Les systèmes agrisylvicoles et la gestion de la fertilité du sol
3.1Les sols acides et pauvres en nutriments : le contexte
Comme il a été dit dans le module 1, l’agroforesterie moderne a pris naissance en Afrique dans les années 1970 avec le Centre international pour la recherche en agroforesterie (ou International Council for Research in Agroforestry – ICRAF). Le but premier des têtes dirigeantes de l’ICRAF était d’améliorer la qualité des sols de l’Afrique, lesquels sont généralement acides et pauvres en nutriments. Au départ, certains scientifiques doutaient du potentiel d’intégrer des arbres et des arbustes dans le paysage agricole africain. Beaucoup de recherches ont été menées depuis ce temps. Les scepticismes au sujet des bénéfices de l’agroforesterie sur la qualité des sols ont été éliminés au fur et à mesure que les résultats de recherche étaient publiés. Faisons maintenant un survol des différents types de sols (ex. oxisols, ultisols, alfisols, entisols, etc.).
La gestion de la productivité (ou fertilité) des sols tropicaux est généralement difficile parce que ceux-ci sont, pour la plupart, intrinsèquement pauvres en nutriments. Pourquoi? Les sols des régions équatoriales de l’Afrique, par exemple, sont exposés à de fortes précipitations (2000 à 6000 mm de pluie par an) et à des températures élevées. Ils sont cependant assez bien drainés. En raison de ces conditions, l’altération chimique des minéraux du sol s’est réalisée à des taux beaucoup plus marqués et pour une plus longue durée (les sols ont quelques millions d’années) que les sols du Canada (les sols sont froids et ont été récemment déposés par les glaciers il y a environ 12 000 ans dans le Québec méridional, par exemple). Dans les sols équatoriaux, le lessivage d’éléments solubles comme le silicium (Si) et les nutriments basiques comme le calcium (Ca), le magnésium (Mg) et le potassium (K) s’effectue aisément et il est à un stade beaucoup plus avancé que celui des sols du sud du Québec. Au contraire, les éléments comme le fer (Fe) et l’aluminium (Al) sont beaucoup moins mobiles sous les conditions équatoriales et tendent à former des précipités sous forme d’oxydes et d’hydroxydes comme la goethite (FeO(OH)) et la gibbsite (Al(OH)3). Les sols fortement altérés sont appelés des « latérites ». Ils sont souvent rougeâtres en raison de l’oxydation du fer (figure 1).
Figure 1. Latérite.
La bauxite est un type de latérite fréquent en région équatoriale. Elle est formée d’alumine (Al2O3) et d’oxydes de fer. Cette latérite est le principal minerai pour la production d’aluminium.
En science du sol, les latérites sont communément appelées « oxisols » (« ox » pour oxydes). Ils sont reconnus pour leurs faibles concentrations en matière organique (carbone) et leurs faibles pouvoirs à retenir les nutriments. Ils sont acides parce qu’ils sont appauvris en calcium, magnésium, potassium et sodium (cations basiques) et enrichis en aluminium et en fer (cations acides). L’agriculture sur brûlis se pratique la plupart du temps sur des oxisols.
Les ultisols et les alfisols sont également fréquents en région tropicale (figure 2). Ils diffèrent des oxisols parce qu’ils se forment sous des régimes climatiques moins arrosés (1500 à 2000 mm de pluie par an) que dans le cas des oxisols. Les ultisols et les alfisols sont tout de même des sols fortement altérés et ont de faibles teneurs en matière organique. Par un lessivage moins intense, ils ont toutefois maintenu davantage de nutriments basiques comparativement aux oxisols. Ils sont donc normalement un peu moins acides que les oxisols. Les ultisols sont plus vieux que les alfisols et, par conséquent, ils montrent des signes d’altération et d’acidification plus avancés que les alfisols.
Les entisols (figure 3) sont des sols très peu développés parce que : (1) les dépôts meubles à partir desquels ils se forment ont été récemment accumulés (ex. colluvions, alluvions, lœss), (2) ils sont constamment érodés par l’eau ou le vent, le climat est aride ou semi-aride et il y a peu de drainage. Ils se forment aussi à partir du quartz (SiO2) ou d’autres matériaux, lesquels sont très résistants à l’altération. Les entisols sont très fréquents en région tropicale.
Les inceptisols (figure 3) sont des sols avec quelques signes de développement liés à la présence de la nappe phréatique jusqu’en surface pendant au moins une courte période durant l’année. Ces sols peuvent accumuler d’importantes quantités de matière organique à la surface, compte tenu des conditions anoxiques. Ce manque d’oxygène réduit l’activité des microorganismes et, par le fait même, ralentit la décomposition de la matière organique.
Entisol
Inceptisol
Figure 3. Entisol et inceptisol.
Enfin, les aridisols, comme leur nom l’indique, sont des sols associés aux régions arides et semi-arides. On les retrouve aux latitudes des tropiques. Les dépôts meubles sont fréquemment enrichis en sels solubles (ex. chlorure de sodium, NaCl). Le long du littoral marin, la nappe phréatique saline joue aussi un rôle important dans la formation des sols. La dessiccation de la partie superficielle du sol crée une condition qui favorise le mouvement de l’eau de la nappe vers le haut par capillarité. La nappe transporte par le fait même les sels vers la surface. Lorsqu’elle atteint les couches superficielles du sol, plus chaudes qu’en profondeur, l’évaporation de l’eau favorise la formation de précipités des sels dans les couches superficielles. Le rendement des récoltes est largement diminué dans de telles conditions.
D’autres types de sols comme les spodosols (sols forestiers faiblement altérés sauf dans les premiers centimètres de sol), les mollisols (cycles de gel et de dégel dans les hautes altitudes), les vertisols (cycles de dessiccation et d’humification des argiles qui influencent le volume des particules) et les andisols (associés aux cendres volcaniques ou à des roches volcaniques basiques) ont été inventoriés en Afrique ou ailleurs en région tropicale. Ils n’occupent toutefois que de petites surfaces par rapport aux sols précédemment discutés. Notez que certains de ces sols sont dominants ailleurs dans le monde (ex. spodosols au Canada, en Scandinavie et en Russie).
La figure 4 donne une très bonne idée de la distribution et de la proportion des différents types de sols en Afrique. On note qu’en région tropicale, les oxisols, les ultisols, les alfisols et les entisols sont dominants. Malheureusement, ce ne sont généralement pas des sols propices à l’agriculture, ce qui a motivé le développement de systèmes agroforestiers pour améliorer la productivité de ceux-ci.
Figure 4. Distribution des différents types de sols sur le continent africain.