Modélisation spatiale des flux organiques et minéraux assurant la productivité durable des agroécosystèmes culture-élevage dans le sahel nigérien

Date: 2006 - 2010

L’agriculture et l’élevage occupent plus de 80% de la population des zones semi-arides de l’Afrique de l’Ouest. Ces populations y tirent l’essentiel de leur alimentation et de leur revenu. L’un des problèmes de cette agriculture est la pauvreté des sols. Dans les pays comme le Niger où prédominent les agro-écosystèmes culture-élevage, le rôle du bétail dans le recyclage de la matière organique et des éléments minéraux azote, phosphore et potassium peut constituer un atout pour l’augmentation de la production agricole et animale et assurer une sécurité alimentaire durable. Les bilans et flux de ces matières organiques et éléments minéraux, azote, phosphore et potassium ont été utilisés comme un indicateur d’état qui caractérise la durabilité des systèmes de production.

Cette recherche porte sur l’évaluation de ces flux organiques et bilans des éléments minéraux aux échelles de l’exploitation agricole et du terroir dans le sud-ouest du Niger et la mise au point d’un indicateur de risque d’épuisement de la fertilité des terres des exploitations. L’étude porte sur trois terroirs agro-pastoraux de cette région couvrant une superficie de 500 km² et sur un échantillon de 461 exploitations agro-éleveur. Les trois terroirs diffèrent essentiellement selon la pression agricole sur les terres et l’importance de l’élevage. Dans ces systèmes mixtes culture-élevage, la dualité de l’organisation spatiale qui les caractérise avec une gestion des cultures à l’échelle de la parcelle et centralisée à l’échelle de l’exploitation agricole, et une gestion de l’élevage liée aux ressources pastorales communautaires du terroir, fait que les modèles classiques sont confrontés à cette intégration complexe. Deux modèles ont été donc été utilisés pour l’évaluation des flux et bilans partiels de N, P, K à des échelles différentes, celle de l’exploitation agricole et celle des occupations de sol à l’échelle du terroir. NUTMON, un modèle existant, est utilisé dans la détermination des flux à l’échelle de l’exploitation et de ses composants. La modélisation spatiale des flux à l’aide des systèmes d’information géographique est opérée par articulation de NUTMON avec l’outil NUTPAST développé dans cette thèse. Cet outil développé avec les systèmes d’information géographique prend en compte la dynamique spatio-temporelle de la végétation, du cheptel pour l’évaluation de l’ingestion et de l’excrétion animale à l’échelle des occupations de sol du terroir. Un indicateur de risque intégré d’épuisement de la fertilité des terres a été conçu par exploitation avec les variables de viabilité biophysiques relatives à l’utilisation de l’espace communautaire et des variables socio-économiques en relation à la propriété des terres et du cheptel.

Les bilans partiels obtenus à l’échelle du terroir montrent globalement un équilibre entre les flux de gestion agricoles et de l’élevage à l’échelle des terres des exploitations, avec des valeurs de N,P,K moyens respectifs de 0.3 ± 0.6, 1.2 ±0.2 , 0.9 ± 0.5 kg.ha-1. Ce bilan fait ressortir une grande disparité entre les exploitations qui montrent un bilan fortement positif chez les propriétaires de bétail et négatif chez les villageois ayant très peu de bétail. Les indicateurs de risque, basés sur les facteurs de pression sur les terres, les dotations en terres et bétail par habitant, laissent apparaître qu’en dépit d’une faible intensification par la fumure, la pression agricole sur les terres combinée à la faible dotation des exploitations agricoles en bétail est un facteur de risque très élevé d’épuisement relatif de la fertilité des sols à l’échelle des villages. Ce qui peut compromettre la durabilité de l’agriculture dans ces régions. Les problèmes d’utilisation des ressources communautaires au profit des seuls propriétaires de bétail posent le problème en termes de politique foncière dans ces agro-écosystèmes. Avec la pression agricole actuelle, un autre mode d’intensification agricole est à rechercher avec une politique foncière d’accès aux ressources équitable.

Mots clés: Sahel, Niger, agriculture, élevage, fertilité des sols, bilan, azote, phosphore, potassium, SIG, modèle, risque