Etude Des Caractéristiques Physiques, Chimiques Et Biologiques Des Sols

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO FACULTE DES SCIENCES Domaine : SCIENCES ET TECHNOLOGIES

Mémoire pour l’obtention du Diplôme de Master II Mention : BIOLOGIE ET ECOLOGIE VEGETALES Parcours : PHYSIOLOGIE ET BIOTECHNOLOGIE VEGETALES (PHYTECH)

Etude des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des sols

pour une appréhension de leurs états de dégradation. Cas de la culture de ricin (Ricinus communis L.) dans la Région Androy, Sud de Madagascar.

Présenté par : RAFARALAHY Herijaona Vonjy Soutenu publiquement le jeudi 08 juillet 2021 Devant les membres du jury composés de : Président (e) : Pr. Nivohanintsoa Elinorovololona RAMANAMPAMONJY Rapporteurs: Dr. Berthe RASOAMAMPIONONA Dr. HDR Andry ANDRIAMANANJARA Examinateurs : Dr. Rodolphe RASOLOARIVONY Dr. Tovohery RAKOTOSON

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO FACULTE DES SCIENCES Domaine : SCIENCES ET TECHNOLOGIES

Mémoire pour l’obtention du Diplôme de Master II Mention : BIOLOGIE ET ECOLOGIE VEGETALES Parcours : PHYSIOLOGIE ET BIOTECHNOLOGIE VEGETALES (PHYTECH)

Etude des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des sols

pour une appréhension de leurs états de dégradation. Cas de la culture de ricin (Ricinus communis L.) dans la Région Androy, Sud de Madagascar.

DEDICACE

Je remercie profondément Dieu tout puissant de m’avoir donné la santé, la force, le courage ainsi que de m’avoir éclairé, guidé, soutenu à chaque instant de ma vie et notamment durant toutes mes études jusqu’à la finalisation de ce travail.

REMERCIEMENTS

La réalisation de ce mémoire n’aurait pas été possible sans l’aide et la contribution des nombreuses personnes et institutions, à qui j’adresse ma profonde gratitude :

 Madame Nivohanintsoa Elinorovololona RAMANAMPAMONJY née RAVONIARISON, Professeur, Enseignant-Chercheur, Responsable du Parcours Physiologie et Biotechnologie Végétales (PHYTECH), Mention Biologie et Ecologie Végétales MBEV, Domaine Sciences et Technologies, qui a bien voulu présider le jury de cette soutenance de mémoire de Master II en dépit de ses nombreuses obligations ;

 Madame Berthe RASOAMAMPIONONA, Docteur, Enseignant-Chercheur, Maître de Conférences, Parcours PHYTECH, MBEV, Faculté des Sciences, Domaine Sciences et Technologies, Université d’Antananarivo, d’avoir accepté d’être mon rapporteur et consacré une grande partie de son temps pour corriger ce manuscrit et d’avoir partagé ses connaissances et ses expériences tout au long de cette présente étude malgré ses nombreuses occupations ;

 Monsieur Andry ANDRIAMANANJARA, Docteur HDR, Enseignant-Chercheur, Maître de Conférences, Unité Biodisponibilité des nutriments, Service de la Radio Agronomie, Laboratoire des RadioIsotopes LRI, Université d’Antananarivo, d’avoir proposé ce thème intéressant et accepté d’être mon rapporteur au sein du LRI malgré ses multiples occupations. Merci pour vos critiques toujours constructives et vos conseils toujours pertinents ;

 Monsieur Rodolphe RASOLOARIVONY, Docteur, Enseignant-Chercheur, Maître de Conférences, Parcours PHYTECH, MBEV, Faculté des Sciences, Université d’Antananarivo, d’avoir accepté de siéger parmi les membres du jury en tant qu’examinateur et d’avoir apporté des critiques constructives pour améliorer la qualité de ce mémoire de fin d’études ;

 Monsieur Tovohery RAKOTOSON, Docteur, Chercheur au LRI, Unité Biodisponibilité des Nutriments, Université d’Antananarivo, d’avoir accepté d’examiner ce mémoire. Merci pour vos critiques toujours constructives et vos conseils toujours pertinents pour l’amélioration qualitative de ce manuscrit ;

 Madame Tantely RAZAFIMBELO, Professeur Titulaire, Directeur du LRI, pour m’avoir sélectionné, accueilli et mis à notre disposition son laboratoire pendant la réalisation de ce travail,

 Projet PrAda, sous tutelle de la Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GIZ et en collaboration avec plusieurs institutions, merci pour le financement de ce stage

 Monsieur Nandrianina RAMIFEHIARIVO, Docteur, Chercheur au LRI, de m’avoir suivi de près la présente étude sur le stage sur terrain et sur la rédaction de ce mémoire malgré ses nombreuses occupations ;

 Madame Harimenja RAZAFINTSALAMA, Docteur, Chercheur au LRI, de m’avoir donné aussi des connaissances et des expériences scientifiques, de m’avoir encadré sur le déroulement de mon stage sur terrain et au laboratoire ;

 Madame Malalatiana RAZAFINDRAKOTO, Docteur, Chercheur au LRI, de m’avoir donné des aides, des conseils et qui m’a donné des connaissances sur la biologie du sol, précisément sur l’identification des macrofaunes ;

 Monsieur Michel RABENARIVO, Docteur, Chercheur au LRI, Unité Sol et Changement Climatique, de m’avoir donné des conseils et encouragé durant mon stage sur terrain ;

 Madame Marie-Paule RAZAFIMANANTSOA, Assistante de Recherche au LRI, merci de m’avoir donné des conseils lors des manipulations au laboratoire et surtout sur l’observation des résultats d’analyses physico-chimiques ;

 Tous les techniciens du LRI, qui ont donné une ambiance conviviale et surtout amicale. Merci pour vos aides lors des manipulations au laboratoire ;

 Tous les collègues au LRI, thésards, stagiaires, grand merci pour le partage des connaissances et conseils, les rires et l’ambiance durant mon séjour au LRI ;

 Tous les collègues de la Promotion FAMELONALA (2017-2018), merci pour vos aides, partage des connaissances, soutiens et l’ambiance durant les cinq années de nos études ;

 Enfin, je tiens à remercier mes parents, mes sœurs et frères pour leur soutien moral et surtout financier qui ont été décisifs dans l’achèvement de ce travail.

 Merci à mon épouse RINARISOA Nanah Erthelle et à mon fils (Iaro) qui m’ont toujours aidés, encouragés et donnés de motivation lors de mes études et surtout sur la réalisation de ce travail.

Vonjy vous remercie !

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TABLE DES MATIERES

TABLE DES MATIERES ...... IV LISTE DES ANNEXES ...... VI LISTE DES CARTES ...... VI LISTE DES FIGURES...... VI LISTE DES PHOTOS ...... VIII LISTE DES TABLEAUX ...... VIII GLOSSAIRE...... IX LISTE DES ABREVIATIONS ...... XI INTRODUCTION ...... 1 PARTIE I: GENERALITES ...... 1

I.1. SOL ...... 3 I.2. ANALYSE DU SOL ...... 3 I.2.1. Caractéristiques physiques du sol en agriculture ...... 3 I.2.2. Caractéristiques chimiques du sol ...... 5 I.2.3. Caractéristiques biologiques du sol ...... 8 I.2.4. Eau du sol ...... 9 I.3. Ricinus communis L...... 10 I.3.1. Position systématique ...... 10 I.3.2. Description ...... 11 I.3.3. Distribution géographique ...... 12 I.3.4. Utilisations ...... 12 I.3.5. Mode de culture dans la région d’étude ...... 13

PARTIE II: MATERIEL ET METHODES ...... 1

II.1. MATERIEL ...... 15 II.1.1. Matériel végétal ...... 15 II.1.2. Présentation des sites d’étude ...... 15 II.1.3. Choix des sites et parcelles d’étude ...... 18 II.2. METHODES ...... 21 II.2.1. Prélèvement des sols ...... 21 II.2.2. Méthodes de prélèvement des échantillons des sols ...... 23 II.2.3. Analyse du sol au laboratoire ...... 24

II.2.4. Détermination des caractéristiques biologiques du sol ...... 26 II.2.5. Observation du stade phénologique de Ricin ...... 27 II.2.6. Evaluation des rendements en grains de ricin ...... 28 II.2.7. Analyses statistiques et traitements des données ...... 29

PARTIE III: RESULTATS ET INTERPRETATIONS ...... 29

III.1. PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES ET BIOLOGIQUES DES SOLS ...... 30 III.1.1. Type des sols dans les sites d’étude ...... 30 III.1.2. Caractéristiques physico-chimiques des sols ...... 30 III.1.3. Caractéristiques biologiques des sols ...... 48 III.2. CROISSANCE ET DEVELOPPEMENT DES PLANTS DE RICIN ...... 53 III.2.1. Croissance en hauteur ...... 53 III.2.2. Nombre des feuilles ...... 54 III.2.3. Nombre de tige ...... 55 III.2.4. Stade phénologique ...... 55 III.3. RENDEMENTS EN GRAINES DE RICIN ...... 56 III.3.1. Rendement en graines de ricin par site ...... 56

PARTIE IV: DISCUSSION...... 28

IV.1. Etat de dégradation en relation avec la croissance et développement des plants de ricin ...... 57 IV.2. Etat de dégradation en relation avec les caractéristiques physico-chimiques ...... 58 IV.3. Etat de dégradation en relation avec les caractéristiques biologiques ...... 59

CONCLUSION ET PERSPECTIVES ...... 62 BIBLIOGRAPHIE ...... 64 WEBOGRAPHIE ...... 68 ANNEXES ...... I

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Triangle de texture selon la classification USDA ...... I Annexe 2 : Localisation des points de prélèvement en mesure ponctuelle ...... II Annexe 3 : Dosage des carbones organiques dans le sol ...... III Annexe 4 : Détermination de l’azote total du sol ...... IV Annexe 5 : ANOVA pour les analyses physico-chimiques et biologiques des sols ...... V Annexe 6 : Liste des espèces rencontrées dans les trois sites d'études ...... VIII Annexe 7 : Nombre des individus et des espèces des macrofaunes des sols par sites ...... IX Annexe 8 : ACP pour les résultats sur le ricin et le sol ...... X Annexe 9 : Dates d'observations et la récolte des graines de ricins ...... XII Annexe 10 : Fiche technique d'observations de la croissance des ricins par semaine ...... XIII Annexe 11 : Fiche de collecte des données en mesure ponctuelle ...... XIV Annexe 12 : Fiche d'enquête sur l'historique des parcelles ...... XV Annexe 13 : Rendements en graines de ricin avec les surfaces des carrées de rendements ...... XVI Annexe 14 : Attaque des ravageurs (Siaka) sur les feuilles de ricins ...... XVII LISTE DES CARTES

Carte 1 : Localisation des deux Communes Rurales d'Ambonaivo et Maroalomainty ...... 16 Carte 2 : Pédologie de la Région Androy ...... 18 Carte 3 : Localisation des trois sites de prélèvement ...... 20 LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Teneurs en eau caractéristiques des sols et croissance des plantes ...... 10 Figure 2 : Courbe ombrothermique de Gaussen P = 2T sur 2 ans (2017-2018) et période de prélèvement, dans le District d’Ambovombe-Androy ...... 17 Figure 3 : pH eau des sols cultivés et des références par site ...... 31 Figure 4 : Moyenne du pH eau des sols cultivés avec sols de références par site (n = 6 profondeurs) ...... 31 Figure 5 : Moyenne du pH eau des sols cultivés et sols de références des trois sites ...... 32 Figure 6 : Moyenne du pH KCl du sol par site avec les références ...... 32 Figure 7 : Moyenne du pH KCl par site ...... 33 Figure 8 : Moyenne du pH KCl des sols cultivés et les sols de références ...... 33 Figure 9 : Humidité du sol par site avec les références ...... 34 Figure 10 : Moyenne de l'humidité du sol par site au milieu de la mesure continue (%) ...... 35

