Dans les zones de moyenne altitude de Madagascar, les systèmes de culture fondés sur le semis direct, la présence d’une couverture végétale et une rotation des cultures sont diffusés en milieu paysan depuis le début des années 2000 avec un certain succès. Afin de diffuser ces systèmes innovants, le Cirad et ses partenaires du développement à Madagascar ont mis au point des outils de modélisation pour le suivi et l’évaluation des systèmes de culture. Pour les producteurs, ces outils constituent une aide à la décision dans le choix des technologies à mettre en oeuvre sur leur exploitation

Conservation agriculture is defined by three main principles: minimum soil disturbance, permanent soil cover and crop rotations. CA is promoted as a promising technology for Africa, but to date, only a small area under CA fully complies with the above three principles. CA has both short and long term effects on crop productivity and sustainability through the modification of various agroecological functions. These functions are related to the quantity of crop and cover crop biomass produced and kept as mulch. One of the main challenges in designing CA for smallholder farming systems in developing countries is the competing uses for biomass, in particular for feeding livestock. The main difficulties are linking the efficiency of agroecological functions to varying degrees of biomass export, and evaluating the performance of cropping systems at farm level, which is where the decisions are made. In North Cameroon the quantity of biomass produced in the field has been doubled by associating a cover crop with a cereal crop. Part of the biomass was consumed by cattle during the dry season but the quantity of mulch that remained on the ground had a positive impact on the cotton water balance in the driest part of North Cameroon. In the Lake Alaotra region of Madagascar, the soil cover in rice fields under CA can vary, from 30% to 84% even in the same type of field depending on the plant used as cover crop, the quantity of biomass produced and management of the residues. The range is even greater when different kinds of fields are taken into consideration. Of course, the different agroecological functions can be fulfilled to a greater or lesser extent depending on the amount of available biomass and the resulting soil cover. The relationship between the quantity of biomass and soil cover has been calculated for different kinds of residues. We used these relationships to explore the variability of soil cover that could be generated in farmers’ fields, and to estimate how much of the biomass could be removed to feed livestock while leaving sufficient soil cover. Our results showed that under farmers’ conditions in Madagascar, the production and conservation of biomass was not always sufficient to fulfill all the agroecological functions of mulch. For example, partial export of biomass to be used as forage might have no effect in terms of erosion control but may considerably reduce the efficiency of physical weed control. As the balance between the potential benefits of exporting biomass and the efficiency of agroecological functions varies depending on the constraints and goals of each farm, we chose to analyze the potential benefits of exporting aboveground biomass to feed cattle at farm level. To this end, we modeled different size farms in Madagascar to investigate the relation between raising dairy cows and efficient application of CA. Our aim was to explore trade-offs and synergies between combinations of CA practices (i.e. different amounts of biomass exported) and the size of dairy cow herds (varying biomass needs and animal production). Changing the percentage of soil cover in CA plots did not significantly modify total farm net income, as this was more influenced by the characteristics of the milk market. Overall, CA systems can be beneficial for dairy cow farmers thanks to the forage produced, although the milk market and thus the value of biomass for forage, has a major influence on the way CA can be implemented at field level. To explore the range of possible cropping systems in a given biophysical situation, we created a tool named PRACT (Prototyping rotation and association with cover crop and no till). We used this tool to organize expert knowledge on crops and cover crops, biophysical characteristics of fields and agronomic rules and to link them using Malagasy conditions. PRACT generate a list of cropping systems, i.e. crops and cover crops and their sequences over three years. These cropping systems are characterized by their potential agroecological functions and crop production. The cropping systems are first selected based on the biophysical requirements of plants, plant compatibility and agronomic rules. But all the systems are not suitable for every kind of farm. Consequently using PRACT outputs, a second selection of cropping systems can be made based on the characteristics of the cropping system, i.e. crop production and agroecological functions. In this way, the selected cropping systems can be reduced to a number that can reasonably be handled by technicians and farmers. Finally, we recommend a more rigorous definition and characterization of treatments when comparing CA to conventional systems to obtain a clearer view of the link between the impact of CA, crop rotations and the level of biomass production.

