Chapitre 46. Potentialité de l’agroforesterie pour la restauration de la productivité des sols ferrallitiques acides du Rwanda

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Depuis 1985, différents systèmes agroforestiers ont été testés en vue de l’amélioration de la productivité des sols sur le plateau central rwandais. Les études ont été menées sur un sol ferrallitique fortement dégradé, très acide (pH < 4) et pauvre en éléments nutritifs. La station est située sur un versant à une altitude de 1 700 m qui reçoit en moyenne 1 280 mm de pluies en deux saisons ; la température annuelle moyenne atteint 20 °C. Huit parcelles d’érosion ont été cultivées selon les méthodes de l’agriculture écologique agroforestière : intégration des arbres et des haies vives dans les parcelles, cultures associées, substitution de la jachère par l’emploi de légumineuses comme engrais verts, intégration de l’élevage dans le système de culture, recyclage de la biomasse et intégration des mesures de conservation de l’eau et des sols. Malgré une érosivité des pluies relativement faible (facteur R d’après Wischmeier et Smith autour de 350), on a constaté sur une pente de 28 % une érosion énorme sur les parcelles non protégées : E = 440 t/ha/an sur sol nu, avec un ruissellement de 15 % et 226 t/ha/an sous manioc avec un ruissellement de 9 %. Sous ces conditions, l’intégration des arbres et surtout des haies isohypses de Calliandra calothyrsus permet une réduction du ruissellement, de l’érosion et des pertes en matière organique et en éléments nutritifs, à un niveau tolérable (1-3 % des valeurs initiales). L’agroforesterie permet en outre une haute production de biomasse même sur des sites dégradés et une remontée importante de nutriments dans la litière. Des relevés dendrométriques sur 32 espèces d’arbres plantées en novembre 1985 montrent que les meilleurs résultats ont été obtenus avec les arbres autochtones Maesopsis eminii et Polyscias fulva. Si les arbres exotiques (ex. Grevillea robusta, Cedrela serrata) montrent une bonne croissance initiale, les espèces autochtones sont, à la longue, plus productives et concurrencent moins les cultures vivrières. L’agriculture agroforestière contribue non seulement à la conservation des sols, mais aussi à la séquestration du carbone (stockage de 10 à 20 tonnes de carbone par hectare dans la biomasse superficielle) et à son approvisionnement en matières organiques et en nutriments (N105 + P4 + K21). Néanmoins, les méthodes biologiques seules ne sont pas capables d’améliorer suffisamment la fertilité du sol sur des sites déjà fortement dégradés. Pour rétablir la fertilité de ces sols, un apport complémentaire en éléments nutritifs (surtout P et cations) est inévitable pour remplacer ceux qui ont été emportés par l’érosion, par lessivage et par exportation des produits agricoles pendant des décennies. L’article présente les effets positifs d’une application des cendres volcaniques et du travertin sur le rendement des cultures vivrières dans des systèmes agroforestiers.

In densely populated areas in Rwanda, soil erosion and degradation are severe threats to agriculture. In this situation, agroforestry can help to achieve a sustainable agricultural production (“ecofarming”). Based on measurements of runoff and soil loss, of biomass production and nutrient fluxes, the author summarises more than twenty years of research experience from Projet agricole et social interuniversitaire (Pasi) at Butare, Rwanda (1,700 m a.s.l., mean annual rainfall: 1,280 mm, mean temperature: 20 C) on a severely degraded ferralitic soil (pH 4). With a relatively low rainfall erosivity (R after Wischmeier and Smith around 350), 440 t/ha/year were eroded from a standard plot without any soil cover and 226 t/ha/year were eroded from a cassava plot (on a 28 % slope) and with runoff rates contour strips of Calliandra calothyrsus can reduce runoff, soil erosion and loss of organic matter and nutrients to tolerable levels (1-3 % of the levels recorded under cassava). Agroforestry allows a high biomass production even on degraded sites and a significant nutrient recycling. Dendrometric measurements of 32 tree species planted in November 1985 revealed that the best results were obtained with native trees like Maesopsis eminii or Polyscias fulva. Exotic tree species (e.g. Grevillea robusta, Cedrela serrata) showed strong initial growth but, in the long run, native trees were more productive and less competitive with food crops. Agroforestry does not only contribute to soil conservation, but may also play an important role in climate change mitigation by storing important quantities of carbon (10-20 t C/ha, which is equivalent to 35 to 70 t CO 2/ha) in the standing biomass. Agroforestry is also able to provide an important part of the nutrient supply of the production system. However, biological methods alone are not able to improve soil fertility on sites already severely degraded. To restore the fertility of these soils, a supplementation of mineral nutrients (especially P and cations) is unavoidable to compensate for losses through erosion, leaching and export of agricultural products which took place during the last decades. Therefore, the paper also presents the positive effects of an application of volcanic ashes and travertine on crop yields in agroforestry systems.