Figure 11 : Moyenne de l'humidité des sols cultivés et les sols de références ...... 35 Figure 12 : Humidité (0-60 cm) du sol pendant 25 semaines n=6 ...... 36 Figure 13 : La densité apparente du sol par site avec les références ...... 37 Figure 14 : Moyenne de la densité apparente des sols cultivés et des sols de références par site (g.cm-3) ...... 38 Figure 15 : Moyenne de la densité apparente du sol dans les sols cultivés et les sols de références (g.cm-3) ...... 38 Figure 16 : Triangle de texture des sols selon la classification USDA ...... 39 Figure 17 : Moyenne du taux de la saturation en eau du sol cultivé par site ...... 41 Figure 18 : Moyenne du point de flétrissement des sols cultivés par site ...... 41 Figure 19 : Moyenne de la capacité au champ du sol cultivé par site ...... 42 Figure 20 : La teneur en carbone organique par site des sols cultivés et références (g.kg-1) ...... 43 Figure 21 : Teneur en carbone organique du sol par site (g.kg-1) ...... 43 Figure 22 : Teneur en carbone organique des sols cultivés et les sols de références des trois sites (g.kg-1) ...... 44 Figure 23 : La teneur en azote total des sols cultivés et références par site (g.kg-1) ...... 45 Figure 24 : Moyenne des teneurs en azote total des sols cultivés et sols de références par site (g.kg- 1) ...... 45 Figure 25 : Moyenne des teneurs en azote total des sols cultivés et des sols de références des trois sites (g.kg-1) ...... 46 Figure 26 : La teneur en phosphore Olsen des sols cultivés et références (mg.kg-1) ...... 46 Figure 27 : Moyenne de la teneur en phosphore Olsen des sols cultivés avec les sols de références par site (mg.kg-1) ...... 47 Figure 28 : Moyenne des valeurs de la teneur en phosphore Olsen des sols cultivés et des sols de références des trois sites (mg.kg-1) ...... 48 Figure 29 : Densité des macrofaunes par groupe dans les trois sites (individus.m-2) ...... 49 Figure 30 : Biomasse des macrofaunes par groupe dans les trois sites (g.m-2) ...... 49 Figure 31 : Densité des macrofaunes du sol avec les références (individu.m-2) ...... 50 Figure 32 : Densité moyenne des macrofaunes des sols cultivés avec les sols de références par site (individus.m-2) ...... 50 Figure 33 : Densité moyenne des macrofaunes des sols cultivés et les sols de références des trois sites (individus.m-2) ...... 51 Figure 34 : Biomasse des macrofaunes des sols par site avec les références (g.m-2) ...... 52

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Figure 35 : Moyenne de la biomasse des macrofaunes des sols cultivés avec les sols de références par site (g.m-2) ...... 52 Figure 36 : Moyenne de la biomasse des macrofaunes des sols cultivés et les sols de références des trois sites (g.m-2) ...... 53 Figure 37 : Evolution de la croissance des plants de ricin par semaine ...... 54 Figure 38 : Evolution du nombre des feuilles de ricin par semaine ...... 55 Figure 39 : Evolution du stade phénologique de plants de ricin par semaine ...... 56 Figure 40 : Rendement en graines de ricin par site (kg.ha-1) ...... 56

LISTE DES PHOTOS

Photo 1 : Jeune plant de Ricinus communis âgé de 12 semaines ...... 12 Photo 2 : Pied adulte de Ricinus communis âgé de 21 semaines...... 12 Photo 3 : Fruits de Ricinus communis âgé de 25 semaines ...... 12 Photos 4 : Huile de ricin de pression à froid (http 1) ...... 13 Photos 5 : Huile de ricin de pression à chaud dans le marché d’Antananarivo ...... 13 Photo 6 : Graines de Ricinus communis ...... 15 Photo 7 : Prélèvement des sols par l'angady ...... 23 Photo 8 : Prélèvement des sols par une tarière ...... 23 Photo 9 : Prélèvement des sols par un cylindre ...... 24 Photos 10 : Processus de prélèvement et quantification des macrofaunes ...... 27 Photos 11 : Etapes de séchage des graines de ricin ...... 28 LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Classe granulométrique des particules (Massenet, 2013) ...... 4 Tableau 2 : Qualification de l'acidité ou basicité d'un sol (Combeau et al., 1970) ...... 5 Tableau 3 : Parcelles de prélèvement et système de référence en mesure continue ...... 19 Tableau 4 : Coordonnées géographiques des parcelles de prélèvements en mesure continue ...... 20 Tableau 5 : La localisation et codage des parcelles de prélèvements dans la mesure ponctuelle .... 21 Tableau 6 : La localisation et codage des parcelles de prélèvements dans la mesure continue ...... 22 Tableau 7 : Classification des types des sols par site d’étude et leur localité ...... 30 Tableau 8 : La texture des sols des trois sites selon la classification USDA ...... 40

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GLOSSAIRE

 Alluvion : Dépôt argileux ou sableux que les eaux apportent ou laissent en se retirant  Autochorie : Dispersion des graines par une action mécanique de la plante elle-même (http 2)  Biomasse de la macrofaune: Masse totale des organismes vivants présents à un moment donné dans un biotope particulier (http 3). Dans cette étude, la biomasse c’est la masse totale des macrofaunes du sol par mètre carré des sols.  Colluvion : Dépôt de bas du versant d’une colline ou d’une montagne, relativement fin et plutôt angulaire dont les éléments désagrégés, à la différence des alluvions, ont subi un faible transport.  Crevasse : Fente, déchirure, fissure à la surface d'un corps.  Dartre : Plaque sèche, irritation de la peau, qui peut être due à des facteurs psychologiques comme le stress, climatiques comme le froid, ou dermatologiques comme une sécheresse excessive de la peau.  Dégradation des sols : Changement dans l’état de santé du sol qui entraîne une diminution de la capacité de l’écosystème à fournir des biens et services pour ses bénéficiaires (http 4).  Densité de la macrofaune: Nombre d’individus des macrofaunes du sol par mètre carré des sols  Eczéma : dermatose prurigineuse caractérisée par une inflammation non contagieuse de la peau qui s'accompagne de rougeurs, de fines vésicules, de squames et de démangeaisons.  Erosion des sols : Phénomène de déplacement des matériaux à la surface de la couche la plus externe de la croûte terrestre. Elle est une des formes de régression et dégradation des sols et les principaux facteurs sont : les précipitations et le vent (http 5).  Homoscédasticité : Uniformité de la variance de l’erreur dans un ensemble de valeurs observées.  Mycose : Infection provoquée par le développement de minuscules champignons dans une partie de l'organisme.  Phytophages : Animaux qui mangent des végétaux  Prédateurs : Animaux qui consomment entièrement ou partiellement une à plusieurs espèce(s) dénommée(s) proies, généralement en les tuant, pour s’en nourrir ou pour alimenter sa progéniture.  Psoriasis : Maladie inflammatoire de la peau. Il se caractérise généralement par l'apparition d'épaisses plaques de peau qui desquament (qui se détachent sous formes « d'écailles » blanches).  Saprophages : Êtres vivants qui se nourrissent de débris animaux, végétaux ou fongiques.  Sols cultivés : Sols cultivés par des ricins seulement ou en association avec d’autres cultures.  Sols de références : Sols qui ne sont pas perturbés ou cultivés pendant au moins 10 ans et ils sont caractérisés par des jachères.

 Sols fersiallitiques : Résultat d’une association forte et stable entre des colloïdes argileux et des oxydes de fer. Sols généralement riches et fertiles, avec des humus stables, voire peu mobilisables. Mais ce sont des sols fragiles, particulièrement sensibles à l’érosion éolienne ou hydrique, surtout dans la situation de découverture végétale dans laquelle ces sols se retrouvent après un incendie ou par suite du surpâturage. Ces sols se développent surtout dans les régions méditerranéennes (http 6).  Sols peu évolués d’apports : Sols qui ont un niveau très bas de matière organique, une fertilité chimique faible. Ils sont sensibles à l’érosion éolienne et hydrique. S’ils sont de texture sableuse, ils ont l’inconvénient d’être très perméables et sont très pauvres en matière organique (http 4).

LISTE DES ABREVIATIONS

AFNOR : Association Française de Normalisation ANOVA : Analysis Of Variance (Analyse de la variance) CC : Capacité au Champ CEC : Capacité d’échange cationique CIRAD : Centre de coopération International de Recherche Agronomique pour le Développement CPCS : Commission de Pédologie et de Cartographie des Sols Da : Densité apparente DEA : Diplôme d’Etudes Approfondies DGM : Direction Générale de la Météorologie ESSA : Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques FAO : Food Agriculture Organization GIZ : Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit IRD : Institut de Recherche pour le Développement LRI : Laboratoire des RadioIsotopes MC : Mesure continue MAEP : Ministère de l’Agriculture de l’Elevage et de la Pêche MIRS : Mean Infrared Spectroscopy MO : Matière Organique ORSTOM : Office de la Recherche Scientifique et Technique d’Outre-Mer PF : Point de Flétrissement PHYTECH : Physiologie et Biotechnologie Végétales PrAda : Projet Adaptation des chaînes de valeur agricoles au changement climatique RN : Route Nationale USDA : United States Department of Agriculture XLSTAT : Logiciel de traitement statistique des données

INTRODUCTION

La culture de ricin est l’une des secteurs la plus développée dans le monde entier. Elle est très développée en Inde, Chine, et Brésil qui sont les principaux pays producteurs. Le prix de l’huile de ricin a augmenté progressivement jusqu’en milieu de l’année 2008 pour dépasser les 1 300 US$ la tonne, avec un point culminant à 1 500 US$ la tonne en juillet-août 2008 soit largement le double du prix moyen observé en 2002 (Dumeignil, 2012). En fait, le marché de l’huile de ricin et de ses dérivés est actuellement de 14 millions de tonnes au niveau mondial (http 7). Cette filière apporte alors beaucoup de bénéfice pour ces pays. Cette huile végétale, obtenue par pressage des graines s’emploie dans les préparations cosmétiques pharmaceutiques (http 8) du fait de ses vertus curatives. C’est également un produit très recherché sur le marché international, utilisé surtout dans l’aviation (http 9). Vers 1950, Madagascar produisait 12 000 tonnes des grains de ricin par an tandis qu’en 2015, cette production n’a été que de 200 tonnes (http 9). Le taux de productivité de l’agriculture en général n’a cessé de régresser pendant les quatre dernières années. Ce taux est à 2,5% inférieur à celui de la croissance démographique qui est actuellement à 2,8%. Les bouches à nourrir se multiplient considérablement plus vite que la production agricole (Randrianarimanana, 2018). Cette régression du rendement serait due au manque de professionnalisation, de mesures d’adaptation, de semences améliorées ainsi qu’au changement climatique, la dégradation des sols cultivés, la sécheresse, etc. (PrAda, 2017). En effet, un grand nombre d’activités peut être effectué tel que l’appui aux agriculteurs pour réduire la vulnérabilité de l’agriculture face au changement climatique. La domestication de la culture des plantes sauvages comme autres sources de revenus aux paysans est appuyée par les organismes de développement. Dans les régions du Sud et Sud-Est de Madagascar, plus précisément dans les régions Androy, Anosy et Atsimo Atsinanana, un projet bilatéral intitulé « Projet Adaptation des chaînes de valeur agricoles au changement climatique » (PrAda) a été mis en œuvre par la Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) depuis 2017, en collaboration avec le Laboratoire des RadioIsotopes (LRI) par l’intermédiaire du Ministère de l’Agriculture de l’Elevage et de la Pêche (MAEP). Ce projet a pour objectif principal d’améliorer la performance des acteurs des chaînes de valeur agricoles sélectionnées, qui sont particulièrement vulnérables au changement climatique. La domestication de la culture de ricin fait partie de l’une des solutions pour lutter contre la pauvreté particulièrement dans la région Androy. En effet, cette région possède plusieurs types de sols appropriés à l’agriculture mais avec des conditions environnementales variéés suivant le temps.

INTRODUCTION

La température moyenne annuelle dans cette région est de 24°C avec la précipitation moyenne de 400 mm et qui est mal répartie dans l’année. Les données ont montré que la production en graines de ricins diminue progressivement dans la région malgré une forte demande mondiale. Les facteurs de diminution sont divers telles que la rareté de la précipitation, l’augmentation de la température et la dégradation des sols. De ce fait, il est alors nécessaire d’identifier les paramètres physico-chimiques et biologiques des sols pour pouvoir apporter des recommandations afin d’améliorer la productivité. Parmi le questionnement de recherche qui se pose serait ainsi d’étudier l’effet de la dégradation du sol sur la culture de Ricin. L’objectif de ce travail est d’évaluer l’état de dégradation des sols sous culture de ricin dans la région Androy au Sud de Madagascar suivant les types de sols. Pour cela, trois objectifs spécifiques sont définis : 1. Caractériser les propriétés physico-chimiques et biologiques des sols sous culture de ricin par rapport à des sols non perturbés de référence, 2. Evaluer la variation des rendements des cultures de ricin suivant les types de sols de la région, 3. Hiérarchiser l’état de dégradation des sols suivant la variabilité spatiale Hypothèses de recherche : L’hypothèse de cette étude est basée généralement sur le fait que les réponses de culture de ricin couplées avec les propriétés physique, chimique et biologique permettent d’évaluer l’état de dégradation du sol. Ainsi, trois hypothèses spécifiques ont été émises :  Les sols sous ricins sont moins fertiles par rapport aux sols non perturbés,  Le rendement des cultures de ricin est amélioré dans les sols fersiallitiques,  Le sol peu évolué d’apport de Maroalomainty est le plus dégradé tandis que le sol fersiallitique d’Ambonaivo est le moins dégradé. Le sujet est abordé en quatre (4) parties dont la première concerne la synthèse bibliographique, la deuxième partie décrit les matériels et méthodes utilisés, la troisième partie énonce les résultats obtenus et interprétations et enfin la quatrième partie compile la discussion de ces résultats, la conclusion et les perspectives.

