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Année Universitaire 2021 - 2022
République de Côte d'Ivoire
Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la
Recherche Scientifique
Université Félix-Houphouët Boigny de Cocody
UFR des Sciences de la Terre
et des Ressources Minières
N° d'ordre :
Laboratoire des Sciences du Sol, de l'Eau et des
Géomatériaux
MEMOIRE
Pour l'obtention du Diplôme de Master
en
Sciences de la Terre
Option : Pédologie et Agriculture
Durable
THEME
EFFETS COMPARES DES DOSES DE COSTUS AFER
(Ker Gawl) ET DE
FERTILISANT CONVENTIONNEL EN RIZICULTURE DE BAS-FOND
:
Adoption d'une agriculture régénératrice sur sol
tourbeux
Présenté par : KANATE Ladji
Date de soutenance : Le 12/07/2022
Directeur de mémoire : Dr. GUETY
Thierry
Philippe
Superviseur : Dr. BRAHIMA Koné
Composition du jury Président : Dr. SORO Gbomele
Examinateur : Dr. BRAHIMA Koné Examinateur :
Dr. GUETY Thierry Philippe Examinateur : Dr. CAMARA
Brahima
Année Universitaire 2021 - 2022
République de Côte d'Ivoire
Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la
Recherche Scientifique
Université Félix-Houphouët Boigny de Cocody
UFR des Sciences de la Terre
et des Ressources Minières
N° d'ordre :
Laboratoire des Sciences du Sol, de l'Eau et des
Géomatériaux
MEMOIRE
Pour l'obtention du Diplôme de Master
en
Sciences de la Terre
Option : Pédologie et Agriculture
Durable
THEME
EFFETS COMPARES DES DOSES DE COSTUS AFER
(Ker Gawl) ET DE
FERTILISANT CONVENTIONNEL EN RIZICULTURE DE BAS-FOND
:
Adoption d'une agriculture régénératrice sur sol
tourbeux
Présenté par : KANATE Ladji
Date de soutenance : Le 12/07/2022
Directeur de mémoire : Dr. GUETY
Thierry
Philippe
Superviseur : Dr. BRAHIMA Koné
Composition du jury Président : Dr. SORO Gbomele
Examinateur : Dr. BRAHIMA Koné Examinateur :
Dr. GUETY Thierry Philippe Examinateur : Dr. CAMARA
Brahima
i
TABLE DES MATIERES
TABLE DES MATIERES i
AVANT-PROPOS vi
DEDICACE vii
REMERCIEMENTS viii
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS ix
LISTES DES FIGURES x
LISTE DES TABLEAUX xi
RESUME xii
ABSTRACT xiii
INTRODUCTION GENERALE 1
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
CHAPITRE I : SOLS HYDROMORPHES 3
Histosols et tourbes 3
Caractéristiques 3
Typologie des tourbes 3
Distribution des Histosols 4
Sols alluviaux 4
Gleysols 4
Gleyfication 4
Cryosols et mollisols 5
Permafrost ou pergelisols 5
Typologie des permafrosts 5
Permafrost et réchauffement climatique 5
CONCLUSION PARTIELLE 6
CHAPITRE II : TOURBE ET RIZICULTURE 7
II.1 Sols tourbeux 7
II.1.1 Conditions de formation des tourbes 7
ii
II.1.1.1 Pédoclimat 7
II.1.1.2 Ecologie et géomorphologie 7
II.1.2 Valeurs agricoles des tourbes 8
II.1.2.1 Caractéristiques morphologiques et
physico-chimiques 8
II.1.2.2 Cultures et rendements 8
II.1.3 Conséquences de la mise en valeur agricole 8
II.1.4 Tourbes en côte d'ivoire 9
II.1.4.1 Répartition géographique 9
II.1.4.2 Caractéristiques physico-chimiques 9
II.1.4.3 Aptitude culturale 9
II.2 Riziculture 9
II.2.1 Stades de développement du riz 9
II.2.1.1 Phase végétative 10
II.2.1.2 Phase reproductive 10
II.2.2 Nutrition minérale du riz 12
II.2.2.1 Eléments majeurs 12
II.2.2.2 Eléments secondaires (Ca, Mg, S) 13
II.2.2.3 Oligo-éléments 13
II.2.3 Riz et agriculture organique 13
II.2.4 Riziculture et changements climatiques 14
II.2.4.1 Emission des gaz à effet de serre 14
II.2.4.2 Résilience aux changements climatiques en
riziculture 14
II.3 Costus afer 14
II.3.1 Concentration en nutriments 15
II.3.2 Costus afer et stock de carbone dans les sols
rizicole 15
CONCLUSION PARTIELLE 15
iii
DEUXIEME PARTIE : MATERIEL ET METHODES
CHAPITRE III: MATERIEL 17
III.1 Site de l'étude 17
III.2 Edaphie et écologie du site d'étude 18
