Horizon II	11,45	(#177;0,13)
Horizon III	10,47	(#177;0,93)
concentration en Pb²⁺ (mg/kg de sol)
Horizon I	0,73	(#177;0,24)
Horizon II	0,38	(#177;0,02)
Horizon III	0,18	(#177;0,02)
concentration en Cu²⁺ (mg/kg de sol)
Horizon I	1,37	(#177;0,37)
Horizon II	1,5	(#177;1,27)
Horizon III	1,12	(#177;0,69)
concentration en Ni²⁺ (mg/kg de sol)
Horizon I	13,33	(#177;0,56)
Horizon II	9,41	(#177;1,43)
Horizon III	6,74	0,21
concentration en Zn²⁺ (mg/Kg)
Horizon I	0,49	(#177;0,86)
Horizon II	0	(0)
Horizon III	0	0
Concentration en Mn²⁺ (mg/kg de sol)
Horizon I	0,32	(#177;0,06)
Horizon II	0,35	(#177;0,02)
Horizon III	0,28	(#177;0,02)
concentration en Fe²⁺ (mg/kg de sol)
Horizon I	30,3	(#177;1,54)
Horizon II	23,18	(#177;2)
Horizon III	1,49	(#177;0,69)

La moyenne des concentrations en métaux lourds du sol de ce site est présentée dans le tableau 23. Ce tableau montre que le sol du site prospecté présente de fortes teneurs en métaux cadmium (soit 11,73 mg/kg), le seuil recommandable selon Balize (2002) par la législation française et l'OMS étant de 0,013 mg/Kg de sol. On remarque avec cette teneur une toxicité en ion cadmium non seulement des plantes mais aussi des animaux. Cependant, le tableau montre les écarts de toxicité entre des métaux cadmium, dont les valeurs indicatives

sont beaucoup plus basses que les autres éléments) très toxiques et présents dans le sol en faible concentration , des éléments au statut intermédiaire comme le nickel ou le plomb (moins toxiques/plus concentrés dans le sol) et des éléments dont la toxicité est beaucoup moins critique (cuivre, zinc). Ces écarts ont naturellement des conséquences sur le traitement des sols, qui sera différent selon le rapport toxicité/abondance de l'élément considéré (Sirven, 2006).

Le tableau 23 montre aussi des teneurs élevés en métaux plomb, également des concentrations beaucoup élevées en métaux cuivre (Cu²⁺), et en métaux Ni²⁺ car présentant des teneurs élevées à ceux du seuil proposé par Balize, (2002).

Le sol du site étant très riche en métaux lourds, on estime que la pollution en métaux lourds, toxiques, constitue le plus grand problème de ce sol de Kyunyu et est le facteur moteur de l'asphyxie de la biodiversité. L'origine de ces métaux relève de la nature de la roche abritant la nappe phréatique dans le bassin versant en moyen et haut plateau où des activités d'exploitation minière de coltan, en l'occurrence, sont rapportées. En effet des écoulements d'eaux salées souterraines s'effectuent du moyen plateau vers la vallée de Kyunyu où elles se déposent, et en s'évaporant elles laissent dans le sous-sol un dépôt des sels qui, par capillarité finit par contaminer modérément soit-il, toute la colonne du sol.

III. LA VEGETATION DU SOL

Le tableau 24 montre les caractéristiques de chaque espèce rencontrée dans ce site ainsi que sa famille et son ordre