PARTIE I: GENERALITES

GENERALITES

I.1. SOL

En pédologie, le sol est la formation naturelle de surface à structure meuble et d’épaisseur variable et résultant de la transformation de la roche mère sous-jacente sous l’influence de divers processus, physique, chimique et biologique, au contact de l’atmosphère et des êtres vivants (Désiré & Albert, 1952). L’agriculture définit le sol comme seulement la partie travaillée, celle dans laquelle il incorpore les amendements et les engrais (Hervieu, 1960). En fait, il ne s’agit que de la couche superficielle du sol appelée aussi terre arable. Le sol se présente comme constitué d’un certain nombre de couches plus ou moins horizontales ayant des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques définies et dénommées horizons (Dabin et Segalen, 1970).

I.2. ANALYSE DU SOL

L’analyse du sol est une procédure visant à caractériser la composition et les qualités physico- chimiques d’un sol. Lorsqu’on achève la description détaillée des différents horizons constituant le profil du sol, un certain nombre d’échantillons peut être prélevé et amené au laboratoire pour les différentes analyses complémentaires aux données du terrain. Les mesures qu’on peut effectuer au laboratoire sont extrêmement nombreuses mais elles dépendent à l’objectif attendu de l’étude.

I.2.1. Caractéristiques physiques du sol en agriculture

Les propriétés physiques du sol sont la résultante de la nature et de la proportion des divers constituants ou la texture, de la structure et quantité et de l’état de l’eau occupant en partie ou en totalité les vides existants entre les unités structurales du sol. Les propriétés physiques des sols sont différentes selon leur nature. Dans les sols argileux constitués plus de 32% d’argile, la stabilité structurale est bonne. Dans ce cas, le sol va avoir une capacité de rétention de l’eau élevée (Angélique, 2019). . Ces sols ont également une réserve utile élevée si le sol est profond et faible si le sol est superficiel. Dans les sols limoneux, qui contiennent entre 4 et 17% d’argile, la stabilité structurale est généralement faible car la composition en argile de ces sols est faible donc ils présentent moins de possibilités de faire des agrégats avec les molécules d’humus. Dans ce cas, la réserve utile en eau est normale en sol profond et faible en sol superficiel (Angélique, 2019). Et enfin, pour les sols sableux, qui sont des sols filtrants avec une réserve utile en eau faible. En plus, sa caractéristique poreuse permet à ce type de sol un bon développement racinaire (Angélique, 2019).

GENERALITES

I.2.1.1. Structure C’est le mode d’organisation des différentes particules de sable, de limon et d’argile entre elles. Les particules isolées, une fois assemblées, apparaissent comme des particules plus grosses appelées grumeaux. Ces grumeaux s’organisent en agrégats. Les particules et les grumeaux peuvent s’agréger de différentes façons, ce qui donne diverses structures de sol. La structure est plus ou moins solide et stable. Une bonne stabilité structurale permet au sol de résister à toutes les agressions physiques, à l’érosion, à la compaction et de favoriser la croissance racinaire des plantes (Massenet, 2013 ; http 4). La densité apparente est l’un des paramètres les plus importants dans les études portant sur la structure du sol. En effet, elle est liée à la nature et à l’organisation des constituants du sol (Chauvel, 1977).

I.2.1.2. Texture Elle est définie par les proportions relatives de particules argileuses, limoneuses et sableuses qui constituent la terre fine de l’horizon. Les classes de dimensions les plus couramment utilisées pour classer granulométriquement ces particules sont représentées dans le tableau 1 suivant : Tableau 1 : Classe granulométrique des particules (Massenet, 2013) Classe granulométrique Dimensions (µm) Argile <2 Limon fin 2-20 Limon grossier 20-50 Sable fin 50-200 Sable grossier 200-2000

L’analyse granulométrique a pour but de déterminer les proportions des divers constituants élémentaires du sol. La détermination de la texture permet d’attribuer aux matériaux observés le nom d’une classe texturale. Ces classes texturales sont définies et représentées sur le triangle de texture (Annexe 1). La connaissance de la texture permet d’indiquer les tendances du sol quant à ses qualités physiques. C’est ainsi que la texture a une influence primordiale sur le régime hydrique des sols : sur la réserve maximale de chaque horizon. Il est bien connu par exemple que les sols sableux ont de faibles réserves en eau que les sols argileux. La texture a aussi une influence sur la circulation de l’eau dans le sol dont un sol riche en sable est perméable et filtrant tandis qu’un sol argileux peut former un obstacle à l’infiltration verticale de l’eau.

GENERALITES

En outre, la texture joue un rôle dans l’aération du sol et sa porosité : une texture sableuse est le signe d’un sol bien aéré alors qu’une texture trop argileuse sera le signe d’un milieu imperméable et mal aéré, formant alors un obstacle à la pénétration des racines (Massenet, 2013).

I.2.1.3. Densité apparente Par définition, la densité apparente (Da) du sol c’est le rapport entre le poids de l’échantillon sec et le poids d’un volume d’eau occupant le même volume apparente. La densité particulaire est la densité des particules minérales qui composent un sol, c’est-à-dire, qu’elle exclut l’espace poral et la matière organique. Une densité apparente élevée indique soit le compactage du sol soit une forte teneur en sable. Une densité apparente plus faible ne signifie pas nécessairement une meilleure aptitude à la croissance des plantes (FAO).

I.2.2. Caractéristiques chimiques du sol

I.2.2.1. Capacité d’échange cationique (CEC) Le sol présente la propriété d’échanger de manière réversible soit des cations, soit des anions (Combeau et al, 1970). La CEC d’un sol est la quantité de cations que celui-ci peut retenir sur son complexe adsorbant à un pH donné. La CEC correspond donc au nombre de sites négatifs dans la matrice du sol où peuvent être stockés les principaux cations : calcium, potassium, magnésium, sodium et ammonium. Plus le sol est riche en argile et matière organique, plus sa CEC est importante (Roudaut et al., 2011) car les argiles et la matière organique offrent de grandes surfaces d’échanges par rapport à leur poids. La CEC est un indice du potentiel de fertilité et de productivité d’un sol (Lagacé, 2016).

I.2.2.2. Le pH Le pH ou potentiel hydrogène mesure l’activité chimique des ions hydrogène (H+). Le complexe absorbant d’un sol est caractérisé par la présence d’ions Ca2+, Mg2+, …H+. Un certain nombre d’ions H+ sont libres dans les solutions du sol (Combeau et al, 1970). La valeur du pH varie de 0 à 14. La qualification de l’acidité ou basicité d’un sol est présentée dans le tableau 2 suivante : Tableau 2 : Qualification de l'acidité ou basicité d'un sol (Combeau et al., 1970)

Valeur de pH Classe 0 à 5 Très acide 5 à 6 Acide 6 à 6,7 Faiblement acide 6,7 à 7,3 Neutre 7,3 à 8,5 Basique 8,5 et plus Très basique

GENERALITES

La majorité des plantes agricoles exige des sols avec un pH entre 6,5 et 7 pour offrir une bonne productivité.

I.2.2.3. Les constituants du sol Pour la plante, le sol ne constitue pas seulement un substrat de fixation, mais aussi une source importante des éléments nutritifs. En effet, à part le CO2 de l’air, c’est au niveau du sol que la plante prenne la plupart des éléments nécessaires à son développement.

Les constituants organiques Les constituants organiques renferment à la fois de la matière organique MO, du carbone et de l’azote avec des proportions qui varient en fonction de leurs états d’évolution (http 10). Les constituants organiques sont issus des êtres vivants, les débris végétaux et animaux, les polyholosides qui sont des glucides naturellement présents dans les végétaux, les peptides ou encore les substances humiques (Angélique, 2019). Les MO sont l’ensemble des substances carbonées provenant de débris végétaux et cadavres animaux. Elles sont dégradées rapidement sous l’action des bactéries et les organismes vivants dans le sol. Les MO sont les bases de la fertilité du sol c’est-à-dire qu’elles améliorent à la fois les qualités physiques, chimiques et biologiques du sol. En plus, les MO régularisent l’humidité de tous les types du sol en favorisant l’évacuation de l’eau en excès du sol argileux et en augmentant la capacité de rétention en eau du sol sableux (http 11 ; Koull et Halilat, 2016).

Constituants minéraux Parmi les éléments minéraux du sol, certains sont indispensables à la croissance et développement de la plante et font partie des éléments essentiels. Ces derniers s'appellent les nutriments qui peuvent être divisés en deux catégories : les micronutriments et les macronutriments.

 Micronutriments Les micronutriments sont appelés aussi oligo-éléments ou éléments traces. A la différence des macronutriments, les micronutriments sont pris en petites (micro) quantités. Les éléments normalement considérés comme micronutriments sont le bore, le cuivre, le fer, le chlore, le manganèse, le molybdène et le zinc (Fraùsto et Williams, 1997).

 Macronutriments Les six éléments normalement classifiés comme macronutriments sont l’azote (N), le phosphore (P), le potassium (K), le soufre (S), le calcium (Ca) et le magnésium (Mg). Ces nutriments sont principalement pris dans le sol à travers les racines en forme ionique.

GENERALITES

Biodisponibilité de l’azote L’azote est l'un des principaux éléments constitutifs de la matière organique et un composant essentiel de la matière vivante. + - Dans le sol, l'azote se trouve sous forme organique (humus) ou inorganique (NH4 , NO3 ). L'azote organique forme la majorité de l’azote présent dans le sol soit 85 à 95% de l'azote total du sol (Söderlund et Svensson, 1976 ; Scheiner, 2005). Il résulte de la matière organique issue des résidus de culture, des déjections animales et d'engrais organiques. Cette forme d’azote ne sera disponible pour les plantes que par minéralisation, processus lié étroitement avec l’activité des microorganismes. Cette fraction organique est constituée par 50% d’acides aminés et une proportion très réduite de sucres aminés. Le reste est constitué par des composants de la partie des hétérocycles et des molécules humiques stables avec une dégradation lente (Scheiner, 2005). L'azote inorganique constitue la fraction disponible pour les cultures et le sol en contient rarement plus que quelques pourcents (maximum 10%). L’azote minéral est présent dans les sols sous deux formes principales, le nitrate - + – NO3 et l’ammonium NH4 . C'est sous la forme de nitrate NO3 qu'il est principalement absorbé par les cultures, à l’exception de certains cas où la culture se développe en conditions d'anoxie comme le + cas des rizières où la forme prédominante est l’ammonium NH4 (Scheiner, 2005). L’atmosphère est la principale source d'azote et contient 79% en volume et la matière organique constitue la principale réserve d’azote du sol (Dridi et Gallali, 2006). En outre, le sol contient 2 à 10 tonnes d’azote par hectare essentiellement sous forme organique. L’azote est situé essentiellement dans la couche labourée comprise entre 0 à 30 cm de profondeur (Dridi et Gallali, 2006).

Biodisponibilité du phosphore La plupart des sols, contiennent une quantité importante de P total (Rabeharisoa, 2004 ; Richardson et al, 2009). Cependant, seule une faible proportion est disponible pour les plantes, généralement inférieure à 1% (Richardson et al, 2009). Le phosphore prélevé par le mécanisme mass- flow représente 2 à 3% des prélèvements total de phosphore des plantes (Fardeau et Stengel, 1998). - 2- 3- La forme la plus absorbée est H2PO4 en sol acide, HPO4 en sol à pH neutre et PO4 en sol à pH alcalin (Plenchette 1991 ; Ranghothama, 1999). La plus grande partie (93%) du P du sol est transportée par diffusion ; c’est ce mécanisme qui domine dans la mise à disponibilité du P du sol. Ce processus est tellement lent et c’est pour cela que la quantité de P en solution est faible (Smith et al, 2003) mais il dépend de beaucoup des paramètres dont le type de sol, teneur en eau, etc. Pratiquement, tout le phosphore en milieu terrestre est dérivé de l’altération des phosphates de calcium des roches de surface, principalement de l’apatite. Bien que les sols contiennent un grand volume de phosphore, une petite partie seulement est accessible aux organismes vivants. Ce

GENERALITES phosphore est absorbé par les plantes et transféré aux animaux par leur alimentation. Une partie est retournée aux sols par les excréments ou déjection des animaux et de la matière organique morte. Le P organique contenu dans la matière organique ne peut être disponible pour les plantes qu’après décomposition et minéralisation par les microorganismes (Smith et al., 2003 ; Stroia, 2007). Comme le cas de l’azote, le taux de libération de P durant la minéralisation est conditionné par des facteurs tels que l'humidité du sol, la composition de la matière organique elle-même, la concentration en oxygène dans le sol et le pH (Espinosa et al., 2005 ; Stroia, 2007).