Executive summary 2 sites have been selected for the study: the lake Aoatra area, considered as CA successful and Vakinakratra/Highlands considered as CA failure. Modeling at plot and cropping systems level The comparison of soil loss results obtained by direct and indirect estimations showed that generally soil loss calculated from direct measures were lower than those obtained by RUSLE. Therefore, to improve and calibrate RUSLE model at Lake Alaotra, a correction factor was proposed, mainly the reduction of the P factor by making the amount of soil loss by simulation closer to the direct measurement on field. So, extrapolation or modeling of soil loss depending on the soil management mode appeared valid for rice and maize crops, by using for CA systems different types of mulch the most used in the region at Lake Alaotra such as mulch of rice, maize+dolichos and stylosanthes. The DSSAT experiment was realized on two experimental fields that had been installed by the URP SCRiD at Andranomanelatra. From these studies, it was impossible to use the cropping model to assess the weight of water factor in the variability of inter-annual yield in these regions. It was demonstrated that in the Vakinankaratra, the part of yield variability due to stress water in conditions of study was not important, but at Lake Alaotra, it is responsible for a significant inter-annual variability of yields. The study also highlighted the big differences between achievable yields to the yields observed in field, even under controlled conditions, demonstrating the impact of other limiting factors for both regions. These studies allowed us in isolating the weight of climate and water factor on the variability of rainfed rice yields. Thus, it appears that plant health problems including weeds are similarly responsible of some differences between observed and achievable yields and the difference between treatments in the test, but there is probably also an important problem of nutrition mineral crops, contributing strongly to the differences between observed and achievable yields, and to the differences between treatments. The models tested can be used for the prediction of the potential and achievable yields with the available water in the soil conditions and the climates in which they were calibrated. Some potential advantages of CA for cropping rainfed rice (improvement of water balance, and control on water erosion) have been efficiently tested with the models f But for taking into account other potential effects of CA (weeds control, P availability, improvement of Soil organic matter stocks…) the crop models need still to be improved.

Conservation agriculture (CA) has been promoted as a strategy to cope with deterioration in soil fertility, but its adoption on smallholder farms in tropical areas remains limited. In Madagascar, livestock production is facing shortages in forage especially during the dry season. The value of cover crops used in CA as livestock feed could be an incentive to make this form of agriculture more acceptable in rural areas. To do so, farmers must find a trade-off between the use of biomass from cover crops for animal production and its maintenance on the soil to meet CA’s criteria. In this study, we evaluated the impact of biomass flows (cover crops and manure) between cropping and cattle production in crop–livestock farms in the Lake Alaotra region. Surveys among crop–livestock farmers were used to calculate feed concentrate and mineral fertilizer equivalents. Our results show that on average 42, 22 and 10% of biomass production (dry matter basis) of Brachiaria spp., Stylosanthes guianensis and Vicia villosa, respectively, are used for livestock feeding. The economic benefit in feed concentrate equivalent is between €73 and €723/year per farm. The use of manure contributes, just as CA, to improve soil fertility without using external fertilizing resources. The economic benefit in mineral fertilizer equivalent is between €116 and €2365/year per farm. The integration of CA and livestock production shows, beyond the agronomic advantages, an obvious economic benefit, which is essential to secure the Malagasy agricultural systems. Moreover, this economic benefit is another argument for the dissemination of CA practices in rural areas.

