Cette communication propose un cadre d’analyse des innovations agricoles combinant les apprentissages à l’échelle des exploitations agricoles et les modes d’intervention des organisations pour accompagner les innovations. Il a été appliqué dans deux communes du Moyen-Ouest de Madagascar au sujet d’innovations à partir de nouvelles légumineuses. Les résultats montrent que les apprentissages sont influencés par les modes d’intervention des acteurs de développement et de la recherche ainsi que par le type d’outils utilisés pour l’accompagnement. Les modes d’intervention privilégiés des organisations correspondent au transfert de technologie mais de nouveaux outils, centrés sur les échanges multi-acteurs sont récemment développés.

La communication propose de présenter une méthode d’évaluation multi-dimension et multi-échelle des apprentissages des pratiques agroécologiques. Elle est issue de l’initiative BOOST (Biodiversity for agroecological Transition in developping countries) portée par le CIRAD. La mise au point de cette méthode d’évaluation a débuté en 2017 et a été appliquée sur deux communes rurales du Moyen Ouest en mobilisant une enquête auprès de 40 producteurs et une série d’entretiens avec des acteurs du développement. La méthode consiste à coupler une analyse « systémique » des exploitations agricoles à une analyse fine des processus d’apprentissage puis des acteurs intervenants dans le territoire. Dans ce cas d'étude elle a concerné l'évaluation de pratiques agricoles innovantes basées sur des légumineuses (mucuna, stylosanthes, haricot, en triple association, en association de culture ou en couverture végétale du sol). Dans un premier temps elle a permis de mieux comprendre les freins à l'adoption de ces pratiques tant du point de vue technique que cognitif. L’originalité de cette méthode repose sur la combinaison de différentes dimensions, outils et échelles d’évaluation.

Le dP SPAD travaille au développement des systèmes de production des zones tropicales d’altitude avec les objectifs suivants : (1) étudier les conditions de la durabilité des productions pluviales, et notamment du riz, dans les zones d’altitude, (2) étudier les conditions de la durabilité de la riziculture exondée de bas-fond dans les zones d’altitudes, (3) développer des systèmes de culture innovants, en particulier des systèmes basés sur l’agriculture de conservation, permettant de gérer l’ensemble des ressources disponibles et d’assurer la durabilité de la production, (4) étudier la place de l’animal dans la conservation des nutriments dans des systèmes de production à bas niveaux d’intrants, (5) étudier les liens organisationnels (calendriers agricoles, mobilisation de ressources) des systèmes de culture pluviaux avec les autres activités de l’exploitation, notamment les autres systèmes de culture irrigués et arboricoles ou les activités d’élevage, (6) accompagner au sein des exploitations et des terroirs les processus d’innovation liés à ces nouveaux systèmes, en particulier dans leur interaction avec l’élevage, leur lien avec les filières et les ressources naturelles, (7) documenter aux échelles spatiales concernées les modifications (démographiques, productives, environnementales) accompagnant les dynamiques d’occupation des territoires agro pastoraux et (8) alimenter les acteurs du développement agricole avec de nouveaux systèmes d’innovation et des méthodes d’accompagnement.