I.2.3. Caractéristiques biologiques du sol

Les caractéristiques ou qualités biologiques des sols font référence à l’abondance, la diversité et l’activité des organismes vivants dans ce sol qui participent au fonctionnement du sol. La qualité biologique des sols cultivés est en fait la résultante d’un ensemble de facteurs environnementaux (type de sol, climat) et anthropiques (système de culture, pratiques culturales) (Chaussod, 1996). La vie se fait l’agent du climat dans l’évolution du sol et par l’énergie qu’elle utilise. Avec la vie se développent le cycle des matières organiques, l’humification des litières et le tamponnage chimique des sols. La vie, en fonction du pédoclimat et du milieu minéral, rend le sol plus ou moins organique et contribue à déterminer les diverses propriétés (Combeau et al, 1970). La faune des sols demeure essentiellement dans les horizons de surface où se localise le potentiel énergétique et alimentaire par les débris végétaux. La densité de la faune du sol qui constitue les grands groupements faunistiques du sol doit être considérée en fonction de la biomasse et de l’activité que représentent ces animaux au sein des sols. Il est aussi nécessaire de considérer la diversité des organismes au sein des divers groupements faunistiques ; les sols qui offrent des conditions très favorables renferment de nombreuses espèces représentées par peu d’individu, alors que les sols à conditions extrêmes renferment peu d’espèces représentées par de nombreux individus (Combeau et al , 1970). Les macrofaunes du sol ont pour rôle principal de fragmenter tous les détritus et ainsi d'augmenter la surface disponible pour l'oxydation chimique qui finira de décomposer les déchets naturels du milieu jusqu'à la formation des composés minéraux : oxyde de soufre, de phosphore, de carbone et eau (http 12).

I.2.3.1. Cycle de l’azote Cela concerne les propriétés du sol liées à l'activité microbienne et de la faune dans le sol. Ces organismes comprennent les lombrics, nématodes, protozoaires, champignons, bactéries et différents arthropodes. La biologie du sol joue un rôle essentiel dans la détermination de nombreuses caractéristiques du sol, mais, étant une science relativement nouvelle, il reste encore beaucoup à découvrir sur la biologie des sols et sur la façon dont cela affecte la nature du sol. Les organismes du

GENERALITES sol décomposent la matière organique et les nutriments disponibles à l'absorption par les plantes sont libérés. Le stockage des éléments nutritifs dans le corps des organismes du sol empêche la perte de nutriments par lessivage. Les microbes maintiennent également la structure du sol tandis que les vers de terre jouent un rôle important dans la bioturbation (le fait de fouiller et de mélanger des sols) du sol (http 4).

I.2.3.2. Cycle de carbone Les microbes qui vivent dans le sol recyclent les éléments nutritifs tels que le carbone et l'azote grâce au système du sol. Une grande partie de la matière organique ajoutée chaque année à la litière (la matière accumulée à la surface du sol) ou dans la zone racinaire est presque entièrement consommée par les microbes ; il existe donc un réservoir de carbone avec un temps de rotation très rapide, de l'ordre de 1 à 3 ans dans de nombreux cas (http 4).

I.2.4. Eau du sol

La figure 1 illustre l’influence de la teneur en eau sur la croissance des plantes. L’espace vide du sol contient l’air et l’eau qui sont des paramètres importants pour la croissance et développement des plantes et la vie des êtres vivants.  Saturation (Sat) : teneur en eau à saturation du sol en condition de champ. En réalité, le sol n’atteint jamais une saturation complète car une certaine quantité d’air y reste toujours emprisonnée.  Capacité au champ (CC) : teneur en eau du sol après que l’excédent d’eau se soit drainé et que le régime d’écoulement vers le bas soit devenu négligeable, ce qui se produit habituellement de un à trois jours après une pluie ou une irrigation.  Point de flétrissement (PF) : teneur en eau du sol où la plante ne peut y puiser l’eau nécessaire à sa survie, y subit des dégâts irréversibles et elle meurt.

GENERALITES

Figure 1 : Teneurs en eau caractéristiques des sols et croissance des plantes

PF : Point de flétrissement, PC : Point critique, CC : Capacité au champ, Sat : Saturation, RU : Reserve utile, RFU : Reserve facilement utilisable,  : Teneur en eau (Lagacé, 2016)

I.3. Ricinus communis L.

I.3.1. Position systématique

Ricinus communis L. fait partie de la famille des Euphorbiaceae comportant 8100 espèces. L’espèce Ricinus communis est la seule représentante du genre Ricinus, (Saoula, 2016). Règne : PLANTAE Embranchement : SPERMATOPHYTES Classe : ANGIOSPERMES Ordre : EUPHORBIALES Famille : EUPHORBIACEAE Genre : Ricinus Espèce : Ricinus communis L., (Linné, 1753) Noms communs : Ricin commun (français), castor oil plant (anglais) Noms vernaculaires : Kinana, Kinagna, Tanatana manga (malagasy)

GENERALITES

I.3.2. Description

Le nom générique Ricinus signifie « tique » en latin : la graine est ainsi nommée parce qu’elle a des marques et une bosse qui la fait ressembler à certaines tiques. Le ricin se présente sous la forme d’une plante herbacée ou arborescente, annuelle ou vivace suivant les conditions climatiques de la région mais en général, il est une espèce pérenne dont les graines se dispersent par autochorie. Sa hauteur serait de 1 à 5 mètres et elle atteint jusqu’à 12 à 13 mètres dans sa zone d’origine (http 1). La tige de ricin est creuse, fragile et présente des entres nœuds. Il a des feuilles palmatilobées 5 à 12 lobes qui sont portées par de longues tiges et leur bord est denté. Ces feuilles sont vertes ou rouges, verticillées et caduques. Certaines variétés ont des feuilles dont la face inférieure et le pétiole sont colorés en rouge. Les fleurs sont regroupées en cyathes, les fleurs femelles en haut, les fleurs mâles en bas. C’est donc une espèce monoïque. En général, la floraison a lieu en été, de février à avril. Le fruit est une capsule tricoque de couleur vert à rouge de 1,5 à 2,5 cm de diamètre, recouverte d’épines molles et la graine est luisante, marbrée de rouge ou de brun. Cette graine présente une ligne saillante sur la face ventrale. Le Ricinus communis L. regroupe deux sous espèces : la sous espèce major et la sous espèce minor. A Madagascar, tous les ricins recensés appartiennent à cette sous espèce minor qui regroupe à son tour trois variétés :

 Ricinus communis variété mena, qui est un Ricin avec des tiges, nervures, feuilles qui sont toutes de couleur grenat.

 Ricinus communis variété mara : les feuilles sont de couleur verte, les tiges et nervures sont de couleur grenat (Photos 1, 2, et 3).

 Ricinus communis variété fotsy : les feuilles, tiges et les nervures sont toutes de couleur verte.

La Région Androy ne présente pas de variété spécifique mais les paysans ont la préférence de cultiver la variété mara qui est plus adaptée et rentable par rapport aux autres variétés.

GENERALITES

Photo 1 : Jeune plant de Ricinus Photo 2 : Pied adulte de Ricinus Photo 3 : Fruits de Ricinus communis âgé de 12 semaines communis âgé de 21 semaines communis âgé de 25 semaines

I.3.3. Distribution géographique

Ricinus communis est originaire du nord-est de l’Afrique tropicale. Il est désormais largement cultivé dans la plupart des régions tropicales et subtropicales sèches et dans de nombreuses régions tempérées. Cette plante est aussi présente sur tout le continent africain, de la côte Atlantique à la mer Rouge et de la Tunisie à l’Afrique du Sud ainsi que dans les îles de l’océan Indien comme Madagascar. Il envahit fréquemment les bords de rivières et à partir de ces foyers d’infestation, il peut s’étendre sur les pâturages avoisinants (http 13).

I.3.4. Utilisations

La plupart des graines de ricin servent à l’extraction d’une huile, qui est composée essentiellement de triglycérides de l’acide ricinoléique. Actuellement, l’huile de ricin est principalement utilisée en tant que matière première polyvalente dans l’industrie chimique. Elle fut employée dans le passé pour l’aviation, mais aussi dans les moteurs de véhicules personnels, et plus spécifiquement dans les moteurs de voitures et moto de course en tant que lubrifiant de très bonne qualité. En alimentation, l’huile de ricin est référencée comme additif alimentaire dans le Codex Alimentarius sous le numéro E1503, avec les catégories fonctionnelles suivantes : antiagglomérant, substance inerte, émulsifiant et agent de glaçage. La ricine de l’huile de ricin est un agent de guerre biologique de catégorie B (dangerosité moyenne) d’après le CDC (Center for Disease Control) à cause de la simplicité de son extraction comme produit secondaire lors de la préparation d'huile de ricin. En plus, la ricine pourrait être envisagée comme arme biologique contre les insectes nuisibles (Boumaza, 2014). L’huile de ricin favorise aussi la micro-circulation sanguine et favorise la pousse des cheveux, des cils mais aussi des ongles. Elle est généralement appliquée seule ou en association à d’autres

GENERALITES ingrédients selon les résultats souhaités. Elle fait des miracles en masque, en massage, en cataplasme et est très facile à appliquer. Elle a une action intéressante sur les abcès, l’acné, l’alopécie, les pellicules, les dartres, les crevasses, le psoriasis, les mycoses, l’eczéma, les taches brunes ou encore les cicatrices. Le prix d’un litre d’huile est de 25 euro (autour de 100 000 Ariary au marché international tandis qu’il est de 20 000 Ariary pour l’huile fabriquée artisanalement dans la région d’Androy. Les photos 4 et 5 suivantes représentent des produits commerciaux à base de l’huile de ricin :

Photos 4 : Huile de ricin de pression à froid (http 1)

 Rafaralahy, 2019  Rafaralahy, 2019

Photos 5 : Huile de ricin de pression à chaud dans le marché d’Antananarivo L’usage de tourteau de l’huile de ricin est nécessaire en horticulture pour ses propriétés nutritives, nématicides, insecticides et répulsives pour les rongeurs (Dumeignil, 2012). Le ricin est une plante médicinale pour soulager les courbatures en se douchant de l’eau provenant de la décoction de ses feuilles. Il est aussi une plante ornementale pour sa forme et sa couleur.

I.3.5. Mode de culture dans la région d’étude

D’après l’enquête, la culture de ricin est faite par semis directe et sans apport de fertilisation. Les étapes de la culture sont les suivantes : 13

GENERALITES

 Choix de la parcelle de culture,  Labour avec la charrue,  Semis,  Sarclage selon le développement des mauvaises herbes,  Récolte Le semis est fait en enfouissant les graines de ricins dans les espaces tracées par la charrue lors du labour. Les ricins sont souvent cultivés en association avec d’autres cultures. Le sarclage est fait lorsque les mauvaises herbes poussent dans la parcelle et il dépend des propriétaires de la parcelle.

PARTIE II: MATERIEL ET METHODES

MATERIELS ET METHODES

II.1. MATERIEL

II.1.1. Matériel végétal

Les échantillons des graines de ricin sont présentés dans la photo 6. Les graines de Ricinus communis sous espèce minor variété mara sont cultivées dans les parcelles d’étude par les paysans propriétaires en raison de leur taux de production élevé, leur adaptation aux conditions climatiques de la région.

 R  Rafaralahy, 2019 a Photo 6: Graines de Ricinus communis f II.1.2. Présentation des sites d’étudea Cette partie est consacrée à la présentation der la situation géographique, du milieu naturel et humain de notre zone d’étude. a II.1.2.1. Localisation l La zone d’étude se trouve dans la Région Androy, District d’Ambovombe et dans deux Communes a Rurales : Maroalomainty et Ambonaivo. La Région Androy se trouve dans l’extrême sud de Madagascar. Elle occupe le territoire comprish entre les fleuves du Mandrare à l’Est et de Menarandra à l’ouest. Elle est limitée au nord par les montagnesy des Hautes Terres Méridionales Bara, au Sud par l’Océan Indien et le Canal de Mozambique. ,Son chef-lieu de région est Ambovombe qui se trouve à 1000 Km environ de la capitale de Madagascar en suivant d’abord la route nationale RN7 jusqu’à 2 Ihosy puis prendre la route nationale RN13. 0 La Commune Rurale de Maroalomainty est située dans le 25°11'53’’ de Latitude Sud et 46°11'30’’ de Longitude Est, elle est localisée dans le domaine1 du Sud de Madagascar. Elle se trouve environ à 12 Km au Sud-Est de la Ville d’Ambovombe9 et au Sud de la Route Nationale RN13 reliant Ambovombe à Fort-Dauphin. La Commune Rurale d’Ambonaivo est située dans le 25°13'32’’ de Latitude Sud et 45°55'37’’ de Longitude Est dans le domaine du Sud de Madagascar. Se trouvant à environ 21 km au sud-ouest de

MATERIELS ET METHODES la ville d’Ambovombe, elle est traversée par la Route National RN10 entre Ambovombe et le District de Tsihombe. La carte 1 suivante représente la localisation des deux communes rurales.