Noms scientifiques	Familles/ Ordres	Petite description et écologie	Abondance dominance
Aloe vera	Liliaceae/Liliales	Régions semi-arides. Sols sableux ou limoneux, et peut pousser dans des sols pauvres en éléments nutritifs. Survit à la sécheresse, n'est pas très résistant au gel.	2
Hyparrhenia rufa	Poaceae/Poales	Régions tropicales avec bonne pluviométrie.	5
Crotalaria spinosa	Fabaceae/Fabales	mauvaise herbe, régions tropicales et subtropicales	+
Tephrosia purpurea	Fabaceae/Fabales	Résiste à la sècheresse, basse altitude dans les savanes sèches.	3
Lantana trifolia	Verbenaceae/ Lamiales	sol frais, neutre, riche et bien drainé aux propriétés calcaires ; exige un milieu chaud et bien ensoleillé.	+
Alternanthera sessilis	Chenopodiaceae/ Caryophyllales	Adventice aquatique ou terrestre. Sol alcalin limoneux, pauvre en calcium échangeable et riche en azote total.	+
Conyza Steudelii	Asteraceae/ Asterales	Régions chaudes et tempérées	2
Senecio johnstonii	Asteraceae/ Asterales	Sol poreux bien drainé avec beaucoup des sables fins.	+
Eragostis sp	Poaceae/ Poales	Sol sablonneux pauvre en mo, pH basique, température chaude, non tolérant au sel	4
Prosopilis juliflora	Mimosaceae/ Fabales	buisson ou arbuste,	1
Vanchellia nilotica	Mimosaceae/ Fabales	Préfère une région désertique, terrains sableux et secs, climat aride; supporte tous les types des sols (acide ou calcaire, sol lourd ou léger).	4
Azadirachta indica	Meliaceae/ Sapindales	Région chaude (TMA de 21 à 32°C), résiste mieux à la sécheresse, précipitation annuelle de 400 à 1200ml, sol profond et sablonneux bien drainé. Région tropicale.	2
Adansonia digitata	Bombacaceae/ Malvales	Arbre de la savane, sol sec sableux ou caillouteux, drainé, en plein soleil, et nécessite peu d'arrosages, résiste au gel et pH de 6-8	+
Tamarindus indica	Fabaceae/ Fabales	Régions tropicales sèche ou plus chaude	1
Calotropis procera	Apocynaceae/ Gentianales	Résiste à la sécheresse, tolérant au sel, ne supporte pas le gel et les températures inférieures à 5°C. Sols dégradés, sol sableux. Altitude : de 0 à 1 300m.	1
Cenchrus biflorus	Poaceae/Poales	Zones tropicales chaudes et sèches, sols sableux. Plante fourragère. Résiste bien au broutage.	3
Salsola sp	Amaranthaceae/ Caryophyllales	Halophytes, présentes dans les prés salés, sur le littoral sablonneux.	4
Datura sp	Solanaceae/Solanales	Région tempérée et tropicale	+

La majorité des cultures rencontrées sur ce site selon le tableau 24 sont des plantes herbacées de la zone tropicale, qui résistent à la sécheresse et à la chaleur et exigeant un sol sableux. Elles présentent diverses valeurs agricoles notamment : valeur alimentaire, fourragères, ornementation, plantes médicales, engrais verts, couverture végétale, et bien d'autres importances.

En ce qui concerne la dominance, l'espèce Hyparrhenia rufa est plus abondante dans ce site selon le tableau 24 avec un coefficient d'abondance de 5 (c'est-à-dire qu'on a eu un recouvrement supérieur au 3/4 soit 75% de la surface pour cette espèce selon l'échelle de recouvrement des espèces végétales de Braun blanquet (1915)), suivi des espèces Eragostis sp, Vanchellia nilotica et Salsola sp avec comme coefficient d'abondance 4 (recouvrement de 1/2 soit 50% à 3/4 soit 75% de la surface) suivi aussi d'autres espèces avec un recouvrement peut abondant.

Les espèces végétales les plus recouvrées ne sont pas des plantes qui fixent l'azote d'où en fixant l'azote pourrait contribuer à régénérer les sols ce milieu. Selon Dommergues (1984), la faible productivité agricole dans beaucoup de pays tropicaux est liée à la pauvreté des sols en élément minéraux indispensables aux cultures.