Dans l’amélioration du rendement de riz pluvial et de la fertilité du sol, une expérimentation sur des cultures de riz pluvial (Oryza sativa) et de haricot (Phaseolus vulgaris) seules ou en association, sur des sols contenant peu ou pas de fertilisants phosphatés et sous l’effet de symbiotes mycorhiziens et/ou rhizobiens a été conduite en serre. Les inocula mycorhiziens et/ou rhizobiens sont directement issus de racines de riz et/ou de haricot. Par la suite, une étude a été portée sur l’évaluation des teneurs en azote et en phosphore dans les parties aériennes de chaque espèce de plantes. Par ailleurs, le développement des plantes ainsi que le fonctionnement des microorganismes telluriques ont été mesurés. Les résultats ont révélé l’influence positive de l’association culturale et de l’inoculation de racines sur le rendement du riz pluvial par l’amélioration de la croissance et des teneurs en éléments minéraux de la plante. En effet, l’association culturale a augmenté de 3,5% et de 48% les teneurs en azote et en phosphore du riz comparée à la monoculture. En présence d’inoculum racines mixtes de riz et de haricot, la croissance du riz a augmenté considérablement et la biomasse sèche a atteint 0,350g. De même, des teneurs élevées en azote N= 19098 mg kg-1et en phosphore P= 1113 mg kg-1ont été obtenues en présence de l’inoculum racines mixtes de riz et de haricot. Par ailleurs, l’interaction inoculation de racines avec la coculture a des effets positifs sur la croissance de la plante et les teneurs en éléments nutritifs. D’une part, la biomasse sèche du riz la plus élevée, soit 0,516g, a été observée sur le traitement coculture avec inoculum racines de haricot. D’autre part, la combinaison coculture avec inoculum racines mixtes de riz et de haricota été plus performante en produisant des teneurs importantes en phosphore P= 1429 mg kg-1et en azote N= 20481 mg kg-1. Cependant, malgré la stimulation de la croissance des plants de haricot en coculture, les teneurs en azote et en phosphore de la partie aérienne sèche des plants de haricot ont été réduites de 5,5% et de 15%. Ceci est dû à l’effet de compétition entre les espèces en coexistence. De plus, l’interaction du système de culture associée avec inoculation de racines n’a pas eu d’effet significatif sur les teneurs en éléments nutritifs du haricot.

Le haricot vert est une légumineuse cultivée à Madagascar. Sa culture est classée parmi les cultures légumières que Madagascar exporte dans les pays européens. Cette exportation présente des contraintes, l’approvisionnement est faible et irrégulier. Ceci est dû aux activités anthropiques pratiquant de nombreux systèmes agricoles qui entrainent des profondes modifications sur la qualité biologique des sols. Une des alternatives à l’utilisation de ces différentes techniques serait l’inoculation microbienne du haricot avec des bactéries symbiotiques fixatrices d’azote. Ainsi, seize différents traitements, dont les huit premiers ne contiennent pas de l’inoculation, ont été utilisés dans l’objectif d’améliorer la qualité biologique du sol en stimulant l’activité des microflores telluriques d’une part et de favoriser la croissance des plantes d’autre part. Les résultats nous ont montré que: l’inoculation a rehaussé l’activité des microorganismes, que ce soit dans le cas de l’hydrolyse de la FDA (Fluorescéine DiAcétate) qui implique les microorganismes du sol, ou que ce soit dans le cas de l’activité phosphatasique du sol. Même cas pour la formation des nodules, l’inoculation a marqué un effet positif sur la nodulation de systèmes racinaires des plants. Toutefois, de meilleurs résultats ont été obtenus après l’association de l’inoculation avec d’autres fertilisants comme le compost, l’azote et le phosphore. Par contre, l’inoculation n’a pas induit une amélioration très nette sur la croissance des plantes ainsi que sur le taux de mycorhization. La hauteur de la plante la plus élevée et le meilleur poids de biomasses ont été obtenus respectivement avec les traitements contenant de compost + azote et compost + azote + phosphore. L’effet direct de l’inoculation a entrainé un faible de taux de mycorhization. Le taux le plus élevé a été observé dans la parcelle qui n’a subi aucun apport ni d’inoculation.