Carte 1 : Localisation des deux Communes Rurales d'Ambonaivo et Maroalomainty Source : Auteur, 2019

II.1.2.2. Climat La Région Androy a un climat tropical semi-aride à aride avec deux saisons tranchées qui est la saison humide chaude et la saison sèche fraîche. La saison humide ne dure pas longtemps. La précipitation en moyenne est de 400 mm et qui est mal repartie dans l’année, elle est de 536,44 mm en 2017 et 2018. Cette Région est soumise à une présence quasi permanente de vent fort et desséchant l’Androy « Tiomena ». La figure 2 illustre la courbe ombrothermique dans le District d’Ambovombe Androy sur 2 ans. La température moyenne annuelle est d’environ 24°C (2017-2018). Les mois les plus froids, dont la moyenne mensuelle est environ 19,9°C, s’étalent de juin à août. Le mois de février est le mois le plus chaud avec une température moyenne mensuelle de 26,3°C. La période de sécheresse pendant laquelle la courbe de la précipitation est en dessous de celle de la température (P<2T) correspond au mois de juillet jusqu’au mois de novembre puis du mois de mars

MATERIELS ET METHODES

à avril. De plus, les précipitations sont faibles avec la moyenne annuelle de 536,4 mm dont la majorité se répartit du mois de décembre au février (DGM, 2019). La précipitation présente une diminution (75,6 mm) au mois de janvier avec une température de 25,7°C puis elle augmente et atteint jusqu’à 111,2 mm au mois de février avant d’être chuter à 23,89 mm au mois de mars et 24,89 mm au mois d’avril. Ensuite, cette précipitation augmente à 56,22 mm au mois de mai et juin.

P (MM) T (°C)

200 100 180 90 160 80 140 70 120 60 100 50 80 40 60 30 40 20 20 10 0 0 Juil Août Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Juin

Période de prélèvement Précipitation Température

Figure 2 : Courbe ombrothermique de Gaussen P = 2T sur 2 ans (2017-2018) et période de prélèvement, dans le District d’Ambovombe-Androy Source : (DGM, 2019)

II.1.2.3. Pédologie En général, les sols de la Région Androy sont particulièrement pauvres, peu ou pas humifères et fragiles mais ils restent tout de même très cultivés sous des conditions extrêmes (http 14). Dans les parties méridionales, les sols sont ferrugineux tropicaux formés sur roches métamorphiques et couvrant de vastes surfaces. Ce sont souvent des sols peu ou non évolués à tendance squelettique. Les sols de la partie centrale, à l’Est d’Antanimora et remontant au Nord vers Imanombo, sont des sols d’érosion ou squelettiques, basaltiques et rhyolitiques, du massif volcanique crétacé de l’Androy. Le long du fleuve Mandrare est caractérisé par des sols alluvionnaires non calcaires, récents et peu évolués, tandis que ceux de la rivière Menarandra sont constitués d’alluvions récentes calcaires et plus ou moins hydromorphes, et de colluvions sableuses calcaires (Ahamada, 2018). Dans la zone d’étude, les types des sols sont différents pour les trois sites. Le site 1 dans la commune de Maroalomainty présente des sols sableux peu évolués d’érosion. Les sites 2 et 3 se trouvent dans 17

MATERIELS ET METHODES la commune rurale d’Ambonaivo avec des sols peu évolués d’apports avec des sables jaunes dans le site 2 et sols fersiallitiques de couleur rouge dans le site 3. La carte 2 suivante représente la pédologie de la Région Androy :

Carte 2 : Pédologie de la Région Androy Source : Auteur, 2019

II.1.3. Choix des sites et parcelles d’étude

Les sites d’études ont été choisis suivant les types de sols existants dans la région, ainsi la commune rurale d’Ambonaivo contient deux sites d’étude avec six parcelles de prélèvements sur des sols de types fersiallitiques et sols peu évolués d’apport, alors que la commune rurale de Maroalomainty contient un site d’étude avec trois parcelles de prélèvements se trouvant sur des sols peu évolués d’apport. Les parcelles d’étude ont été choisies par rapport aux critères suivants : la présence de la culture des ricins âgés de deux mois au maximum, le type de sol et la distance entre les parcelles. Les prélèvements ont été réalisés sur des parcelles de cultures de ricin, sur des sols de types différents

MATERIELS ET METHODES d’un site à un autre. Pour s’assurer que les sites répondent aux critères prédéfinis, des enquêtes ont été menées au moment de la descente sur terrain. Durant cette descente sur terrain, des relevés de coordonnées géographiques des parcelles ont été effectués. Ces coordonnées géographiques ont permis de localiser les parcelles sur lesquelles les prélèvements devraient s’effectuer. Une fiche d’enquête (Annexe 9) a été menée auprès des propriétaires pour avoir des informations sur l’historique de leurs parcelles : les intrants utilisés, les précédents culturaux, la rotation des cultures. Les prélèvements des échantillons des sols dans cette étude se déroulent en deux mesures dont la mesure ponctuelle au début de la période d’étude et la mesure continue qui se déroulent toutes les semaines pendant 6 mois. En général, le nombre total des parcelles de prélèvements dans les sites d’étude est de 27 pour la mesure ponctuelle tandis qu’il est de 9 pour la mesure continue avec trois systèmes de références ou sols non perturbés par des cultures qui sont même de type de sols que les sols cultivés et considérés comme sols témoins. Les coordonnées géographiques des points de prélèvements en mesure ponctuelle sont présentées dans l’Annexe 2. Le tableau 3 montre le nombre des parcelles étudiées avec leur répartition par site.

Tableau 3 : Parcelles de prélèvement et système de référence en mesure continue

Sites Communes Nombre de parcelles Système de référence 1 Maroalomainty 3 1 2 Ambonaivo 3 1 3 Ambonaivo 3 1 TOTAL 9 3

Les coordonnées de chaque parcelle sont données dans le tableau 4 suivant pour faciliter leur localisation dans les sites d’études au moment de la descente sur terrain.

MATERIELS ET METHODES

Tableau 4 : Coordonnées géographiques des parcelles de prélèvements en mesure continue

Altitude COMMUNES SITES TRANSECT POINT Code Latitude Longitude (m) T2 C1 R_S1_T2_C1 25°12'59’’ S 46°11'40’’ E 128 MAROALOMAINTY S1 T3 C1 R_S1_T3_C1 25°12'44’’ S 46°11'20’’ E 161 T3 C2 R_S1_T3_C2 25°12'40’’ S 46°11'24’’ E 158 T1 C1 R_S2_T1_C1 25°7'57’’ S 45°33'40’’ E 173 AMBONAIVO S2 T1 C2 R_S2_T1_C2 25°7'56’’ S 45°33'41’’ E 177 T1 C3 R_S2_T1_C3 25°7'55’’ S 45°33'40’’ E 177 T1 C1 R_S3_T1_C1 25°12'38’’ S 45°55'29’’ E 160 AMBONAIVO S3 T3 C1 R_S3_T3_C1 25°13'15’’ S 45°55'29’’ E 173 T3 C2 R_S3_T3_C2 25°13'71’’ S 45°55'29’’ E 167

R : Ricin, S : Site, T : Transect, C : Point ou parcelle

La carte 3 suivante montre l’emplacement des sites durant cette étude :

Carte 3 : Localisation des trois sites de prélèvement Source : Auteur, 2019

MATERIELS ET METHODES

II.2. METHODES

II.2.1. Prélèvement des sols

Cette partie consiste à déterminer les activités qui ont été réalisées sur terrain et les méthodologies utilisées pendant les prélèvements des échantillons des sols dans les sites d’étude.

II.2.1.1. Activités de prélèvements des sols sur terrain Trois types de mesures ont été réalisés pour cette étude dont une mesure ponctuelle pour l’obtention des nouvelles données pédologiques dans la région, une mesure continue pour la détermination de l’humidité des sols de la plantation jusqu’ à la récolte des graines de ricin, pour l’observation de l’évolution de la croissance des ricins et pour la mesure de la dégradation en mesure continue 14 ou MC14 qui est considérée comme saison des pluies. Enfin, une mesure sur des parcelles de références a été faite pour évaluer l’état de dégradation des sols.

Mesure ponctuelle Cette mesure a été effectuée pendant 6 jours, du 07 au 12 décembre 2018 et réalisée dans trois sites où les types des sols diffèrent d’un site à un autre, afin d’avoir une information sur les données pédologiques dans les sites d’étude. Deux prélèvements des sols ont été réalisés en même temps pour chaque parcelle : le prélèvement par l’angady et par le cylindre. Trois transects ont été effectués sur chaque site et chaque transect contient trois points ou parcelles de prélèvements. La distance entre deux points d’un même transect est au minimum de 300 à 500 m. Le nombre total de parcelles prélevées sur la mesure ponctuelle est égale à 27 qui sont répartis dans les 9 transects et les 3 sites. La répartition de chaque parcelle au niveau du transect et du site est reportée dans le tableau 5 suivant : Tableau 5 : La localisation et codage des parcelles de prélèvements dans la mesure ponctuelle

Point ou Parcelle Communes Sites Transect Point 1 Point 2 Point 3 1 RS1T1P1 RS1T1P2 RS1T1P3 Maroalomainty 1 2 RS1T2P1 RS1T2P2 RS1T2P3 3 RS1T3P1 RS1T3P2 RS1T3P3 1 RS2T1P1 RS2T1P2 RS2T1P3 Ambonaivo 2 2 RS2T2P1 RS2T2P2 RS2T2P3 3 RS2T3P1 RS2T3P2 RS2T3P3 1 RS3T1P1 RS3T1P2 RS3T1P3 Ambonaivo 3 2 RS3T2P1 RS3T2P2 RS3T2P3 3 RS3T3P1 RS3T3P2 RS3T3P3

R : Ricin, S : Site, T : Transect, P : Point ou parcelle, les chiffres représentent le numéro de chaque division

MATERIELS ET METHODES

Mesure continue Pour la mesure continue, les prélèvements ont été réalisés à la fin du mois de décembre 2018 jusqu’au mois de juin 2019. Cette mesure a été effectuée pour déterminer l’humidité du sol de la plantation jusqu’ à la récolte des graines de ricin, afin d’observer l’évolution de la croissance des ricins et d’apprécier la dégradation des sols cultivés comparée à celle des systèmes de références au moment de la mesure continue 14 ou MC14. Au total, 25 prélèvements espacés de 7 jours ont été effectués durant la campagne d’échantillonnage. Le nombre total des parcelles prélevées durant cette mesure est égale à 9 dont 3 parcelles par site. Le tableau 6 montre le codage et la localisation des parcelles de prélèvements pour les trois sites.

Tableau 6 : La localisation et codage des parcelles de prélèvements dans la mesure continue

Commune Site Transect Point ou Parcelle Code 2 1 RS1T2C1 Maroalomainty 1 1 RS1T3C1 3 2 RS1T3C2 1 RS2T1C1 2 1 2 RS2T1C2 3 RS2T1C3 Ambonaivo 1 1 RS3T1C1 3 1 RS3T3C1 3 2 RS3T3C2

R : Ricin, S : Site, T : Transect, C : Point ou parcelle, les chiffres représentent le numéro de chaque division

Les systèmes de références Les systèmes de références sont localisés dans des zones où les sols sont normalement dans un état de bonne santé car ils ne sont jamais cultivés ou en jachère pendant au moins 10 ans avant le prélèvement des échantillons des sols. Dans cette étude, deux types de prélèvements des échantillons des sols ont été réalisés dans les systèmes de références incluant le prélèvement par l’angady et par le cylindre. Ces prélèvements ont été effectués au milieu de la période de mesure continue qui coïncide avec la période des pluies nommée MC14 (du 25 février au 01 mars 2019) et permettant ainsi la mesure de l’état de la dégradation des sols dans les parcelles de culture. Chaque site de cultures présente un système de références correspondant et ce dernier est caractérisé par des jachères.

MATERIELS ET METHODES

II.2.2. Méthodes de prélèvement des échantillons des sols

Le prélèvement des échantillons a été réalisé après avoir identifié les parcelles réelles et les dispositifs de prélèvements. Le mode de prélèvement varie selon le cas dans les parcelles et selon les mesures ou les observations à déterminer.

Prélèvement par l’angady Il consiste à prélever les échantillons des sols à chaque 10 cm de profondeur de 0 jusqu’à 100 cm, pour la mesure ponctuelle et au milieu (25 février au 01 mars 2019) et à la fin (10 au 14 juin 2019) de la période de mesure continue. Le prélèvement a été effectué en réalisant une fosse de 1m de large, 1m de long et 1,1m de profondeur. Pour la mesure continue, la profondeur des échantillons des sols à prélever a été de 0-10 jusqu’à 50-60 cm dans une fosse de 60 cm de large, 60 cm de long et 70 cm de profondeur. La méthode de prélèvement des échantillons sols par l’angady est présentée dans la photo 7 suivante.

Méthode de prélèvement par une tarière Les prélèvements des sols ne nécessitent pas une fosse pédologique mais ils sont réalisés directement à l’aide d’une tarière de 7,6 cm de diamètre. Avec cette méthode, les profondeurs de prélèvement sont de 0-10 jusqu’à 50-60 cm. Cette méthode a été utilisée dans les parcelles avec des cultures qui ont peu d’espace pour éviter la destruction des cultures dans les parcelles paysannes. La méthode de prélèvement des échantillons des sols par une tarière est montrée dans la photo 8 suivante.