L'utilisation des variétés cultivées à haut rendement visant à diminuer le déficit alimentaire dans ces pays est freinée pour deux difficultés : l'épuisement rapide de ces sois, encore accéléré par les aléas climatiques, la cherté des engrais chimiques qu'il est nécessaire d'importer en quantités importantes. La solution à adopter pour répondre à ces deux problèmes à la fois est de planter des végétaux fixateurs d'azote (les légumineuses par exemples). Certaines de ces plantes, à haut potentiel de fixation biologique de l'azote, peuvent pratiquement remplacer les engrais chimiques si elles sont utilisées comme « engrais verts » enfouies dans le sol ; d'autres de ces plantes, arbres fixateurs d'azote à puissant réseau racinaire, servent à régénérer les sols et à fixer les dunes, car ce sont des végétaux pionniers, s'installant sur les sols érodés et dégradés. Des recherches menées sur place, dans un pays africain, aident à renverser le mouvement d'appauvrissement des sols tropicaux (Dommergues, 1984).

CONCLUSION

Ce travail a porté sur la Caractérisation de la fertilité physique et chimique du sol de Kyunyu dans le village de Bwegera, Groupement de Kakamba dans la plaine de la Ruzizi en territoire d'Uvira. Les objectifs de ce travail étaient de faire une analyse physique des sols du milieu d'étude basée sur la granulométrie, la densité apparente, la teneur en eau ; de caractériser la fertilité chimique des sols du milieu d'étude en déterminant son potentiel en hydrogène, sa conductivité électrique, la teneur en carbone, le rapport carbone/azote, les teneurs en macroéléments (azote, phosphore et potassium), sels solubles et les métaux lourds ; et en fin d'identifier la végétation de ce milieu.

Les principaux résultats obtenus indiquent que la texture de ce sol est sableuse (soit une moyenne supérieure à 90% de sable en couche superficielle dans ce site). Malgré la texture sableuse la densité apparente et la teneur en eau diminuent avec la profondeur, l'horizon de surface a une densité apparente élevée par rapport à ceux de profondeur mais pas compact car n'est pas différente de celle proposée par Madani (2008) pour un sol sableux. Aussi la surface parait humide qu'en profondeur mais la densité apparente du profil témoin et la teneur en eau augmentent avec la profondeur, plus on va en profondeur plus le sol devient dense et humide.

Le sol de notre milieu d'étude n'est pas salin et son pH moyen en horizon de surface est légèrement acide (6,45) et en moyenne alcalin à très alcalin en horizon de profondeur. Selon Dion et Gerstmans (2008), les nutriments sont davantage disponibles aux pH variant de 5,5 à 7,5. Le pH moyen de ce site à partir de deuxième horizon n'étant pas inclus dans cet intervalle, cela amène à dire que ce sol ne contient pas beaucoup des nutriments bio-disponible en profondeur. Le sol est moyennement riche en matière organique dans ce site et est riche en matière organique dans le profil témoin. Le sol présente une déficience en phosphore. La variation de la teneur en phosphore, en potassium, en sodium et en Cl^- est généralement en concordance avec celle de la CE, les concentrations les plus élevées se trouvent en horizons de profondeur et les concentrations les moins élevées se trouvent au niveau des horizons de surface. La teneur en azote total dans le sol de ce site est élevée dans les horizons de surfaces et décroit vers les horizons de profondeurs bien qu'elle demeure bonne dans tous les horizons. Le rapport C/N en horizon de surface est élevé. Ceci implique une minéralisation lente de la matière organique dans le site de Kyunyu contrairement au site témoin qui manifeste une minéralisation rapide de la matière organique avec un rapport C/N inférieur à 10 dans les couches racinaires. Ce sol présente une teneur élevée en métaux lourds.

Les espèces végétales les plus recouvrées ne sont pas des plantes qui fixent l'azote d'où en fixant l'azote pourrait contribuer à régénérer les sols ce milieu.

Parmi les facteurs du non productivité du sol de ce site de Kyunyu on peut citer : la granulométrie sableuse favorisant le lessivage des nutriments, un pH non favorable à beaucoup des nutriments, un taux faible de la minéralisation de la matière organique dans les couches de surface, le déficit en un élément majeur (P), un sol compact en horizons superficiel et un sol en quantité élevée des métaux lourds. Cependant vu les concentrations très élevées en métaux lourds, il appert que le facteur le plus déterminant de l'asphyxie de ce sol est la contamination en ces métaux.

