Ce rapport présente les résultats des activités de recherche sur les systèmes de culture à base de coton sur couverture végétale menées au sein du volet fertilité du projet DPGT pendant la campagne 2001/2002 en milieu paysan.

Cette deuxième mission a pour objectifs : De poursuivre l'appui auprès des partenaires opérateurs du PASR dans le cadre de la réalisation des opérations fertilité De mettre en oeuvre le programme SCV défini lors de la première mission

L'essentiel de la production cotonnière s'est installée et se développe de manière exponentielle au cours des 3 dernières années, dans la zone tropicale humide de l'ouest brésilien (état du Mato Grosso). La productivité moyenne du cotonnier y est très élevée (supérieure à 200 balles/ha), grâce à un emploi massif d'intrants et d'équipements mécanisés, mais les coûts de production sont très élevés (presque toujours supérieurs à 1.000 US$/ha et atteignant parfois 1.500 US$/ha) et font courir un risque économique important aux agriculteurs. Le CIRAD et ses partenaires de la Recherche et du développement, ont construit diverses options de culture cotonnière avec minimums d'intrants, de faible risque économique (coton de SAFRINHA). Les résultats montrent, sur les 3 dernières années (1997/2000) qu'il est possible de produire entre 160 et 220 balles/ha de coton graine (2 400 à 3 300 kg/ha) avec des coûts de production compris entre 500 et 700 US$/ha. 3 successions annuelles sont proposées et répondent à ces objectifs. Toutes sont pratiquées en semis direct et intégrées dans des systèmes de culture à base de soja et riz de haute technologie, qui utilisent de fortes biomasses de couverture. C'est grâce à ces modes de gestion en semis direct, combinés aux meilleurs cultivars, que la safrinha de coton peut satisfaire pleinement ses besoins en eau et obtenir de hauts rendements avec un minimum d'engrais minéral et d'herbicides.