III.2.1 Variation climatique 18
III.2.2 Végétations primaires et sécondaires
18
III.2.3 Géologie et géomorphologie 18
III.2.4 Sols 18
III.3 Matériel végétal 19
III.3.1 Costus afer 19
III.3.2 Riz 19
III.4 Intrants 19
III.4.1 Engrais 19
III.5 Matériel de terrain 19
III.6 Matériel de laboratoire 20
III.7 Matériel informatique 20
CONCLUSION PARTIELLE 20
CHAPITRE IV : METHODES 22
IV.1 Préparation du biofertilisant 22
IV.1.1 Collecte du costus afer 22
IV.1.2 Extraction aqueuse 22
IV.1.3 Conditionnement 22
IV.2 Dose d'engrais 22
IV.3 Mise en place de l'essai 22
IV.3.1 Mise en culture 22
IV.3.2 Mise en place du dispositif 23
IV.3.3 Application des fertilisants 23
iv
IV.4 Collecte des données 24
IV.4.1 Paramètres agromorphologiques du riz 24
IV.4.2 Paramètres de rendement du riz 24
IV.5 Prélèvement et préparation des
échantillons 25
IV.6 Détermination du taux de matière organique
25
IV.7 Détermination de la stabilité structurale du
sol 26
IV.8 Dénombrement des microorganismes du sol 26
IV.8.1 Préparation des suspensions dilutions 26
IV.8.2 Bactéries 27
IV.8.3 Champignons 27
IV.9 Détermination du pHeau du sol 27
IV.10 Analyses statistiques 28
IV.10.1 Analyse de variance 28
IV.10.2 Mixed model 28
IV.11 Etude économique 28
CONCLUSION PARTIELLE 28
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSION
CHAPITRE V : RESULTATS 29
V.1 Taux de matière organique et pH du sol 29
V.2 Effets des traitements sur le riz 29
V.2.1 Coloration des feuilles 29
V.2.2 Paramètres de croissance du riz 30
V.2.2.1 Variation du nombre de talle pendant le cycle du riz
31
V.2.2.2 Variation de la hauteur pendant le cycle du riz 32
V.2.3 Paramètre de rendement du riz 33
V.2.3.1 Rendement en grain 34
V.2.3.2 Rendement en paille 35
V.3 Relation entre le rendement en grain et les paramètres
agromorphologiques 35
v
V.4 Effets des traitements sur le sol 36
V.4.1 pHeau 37
V.4.2 Stabilité structurale du sol 37
V.5 Microbiologie du sol 38
V.6 Etude économique 38
CONCLUSION PARTIELLE 39
CHAPITRE VI : DISCUSSION 40
VI.1 Potentialité agricole du bas-fond 40
VI.2 Pouvoir régénératif du Costus afer
40
VI.3 Effets des engrais mineraux sur les propriétés
du sol 41
VI.4 Effets des fumures sur les paramètres
agromorphologiques 41
VI.5 Effets des fumures sur les rendements 42
CONCLUSION PARTIELLE 42
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES 42
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 43
vi
AVANT-PROPOS
Ce mémoire est le résultat de deux années
de travail. Il se situe dans un contexte de changement climatique et de
régénération des sols hydromorphes en particulier des
Hystosols. En effet, En fonctionnement naturel, ce sont en
général des puits de carbone : la végétation forme
de la tourbe et l'ensemble des deux est capable de stocker le carbone. Les
tourbières sont donc des régulateurs essentiels du cycle global
du carbone. Cependant, elles représentent dans le monde une surface
négligeable : 400 millions d'hectares (3 % des terres
émergées). La fréquence, la surface et le type de
tourbière dépendent du climat. A l'échelle mondiale, les
tourbières stockent 1,4 Gt de carbone, l'équivalent des 3/4 du
carbone atmosphérique. Dans les tourbières boréales et
arctiques, 98,5 % du carbone stocké l'est dans la tourbe, 1,5 % dans la
végétation. En fonctionnement perturbé, elles deviennent
des sources de carbone. Dès lors il est plus que nécessaire de
trouver des méthodes afin de stabiliser ces sols dans leur fonction
écologique. C'est dans cette optique que ce travail a été
réalisé. C'est un travail très innovant car nous avons
utilisés du matériel facile d'accès pour répondre
à une exigence planétaire (la réduction du CO2
atmosphérique).