RECOMMANDATIONS

Eu égard tout ce qui précède nous recommandons aux agriculteurs du site Kyunyu d'apporter le phosphore comme fertilisant étant donné que le sol manifeste la déficience en ces éléments afin de combler les besoins des cultures en ces nutriments sur ce site ; d'effectuer un labour profond afin de pouvoir bien mélanger ou homogénéiser les couches du sol car les horizons de surface sur ce site sont plus déficients en nutriments que ceux de profondeur et de planter des végétaux fixateurs d'azote pour régénérer les sols de ce milieux ; et aux chercheurs de faire une caractérisation biologique de ce sol et d'identifier la source de cette toxicité en métaux lourds dans ce site.

BIBLIOGRAPHIE

Aïda, G., Diop, M. S., Manuel, D. & Mady, C., 2011. Le baobab africain (Adansonia digitataL.) : principales caractéristiques et utilisations. [En ligne] [Accès le 3 Janvier 2019].

Alonso, S. & Kambele, F., 2013. Évolution de la densité apparente et du rapport c/n du sol sous les variétés exotiques et locale de manioc dans les conditions naturelles de Kisangani (R.D.Congo). Annales de l'Institut Facultaires des sciences agronomiques de Yangambi.

Alsac, N., 2007. Analysis of heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn et Hg) in soils by ICP-MS. 5, rue d'Otterswiller, 67700 Saverne: Eurofins Environnement.

Ameryckx, J., 1958. Pédologie; Edité avec Ie concours de la Fondation Universitaire. Bruxelles: Edité avec Ie concours de la Fondation Universitaire et du Ministère de l'Instruction Publique Uitgegeven met de steun van de Universitaire Stichting en van het Ministerie van Openbaar Onderwijs.

Amine Bedrane, M., 2016. Le pH du sol; l'importance du pH dans la fertilité du sol. 20 Juin.p. 2.

Amisi, A., 2004. Evaluation de la situation phytopathologique de l'arachide (Arachis hypogea) dans la plaine de la Ruzizi. UCB, TFC, inédit.

Annonyme, 2015. Centre d'expertise en analyse environnementale du Quebec, Détermination de la granulométrie, MA. 100 - Gran. 2.0, rév. 1, Ministère du Développement durable, de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques du Québec. p. 11P.

Anonyme, 2005. Rapport annuel 2005. Inspection Provincial de l'agriculture, Pêche et Elevage, Sud-Kivu(Bukavu), Inédit.

Aubert, G., 1976. Les sols sodiques en Afrique du Nord. Ann INA, vol. VI n° 1, non paginé..

Baize, 2004. Fértilisation de la vigne, Un point sur les préconisations. La matière organique. Dans, p. 6.

Balarabé, O., 2012. Capital Sol et arrangements institutionnels dans les agrosystèmes du

Diallo, et al., 2015. Etude comparative de la salinité de l'eau et des sols dans la zone nord des NIAYES (SENEGAL). Sénégal.

Bocoum, M., 2004. Méthodes d'analyses des sols. Document de travail. Dakar-Sénégal: Institut National de Pédologie.

Bouraïma, O., 2013. Relation entre potassium échangeable, matière organique et teneur en argile des sols dans les rotations coton-céréales sous culture. Université Polytechnique de Bobo-Dioulasso. Mémoire de fin de cycle en vue de l'obtention du diplôme de master II en science du sol (spécialité: GIFS).

Bouyoucos, 1974. Annalyse granulométrique. Standard Method for Particle--size analysis of Soil; Agronomy Journal.

Braun-blanquet, 1915. Phytosociologie : Principe et Méthode (coefficient d'abondance dominance et indice de profitabilité). Terra expertis.

Chabaliera, P., Morvanb, T. & Parna, V., 2005. Caractérisation des déchets organiques et des milieux récepteurs (sols andiques) sous climat tropical Cas de l'île de La Réunion. p. 8.

Chitrit, J.-J., 2008. Fertilité des sols agricols, Un problème de définition, d'évaluation. 11 septembre , p. 9.