Tarière

 Rafaralahy, 2019  Rafaralahy, 2019  Rafaralahy, 2019

Photo 7: Prélèvement des sols par l'angady Photo 8: Prélèvement des sols par une tarière

MATERIELS ET METHODES

Méthode de prélèvement avec un cylindre Le prélèvement des échantillons consiste en premier lieu, à creuser au centre de chaque parcelle une fosse pédologique de 1m de large, 1m de long et 70 cm de profondeur pour les systèmes de références et 110 cm de profondeur pour les parcelles de prélèvement dans la mesure ponctuelle. Le prélèvement proprement dit a été réalisé avec un cylindre de 10 cm de hauteur, et 502,65 cm3 de volume. Les profondeurs de prélèvement ont été de 0-10 jusqu’à 90-100 cm pour la mesure ponctuelle tandis que de 0-10 jusqu’à 50-60 de profondeur pour le système de référence en mesure continue. Après les prélèvements sur terrain, les échantillons des sols prélevés ont été pesés afin d’avoir obtenu le poids du sol humide. Les prélèvements ont été effectués avec un cylindre pour que le volume des sols prélevés soit identique dans un prélèvement à un autre, c’est pour mesurer la densité apparente des sols de 0 à 100 cm espacées de 10 cm. La méthode de prélèvement des échantillons des sols par un cylindre est montrée dans la photo 9 suivante:

 LRI

Photo 9 : Prélèvement des sols par un cylindre

II.2.3. Analyse du sol au laboratoire

II.2.3.1. Mesure du pH La mesure du pH eau se fait avec la suspension du sol dans l’eau tandis que celle du pH KCl a été réalisée avec la suspension du sol dans la solution de KCl. Le pH correspond à la concentration en ion hydrogène (H+) de la solution du sol ou acidité active du sol. La détermination du pH est faite par 5 g de sol sec tamisé à 2 mm et ces échantillons sont mélangés par 12,5 ml d’eau distillée pour la mesure du pH eau et par 12,5 ml d’eau distillée + 0,93 g de KCl pour celle du pH KCl. Ce mélange

MATERIELS ET METHODES a été agité pendant 30 min. C’est par la suite que la lecture du pH eau/pH KCl de la suspension du sol se fait au pH-mètre préalablement calibré avec une solution tampon à pH=7 puis à pH=4. Ce pH- mètre indique la valeur du pH du sol. La mesure du pH a été réalisée sur 6 profondeurs du sol tous les 10 cm des échantillons composites.

II.2.3.2. La texture La texture du sol a été déterminée à partir de la méthode conventionnelle AFNOR NF X 31-107 (sur l’analyse granulométrique par sédimentation, méthode de la pipette) sur un nombre restreint des échantillons de sol, et de la méthode spectroscopique utilisant la spectrométrie dans le moyen infra- rouge (MIRS) pour prédire la texture des restes des échantillons. La texture du sol s’est définie comme la proportion de chacun de ses constituants solides dont le sable, le limon et l’argile sont les composantes principales. La classification de la composition granulométrique du sol a été effectuée en utilisant le triangle de texture de la classification USDA (Annexe 1).

II.2.3.3. Mesure de la capacité au champ La méthode consiste à remplir une série de tubes de verre avec un même sol préalablement tamisé. Ces colonnes sont soumises à un même arrosage (dose et intensité), puis l’orifice supérieur du tube est bouché avec une éponge humide recouverte d’une toile plastique maintenue par un élastique. Au cours d’une période assez longue : une quinzaine de jours, les tubes sont successivement sacrifiés et l’on établit leur profil hydrique, en prélevant un échantillon tous les 2 cm et en déterminant par passage à l’étuve à 105°C leur humidité. Ce qui permet de déterminer le taux d’humidité au-dessous duquel la vitesse de redistribution devient et reste relativement faible.

II.2.3.4. Détermination du carbone organique La méthode Walkley et Black (1934) a été réalisée pour la détermination de la teneur en Carbone Organique. Ces analyses ont été réalisées sur les échantillons au début, au milieu et à la fin des prélèvements de mesure continue et aussi sur les échantillons dans les systèmes de références. Cette méthode consiste à oxyder le carbone organique par le bichromate de potassium en excès (voir Annexe 3) la matière organique sans chauffage externe par une solution sulfurique de bichromate de potassium (K2Cr2O7). La réaction s’effectue en présence d’excès d’oxydant et cet excès est ensuite dosé en retour par une solution de sel de Mohr en présence de quelques gouttes de diphénylamine sulfonâte de baryum (virage du violet au vert). L’oxydation n’est pas complète mais la proportion du carbone oxydé est sensiblement constante et représente environ 77% du total. La quantité de sel de Mohr versée dans la solution à doser permet de calculer la quantité de carbone organique présente dans le sol.

MATERIELS ET METHODES

II.2.3.5. Détermination de l’azote total La méthode de Kjeldhal est utilisée pour déterminer la teneur en azote total du sol. Le sol est alors minéralisé en milieu acide (H2SO4 concentré) en présence de catalyseur au K2SO4 (Annexe 3).

L’ammoniac (NH3) libéré est fixé par l’acide sulfurique (H2SO4) et forme du (NH4)2 SO4.

L’ammoniac (NH4) est dosé en colorimétrie automatique utilisant la réaction de Berthelot.

II.2.3.6. Détermination du phosphore Olsen La méthode (Olsen) est celle du bleu de Molybdène dont le principe est l’attaque à chaud de toutes les liaisons phosphatées par l’acide nitroperchlorique qui permet la libération du phosphate dans la solution. La teneur en phosphate donne une valeur, lue au spectromètre.

Pour ce procédé, le sol est attaqué par l’acide perchlorique concentré (HClO4), suivi d’un dosage colorimétrique par la « méthode au bleu », le bleu de molybdène et les ions phosphates formant un complexe phosphomolibdique. La lecture se fait par spectrophotomètre à la longueur d’onde de 882 nm.

II.2.3.7. Détermination de la densité apparente et l’humidité La densité apparente est obtenue par le rapport entre le poids sec net de l’échantillon et son volume.

푷풐풊풅풔 퐬퐞퐜 풏풆풕 풅풆 풍′é풄풉풂풏풕풊풍풍풐풏(품) 푫풂 (품. 풄풎−ퟑ) = 푽풐풍풖풎풆 풅풆 풍′é풄풉풂풏풕풊풍풍풐풏 à 풍′é풕풂풕 풉풖풎풊풅풆 (풄풎ퟑ)

Da : Densité apparente

Le volume du sol a été déterminé à partir de celui du cylindre utilisé durant les prélèvements et qui est connu (502,65 cm3). Les échantillons de sol prélevés sur les six profondeurs ont été pesés pour avoir leurs poids frais. L’aliquote de 10 g qui correspond à chacun des échantillons a été également pesé puis mis à 105°C pendant 48 heures et repesé après étuvage pour avoir le poids sec. Le calcul de la densité apparente est obtenu à partir du taux d’humidité et le volume des échantillons des sols.

II.2.4. Détermination des caractéristiques biologiques du sol

II.2.4.1. Méthode de quantification des macrofaunes du sol Après les prélèvements sur terrain, les macrofaunes ont été conservées dans des flacons remplis d’alcool pour éviter leur destruction puis à emporter au laboratoire. Elles ont été ensuite comptées pour avoir des densités ou nombre d’individus par m2, identifiées et pesées pour avoir des biomasses ou les poids d’individus par m2 pour chaque site d’études. Les étapes de prélèvement des macrofaunes et leur pesage sont présentés dans les photos 10 suivantes : 26

MATERIELS ET METHODES

A B

E D

Photos 10 : Processus de prélèvement et quantification des macrofaunes

A : Mise en flacon rempli d’alcool, B : Fermeture du flacon, C : Séchage par un papier filtre, D : Identification à l’aide d’une loupe, E : Pesage Les espèces des macrofaunes sont reparties dans trois groupes selon leurs fonctions : groupe des phytophages, saprophages et prédateurs.

II.2.5. Observation du stade phénologique de Ricin

II.2.5.1. Observation et mesure Les observations et les mesures ont été effectuées chaque semaine. La durée des observations s’étendait du mois de décembre 2018 au mois de mai 2019 (voir Annexe 9).

Observation sur la croissance A chaque semaine, la croissance des ricins a été évaluée en mesurant leur hauteur à l’aide d’un mètre ruban. La hauteur a été mesurée du niveau du sol jusqu’à l’extrémité de la plante ou vice versa. En plus, le nombre des feuilles a été compté (jeunes feuilles et feuilles âgées). Le nombre des tiges a été également compté. En général, l’observation de la croissance des ricins a été faite de la plantation jusqu’à la récolte, mais en réalité, la plupart des ricins dans les parcelles de prélèvement ont été déjà âgés de deux mois au moment de la première observation.

MATERIELS ET METHODES

Observation sur la phénologie Toutes les dates d’observation sur la phénologie ont été notées de façon hebdomadaire pour chaque parcelle. Dix pieds de ricin par parcelle ont été suivis du début jusqu’à la fin de la mesure continue et chaque site contient 3 parcelles. La phénologie de ricin est généralement divisée en quatre stades qui sont la mise en place des feuilles, la floraison, la fructification et la maturation des graines (c’est le moment où les fruits peuvent être récoltés).

Méthode de séchage de graines de ricins Les graines ont été séchées directement à la lumière solaire. Les étapes de séchage sont les suivantes :  Récolte des fruits matures,  Séchage à l’air libre avec la lumière du soleil pendant environ 3 jours à une semaine jusqu’à la sortie des graines de la capsule par action mécanique d’elle-même, c’est l’autochorie,  Pesage des graines sèches à l’aide d’une balance électronique Les étapes de séchage par la méthode paysanne et le pesage des graines de ricins sont présentés dans les photos 11 suivantes :

A B C

F E D

Photos 11 : Etapes de séchage des graines de ricin A : Fruits matures, B : Collecte des fruits, C : Séchage à la lumière solaire, D : Déhiscence des capsules, E : Graines issues des fruits, F : Pesage de graines à la balance électronique

II.2.6. Evaluation des rendements en grains de ricin

L’évaluation des rendements des ricins dans cette étude a été faite en déterminant le poids des graines dans un bloc rectangulaire ou carré de rendement bien déterminée et chaque parcelle a trois blocs

MATERIELS ET METHODES

(trois répétitions) pour avoir des résultats fiables sur les rendements par parcelle. Le nombre des pieds de ricins a été aussi compté pour chaque bloc à fin d’obtenir la densité par m². La formule utilisée pour le rendement en graines de ricin est la suivante : 푷풐풊풅풔 풅풆풔 품풓풂풊풏풆풔 (풌품) 푹풆풏풅풆풎풆풏풕 푹 = 푺풖풓풇풂풄풆 풅풆 풍풂 풑풂풓풄풆풍풍풆 (풉풂)

A l’aide d’un logiciel de traitement de données, les rendements des graines des ricins peuvent être estimés par m², par parcelle, ou par site d’étude.

II.2.7. Analyses statistiques et traitements des données

Les données ont été statistiquement traitées à l’aide d’un logiciel XLSTAT (2014). Les différences des paramètres physico-chimiques et biologiques entre les sites cultivés et leurs références ont été analysées statistiquement par l’analyse des variances ANOVA. La comparaison des moyennes a été effectuée par le test de Tukey (P < 0,05). Les différences sur la croissance et les rendements en graines de ricins par site ont été également analysées par ANOVA. La normalité et l’homoscédasticité des données ont été testés avant l’ANOVA. Une transformation de Box-Cox a été faite pour les données qui ne suivent pas la loi normale. Les données non normales après cette transformation ont été analysées par des tests non paramétriques (Kruskal-Wallis). La règle de décision est dictée par la valeur « p-value » calculée qui désigne le risque d’erreur en rejetant l’hypothèse nulle H0 alors qu’elle est vraie. Si la « p-value » est inférieure à la valeur de α, au moins une différence significative existe au niveau des résultats.

PARTIE III: RESULTATS ET INTERPRETATIONS

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Cette partie présente les résultats obtenus sur les propriétés physico-chimiques et biologiques des sols cultivés et des sols de références dans les trois sites d’étude, la croissance et développement de ricin et ainsi que les rendements en grains de ricin.

III.1. PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES ET BIOLOGIQUES DES SOLS

III.1.1. Type des sols dans les sites d’étude

Le tableau 7 montre la classe et la localité de types des sols. En général, les sites d’études sont constitués par deux types des sols. Les sols dans le site 1 de Maroalomainty et le site 2 d’Ambonaivo ont été de type peu évolué d’apport tandis qu’ils ont été de type fersiallitique dans le site 3 d’Ambonaivo. Ces types de sols sont obtenus selon la classification de CPCS en 1967.