vii
DEDICACE
Je dédie le présent mémoire à ma
Maman.
viii
REMERCIEMENTS
Je remercie très sincèrement les Professeurs
SORO Nagnin, Doyen de l'UFR des Sciences de la Terre et des
Ressources Minières (STRM), COULIBALY
Yacouba, Vice-doyen chargé de la recherche, KOUADIO
Emmanuel, Vice-doyen chargé de la pédagogie,
DIBGEHI Zéli Bruno, responsable de formation du
3ème cycle, DONGO Kouassi, responsable du
laboratoire des sciences du sol, de l'eau et des géométraux et le
Professeur ETTIEN DJETCHI JEAN BAPTISTE, responsable du
département de Pédologie et Agriculture Durable
pour le travail abattu pour la formation des étudiants.
Toute ma gratitude aux Docteurs BRAHIMA Koné
et GUETY Thierry Philippe, pour l'encadrement de
qualité, la motivation professionnelle, les critiques constructives, les
conseils, la patience, ainsi que le temps qu'ils ont bien voulu consacrer
à la réalisation de ce mémoire. Merci pour vos conseils
utiles, vos remarques pertinentes et vos suggestions, qui ont permis
l'aboutissement du présent mémoire. Vous avez été
d'une utilité indescriptible et d'une disponibilité
inqualifiable, me rappelant toujours l'importance d'un travail bien fait, et
celle d'une bonne formation. Travailler à vos côtés a
été pour moi un honneur et une chance inestimable que je
n'hésiterai pas à renouveler si l'occasion se présentait.
Merci infiniment.
A mes enseignants, en espérant que ce manuscrit porte
les fruits du dévouement dont vous avez fait preuve durant ma formation,
je voudrais saluer ici votre importante contribution.
Je voudrais remercier l'ensemble des membres du jury, à
qui j'exprime toute ma gratitude pour le temps si précieux qu'ils m'ont
accordé et pour l'ensemble des propositions de corrections
suggérées pour améliorer ce mémoire.
Mes remerciements vont également à l'endroit de
toute l'équipe du laboratoire de physiologie végétale qui
m'a ouvert ses portes et tout mis à ma disposition pour me permettre de
travailler dans de meilleures conditions.
Un grand merci à tous mes amis, particulièrement
ceux avec qui j'ai fait mes premiers pas au campus. C'est grâce à
vous également que je suis à ce niveau aujourd'hui. Merci pour
votre soutien constant, que Dieu vous bénisse.