Courtoux , A. & Claveirole, C., 2015. La bonne gestion des sols agricoles: un enjeux de société. Paris: Les éditions des journaux officiers.

CRAAQ, 2003. Guide de référence en fertilisation. ed. Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec, Sainte-Foy.

Crémer, S., 2014. Apprendre à reconnaître les principales espèces la flore des prairies. Libramont éd.

Dabin, B., 1968. Problème de la fixation du sodium sur le complexe absorbant des sols. Bondy ORSTON.

Daly, A. & Mhiri, A., 2002. Détérmination du seuil critique du sol en potassium pour le blé dur. Tunis, Ecole Supérieure d'Agriculture du Kef Institut National Agronomique de Tunisie, p. 9.

Dinon, E. & Gerstmans, A., 2008. L'Influence du pH sur l'assimilation des éléments nutritifs du sol par les plantes et sur la variété des plantes. [En ligne] [Accès le Accédé le 22/09/2018].

Dommergues, Y., 1984. Fixation de l'azote et agriculture tropicale, Une plante africaine qui fixe l'azote par ses tiges peut remplacer les engrais chimiques azotés.. Dakar: ORSTOM.

Doucet cité par Weill, 2009. Guide de gestion globale du maraîchage biologique diversifié

Douffissa, N., 2011. Estimation des taux d'erosion et de sedimentation a l'aide des techniques isotopiques (137cs) :cas du bassin versant de moulay bouchta, rif occidental. Mémoire de master: Université Cadi Ayyad. Rabat:.

Dung, H., 2009. Impacts des métaux lourds sur l'interaction plante/ver de terre/microflore tellurique. Paris: UNIVERSITE PARIS EST Thèse de doctorat.

Eléonore, 2012. Principes fondamentaux rélatif à l'agriculture; Maison des Agriculteurs. pp. 1-8P.

FAO, 1985. Directives pour l'interprétation de la qualité de l'eau pour l'irrigation. L'irrigationavec des eaux usées traitées. Manueld'utilisation éd.

FAO, 2003. Gestion de la fertilité des sols pour la sécurité alimentaire en Afrique subsaharienne. Rome.

FAO, 2015. Des sols sains sont le fondement d'une production alimentaire saine, organisation des nations unies pour l'alimentation et l'agriculture. Rome:

FPM, F. p. l. F. e. R., 2016. Implanter une institution financière dans la province du Sud-Kivu (Bukavu-Uvira-Baraka). Kinshasa:

Gagnon, J., 2009. Impact des différentes formes d'azote (Urée, NH4, NO3 sur la croissance des plants et sur le lessivage des engrais; Session de formation sur la nutrition minérale des plans forestiers. 15 Avril, p. 72.

Gballou, Y. & Gnahoua, G., 1990. Les méthodes de mesure de la densité apparente Analyse de la dispersion des résultats dans un horizon donné. Dans: BP V5I Abidjan, Côte-d'Ivoire: L aboratoire de Pédologie - CaL aboratoire d'agronomie. IIRSDA, p. 7.

Masmoudi, A., 2011. Effet de la salinité des eaux et la fréquence d'irrigation sur le sol et le végétal. p. 19P.

Germain, R., 1952. Les associations végétales de la plaine de la Ruzizi (Congo Belge) en rélation avec le milieu. Serie Scientifique N°52. INEAC.

Gros, A., 1967. Engrais : guide pratique de la fertilisation. 5ème édition éd. Paris: Maison Rustique.

Kalonji, N. & Kakura, 2005. Monographie de la province du Sud- Kivu. Ministère du plan, Kinshasa, République Démocratique du Congo.

Legros, J.-P., 2009. La salinisation des terres dans le monde. Montpellier, Académie des Sciences et Lettres de Montpellier,, p. 14P.

Lunze, L., 2000. Possibilité de gestion de la fertilité du sol au sud kivu montagneux. Cahier du CERPU.

Madani, D., 2008. Relation entre le couvert végétal et les conditions édaphiques en zone à déficit hydrique. p. 78P.