Tableau 7 : Classification des types des sols par site d’étude et leur localité

Site Localité Type des sols (CPCS, 1967) Site 1 Maroalomainty Sols peu évolués d’apport Site 2 Ambonaivo Sols peu évolués d’apport Site 3 Ambonaivo Sols fersiallitiques

III.1.2. Caractéristiques physico-chimiques des sols

III.1.2.1. Variation du pH eau

La moyenne du pH eau des sols cultivés et les références par site est présentée dans la figure 3. Pour les sols cultivés, le site 1 présente le pH eau le plus élevé (8,9) suivi du site 2 (7,9) et le site 3 a le pH le plus faible (6,6). Le pH eau des sols des références a une légère différence avec les sols cultivés correspondant dans le site 1 (8,9) et le site 3 (6,8). Le pH eau des sols cultivés (7,9) du site 2 est plus faible que le pH eau de sa référence (8,7). D’après ces valeurs, les sols dans le site 1 sont classés dans le pH très basique, les sols du site 2 sont dans le pH basique et les sols du site 3 dans un pH neutre.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

12 Sol cultivé Sol de référence 10 c bc bc ab 8 a a 6

pH eau pH 4 2 0 S1 S2 S3 Sites Figure 3 : pH eau des sols cultivés et des références par site

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo, n = 6 profondeurs

La moyenne du pH eau des sols cultivés avec sols de références par site est présentée dans la figure 4. La moyenne du pH eau des sols a été significativement différente entre les trois sites (P < 0,05). La comparaison des moyennes a montré que le pH du site 1 est significativement plus élevé (8,92) comparé aux deux autres sites. La différence du pH eau est aussi significative entre le site 2 (8,17) et 3 qui a la valeur la plus faible (6,83).

14 * 12 c 10 b 8 a 6 4 2 0 moyenne du pH eau dupH moyenne S1 S2 S3 Sites Figure 4 : Moyenne du pH eau des sols cultivés avec sols de références par site (n = 6 profondeurs)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

La moyenne des valeurs du pH eau entre le site cultivé et la référence des trois sites est montrée dans la figure 5. En faisant la moyenne des valeurs du pH eau des sols cultivés (7,9) et celles des sols de références (8,07) des trois sites, le pH eau du sol n’a pas été significativement différent avec une tendance un peu plus élevée dans les sites de référence (P = 0,62).

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

14 12 10 a a 8

6 pH eau pH 4 2 0 Sol cultivé Sol de référence Figure 5 : Moyenne du pH eau des sols cultivés et sols de références des trois sites

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. n = 6 profondeurs

III.1.2.2. Variation du pH KCl pH KCl des sols cultivés et des sols de références par site La figure 6 montre la moyenne des valeurs du pH KCl des sols cultivés et les références par site. La valeur du pH KCl d’un même échantillon des sols est inférieure à celle du pH eau. Le pH KCl du site 1 avec sa valeur de 8,4 est le plus élevé dans les sites de cultures tandis que le pH KCl du site 3 avec sa valeur 5,4 est le plus faible. Comme dans le cas du pH eau, les valeurs du pH KCl des sols cultivés (8,4) présentent une légère différence avec celles des sols de référence (8,3) pour le site 1 (6,8) et pour le site 2 (8,2) mais ces valeurs ne présentent pas de différence significative pour le site 3.

Sol cultivé Sol de référence

10 c bc bc ab a a

pH KCl pH 5

0 S1 S2 S3 Sites Figure 6 : Moyenne du pH KCl du sol par site avec les références

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo. n = 6 profondeurs

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Moyenne des valeurs du pH KCl des sols cultivés et des sols de références par site La moyenne des valeurs du pH KCl des sols cultivés et des sols de références par site est présentée dans la figure 7 suivante. Comme pour le cas du pH eau, la valeur du pH KCl du sol a été significativement différente entre les sites (P < 0,05). La comparaison des moyennes a montré que le pH du site 1 est significativement plus élevé (8,40) comparé aux deux autres sites. La différence du pH KCl est aussi significative entre les sites 2 (7,2) et 3 (5,4). Ce dernier a un pH KCl plus faible. 14

12 * 10 c 8 b 6 a 4 2

Moyenne pH duKCl Moyenne 0 S1 S2 S3 Sites Figure 7 : Moyenne du pH KCl par site

L’étoile indique la différence significative du pH KCl entre les sites * P < 0,05. Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

Moyenne des valeurs du pH KCl des sols cultivés et des sols de références des trois sites La moyenne des valeurs du pH KCl des sols cultivés et des sols de référence est présentée dans la figure 8. Concernant la comparaison de la moyenne des valeurs du pH KCl des sols cultivés (6,9) et des sols de références (7,3) dans les trois sites, les valeurs n’ont pas une différence significative au seuil de signification P = 0,28 avec une tendance un peu plus élevée dans les références (7,29).

14 12 10 a 8 a 6 4

2 Moyenne pH duKCl Moyenne 0 Sol cultivé Sol de référence

Figure 8 : Moyenne du pH KCl des sols cultivés et les sols de références Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. n = 6 profondeurs

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

III.1.2.3. L’humidité du sol

Humidité du sol au milieu de la période de mesure continue L’humidité des sols cultivés et les références par site est donnée dans la figure 9. L’humidité du sol entre les sites de culture présente des différences significatives entre le site 1 (3,32%) et site 3 (5,05%) et entre le site 1 et site 2 (1,94%) tandis que ces différences ne sont pas significatives pour le site 1 et le site 3. Les sols cultivés du site 2 et site 3 sont moins humides par rapport aux sols de références correspondants (référence du site 2 = 5,77%, référence du site 3 = 11,27%) tandis que les sols cultivés du site 1 sont plus humides que les sols de sa référence.

20 Sol cultivé Sol de référence

15 d

10 c ab bc b

5 a Humidité (%) Humidité 0 S1 S2 S3 Sites

Figure 9 : Humidité du sol par site avec les références

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo. n = 6 profondeurs

Moyenne des valeurs de l'humidité du sol par site au milieu de la mesure continue La moyenne de l’humidité des sols cultivés avec les sols de références par site au milieu de la mesure continue est montrée dans la figure 10 suivante. L’humidité du sol au milieu de la mesure continue (semaine 14) a été significativement différente entre les sites (P < 0,05). L’humidité du sol dans le site 3 est statistiquement plus élevée (6,60%) comparée à celle des deux autres sites. La différence de l’humidité du sol n’est pas significative entre le site 1 (3,24%) et le site 2 (2,9%) avec une tendance un peu plus élevée du site 1.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

8 * 7 b 6 a 5 a

(%) 4 3 2

1 Moyenne de l'humidité Moyenne 0 S1 S2 S3 Sites Figure 10 : Moyenne de l'humidité du sol par site au milieu de la mesure continue (%)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

Moyenne des valeurs de l'humidité des sols cultivés et sols de références des trois sites La moyenne des valeurs de l’humidité des sols cultivés et des sols de références est montrée dans la figure 11. L’humidité du sol dans les sites cultivés de ricins et l’humidité du sol dans les sites de références présentent des différences significatives (P < 0,05). D’après la comparaison des moyennes, le sol des sites de références est plus humide (6,6%) par rapport à celui des sites cultivés (3,44%).

10 b 8

6 a 4

Humidité (%) Humidité 2

0 Sol cultivé Sol de référence

Figure 11 : Moyenne de l'humidité des sols cultivés et les sols de références

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. n = 6 profondeurs

Variation de l’humidité du sol par semaine pour la profondeur 0 à 60 cm La figure 12 montre l’évolution de l’humidité du sol par semaine pour chaque site d’étude de la première observation de la croissance du ricin (semaine 1 ou MC1) jusqu’à la récolte des graines de ricin (semaine d’observation 25 ou MC25).

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Le suivi de l’humidité s’étend du 24 décembre 2018 jusqu’au 17 mai 2019. L’humidité sur chaque site a une variation importante dont la valeur maximale a été atteinte en semaine 24 pour le site 3 : 9,71%, en semaine 9 pour les sites 1 et 2 respectivement de 6% et 7,50%. Les valeurs de l’humidité des sols sur les trois sites sont différentes pendant 25 semaines. Le taux d’humidité dans le site 3 est plus élevé suivi du site 2 et le site 1 a le taux d’humidité plus faible. Pour le site 1, les valeurs d’humidité varient de 1,22% (début du mois de janvier) à 6% (mois de février) puis diminuent après le mois de février et deviennent stables autour de 3,5% jusqu’à la fin de l’observation. Concernant le site 2, la courbe représentante des valeurs de l’humidité moyennement un peu plus élevée que celle du site 1 avec les valeurs qui varient de 1,17% (fin décembre) à 7,50% (fin février) puis diminuent après le mois de février et deviennent plus ou moins stables avec les valeurs autour de 2,7%. Pour le site 3, les valeurs de l’humidité sont les plus élevées et varient de 3,01% (fin décembre) à 9,71% (début juin). La courbe dans le site 3, présente trois pics dont le premier (7,39%) correspond à la deuxième moitié du mois de janvier, le deuxième (8,73%) correspond au début mars et le dernier (9,71%) est observé au début du mois de juin.

10 Site-S1 Site-S2 Site-S3 8

4 Humidité (%) Humidité 2

MC-1 MC-2 MC-3 MC-4 MC-5 MC-6 MC-7 MC-8 MC-9

MC-20 MC-10 MC-11 MC-12 MC-13 MC-14 MC-15 MC-16 MC-17 MC-18 MC-19 MC-21 MC-22 MC-23 MC-24 MC-25 Mesure continue par semaine Figure 12 : Humidité (0-60 cm) du sol pendant 25 semaines n=6

MC= Mesure Continue

Corrélation entre l’humidité du sol et les paramètres végétaux L’analyse des corrélations nous renseigne que l’humidité du sol et les rendements en graines de ricin ne sont pas significativement corrélés au seuil de signification P < 0,05, c’est-à-dire que la variation de l’humidité n’a pas d’influence sur les rendements en graines de ricins. L’humidité du sol et la hauteur de ricin sont positivement corrélés (r = 0,71, P < 0,05) au début de la mesure continue. Cette corrélation n’est pas significative au milieu et à la fin de la mesure continue.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

III.1.2.4. La densité apparente du sol Densité apparente des sols cultivés et sols de références par site La densité apparente des sols cultivés et des sols des références par site est montrée dans la figure 13. La densité apparente des sols cultivés dans le site 1 a la valeur la plus élevée (1,7 g.cm-3) suivie de celle du site 2 (1,6 g.cm-3) et la plus faible (1,5 g.cm-3) est observée dans le site 3. Ces valeurs présentent entre elles une différence significative. Les sols cultivés présentent une densité apparente plus élevée que celle des sols de références qui est de 1,49 g.cm-3 pour le site 1, de 1,49 g.cm-3 pour le site 2 et de 1,41 g.cm-3 pour le site 3 et ces valeurs présentent une légère différence.

Sol cultivé Sol de référence

2,0 )

3 c - bc ab ab ab a g.cm 1,5

1,0

0,5 Densité apparente ( apparente Densité 0,0 S1 S2 S3 Sites Figure 13 : La densité apparente du sol par site avec les références

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo, n = 6 profondeurs

Moyenne des valeurs de la densité apparente des sols cultivés et sols de références par site La moyenne de la densité apparente du sol par site est présentée dans la figure 14. La comparaison des moyennes a montré que la densité apparente du sol dans le site 3 est significativement plus faible (1,50 g.cm-3) par rapport à celles des deux autres sites qui sont semblables P < 0,05, cependant une tendance un peu plus élevée est observée dans le site 1 (1,66 g.cm-3) que dans le site 2 (1,61 g.cm-3).

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

) 1,8 b

3 * - 1,7 b 1,7 1,6 a 1,6 1,5 1,5 1,4 1,4

Densité apparente (g.cm apparente Densité 1,3 S1 S2 S3 Sites Figure 14 : Moyenne de la densité apparente des sols cultivés et des sols de références par site (g.cm-3)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

Moyenne des valeurs de la densité apparente des sols cultivés et sols de références des trois sites La comparaison des moyennes des valeurs de la densité apparente des sols cultivés et les sols de références des trois sites est montrée dans la figure 15 suivante. Les moyennes des densités apparentes des sols cultivés et des sols de références des trois sites sont significativement différentes à P < 0,05. La comparaison des moyennes permet de dire que la densité apparente des sols cultivés de ricins est significativement plus élevée (1,63 g.cm-3) que celle des sols de références (1,46 g.cm-3).

1,8 * b

1,7

)

3 - 1,6 a 1,5

1,4

apparente (g.cm apparente Moyenne de la densité Moyenne 1,3 Sol cultivé Sol de référence Figure 15 : Moyenne de la densité apparente du sol dans les sols cultivés et les sols de références (g.cm-3)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

III.1.2.5. La texture La figure 16 suivante montre la texture des sols cultivés et des références de chaque site selon la classification USDA. Les sols peu évolués d’apport du site 1 de Maroalomainty présentent la texture sablo-limoneux tandis qu’elle a été sableuse pour celle des sols dans le système de référence (référence du site 1). Concernant les sols peu évolués d’apport du site 2 d’Ambonaivo, les sols cultivés ont une texture limon sableux tandis qu’elle est sablo-limoneuse pour leur système de référence (référence du site 2). Enfin, les sols fersiallitiques du site 3 d’Ambonaivo, les sols cultivés et de références ont la même texture limono- argilo-sableuse. Il est à remarquer que les sols des trois sites présentent plus de 60% de sable, moins de 25% d’argile et moins de 15% de limon.

