La zone cotonnière du sud Mali constitue un référentiel sous régional en matière de gestion de la fertilité des sols par le recyclage de produits organiques et minéraux divers. Pour autant les rendements en coton ont baissé depuis ces 10 dernières années. Un diagnostic sur le statut organique actuel des sols cultivés en surface ou Matières Organiques du Sol (MOS), exprimé par la quantité de carbone organique (C), a été réalisé avec l’hypothèse que sous culture continue attelée une fatigue des sols apparaît.

Nous avons réalisé au niveau de trois villages représentant trois zones écologiquement différenciées :

• Une comparaison du statut organique des sols cultivés par rapport à des zones de référence non cultivées ;
• Une détermination des facteurs physiques et culturaux influant les teneurs en C ;
• Une utilisation de la notion de seuil théorique critique en C à l’échelle de l’exploitation ;
• La détermination de quelques relations entre C et d’autres propriétés chimiques des sols.

Sur deux des trois sites plus de 70% des MOS originales ont été perdues dès les premières années de mise en culture. Une moindre perte sur le troisième site met en évidence un effet textural, associé à l’effet des pratiques culturales. Les apports recyclés effectués par les agriculteurs n’ont pas un effet favorable sur le statut organique des sols. L’ensemble des sites est touché, à des degrés divers par une évolution critique du statut organique des sols sous culture. Nous supposons qu’à mesure que le statut organique des sols se dégrade, l’offre en N du sol diminue ainsi que la captation des cations primordiaux pour la nutrition du coton (dont le potassium). Seul le statut en phosphore assimilable se maintien grâce aux apports continus en fertilisants de synthèse et en raison de la faible mobilité de cet élément.

Le maintien ou l’amélioration de la fertilité des sols cultivés passe nécessairement par la prise en compte des particularités du milieu physique et du contexte socioéconomique des exploitations agricoles. Dans ce cadre qu’un partenariat entre l’IER (Institut d’Economie Rurale) et le Cirad (Centre Internationale de Recherches Agronomiques pour le Développement) au niveau du PASE (Programme d’Amélioration des Systèmes d’Exploitation en Zone Cotonnière) que des recherches participatives associant diagnostic et innovations techniques sont menées depuis 2005 pour répondre aux problèmes de la baisse de la fertilité des sols souvent évoqués par les agriculteurs de la zone cotonnière. Dans le cadre du diagnostic sur la fertilité des sols, cette étude présentée ici a pour objectifs :

• de réaliser un état sur le statut actuel des Matières Organiques du Sol (MOS) en surface de parcelles cultivées par rapport à un niveau théorique de seuil critique en MOS ;
• d’identifier certaines contraintes à la gestion de la fertilité des sols à l’échelle de l’exploitation.

La méthodologie de travail a consisté à des études de terrain au niveau de 3 zones écologiquement différenciées avec 53 exploitations agricoles intégrant le coton au niveau de leur assolement. Des cartes des terroirs ont été établies avec un relevé des parcelles collectives. Au niveau de chacune de ces parcelles des prélèvements de sol ont été effectués de manière à :

• déterminer la fraction grossière par tamisage ;
• d’estimer le pourcentage en argiles par un test textural manuel ;
• analyser la teneur en MOS par dosage au laboratoire du C.

Des enquêtes au niveau des agriculteurs ont permis d’identifier leurs perceptions de la fertilité de sols. Les principaux résultats acquis montrent que :

• les teneurs en MOS des parcelles sont en général faibles par rapport aux sols non cultivés depuis longtemps ;
• que la charge en éléments grossiers accroît cette teneur à partir d’un pourcentage de 20% au niveau de la charge pondérale ;
• que la teneur en MOS dépend étroitement du pourcentage en argiles.

L’établissement de classes de parcelles en fonction de leur situation par rapport à un seuil critique théorique en MOS a permis de faire partager aux agriculteurs un diagnostic à l’échelle de chaque terroir :

• A Fama, une situation moyenne par rapport à ce seuil critique ;
• A Dafara une situation plus favorable en raison d’un âge de mise en culture plus récent des parcelles ;
• A Nankorola/Dentiola une situation très inquiétante vis-à-vis des teneurs en MOS.

Le présent mémoire a pour objectif de caractériser les systèmes de culture sans labour avec couverture végétale et leurs conditions d'intégration au sein des exploitations agricoles.La méthodologie de recherche a consisté en une revue bibliographique sur le SCV, des rencontres avec des personnes ressources et une enquête auprès d'agriculteurs.Depuis 2000, la totalité de l'exploitation du paysan enquêté est en SCV avec couverture morte. Selon lui il s'agit de protéger et dynamiser les activités biologiques sur la structure et la matière organique de ses terres. L'adoption de la technique lui a imposé des adaptations de systèmes de culture à différentes échelles, de la parcelle à l'exploitation. Selon l'agriculteur, les quantités d'herbicides ont diminué et le glyphosate avec les rotations est maintenant l'élément essentiel du contrôle des mauvaises herbes. La technique du SCV a un intérêt particulier dans cette exploitation car elle permet l'accès aux parcelles mouillantes (situées dans la vallée du Cher) pendant de très longues périodes, ce qui permet de semer et apporter les engrais aux dates optimales.

Cette étude a pour objectif l'analyse des mécanismes de salinisation, alcalinisation et sodisation des sols irrigués. A l'échelle du profil de sol, elle vise à identifier les phénomènes hydro-géochimiques et leurs interactions et à comprendre leur évolution dans le cas des sols rizicoles de l'Office du Niger (Mali). La démarche s'appuie sur des expérimentations en milieu contrôlé, des suivis de terrain et sur la modélisation numérique des processus. Un modèle numérique mécaniste intégrant les processus hydrogéochimiques selon des lois cinétiques a été développé en couplant un modèle déterministe de transfert d'eau et de solutés et un modèle géochimique intégrant les processus de précipitation/dissolution des minéraux et d'échanges cationiques.

Les résultats obtenus à partir d'observations faites sur un monolithe de sol en infiltration montrent l'importance de considérer les couplages entre écoulement et processus géochimiques pour expliquer les évolutions chimiques observées dans la solution du sol. Dans ce sol structuré, les échanges cationiques ont, en particulier, un fort impact sur l'évolution de la concentration des éléments dans la solution du sol. Le modèle numérique a été calé à partir de ces expérimentations. Les résultats du calage montrent que les évolutions des concentrations simulées et observées sont voisines mais qu'il subsiste, dans le cas des solutés réactifs, des écarts entre les valeurs simulées et observées.

Les processus d'échanges et de précipitation/dissolution de minéraux sont également mis en évidence dans des sols rizicoles irrigués. Les caractéristiques hydro-géochimiques de deux profils de sol ont été suivis pendant une année de culture. Pendant la période de submersion, on note une forte augmentation de l'alcalinité dans la solution du sol que les seuls processus de précipitation/dissolution de minéraux et d'échanges cationiques ne suffisent pas à expliquer. L'hypothèse de l'existence de processus d'oxydoréduction influant sur la balance alcaline du sol est discutée. L'ensemble des processus géochimiques et des mécanismes de transfert est alors étudié au regard des pratiques d'irrigation de ces sols.