Un dispositif agronomique pérennisé entre 1995 et 1999 avec des systèmes de culture de maïs à couvertures végétales a été installé dans la zone écologique à forêt semi-décidue de Côte d'Ivoire. L'offre en N d'origine organique est étudiée dans le cadre de systèmes de culture de maïs, avec une durée de jachère de 6 mois (SC6MJ) et 18 mois (SC18MJ). Les jachères sont occupées soit par Chromolaena odorata (subspontanée), soit par Pueraria phaseoloides (introduite). Ces quatre systèmes sont comparés à deux témoins, un sans Chromolaena pour les SC6MJ et un avec brûlis de Chromolaena pour les SC18MJ. Les systèmes à couvertures végétales sont gérés en couvertures vivantes avec des herbicides et leur pérennité est assurée par une reprise de croissance des espèces avant la récolte de la céréale. Les systèmes à SC6MJ bénéficient d'une fertilisation modérée en phosphore. L'étude réalisée pose comme hypothèses de départ que (i) les déterminants de l'offre à court terme (cycle cultural) et à moyen terme (effets cumulés) dépendront principalement des quantités et de la qualité des litières de surface d'origine des jachères (ii) ces effets se concentreront à la surface du sol.Le potentiel de minéralisation des litières au laboratoire est corrélé avec leur rapport C/N, plus faible pour Pueraria (C/N entre 20 à 23) que pour Chromolaena (C/N entre 25 à 43). En 1998 la vitesse de disparition des litières suivie avec des « sacs de décomposition » est beaucoup plus rapide qu'en 1999 en relation au début du cycle de décomposition avec le régime pluviométrique. Les deux années la quantité de litières présentes après la coupe détermine le taux de décomposition à moyen terme des litières. Ces dynamiques, modélisées sur deux années, permettent de distinguer un compartiment de litières à disparition rapide et un compartiment à disparition lente. La comparaison des pertes en C dans des « sacs de décomposition » à maille différente montre que l'activité de la mésofaune et de la macrofaune du sol pourrait être responsable de la disparition de 50 % des litières au début du processus de décomposition et de 35% à la fin du processus de décomposition. Leur action de fragmentation et d'incorporation au sol des litières (meules des termites champignonnistes situées à la surface du sol) permet une disparition comparativement plus rapide des litières de Chromolaena que celles de Pueraria. L'application des modèles aux données obtenues sur les mobilisations en N des jachères en relation avec les besoins de la culture en N indique un risque « d'asynchronie » en début de cycle une offre insuffisante en fin de cycle pour les SC6MJ peu de différenciation entre l'offre de Chromolaena et celle de Pueraria. L'offre en N in situ du sol en surface (0-10 cm) en 1998 et 1999, estimée pendant des périodes de 90 jours durant le cycle du maïs par des mesures et des incubations de sol, est corrélée pour les SC6MJ avec les mobilisations en N du maïs dans les parties aériennes. C'est le traitement avec Pueraria qui les deux années satisfait le mieux les besoins en N de la culture et cette offre est comparable à celle des SC18MJ. L'offre en N varie peu selon les traitements des SC18MJ. Le régime pluviométrique intervient (i) à une échelle pluriannuelle, en déterminant, l'intensité du pic de minéralisation en N minéral du sol et les accumulations en N dans les parties aériennes des jachères (ii) à l'échelle de la campagne en interaction avec les litières en surface et l'activité des systèmes racinaires des couvertures végétales. La litière de Pueraria semble mieux conserver l'humidité du sol et le système racinaire de Chromolaena mobiliser de plus fortes quantités d'eau.En situations hydriques limitantes, la minéralisation nette est corrélée aux humidités de sol. Les litières semblent être à l'origine en 1998 de l'augmentation de la biomasse microbienne du sol en surface créant ainsi une source potentielle d'immobilisation temporaire de N. En 1998 l'offre en N estimée par minéralisation nette indique une meilleure synchronie avec les besoins de la culture malgré une pluviométrie plus abondante en début de cycle par rapport en 1999. Une étude utilisant l'abondance naturelle 15N permet d'estimer que la litière de Pueraria peut contribuer fortement à la nutrition azotée de la culture, de 30 à 41% en 1998 et de 64 à 87% en 1999 dans le cadre du système de culture à jachère de 6 mois.Les différenciations sur les matières organiques du sol (MOS) indiquent un début d'effet sur les stocks évalués sur 0-10 cm en moyenne à 2.34 t ha-1 N pour les SC6MJ et en moyenne à 2.83 t ha-1 N pour les SC18MJ. Pour les SC6MJ la différence obtenue entre les apports et les pertes sur quatre années suggère que Chromolaena conserve mieux les stocks en C et N que Pueraria. La comparaison avec une jachère forestière située hors dispositif indique que la disponibilité en matériaux facilement minéralisables dans nos agrosystèmes est réduite en fin de saison des pluies diminuée par la pratique du brûlis peu augmentée par la pratique de la jachère. Les études sur des incubations de longue durée (106 et 85 jours) montrent des effets significatifs sur les modélisations faites par ajustement aux points expérimentaux sur les cinétiques de respiration et de minéralisation nette cumulées (exprimées en proportion par rapport au C et N total du sol). Elles permettent d'identifier d'importants facteurs de différenciation au niveau du compartiment des MOS à taux de renouvellement élevé. Pour les SC6JM ce compartiment représente une part plus importante avec Pueraria, certainement en relation directe avec des apports cumulés de plus grande qualité biochimique (rapport lignine / N). La durée de la jachère n'améliore pas la disponibilité en N facilement minéralisable indiquant ainsi un blocage de C et N au niveau du sol de nature physique et/ou biochimique.

Ce projet a conçu les techniques de semis direct pour la culture cotonnière, qui sont dèjè amplement diffusées dans l'état du Mato Grosso par le Groupe MAEDA (+ de 10 000 ha en 1999/2000) et par d'autres opérateurs, et continue à les perfectionner (Progrès agronomiques, technico-économiques, minimisation des impacts sur l'environnement).Le savoir-faire acquis au Brésil avec une agriculture mécanisée est progressivement transféré et adapté à des agricultures familiales d'autres continents sur d'autres projets Cirad, pilotés par l'équipe Brésil : Madagascar, La Réunion, Asie, etc. (Coopération Sud - Sud).Ce projet a deja fait l'objet de 3 publications : 2 dans Agriculture et Développement et 1 dans ICAC recorder, et une nouvelle publication a été présentée au congrès coton Brésil en aout 2001, qui traite de la safrinha de coton en Semis Direct (Safrinha = culture en succession).

l'ONG SAILD (Service d'Appui aux Initiatives Locales de Développement) possède une ferme de 150 hectares qu'elle cultive en maïs essentiellement (sur la moitié de la surface), et encadre des agriculteurs et groupements d'agriculteurs dans cette région.Elle a pour ambition de créer dès 2003 une vitrine de systèmes de culture en semis direct dans sa ferme afin de sensibiliser les agriculteurs à ces nouvelles techniques.Dans cette région où les sols sont riches (basaltes) et où la pluviométrie s'étale sur 10 mois pour un total de 1500 mm, des systèmes de culture utilisant les techniques de semis directs sont proposés ici.

