En Afrique subsaharienne, fertilisation minérale et agroécologie ne sont pas incompatibles

En Afrique subsaharienne, fertilisation minérale et agroécologie ne sont pas incompatibles

Faut-il accroître l’utilisation des engrais minéraux en Afrique subsaharienne ? Une équipe d’agronomes* africains et européens apporte une réponse nuancée à cette question dans un article publié dans Perspectives agricoles. Leur analyse s’appuie sur une revue de la littérature scientifique existante et sur des années d’expérience de terrain en Afrique subsaharienne.

Les approches agroécologiques, basées par exemple sur l’utilisation de légumineuses et de fumier, suffisent-elles à elles seules à assurer une augmentation à long terme des rendements annuels des cultures en Afrique subsaharienne (ASS), sans recourir davantage à des engrais minéraux ?

La réponse est non, selon une équipe d'agronomes qui a publié une analyse approfondie de 150 articles scientifiques sur les cultures annuelles (maïs, sorgho, mil, riz, manioc, etc.) et les légumineuses tropicales, toutes deux légumineuses à grains annuelles (niébé , arachide) et légumineuses (acacia, sesbania) en milieu tropical.

Ces publications rassemblent 50 ans de connaissances sur les bilans nutritifs en Afrique subsaharienne, la fixation biologique de l'azote par les légumineuses tropicales, l'utilisation du fumier dans les systèmes agricoles des petites exploitations et l'impact environnemental des engrais minéraux.

"Si l’on considère des conditions climatiques et des contraintes physiques du sol comparables, les rendements du maïs – la principale source de calories pour les populations – en Afrique subsaharienne sont trois à quatre fois inférieurs à ceux du reste du monde. Cela est dû en grande partie au fait que l’utilisation d’engrais minéraux (azote, potassium) y est en moyenne quatre fois moindre.", » déclare Gatien Falconnier, chercheur au Cirad basé au Zimbabwe et auteur principal de l'article. "En moyenne, 13 kg d'azote sont utilisés par hectare et par an en Afrique subsaharienne, toutes cultures confondues, sachant que les agriculteurs les plus pauvres n'ont pas accès aux engrais azotés et ne les utilisent donc pas. Ce sont principalement les agro-industriels et les maraîchers qui ont accès aux engrais. », ajoute François Affholder, agronome au Cirad basé au Mozambique et co-auteur de l'article.

Engrais de couverture appliqué à la culture du soja dans le nord du Ghana.

"Notre objectif n'est pas de produire comme l'Europe ou l'Amérique du Nord, mais de produire plus régulièrement selon les saisons et les années, et ainsi d'augmenter la durabilité économique de nos systèmes agricoles. Pour ce faire, il faut assurer un niveau minimum de nutriments aux cultures, qui nécessitent des éléments minéraux essentiels à une photosynthèse efficace, et donc à leur croissance. Les sols manquent généralement d’éléments minéraux en Afrique subsaharienne, et les apports organiques largement insuffisants entraînent des carences en éléments nutritifs dans les cultures. C’est le principal facteur limitant des rendements des cultures, hors situations de sécheresse. », déclare Pauline Chivenge de l'Institut Africain de Nutrition Végétale (APNI). "Les travaux de Christian Pieri montraient dès 1989 qu’il était possible de restaurer des niveaux élevés de fertilité aux sols africains grâce à une approche équilibrée des apports de nutriments organiques et minéraux. », précise François Affholder.

L’article met en évidence cinq raisons pour lesquelles davantage d’engrais minéraux sont nécessaires en Afrique subsaharienne :