L’accroissement de la productivité rizicole à Madagascar nécessite la mise en valeur des sols ferrallitiques de tanety et une bonne conduite de la fertilisation du sol. Dans l’objectif de l’amélioration de la disponibilité en nutriments dans le sol ainsi que la productivité agricole, une expérimentation agronomique étudiant l’effet d’une culture intercalaire de riz et de haricot a été réalisée sur un sol ferrallitique situé à Lazaina-Antananarivo. Trois facteurs ont été étudiés : (i) le mode de gestion du sol comparant un système avec labour du sol (CT) et un système sans labour du sol (NT), (ii) l’apport de P sous forme organique à base de fumier ou de résidus de stylosanthès et enfin (iii) l’apport de P minéral à doses croissantes sous forme de triple superphosphate (TSP). Des prélèvements de sols rhizosphériques et de plantes ont été effectués au stade floraison du haricot. Les sols rhizosphériques ont fait l’objet des analyses de P résine, de P microbien, d’azote minéral et de pH au laboratoire. Pour les plantes, les biomasses ont été évaluées. Les rendements des deux cultures ont aussi été évalués. Le système CT a permis d’obtenir une biomasse aérienne, racinaire et un rendement en riz et en haricot significativement plus élevés. Cependant, le P résine ainsi que la production de nodules ont été significativement plus élevés sous mode NT que sous CT. L’apport TSP+résidus de stylosanthès a permis d’obtenir une biomasse aérienne et racinaire ainsi qu’un rendement significativement plus élevés pour les deux plantes par rapport au traitement TSP+fumier. Les effets des apports de P minéral à dose croissante ont été constatés sur les paramètres étudiés et notamment sur la nodulation, la production de biomasse aérienne, le rendement du haricot et le P résine. En ce qui concerne la teneur en azote minéral, l’effet des apports de P à dose croissante a été seulement observé sur la teneur en NH4+ sur sol rhizosphérique de haricot.

Résumé Cette étude a été réalisée afin de mieux connaitre les caractéristiques pédologiques des sols ferrallitiques de Madagascar telles que leur composition minéralogique et pH, leurs propriétés d’échange et leur acidité. Cette recherche vise à étudier la relation entre les propriétés d’échange et les caractéristiques pédologiques des sols ferrallitiques de Madagascar, particulièrement de déterminer leurs teneurs en cations échangeables ainsi que l’évaluation de l’acidité d’échange de ces sols en tenant compte de leur origine géologique. Des échantillons de sols ferrallitiques ont été prélevés antérieurement sur 120 sites, le long des RN 1, 2, 4, 6, 7, 34 et 44. L’origine géologique de ces échantillons a été définie en sept groupes de roches mères, à partir de la carte géologique de Madagascar et en trois classes de sols, à partir de la carte pédologique de Madagascar. Pour chaque site, des échantillons ont été prélevés à différentes profondeurs : 0-10, 10-20, 20-30, 50-60 et 80-90 cm. Parmi l’ensemble, 163 échantillons ont été analysés au laboratoire : la composition minéralogique ainsi que le pH ont été déterminés antérieurement ; les analyses de la CEC, des teneurs en K+, Mg2+, Ca2+ et Al3+ ont été effectuées dans le cadre de ce travail. Les résultats obtenus ont montré que la composition minéralogique des sols varie en fonction du matériau parental. Un effet de la roche mère sur la composition minéralogique et les propriétés d’échanges des sols a été observé : une moyenne de 393 g.kg-1 pour la kaolinite dans les sols sur gneiss et granite-gneiss ; des moyennes de 181 et 167 g.kg-1 pour la gibbsite dans les sols sur gneiss et roches mafiques ; une moyenne de 134 g.kg-1 pour l’ensemble goethite-hématite dans les sols sur roches mafiques. En fonction du pHeau, les teneurs en Al3+ échangeables varient entre les roches (roches détritiques et gneiss, pHeau < 5,5, Al3+ élevée) et la classification de sol (cambisols plus acides par rapport aux ferralsols et nitisols). Les teneurs en cations échangeables et en Al3+ échangeable varient en fonction du type de sol et de l’altération des sols. Cette étude a révélé les interactions entre les caractéristiques minéralogiques et les propriétés physico-chimiques des sols ferrallitiques de Madagascar en prenant en compte l’origine géologique de ces sols.