Je ne pourrai terminer sans exprimer ma profonde gratitude
à ma mère, mon père, mes soeurs ainsi qu'à mon
frère. Je vous aime très fort.
ix
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
ADRAO : Association pour le
Développement de la Riziculture en Afrique de l'Ouest
FAO : Organisation des Nations Unies pour
l'Agriculture et l'Alimentation
IUCN : Union Internationale pour la
Conservation de la Nature
PNRZH : Programme National de Recherche sur
les Zones Humide
SNK : Student-Newman-Keuls
WRB : Base de référence
mondiale pour les ressources en sols
GES : Gaz à effet de serre
M.O : Matière organique
x
LISTES DES FIGURES
Figure 1: Localisation de la zone d'étude 17
Figure 2 : Dispositif expérimental 23
Figure 3 : Procédure de dilution 26
Figure 4: Intensité de la coloration des feuilles au
stade d'épiaison 29
Figure 5: Nombre moyen de talles par stade physiologique en
fonction des traitements 31
Figure 6: Hauteur moyenne du riz aux stades tallage,
épiaison et maturité en fonction des traitements
32
Figure 7 : Rendements moyens en grain en fonction des
traitements (P = 0,0204) 34
Figure 8 : Rendements moyens en pailles en fonction des
traitements (P=0,0215) 35
Figure 9 : pHeau moyens en fonction des traitements (P = 0,34)
37
Figure 10 : Indice de stabilité moyens en fonction des
traitements (P = 0,8532) 37
Figure 11 : Différence de bénéfice entre
les autres traitements et le traitement T6 38
xi
LISTE DES TABLEAUX
Tableau I : Matériel de terrain 19
Tableau II : Matériel de laboratoire 20
Tableau III : Doses et périodes d'application des
fertilisants 24
Tableau IV : Acidité et matière organique du sol
avant l'essai 29
Tableau V : Paramètres agromorphologiques aux
différents stades d'évolution du riz en fonction des
traitements 30
Tableau VI : Rendement en grain, rendement en
paille, indice de récolte et masse des milles grains
en fonction des traitements 33
Tableau VII : Différence de rendements en grain selon le
t-test avec le traitement T6 34
Tableau VIII : Coefficient de corrélation entre les
paramètres agromorphologiques et le rendement
en grain 35
Tableau IX : Résultats des analyses de sol après
culture 36
Tableau X : Revenus issus des différents traitements 38
RESUME
Dans le contexte actuel de changement climatique, la
préservation des ressources naturelles est devenue une
nécessité. C'est dans cette optique que l'agriculture s'oriente
vers un système plus durable comme l'agroécologie. L'objectif de
cette étude est d'adopter une agriculture biologique
régénératrice des Histosols (sols tourbeux) avec l'extrait
fermenté du Costus afer comme source de nutriment.
Ainsi, un essai en bloc de Fisher a été mis en place
à Songon afin de comparer les effets du biofertilisant liquide à
base de Costus afer et des engrais minéraux (150 kg/ha de N-P-K
(12-1118) et 80 kg d'urée à 46 % d'azote) sur le sol et les
paramètres agromorphologiques ainsi que de rendements de la
variété de riz VA6 qui a été repiquée
à une densité de 20 cm X 20 cm. Outre le témoin à
blanc, quatre doses de Costus afer (T1-250, T2-500, T3-750, T4-1000 et
T5-1000 cc/15m2) et le traitement avec l'engrais minéral ont
été appliquées. Les différentes doses de Costus
afer ont été appliquées au labour sauf pour le
traitement T4 (4 fractionnements (250 cc) des 1000 cc). Les résultats
obtenus confirment l'action régénérative de l'extrait
aqueux du costus afer. Même si l'effet des traitements sur le pH
du sol n'est pas significatif, T1 a induis le meilleur pH (6,4). Pour ce qui
est de la stabilité structurale du sol, les traitements avec le
Costus afer donnent de meilleurs résultats que l'utilisation
des engrais minéraux. Le traitement T2 donne la meilleure
stabilité structurale de 99,82 %. Le dénombrement des
microorganismes a révélé une abondance de microorganismes
sous les traitements avec le Costus afer. En ce qui concerne les
rendements en grain, nous avons un effet significatif des différents
traitements et le plus haut rendement a été obtenu avec l'engrais
minéral (2,3 t/ha). Toutefois, l'étude économique
révèle que le traitement T5 permet d'avoir un
bénéfice de plus de cent vingt mille francs CFA (120 000 FCFA)
que le traitement T6.
xii
Mots clés : agriculture biologique,
biofertilisant, Costus afer, riziculture, tourbe, Côte
d'Ivoire.
xiii
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