Mae-Bersa, H., 2010. Analyse de la filière agricole (Maïs et Riz) dans le territoire d'Uvira. Ministère Provincial de l'Intérieur, de la Décentralisation, de la Sécurité et de la Fonction. inédit.

Mango, C., 1996. Structures des populations riveraines des chenaux de la ville d'Uvira (Sud-Kivu) et problèmes d'organisation de son espace urbain. s.l.:ISP/Bukavu, mémoire de fin d'études, inédit.

Mashika, A., 1994. La maîtrise des unités agricoles hydro-agricoles dans la plaine de la Ruzizi au Sud-Kivu/Zaïre. Acteurs stratégies et enjeux. Dans: s.l.:ISDR/ Bukavu, mémoire de fin d'étude, Inédit, p. 67.

Masmoudi, 2012. Etude de certains paramètres de durabilité des systèmes de production céréaliculture-élevage dans le contexte de l'intégration des techniques de l'agriculture de conservation. Dans: s.l.:Université Ferhat Abbas Sétif, faculté des sciences de la nature et de la vie, Mémoire Pour obtenir le diplôme de Magister Option : Production Végétale et Agriculture de Conservation, p. 67.

Sadio, S., 2008. Techniques de conservation des sols et de gestion intégrée de la fertilité en appui au programme de sécurité alimentaire : guide pratique de terrain, FAO.

Masmoudi, A., 2012. Etude de certains paramètres de durabilité des systèmes de production céréaliculture-élevage dans le contexte de l'intégration des techniques de l'agriculture de conservation.. s.l.:Université Ferhat Abbas Sétif : faculté des sciences de la nature et de la vie, département des sciences agronomiques, mémoire ; présenté pour obtenir le diplôme de magister, option : production végétale et agriculture de conservation.

Mathieu, A., 2001. L'agriculture revue et corrigée par Dame Nature, L'Agora des idées, des idées de débats. La planète agricole. France

Mermound, A., 2010. Cours de physique du sol. s.l.:Ouagadougou & Lausane: 2iE & Ecole polytechnique fédérale de lausane.

Mulumuna cité par Malekera, 2005. Réponse de deux variétés de haricot biofortifié au fumier, au paillage et à leur combinaison à Luvngi dans la plaine de la Ruzizi, s.l.: Mémoire inédit/UCB.

Munns, R., 2008. Sodium excluding genes from durum wheat and sea barleygrass improves sodium exclusion of bread wheat. 2nd International Salinity Forum Salinity, water and society-global issues, local action.

Parent, L. É., 1998. Le flux et la dynamique du phosphore dans les sols agricoles Québécois. Québec, APAQ.

Pitanga, B., 2002. Assessment of neurotoxicity of monocrotaline, an alkaloid extracted from Crotalaria spinosa in astrocyte/neuron co-culture system. s.l.:ISBN .

Raharinosy, V., 1979. Etude de la dynamique du phosphore dans quelques sols ferrallitiques des hauts plateaux de Madagascar application à des essaies de fértilisation. s.l.:Thèse du diplôme de troisème cycle L'UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE.

Saidi, O., 2002. L'analyse du sol: Un outil incontournable de gestion de la fertilité des sols ;Bulletin mensuel d'information et de liaison du PNTTA du MADREF/DERD N°93, Royaume du Maroc.

Sirven, J.-B., 2006. Détection de métaux lourds dans les sols par spectroscopie d'émission sur plasma induit par laser (LIBS). Physique Atomique [physics.atom-ph]. Bordeaux I, 2006 éd. Paris: Université Sciences et Technologies.

Tamelokpo, 2004. Outil de conduite de la fertilisation azotée; Route de Mollégès, 13210 St-Rémy de Provence.

Tiataoui, S. & Tihami, I., 2015. Contribution à l'étude des sols de la région de (In-Salah). s.l.:Mémoire de fin d'étude MASTER ACADEMIQUE, UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie Département des Sciences Agronomiques.

ANNEXE

(Légende : (2)pioche, (3)bêche, (4)cylindre, (5)tarière, (8)boite, (9)règle, (10)couteau, (11)échantillon des sols, (13)&(14)conductimètre et pH mètre, (16)balance