La saturation des bas-fonds et la croissance démographique ont conduit les agriculteurs à cultiver sur les « tanety ». Cependant, les sols ferrallitiques des tanety sont caractérisés par leur acidité et leur faible disponibilité en phosphore (P) qui vont certainement limiter la production agricole. Ainsi une expérimentation en serre a été menée dans le but de déterminer le système de culture intéressante d‟une part et la dose des fertilisants azotés et phosphaté (N et P) efficace d‟autre part pour obtenir le plus de biomasse mais et la meilleure disponibilité de N et P du sol. Du riz et du haricot ont été cultivé en association et en monoculture avec l‟apport de N et de P dont les doses ont été de 0, 20 et 60 kg ha-1. Les résultats ont montré que chez le riz, l‟association a diminué la biomasse, le N et P prélevés par la plante. Par contre chez le haricot, un effet positif sur la biomasse, le N et P prélevé par la plante ainsi que sur la teneur en nitrate et ammonium du sol ont été constatés. Ensuite, l‟association a augmenté la teneur en P résine dans la rhizosphère des deux plantes. Enfin, la dose croissante de N a eu un effet d‟augmentation du N prélevé par les plantes et la teneur en ammonium des sols rhizosphériques. La fertilisation azotée a induit aussi à une augmentation d‟assimilation de P chez les plantes ainsi que l‟augmentation du P résine de la rhizosphère du haricot. L‟apport de P a favorisé l‟augmentation du prélèvement de l‟azote chez les deux plantes ainsi que la teneur en ammonium de la rhizosphère du haricot. Par ailleurs, le prélèvement en P par les plantes ainsi que le P résine dans les rhizosphères de deux plantes ont augmenté avec la dose croissante de P

RESUME L’étude, réalisée dans le cadre du projet SCRID (Systèmes de Cultures et Rizicultures Durables), sur l’amélioration de la qualité a pour objectif d’appuyer le programme de sélection de variété de riz pluvial par l’identification et le classement des critères de qualité du riz tels qu’ils sont perçus par les consommateurs et tenant compte de leur aptitude à satisfaire les besoins nutritionnels. Des séries de travaux ont été menées : une enquête de consommation du riz dans la Commune urbaine d’Antananarivo, une évaluation de la qualité du riz par les ménages malgaches, une évaluation sensorielle de la texture du riz, des analyses physico-chimiques et instrumentales. Vingt neuf échantillons, dont dix de riz pluvial et dix neuf de riz irrigué, choisis comme les plus représentatifs (forme, couleur, provenance, transformation) de la diversité du riz malgache ont constitué les matériels d’étude. Il ressort des résultats que les critères de qualité peuvent être regroupés en deux groupes : les critères de choix à l’achat liés aux grains crus et les critères liés à la cuisson. Les critères considérés comme les plus importants à l’achat sont surtout ceux liés à la propreté du riz, aux défauts des grains, à la forme et à la couleur. Ainsi, les consommateurs cherchent les riz sans cailloux, sans grains étrangers, ne présentant pas beaucoup de brisures et qui ne sont pas humides. Ils n’aiment pas mais peuvent tolérer les paddy et les sons. Le choix de la forme et de la couleur dépend du plat à préparer : vary maina ou vary sosoa. Pour les critères liés à la cuisson et pour les deux principaux plats, les consommateurs préfèrent les riz qui gonflent, s’éparpillent, ne collent pas, faciles à cuire et à digérer. Le vary maina apparaît le plus consommé et également le plus apprécié. Pour cette forme de consommation, les critères les plus importants pour les consommateurs portent essentiellement sur les propriétés texturales du riz cuit, axées sur le collant pour le rejet et la fermeté pour l’acceptation. Pour décrire la texture du riz cuit, 7 descripteurs ont été sélectionnés : éparpillement des grains, fermeté visuelle, grains déformés, collant pendant la mastication, fermeté pendant la mastication, nombre de mastications, résidu de mastication. Les descripteurs « éparpillement, grains déformés, collant pendant la mastication » sont influencés par la taille des grains tandis que la fermeté pendant la mastication, le nombre de mastications et le résidu de mastication sont plutôt liés à leurs propriétés biochimiques. Par ailleurs, la fermeté du riz peut être prédite par la teneur en lipides et en cendres mais elle est aussi influencée par les moyens de transformation utilisés. Le riz pluvial apparait plus éparpillé, plus ferme, plus long à cuire et nécessite beaucoup plus de nombre de mastications que le riz irrigué. Il est plus riche en protéines que le riz irrigué mais plus pauvre en amylose et moins résistant aux contraintes technologiques. La faible performance des moyens de transformation utilisés à Madagascar influence la qualité des grains crus et par conséquent leur acceptabilité par les consommateurs, mais influence aussi la qualité des grains cuits. Le mode et le degré d’usinage n’influencent pas la morphologie des grains de riz. Les riz pilonnés sont plus fermes, plus éparpillés et présentent plus de résidus de mastication et de nombre de mastications que les riz usinés. Ils sont également plus riches en lipides et en cendres, mais leur teneur en amylose est légèrement faible par rapport à ces derniers. Le temps de cuisson, plutôt lié aux caractéristiques variétales des grains, n’est pas influencé par les facteurs technologiques. L’étude a permis de mettre au point une méthode de mesure de la fermeté du riz cuit, facile à mettre en œuvre et pourra être utilisée à Madagascar pour caractériser la texture des riz malgaches.