La région du Lac Alaotra est considérée comme le grenier à riz de Madagascar mais souffre de nombreuses contraintes pédoclimatiques (érosion importante, pression sur les ressources naturelles par la pression démographique…). Face à ce constat mais aussi pour stabiliser les productions et augmenter la fertilité des sols, des organismes (CIRAD, FOFIFA, TAFA…) ont mis en place des activités de recherche pour diffuser les techniques de l’Agriculture de Conservation (AC) ou Systèmes de culture sous Couvert Végétal (SCV). Cette diffusion a été faite auprès des agriculteurs de 2003 à 2013 par le projet de développement BV-Lac (sur financement Agence Française de Développement). Comme définie par la FAO en 2008, l’AC répond à trois principes : i) perturbation minimale du sol, ii) protection du sol par une couverture végétale, iii) rotation de culture et association de plantes. Depuis le démarrage du projet, des paysans ont su adapter les techniques à la structure de leur exploitation pour répondre à leurs propres contraintes (Penot E. et al 2012). Le projet BV-Lac est arrivé à terme en juin 2013. La question de la durabilité et de l’adoption à long terme des techniques de l’Agriculture de Conservation au lac Alaotra peut donc être évaluée. Ainsi, l’analyse des perceptions paysannes permet de comprendre si ces techniques répondent à des contraintes locales majeures. L’objectif de cette étude est de voir l’évolution des systèmes de culture SCV adoptés par les paysans du projet BV-Lac et les innovations apportées sur 10 ans mais aussi d’identifier temps nécessaire à leur intégration complète dans les exploitations. Il est aussi particulièrement intéressant d’analyser les comportements des adoptants en condition post-projet.

Cette recherche consiste à caractériser l’effet de la dégradation de la couverture végétale sur l’offre en azote et l’émergence des adventices en agriculture de conservation au lac Alaotra. Elle a été menée sur deux dispositifs expérimentaux sous pluies naturelles. Le premier dispositif permet d’évaluer la dégradation des résidus de différents systèmes de cultures sur couverture végétale selon deux modes de gestion du sol. La méthode des litter- bags est effectuée périodiquement depuis le début de campagne agricole jusqu’à la récolte. Le deuxième dispositif permet de suivre l’émergence des adventices par comparaison de huit taux de couverture de stylosanthes et huit taux de couverture de maïs décomposé avec de la dolique. Les résultats obtenus montrent nettement qu’à la fin du cycle cultural les résidus portés en SCV se dégradent jusqu’à 40% de sa masse initiale cas du riz ,45% pour le stylosanthes et 55% en maïs+dolique. En général, en fin de campagne, le pourcentage de résidus de type différent restant dans les litter-bags laissés à la surface du sol est en moyenne de 45% de leur masse initiale. Par contre, il n’en reste que 25% de la masse initiale des résidus enfouis au labour. La quantité d’azote fournie par les résidus varie en fonction de leur nature et non du mode de gestion du sol. Quant à l’émergence des adventices, la différence entre les taux de couverture n’est observée qu’à partir d’un taux de 90% pour les mulchs de maïs+dolique et 99% ceux des stylosanthes. Par rapport à un sol nu, elle est quatre fois moins sur des parcelles couvertes à 99%.

L’agriculture de conservation des sols est considérée comme l’une des alternatives les plus prometteuses pour améliorer simultanément la rentabilité des systèmes productifs et la gestion des ressources naturelles des agro-systèmes, cela aussi bien dans des contextes de grandes ou de petites agricultures. Le développement de systèmes techniques en agriculture de conservation n’est cependant pas chose aisée. Les systèmes sont très sensibles aux conditions pédoclimatiques, biologiques et socio-économiques spécifiques d’un lieu et moment donné. Ils sont le fruit de processus d’interaction sociale et technique complexes impliquant de nombreux acteurs au sein de réseaux d’innovation (Ekboir, 2001). Dans le cadre du projet ANR PEPITES (Processus Ecologiques et Processus d’Innovation Techniques et Sociales), les processus d’innovation en agriculture de conservation sont considérés comme particulièrement intéressants pour étudier les modalités des changements sociaux et techniques complexes en agriculture, et contribuer à la réflexion sur les manières de mieux les susciter et accompagner.

