Analyse du fonctionnement d'une parcelle de riz irriguée sur sol alcalin : application à la gestion intégrée de la fertilisation azotée et du calendrier cultural dans le delta intérieur du fleuve Niger (Mali)

par Mohamed Dicko

Thèse de doctorat en Sciences du sol

Sous la direction de Jacques Wery.

Soutenue en 2005

à Montpellier, ENSA .


  • Résumé

    La nature alcaline des sols, la mauvaise maîtrise de l'eau ou le respect du calendrier cultural ont été abordés comme facteurs explicatifs de la variabilité des rendements et de l'efficience de la fertilisation azotée en riziculture irriguée à l'Office du Niger (Mali). Un diagnostic agronomique conduit en parcelles paysannes n'a pas permis de mettre en évidence l'influence de ces différents facteurs malgré une forte variabilité des propriétés des sols et des itinéraires techniques, notamment l'age des plants au repiquage. Ces résultats semblent indiquer l'existence d'interactions entre ces différents facteurs qui ont ensuite été étudiés en milieu contrôlé. L'influence de la gestion de la lame d'eau sur la dynamique de l'azote suite à un apport d'urée a été analysée au laboratoire sur deux types de sol alcalin et non alcalin. La volatilisation d'ammoniac est plus importante sur sol alcalin et en présence d'une lame d'eau. Ces pertes ne dépassent cependant pas 20% de l'azote apporté, et les pertes d'azote par nitrification et dénitrification apparaissent potentiellement plus importantes en l'absence d'une lame d'eau et sur sol peu alcalin. La croissance du riz en pot est très fortement affectée sur sol alcalin mais aussi dans une moindre mesure sur sol non alcalin en l'absence de lame d'eau en relation avec l'augmentation du pH in situ résultant de l'hydrolyse de l'urée. Les influences de différentes modalités de gestion de la lame d'eau, de fertilisation azotée et d'âges des plants au repiquage ont enfin été étudiées dans le cadre de deux dispositifs expérimentaux conduits au champ sur deux situations contrastées de sol alcalin et non alcalin. Les résultats montrent que la matière sèche produite est étroitement corrélée à la nutrition azotée. Sur sol alcalin, les rendements sont déterminés par deux processus antagonistes liés à une réduction des pertes d'azote et de meilleures conditions d'alimentation azotée de la culture, et une réduction de la production de grains. Sur sols non alcalins, le rendement est principalement lié à l'alimentation azotée. Si le repiquage de plants âgés pénalise le tallage, les rendements obtenus sont comparables et indiquent une meilleure tolérance de ces plants aux conditions défavorables du milieu. Ces résultats ouvrent la voie à différentes améliorations des modes de conduite de la riziculture appliquée à la nature des sols cultivés, et offrent de nouvelles perspectives de modélisation plus approfondies du fonctionnement du système de culture dans ces conditions spécifiques de sol alcalin.

  • Titre traduit

    Analysis of the functioning of an irrigated rice field on alkali soil : application to the integrated nitrogen fertilizer management and cultural calendar in the interior delta of the Niger (Mali)


  • Résumé

    The irrigated perimeters of the "Office du Niger" (Mali), is characterized by a tendency of soils toward alkalization and the variable yield performances of irrigated rice, as influenced by nitrogen fertilization. The objective of this study is to analyze the interactions between the in situ physicallchemical properties of soil and the modes of application of cultural practices such as nitrogen fertilization, rice transplanting and water management, and their influence on the nitrogen use efficiency by the riœ plant, rice growth and yield. The operational objective is to identify the rice growing practices that can improve the nitrogen use efficiency in the specific context of alkaline soils. The method combines an agronomic diagnosis in other to identify factors that influence the actual situation of farmer plots and laboratory and field experiments to analyse the identified factors. The agronomic diagnosis done in the field of ten peasants permitted to dassify the plots in three groups according to the nature of soils and the floodwater management. If the alkali nature of. Soil and/or the bad floodwater management practices determined the measured outputs, great yield variability within the same group remained nevertheless influenced by cultural practices. The respect of nitrogen fertilization plan and/or the age of the transplanted rice plants appear to be factors that can explain this variability. The results of laboratory and pot experiments permitted to determine the effects of soit alkalinity and floodwater level on the nitrogen dynamics following urea topdressing. The volatilization process of ammonia is more important on alkali soit and in presence of a floodwater. This process concems only 20% of the applied nitrogen, while denitrification appears potentially more important in the absence of a floodwater and on a less or non alkali soil. These observations are probably the results of favourable conditions for nitrification in the absence of floodwater and a more microflore activity on non alkaline soi!. Without flooding, rice growth in pot is more affected on alkaline than non alkaline soU, depending on the availability of nitrogen and the in situ soit pH. The results of field experiments confirmed the important effect of nitrogen application, soit type, water management and their interactions on N use efficiency and rice yield. The nitrogen use efficiency rate was much higher and resulted in more vegetative growth on alkaline soil, showing less nitrogen losses since irrigation water was weil managed. Independently of N nutrition, rice reproductive organs and grain production are affected on alkaline soils. Short draining periods during fertilizer applications does not show significant effects on N use efficiency and yield. Ln contrast to the working hypothesis, transplanting of old rice plants does not show negative effect on rice production; even though tillering is affected, plants seem to adjust the unfavourable conditions of their new environ ment. Yield improvement strategies must be sought through nitrogen management practices (reduction in N losses du ring applications) in non alkaline soils, and reduction in the effects of unfavourable pH on grain production in alkaline soils. Ln non alkaline soil, the benefit of short drainage during the period of fertilizer application is question able since N loses are mainly related to nitrification and denitrification processes. It seems then preferable to take into account the high reducing conditions when applying N fertilizer. On alkaline soUs, lowering the in situ pH and maintaining flood water at optimal level should be preferred. Cultural practices based on knowledge of soit pH and redox potential would be an ideal solution. A deeper analysis and modelling of soil~water-plant system seem necessary to improve management of the alkali soils of the "Office du Niger".

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  • Détails : 1 vol. ( 153 p.)
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  • Annexes : Bibliogr.

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