Dans les contextes actuels de changement climatique et de désertification des terres, il convient, pour obtenir un rendement de production optimal, de considérer à la fois la fertilité du sol et la qualité de l’environnement, en adoptant des techniques culturales adéquates (St. Clair & Lynch, 2010). En effet, dans les années à venir, la production agricole devra à la fois répondre aux besoins continuellement croissants de la population mondiale et préserver l’environnement au même titre que les ressources naturelles (FAO, 2009). Sachant que dans plusieurs pays, l’extension des surfaces cultivables est quasiment impossible, la sécurité alimentaire devrait être basée principalement sur l’augmentation du rendement de production (Kouadio et al., 2011). Or, d’une part, la fertilisation et le potentiel de la plante sont les deux principaux facteurs qui influencent le fonctionnement du sol et le rendement de production végétale (Dikinya & Mufwanzala, 2010 ; Baohanta et al., 2012), et d’autre part, les plantes pour leur croissance et pour assurer une meilleure production ont des besoins nutritionnels basiques en azote, en phosphore et en potassium ainsi qu’en d’autres éléments secondaires tels que le calcium, le soufre, le magnésium, le fer, le manganèse et le cuivre (Tyler & Olsson, 2001 ; Graham & Stangoulis, 2003 ; Morgan & Connolly, 2013). Certains de ces éléments sont naturellement présents dans le sol mais leur teneur ainsi que leur disponibilité varient considérablement d’un type de sol à un autre (Marschner et al., 2003 ; Jones et al., 2004). De ce fait, trouver l’équilibre entre les nutriments absorbés par la plante et le stock dans le sol s’avère être un mécanisme complexe. Par ailleurs, les agriculteurs, notamment ceux dans les pays en voie de développement, ne possèdent pas les connaissances nécessaires en matière de propriétés du sol que ce soit du point de vue biologique que physico-chimique. Ils essayent de pallier le problème en augmentant la teneur en fertilisant à apporter au sol, principalement en fertilisants chimiques, pour augmenter le rendement de production. Les résultats obtenus par le FAO en 2003 confirment cette constatation avec une augmentation de 6,2 kg/ha à 118,7 kg/ha entre 1961 et 2000 alors que pour les pays développés, cette augmentation a été seulement de l’ordre de 40,4 kg/ha à 80,5 kg/ha seulement. Malheureusement, ses actions n’apportent pas souvent les résultats escomptés mais entrainent d’autres situations souvent catastrophiques au niveau des propriétés physico-chimiques ainsi que sur le fonctionnement de la faune ou de la flore dans le sol (Siavoshi et al., 2011). Le manque de connaissances sur les besoins réels du sol en matière de fertilisation conduit souvent à des sur-fertilisations ou sous fertilisations à l’origine de la baisse du rendement de production. Or, l’application des fertilisants chimiques sur le long terme affecte en même temps les propriétés physico-chimiques et microbiologiques du sol (Acton & Gregorich, 1995 Zhonga & Cai, 2007 ; Stark et al., 2007 ; Savci, 2012). Cette deuxième entité est souvent négligée dans les pratiques de fertilisation alors qu’elle garantit non seulement le maintien durable de la fertilité du sol mais aussi une meilleure productivité (Magdoff & Weil, 2004). Une modification au niveau de la diversité et de la densité des microorganismes du sol reflète un changement profond en matière de fertilité du sol (Patra et al., 2008 ; Islam et al., 2009). Parmi les indicateurs microbiologiques les plus sensibles à la variation de la disponibilité en nutriments dans le sol, la communauté de champignons mycorhiziens et les bactéries fixatrices d’azote sont les plus étudiés (Allen, 1992 ; Garbaye, 1994 ; Smith & Read, 1997 ; Duponnois & Plenchette, 2003 ; Ramanankierana et al., 2006 ; Smith & Read, 2008 ; Sanon, 2009). En effet, ce