1. Les systèmes agricoles se caractérisent par une très faible utilisation d’engrais minéraux, des systèmes mixtes culture-élevage répandus et une diversité de cultures importante, y compris les légumineuses. Les apports d’éléments minéraux aux cultures par les agriculteurs sont insuffisants, ce qui entraîne une baisse généralisée de la fertilité des sols en raison de l’extraction des éléments nutritifs du sol.
2. Les besoins en azote des cultures ne peuvent être satisfaits uniquement par la fixation biologique de l’azote par les légumineuses. et le recyclage du fumier. Les légumineuses ne peuvent fixer l’azote atmosphérique que si la symbiose avec les bactéries du sol fonctionne correctement, ce qui nécessite l’absorption de différents éléments minéraux par la plante. Ken Giller de l'Université de Wageningen, souligne que la capacité des légumineuses à capter l'azote de l'air grâce à leur symbiose avec les bactéries rhizobium est une opportunité fantastique pour les petits agriculteurs, "mais les quantités d’azote fixées sont très faibles, à moins que d’autres nutriments tels que le phosphore ne soient fournis par les engrais. ».
3. Le phosphore et le potassium sont souvent les principaux facteurs limitants du fonctionnement des plantes et les organismes vivants, y compris les bactéries symbiotiques : s'il n'y a pas suffisamment de phosphore et de potassium dans les sols, alors il n'y a pas de fixation d'azote. Ces éléments nutritifs, phosphore, potassium et micro-éléments, doivent être apportés par les engrais, car ils ne peuvent pas l'être par les légumineuses, qui puisent ces éléments directement dans le sol. Dans le cas du fumier, il s’agit simplement d’un transfert des zones de pâturage vers les zones cultivées, ce qui réduit progressivement la fertilité des zones de pâturage.
4. S’ils sont utilisés correctement, les engrais minéraux ont peu d’impact sur l’environnement. Les émissions de gaz à effet de serre liées à l’utilisation d’engrais azotés peuvent être contrôlées grâce à une application équilibrée et efficace. De plus, les engrais minéraux peuvent être produits plus efficacement afin de réduire l’impact de leur production sur les émissions de gaz à effet de serre, sachant que cet impact est faible, autour de 1 % des émissions anthropiques totales.
5. Réduire davantage l’utilisation d’engrais minéraux en ASS entraverait les gains de productivité et contribuerait directement à accroître l’insécurité alimentaire et indirectement à l’expansion agricole et à la déforestation. Produire pour une population qui doublera d’ici 2050 nécessitera probablement l’utilisation de davantage de terres agricoles. Une stratégie extensive nuit ainsi à la biodiversité et contribue à augmenter les émissions de gaz à effet de serre, contrairement à une intensification agroécologique stratégique combinée à une utilisation efficace et modérée des engrais minéraux.

"Si l’on tient compte des facteurs biophysiques de production, tels que le climat et le sol, ainsi que du manque de terres et de travailleurs agricoles, il sera impossible d’atteindre un niveau de production satisfaisant en fertilisant les sols uniquement avec du fumier et en utilisant des légumineuses. », déclare Leonard Rusinamhodzi, chercheur agricole à l'Institut international d'agriculture tropicale du Ghana.

Toutefois, "les principes agroécologiques directement liés à l’amélioration de la fertilité des sols, comme le recyclage des éléments minéraux et organiques, l’efficacité et la diversité des cultures, avec par exemple les pratiques agroforestières et les cultures intercalaires céréales-légumineuses, restent essentiels pour améliorer la santé des sols. La fertilité des sols repose sur leur teneur en matière organique, apportée par la croissance des plantes qui détermine la biomasse restituée au sol sous forme de racines et de résidus végétaux. L’utilisation efficace des engrais minéraux amorce un cercle vertueux. Ces nutriments sont cruciaux pour la durabilité de la productivité agricole », raconte Gatien Falconnier.

Les chercheurs plaident donc en faveur d’une position nuancée reconnaissant la nécessité d’augmenter l’utilisation d’engrais minéraux en Afrique subsaharienne, de manière modérée et basée sur des pratiques efficaces, en conjonction avec le recours à des pratiques agroécologiques et un soutien politique approprié. Cette approche équilibrée vise à garantir sécurité alimentaire à long terme tout en préservant les écosystèmes et en prévenant la dégradation des sols.

Référence
Falconnier, GN, Cardinael, R., Corbeels, M., Baudron, F., Chivenge, P., Couëdel, A., Ripoche, A., Affholder, F., Naudin, K., Benaillon, E., Rusinamhodzi , L., L. Leroux, B. Vanlauwe et KE Giller (2023). Le principe de réduction des intrants de l’agroécologie est erroné lorsqu’il s’agit de l’utilisation d’engrais minéraux en Afrique subsaharienne. Perspectives de l'agriculture, 0(0). https://doi.org/10.1177/00307270231199795

* CIRAD, Centre international d'amélioration du maïs et du blé (CIMMYT), Institut international d'agriculture tropicale (IITA), Université de Wageningen et Institut africain de nutrition des plantes (APNI)

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Les scientifiques
Gatien Falconnier
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Pauline Chivengé
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Léonard Rusinamhodzi
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