Face aux changements climatiques, économiques et sociaux, les agronomes examinent, à l'échelle du globe terrestre, de nouvelles voies pour l'agriculture. Leur but est de développer, pour et avec les agriculteurs, des solutions pour chaque situation, qui peuvent être adoptées rapidement, en particulier par les plus pauvres.

En dehors des avantages à moyen et long terme : lutte contre l'érosion, durabilité de l'agriculture, augmentation et stabilisation de la productivité, les SCV peuvent apporter des solutions à court terme à l'agriculteur : La baisse de la pénibilité du travail dans la maîtrise des adventices L'augmentation de la productivité de la terre et du travail Une plus grande tolérance des cultures aux aléas climatiques Le décalage des pointes de travail et la flexibilité du calendrier de travail. Toutefois, aussi prometteurs et efficaces que soient les SCV à l'échelle du système de culture, ils ne pourront être adoptés que s'il existe des ententes entre les utilisateurs de l'espace à l'échelle des terroirs villageois, ainsi qu'une implication forte des autorités traditionnelles. Il s'agit notamment de mieux gérer la biomasse existante mais également d'en augmenter la production afin que son utilisation par les SCV ne se fasse pas au détriment de l'élevage.

Au Brésil, dans les zones agricoles traditionnelles ainsi que sur les fronts pionniers du sud de l'Amazonie, l'utilisation indiscriminée d'équipement à disques et la monoculture du coton et du soja, ont complètement déstructuré les sols et alourdi les coûts de production en raison de l'augmentation de l'érosion des sols, des adventices, des maladies et ravageurs. Depuis 1985, l'équipe du Cirad, avec divers partenaires brésiliens, s'est fortement investie sur le Semis Direct (SD) dans les régions des Cerrados, de forêts humides du sud du bassin amazonien et de forêts tropicales du Brésil central. Ce projet a conçu des systèmes de culture très diversifiés, en Semis Direct (SD), adaptés aux zones tropicales chaudes (en particulier pour des cultures réputées difficiles comme le riz pluvial et le coton), et a très fortement contribué à leur diffusion et les a adaptées à d'autres conditions pédoclimatiques et socio-économiques tropicales et subtropicales. Actuellement ce travail se réalise au travers de conventions de recherche avec le Groupe MAEDA (premier producteur de coton du Brésil dans les états de SP, GO et MT) et avec AGRONORTE (entreprise de recherche au MT) et en collaboration avec des agriculteurs leaders. l'objectif du projet est : la mise au point des systèmes novateurs en SD et l'amélioration de leurs performances agro-économiques, en particulier par la réduction des coûts de production et leur capacité à séquestrer le carbone la création de matériel génétique dans les systèmes de SD et la formation des acteurs du développement Les travaux sont essentiellement orientés vers les culture de riz, coton, soja et les nouvelles introductions d'espèces pour la production de biomasse en safrinhas, qui sont les cultures de succession du riz, du soja, du maïs, pratiquées avec un minimum d'intrants ou sans intrants à Les systèmes testés, tous en semis direct, peuvent intégrer l'élevage tous les ans, ou avec des rotations comportant 3 ou 4 ans de cultures en semis direct sur biomasse de couverture, et 3 ou 4 ans de pâturages, ou avec des systèmes sur couvertures vivantes fourragères sur lesquelles des grains sont produits en semis direct (riz, soja, maïs, coton). La productivité des systèmes de culture est corrélée à l'importance de la biomasse de couverture : le soja et le riz pluvial long fin pratiqués avec le minimum d'intrants produisent entre 3 000 et 3 600 kg/ha, pour des coûts de production compris respectivement entre 310 et 340 US$/ha. En présence de davantage d'intrants (plus d'engrais, fongicides sur riz), le soja produit plus de 4 200 kg/ha (maximum de productivité enregistré de 7 000 kg/ha) et le riz