Ces remarquent explique le recul des surfaces. La contrainte la plus préoccupante concerne la place d’une jachère améliorée n on productive qui peut à terme mettre en péril l’adoption actuelle du système. La diffusion des SCV est actuellement basée sur un système unique à base de styloxanthes qui pose des problèmes de gestion finalement assez important après suivi et analyse sur les 5 dernières années : préparation des parcelles au semis, désherbage manuel sélectif toujours nécessaire en fonction de la qualité des mulchs, manque d'outils appropriés (alors que la charrue est toujours disponible et sous utilisée..). Néanmoins certaines méthodes en cours de test comme le piétinage des couvertures par les zébus semble intéressantes a développer pour diminuer ces contraintes. La priorité va à la diversification des systèmes pour obtenir une offre technique plus adaptée aux différents types de producteurs et aux différentes stratégies paysannes rencontrées.

La dégradation de l’environnement favorise la diminution de la production agricole dans la zone du lac Alaotra. La pratique des techniques agro-écologiques tels les systèmes de culture sous couverture végétale constitue un recours à ces contraintes. Néanmoins, les différents impacts de l’introduction de ces systèmes SCV sur les services agricoles ne sont pas identifiés. Pourtant, ces systèmes de culture commencent à prendre place au niveau des paysans. Cette situation engendre la question suivante : quelle adéquation y-a-t-il entre la demande et l’offre de services agricoles pour les systèmes SCV afin de pérenniser ces systèmes? De quels services agricoles les exploitations adoptant les systèmes ont-ils besoins? Comment l’accès aux services agricoles nécessaire pour l’adoption des SCV est-il structuré? Pour apporter des réponses à ces questions, cette étude sur la situation de la demande et de l’offre de services agricoles relatives à l’adoption des systèmes SCV a été réalisée. Des enquêtes au niveau des exploitations, des fournisseurs de services et des structures paysannes ont été effectués. D’après les résultats, l’adoption des systèmes SCV ne nécessite pas de services agricoles spécifiques à par l’appui technique sur les bases de la techniques et l’approvisionnement en semence de plantes de couverture. Les autres services sont semblables à ceux des autres systèmes adoptés par les paysans. Du coté de la fourniture de services, ces acteurs existent déjà bien avant l’introduction des systèmes SCV et ne font que réorienter ces fonctions pour avoir d’autres cibles

Les systèmes Semis direct sous Couverture Végétale permanente (SCV) ont été introduits au Lac Alaotra à Madagascar dans un contexte de pressions agricoles lié aux pratiques d’agriculture minière sur tanety. Une panoplie de systèmes a été testée et vulgarisée depuis 1998-1999. Cette étude a pour objectifs d’identifier et étudier la durabilité des systèmes de culture réellement adoptés par les paysans et leur dynamisme d’adoption des systèmes SCV. L’étude a porté sur les parcelles de plus de trois ans en SCV. Une nette évolution des systèmes à base des couvertures mortes importées vers les systèmes à base de couverture vive a été observée sur tanety et bas de pente. Les systèmes à base de riz de saison suivi de maraîchage associé à la vesce en contre saison ont remplacés les systèmes de riz suivi de maraîchage sur paillage sur baiboho et Rizière à Mauvaises Maîtrise d’Eau (RMME). Plusieurs systèmes de culture innovants ont été identifiés. La rotation sur deux ans de maïs associé aux légumineuses suivi de riz pluvial a été le système le plus rentable et le plus adopté sur tanety mais elle ne garantit pas la permanence de couverture. La rotation triennale de maïs associé aux légumineuses sur deux ans suivis de riz pluvial est la plus performante et la plus développée sur les bas de pente. La rotation intra-annuelle de riz suivi de la vesce associée au maraîchage a été la plus rentable et la plus adoptée sur les baiboho et les RMME en SCV. Les innovations paysannes sur les systèmes et itinéraires préconisés sont surtout liées aux gestions des adventices, aux contraintes techniques et aux objectifs et structures de l’exploitation. Le dynamisme d’adoptions des SCV est en corrélation négative avec les surfaces de rizières cultivées, le niveau d’équipement et l’inaccessibilité aux crédits agricoles.