Chapitre 16. Effets de la gestion des résidus de culture sur un sol brun tropical volcanique

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En Martinique, les cultures d’exportation (banane, ananas, canne à sucre) peuvent présenter un risque de dégradation pour l’environnement (érosion, pollutions des sols et des eaux) en raison du relief accidenté, des pluies cycloniques et des pratiques culturales très consommatrices d’intrants. Une étude sur dix parcelles d’érosion de 200 m² a été mise en place (1998-2001) sur un sol brun tropical volcanique. Elle a démontré que les systèmes intensifs de cultures à gestion superficielle des résidus de culture protégeaient le sol de l’érosion hydrique, à l’opposé du sol nu et de la culture traditionnelle d’ananas billonné. Sur sol nu labouré de pente croissant de 10-25 à 40 %, l’érosion augmente linéairement de 86 à 147 t. ha-1. an-1, alors que le ruissellement diminue de 7 à 4 %, le type d’érosion passant de l’érosion en nappe, aux rigoles et au creeping. Afin d’approfondir les connaissances sur ces processus, une campagne de simulation de pluies cycloniques (19 tests sur des micro-parcelles de 1 m2 arrosées par une pluie artificielle d’intensité de 100 mm. h-1 durant trois heures) a été réalisée in situ pour mieux comprendre le fonctionnement hydrique du sol.Les résultats des pluies simulées sur 1 m2 se sont avérés conformes aux mesures observées en parcelles d’érosion (200 m2) sous pluies naturelles. Le sol brun tropical sur cendres volcaniques présente une forte capacité d’infiltration et même après trois heures de simulation de pluie très intense, la saturation du sol superficiel n’est jamais atteinte (Hp < 58 %). Le paillage protège efficacement le sol du ruissellement (et de l’érosion hydrique) en accentuant l’infiltration totale de la pluie artificielle, même après 300 mm de pluie en trois heures. Par contre, les billons concentrent un ruissellement abondant après 40 minutes de pluie de même intensité. D’autres résultats remarquables sont soulignés : (i) une grande stabilité des agrégats sur les sols nus où la désagrégation n’est que partielle avec des mottes émoussées reposant sur une croûte inférieure formée à partir de particules fines désagrégées ; (ii) un changement de processus hydrodynamique sur le traitement « sol nu » avec une diminution du ruissellement sur les plus fortes pentes (25 et 40 %), provoquée par le maintien de l’ouverture des macropores superficiels due à l’énergie décapante de la lame de ruissellement.

In Martinique Island, intensive plantations of bananas, pineapple or sugar cane present a risk of erosion and soil + water pollution in relation to steep slopes, intensive cyclonic rainstorms and cultural practices. A study on ten runoff plots (200 m²) on a volcanic brown tropical soil demonstrated that intensive cropping systems with complete mulching (with crop residues) protected the soil against erosion when the conventional cropping system of pineapple on ridges lost more than 17 t. ha-1. year-1 of topsoil. On bare plots, on slopes increasing from 10 to 25 and 40 %, soil erosion increased linearly from 86 to 128 and 148 t. ha-1. year-1 when runoff decreased from 7 to 4 %, the type of erosion varying from sheet to rill and even creep erosion. In order to better understand erosion processes, 19 tests of cyclonic simulated rainfalls on micro-plots of 1 m² were irrigated during three hours with 100 mm. hour-1 intensity.Conclusions under intensive simulated rainfalls confirmed those under natural rainfalls on 200 m² runoff plots, particularly concerning runoff and soil losses under different treatments. This volcanic brown soil kept a strong infiltration capacity even after three hours of simulated heavy rainfalls: the soil saturation was never attained (Hp < 58 %). Mulching protects the soil surface very efficiently against rainfall and runoff energy and against erosion, even during a very intense cyclonic rainstorm. It was not the case for the ridges of denuded soil where runoff became very active after 40 minutes of simulated rain. The rain simulation tests have demonstrated the strong stability of aggregates on bare plots where the structure degradation was only partial with rounded clods sitting on a crust built with fine particles infiltrated. It was also observed a change of erosion processes on bare plots with a decreasing runoff on the steepest slopes (25 and 40 %), due to scouring of the topsoil opening continuously macro-pores.