pluvial oscille entre 6 000 et 7 000 kg/ha (rendement maximal de 9 000 kg/ha) dans les meilleurs systèmes en Semis Direct, avec des coûts de production respectifs de 370 à 530 US$/ha.Avec le lancement en 2000 par AGRONORTE, de l'Eleusine coracana ("pé de galinha") comme biomasse de couverture, un nouveau pas a été franchi dans l'amélioration du Semis Direct. Cette plante constitue la machine la plus puissante connue aujourd'hui pour, dans un espace de temps court, restructurer le sol et injecter des quantités expressives de carbone dans le profil cultural, participant ainsi à la séquestration active de cet élément. Avec de nouveaux cultivars de mil et sorgho, peu sensibles au photopériodisme et capables d'utiliser l'eau en profondeur, l'éleusine est une option pour la diversification des cultures de succession et sera en particulier une nouvelle option de safrinha, même en semis direct tardif, doublé d'une excellente vocation fourragère. En ce qui concerne le coton, le projet s'est concentré à partir de 2000 sur le Mato Grosso qui produit 50% du coton brésilien et où le groupe MAEDA plante plus de 10.000 ha en semis direct. Les meilleures variétés de riz et de coton ont été triées en fonction de leurs performances en semis direct. La productivité de coton graine en Semis Direct est comprise entre 3 300 et 5 200 kg/ha en fonction du niveau d'intrants, avec des coûts de production variant entre 1 200 et 1 600 US$/ha. La variété de coton Coodetec 402 (création Cirad/COODETEC ) confirme sa forte productivité (jusqu'à 3 t/ha de coton graine) et bonne stabilité en semis direct de "safrinha" à faible niveau d'intrants (avec des coûts de production environ 50% inférieurs à ceux pratiqués par les agriculteurs). Plus de 200 nouveaux cultivars de riz à aptitudes pluviales et irriguées, à qualité de grain exceptionnelle et à très haute productivité (de 6 à 9 t/ha) ont été identifiés sur semis direct. Une nouvelle variété de riz pluvial de haute technologie (Sucupira), a été lancée en 2001 sur plus de 40 000 ha. Enfin, les chercheurs du Cirad-CA de Goiânia ont contribué fortement au transfert et à l'adaptation de ces modes de gestion durable des sols tropicaux à Madagascar, l'île de la Réunion, puis plus récemment la Tunisie, le Cameroun et le Mali en Afrique, le Laos et le Vietnam en Asie, dans le cadre d'un ample accord international de coopération réunissant l'AFD, le MAE, le FFEM et le Cirad qui en est l'opérateur principal , Lucien Séguy est l'animateur scientifique de ce réseau Cirad sur le semis direct (projet SCV). Un nouveau partenariat vient d'être mis en oeuvre, à partir de 2001, avec le laboratoire de biogéochimie CENA de l'USP de Piracicaba (Dr Carlos Cerri, en coopération C. Feller et V. Eschenbrenner de l'IRD), pour l'étude de la dynamique du carbone dans les systèmes de culture. Le dispositif de terrain du Cirad en matière de création de systèmes novateurs en SD doit servir de support pour l'étude commune de la dynamique du carbone dans ces systèmes.

Cette mission a eu lieu à l'occasion du séminaire annuel « semis direct » organisé par le CTC à Bou Salem. La mission avait pour but la définition d'un renforcement de l'appui scientifique du Cirad à Stéphane Chouen, volontaire international Cirad , basé depuis février 2002 au CTC de Bou Salem pour la mise en oeuvre, avec les partenaires tunisiens (CTC maître d'oeuvre, ESAK et INRAT contractants) du projet FFEM . l'objectif de la première tranche du projet FFEM (campagnes 2002-2003 et 2003-2004) est de présenter dès 2004 un certain nombre de résultats quantifiés, scientifiquement validés, permettant de légitimer la deuxième tranche du projet (campagnes 2004-2005 et 2005-2006). A cet effet, un séminaire international sera organisé par le CTC en février 2004, en coordination avec celui du réseau « semis direct » méditerranéen (en liaison avec l'ONG FERT) dont le premier séminaire s'était tenu à Settat (Maroc) en octobre 2001.