sont deux composantes qui sont fortement impliquées dans le cycle biogéochimique et l’amélioration de la croissance des plantes (Duponnois et al., 2005 ; 2007 ; Faye et al., 2009). D’où l’importance de trouver le type de fertilisation adéquate ainsi que la variété intéressante pour garantir une productivité optimale, respectueuse de la fertilité du sol et le fonctionnement de ces deux types de communautés microbiennes. Généralement, divers types d’amendements organiques, minéraux ou encore mixtes ainsi que divers systèmes culturaux sont pratiqués sans considération préalable des composantes biologiques du sol. À l’échelle mondiale, le haricot vert, avec ses multiples variétés, figure parmi les légumes les plus consommés à cause de sa faible teneur en calories et sa richesse en d’autres substances nutritives (Meiners et al., 1976; Messina, 1999 ; Díaz-Batalla et al., 2006 ; Mario Paredes et al., 2009). En 2006, la totalité des demandes en importation de haricot se sont élevées en 277 000 tonnes dont la moitié provient des pays Africains. Les principaux pays producteurs par ordre d’importance sont la Chine, l’Indonésie, la Turquie, l’Inde, l’Égypte, l’Espagne, l’Italie, le Maroc, Belgique, les États-Unis, la Thaïlande et le Pays-Bas tandis que les principaux exportateurs sont le Maroc, le Kenya et l'Égypte, suivis par le Sénégal, l'Éthiopie, la Zambie et le Burkina Faso (Eurostat, 2004 ; FAO, 2006 ; Paqui, 2007). Pour le cas de Madagascar, non seulement la qualité des produits ne satisfait pas les normes préétablies dans le marché international mais la production ne peut pas répondre à la demande des pays importateurs. Ces problèmes sont étroitement liés à la fertilité du sol ainsi qu’à la lacune de connaissances sur l’écologie et les besoins en éléments nutritifs du haricot (SIC/DSEC FOFIFA, 2013). Or, les grands exportateurs comme le Kenya et la Chine ont depuis fort longtemps priorisé ces trois facteurs pour améliorer leur productivité. Des nombreuses recherches ont démontré que le développement et la productivité ainsi que la qualité des gousses des haricots sont fortement dépendants des symbioses que la plante établisse avec deux groupes de microorganismes bénéfiques du sol dont les bactéries fixatrices d’azote et les champignons endomycorhiziens à vésicules et à arbuscules (Bhattarai et al., 2011). De ce fait, en choisissant comme site d’étude des parcelles multilocales de production de haricot de la société Lecofruit Madagascar, l’hypothèse sur laquelle repose ce projet de recherche stipulait que "les différentes techniques de fertilisation du sol ainsi que la variété de haricot cultivée affecteraient d’une part la dynamique des communautés bactériennes fixatrices d’azote et de champignons mycorhiziens, et d’autre part, la qualité physico-chimique des sols de culture et par la même occasion le rendement de production". L’objectif principal a été de décrire l’évolution des communautés de bactéries fixatrices d’azote et de champignons endomycorhiziens à vésicules et à arbuscules ainsi que la dynamique des deux nutriments majeurs (azote et phosphore) des sols sous les différentes techniques de fertilisation appliquées et la variété de haricot utilisée. Les résultats obtenus permettront de proposer une ou des techniques de fertilisation qui favoriseront ces formes d’associations symbiotiques au bénéfice de la plante, de la fertilité du sol et du rendement. De ce fait, les objectifs spécifiques seront donc de :i) évaluer le développement du haricot vert, Phaseolus vulgaris et le rendement de production par type de fertilisant adopté et de variété cultivée, ii) décrire la dynamique des communautés de bactéries symbiotiques fixatrices d’azote et de champignons mycorhiziens à vésicules et à arbuscules et iii) mesurer la dynamique des deux éléments nutritifs majeurs (azote et phosphore) pour les plantes.