Figure 16 : Triangle de texture des sols selon la classification USDA

S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Les textures des sols dans les trois sites cultivés et leurs références sont détaillées et récapitulées dans le tableau 8 suivant :

Tableau 8 : La texture des sols des trois sites selon la classification USDA

Sable Limon Argile Type du sol Texture Sites Localisation (%) (%) (%) (CPCS) (USDA) Peu évolués Sablo- Site 1 cultivé Maroalomainty 87,54 3,94 8,52 d’apport limoneux Référence Peu évolués Maroalomainty 94,54 1,37 4,09 Sable site 1 d’apport Peu évolués Limon Site 2 cultivé Ambonaivo 75,25 8,93 15,82 d’apport sableux Référence Peu évolués Sablo- Ambonaivo 88,29 1,99 9,72 site 2 d’apport limoneux Limon argilo- Site 3 cultivé Ambonaivo 72,49 7,38 20,13 Fersiallitiques sableux Référence Limon argilo- Ambonaivo 64,53 11,59 23,88 Fersiallitiques site 3 sableux

III.1.2.6. Taux de saturation en eau des sols cultivés La saturation en eau du sol par site est présentée dans la figure 17. La saturation en eau des sols cultivés a été significativement différente entre les sites (P < 0,05). D’après la comparaison des moyennes, la saturation en eau du sol dans le site 1 est significativement plus faible (30,78%) par rapport aux deux autres sites. La comparaison des moyennes a permis aussi de dire que la saturation dans le site 2 (35,79%) et celle du site 3 n’ont pas de différence significative (P = 0,71) avec une tendance un peu plus élevée du site 3 (36,58%). La saturation en eau et la croissance en hauteur de ricins n’ont pas de corrélation (r = 0,024 ; P = 0,75) (Annexe 8.1).

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

50 * 40 b b a 30 20 10

Saturation (%) Saturation 0 S1 S2 S3 Sites Figure 17 : Moyenne du taux de la saturation en eau du sol cultivé par site Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

III.1.2.7. Point de flétrissement des sols cultivés La moyenne du point de flétrissement par site est montrée dans la figure 18. Le point de flétrissement des sols cultivés a été significativement différent entre les trois sites (P < 0,05). La comparaison des moyennes a montré que le point de flétrissement dans le site 2 est significativement plus élevé (4,2%) par rapport aux deux autres sites dont la valeur est de 2,65% pour le site 1 avec une tendance un peu plus élevée dans le site 3 (3,2%). Le point de flétrissement et croissance en hauteur de ricin n’ont pas de corrélation (r = - 0,104 ; P = 0,16) (Annexe 8.3)

6 * 5 b ab 4 a 3 2 1 0

Point de flétrissement (%) de flétrissement Point S1 S2 S3 Sites Figure 18 : Moyenne du point de flétrissement des sols cultivés par site

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

III.1.2.8. Capacité au champ La moyenne de la capacité au champ par site est présentée dans la figure 19. D’après l’analyse des variances (ANOVA), la capacité au champ a été significativement différente entre les trois sites (P <

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

0,05). La comparaison des moyennes a permis de dire que la capacité au champ dans le site 3 est significativement plus élevée (19,28%) par rapport aux sites 1 (12,20%) et 2 (14,41%) qui n’ont pas de différence significative entre eux avec une tendance un peu plus élevée de la capacité au champ du site 2. Comme dans le cas de la saturation en eau du sol, la capacité au champ et la croissance en hauteur de ricins n’ont pas de corrélation significative (r = 0,076, P = 0,30) (Annexe 8.2). La variation de la capacité au champ n’a alors aucune influence sur la croissance de ricins.

25 * b 20 a a 15 10 5 0

S1 S2 S3 Capacité au champ (%) champ au Capacité Sites Figure 19 : Moyenne de la capacité au champ du sol cultivé par site

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

III.1.2.9. La teneur en carbone organique Teneur en carbone organique des sols cultivés et sols de références par site La teneur en carbone organique des sols cultivés et des sols de références est montrée dans la figure 20 suivante. Les teneurs en carbone organique des sols cultivés sont significativement différentes par rapport à celles des sols de références de chaque site. La teneur en carbone organique des sols cultivés présente une différence significative entre les trois sites dont le site 1 a la teneur la plus élevée (6,96 g.kg-1) suivi par celle du site 3 (6,27 g.kg-1) et elle est plus faible dans le site 2 (4,89 g.kg-1). La teneur en carbone organique des sols cultivés du site 2 est significativement différente par rapport au site 1 et qui est légèrement différente à celle du site 3. Pour les sols de références, la teneur en carbone organique n’a pas une différence significative entre les trois sites. La référence du site 2 a la teneur la plus élevée (14,04 g.kg-1) suivi par la référence du site 1 avec 12,87 g.kg-1 mais la différence n’est pas significative entre ces deux systèmes de références qui ont une légère différence par rapport au site 3 dont la teneur en carbone organique est la plus faible avec 9,85 g.kg-1.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Sol cultivé Sol de référence

) 20 1 - d 15 d cd 10 bc ab

a organique (g.kg organique

Teneur en carbone en carbone Teneur 5

0 S1 S2 S3 Sites Figure 20 : La teneur en carbone organique par site des sols cultivés et références (g.kg-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo, n = 6 profondeurs

Moyenne des valeurs de la teneur en carbone organique des sols cultivés et sols de références par site Les valeurs de la teneur en carbone organique du sol par site sont présentées dans la figure 21. En faisant les moyennes des teneurs en carbone organique des sols cultivés et de références de chaque site, les valeurs obtenues ne présentent pas des différences significatives (P < 0,05). La comparaison des moyennes a montré que cette teneur a une tendance un peu plus élevée dans le site 1 (8,43 g.kg- 1) alors qu’elle a été plus faible (7,16 g.kg-1) dans le site 3 et 7,18 g.kg-1 dans le site 2. 10 a

) a a 1

- 8 6 4

2 organique (g.kg organique Teneur en carbone en carbone Teneur 0 S1 S2 S3 Sites Figure 21 : Teneur en carbone organique du sol par site (g.kg-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Moyenne des valeurs de la teneur en carbone organique des sols cultivés et sols de références des trois sites La moyenne des valeurs de la teneur en carbone organique des sols cultivés et des sols de références des trois sites est présentée dans la figure 22 suivante. La teneur en carbone des sols cultivés est significativement faible (6,04 g.kg-1) par rapport à celle des sols de références (12,25 g.kg-1) à P < 0,05. 16 b

1) - 12 * 10 8 a 6 4 2 0 Carbone organique du sol (g.kg soldu organique Carbone Sol cultivé Sol de référence

Figure 22 : Teneur en carbone organique des sols cultivés et les sols de références des trois sites (g.kg-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. n = 6 profondeurs

III.1.2.10. La teneur en azote total Teneur en azote total des sols cultivés et sols de références par site La figure 23 suivante montre la teneur en azote total des sols cultivés et des sols de références par site. La teneur en azote total des sols de référence a une valeur légèrement élevée par rapport à celle des sols cultivés pour chaque site. Pour les sols cultivés, la teneur en azote total du site 2 (0,83 g.kg- 1) est significativement différente avec celle du site 1 qui a la valeur la plus élevée (1,17 g.kg-1) et qui présente une légère différence avec celle du site 3 (0,99 g.kg-1). Concernant les systèmes de référence, la différence des teneurs en azote total n’est pas significative dans les trois sites cependant une tendance un peu plus élevée dans le site 3 (1,55 g.kg-1) suivi du site 1 (1,20 g.kg-1) et la teneur la plus faible est observée dans le site 2 (1,13 g.kg-1).

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

1,8 Sol cultivé Sol de référence b 1

- 1,6 1,4 b b ab 1,2 ab 1,0 a 0,8 0,6 0,4 0,2

Teneur en azote total g.kg total en azote Teneur 0,0 S1 S2 S3 Sites Figure 23 : La teneur en azote total des sols cultivés et références par site (g.kg-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo, n = 6 profondeurs

Moyenne des teneurs en azote total des sols cultivés et sols de références par site La moyenne des teneurs en azote total des sols cultivés avec des sols de références pour chaque site est présentée dans la figure 24 suivante. L’azote total dans le site 2 (0,90 g.kg-1) est significativement différent du site 1 (1,17 g.kg-1) alors que cette valeur est légèrement différente à celle du site 3 (1,13 g.kg-1). L’azote total du site 2 et 3 est faiblement différent (P < 0,05).

1,6

1,4 b ab

) 1 - 1,2 a 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Azote total N(g.kg total Azote 0 S1 S2 S3 Sites Figure 24 : Moyenne des teneurs en azote total des sols cultivés et sols de références par site (g.kg-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

Moyenne des teneurs en azote total des sols cultivés et sols de références des trois sites Les moyennes des valeurs de la teneur en azote total des sols cultivés et celles des sols de références des trois sites sont présentées dans la figure 25. La teneur en azote total a été significativement différente entre les sites cultivés de ricins et les sites de références (P < 0,05). La comparaison des 45

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS moyennes a montré que la teneur en azote total dans les sites de références est significativement plus élevée (1,29 g.kg-1) que celle des sites cultivés de ricins (0,99 g.kg-1).

2 1) - * b 1,5 a 1

0,5 Azote totale N(g.kg totale Azote 0 Sol cultivé Sol de référence Figure 25 : Moyenne des teneurs en azote total des sols cultivés et des sols de références des trois sites (g.kg-1)

L’étoile indique la différence significative de la teneur en azote total entre les sites * P < 0,05. Les différentes lettres minuscules différencient les moyennes par site, n = 6 profondeurs

III.1.2.11. La teneur en phosphore Teneur en phosphore Olsen des sols cultivés et sols de références par site La teneur en phosphore des sols cultivés et les sols des références par site est présentée dans la figure 26. Pour le site 1, la teneur en phosphore des sols de références est significativement élevée (17,90 mg.kg-1) par rapport aux sols cultivés (7,61 mg.kg-1). Pour les sites 2 et 3, les valeurs de la teneur en phosphore des sols cultivés (10,18 mg.kg-1 et 10,54 mg.kg-1) des sols de références (8,98 mg.kg-1 et 6,85 mg.kg-1) ont une légère différence entre elles avec une tendance plus élevée pour les sols cultivés de ricin (P < 0,05).

Sol cultivé Sol de référence

25 b 1

- 20 15 a ab ab a 10 a

Olsenmg.gk 5

Teneur en en phosphore Teneur 0 S1 S2 S3 Sites Figure 26 : La teneur en phosphore Olsen des sols cultivés et références (mg.kg-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo, n = 6 profondeurs 46

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Moyenne des valeurs de la teneur en phosphore Olsen des sols cultivés et sols de références par site La figure 27 représente la moyenne des teneurs en phosphore Olsen des sols cultivés et des sols de références pour chaque site. La teneur en phosphore Olsen n’a pas été significativement différente entre les sites (P = 0,97) malgré une tendance un peu plus élevée dans le site 1 (10,18 mg.kg-1) suivi du site 2 (9,88 mg.kg-1) et la valeur la plus faible est observée dans le site 3 (9,62 mg.kg-1).

)

1 a - 14 a a 12 10 8 6 4

Phosphore Olsen(mg.kg Phosphore 2 0 S1 S2 S3 Sites

Figure 27 : Moyenne de la teneur en phosphore Olsen des sols cultivés avec les sols de références par site (mg.kg-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

Moyenne des valeurs de la teneur en phosphore Olsen des sols cultivés et sols de références des trois sites Les moyennes des valeurs de la teneur en phosphore Olsen des sols cultivés et celle des sols de références des trois sites sont présentées dans la figure 28. La comparaison des moyennes a montré que la teneur en phosphore Olsen des sols de références (11,24 mg.kg-1) ne présente pas de différence avec celle des sols cultivés (9,44 mg.kg-1) P = 0,39 ; une tendance plus élevée des sols de références est observée.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

16 a

) 1 - 14 12 a 10 8 6 4 2

Phosphore Olsen(mg.kg Phosphore 0 Sol cultivé Sol de référence

Figure 28 : Moyenne des valeurs de la teneur en phosphore Olsen des sols cultivés et des sols de références des trois sites (mg.kg-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. n = 6 profondeurs

III.1.3. Caractéristiques biologiques des sols

III.1.3.1. Les espèces des macrofaunes Plusieurs espèces des macrofaunes sont rencontrées dans les sites d’études. Les 18 espèces sont incluses dans 14 familles (Annexe 6). Parmi les dix-huit espèces rencontrées, huit espèces sont nuisibles et dix sont bénéfiques. Ces espèces sont groupées par leurs fonctions : phytophage, saprophage et prédateur. Chaque espèce présente plusieurs individus et ces derniers repartissent dans les trois sites comme les suivants : 96 individus dans le site 1, 218 individus dans le site 2 et 402 individus dans le site 3 (Annexe 7).

III.1.3.2. Densité des macrofaunes Densité des macrofaunes par groupe de fonction dans les trois sites La densité des macrofaunes par groupe est montrée dans la figure 29. La densité des macrofaunes ou le nombre d’individus par m2 et par groupe présente une différence significative (P  0,05). La densité des prédateurs est significativement plus faible (29) comparée aux deux autres groupes (109 pour le phytophage et 105 pour le saprophage) alors que ces deux derniers groupes n’ont pas eu des différences significatives malgré une tendance un peu plus élevée dans le groupe de phytophage.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

150

b * b

) 2

- 100

50 (individu.m 0 Densité des macrofaunes macrofaunes des Densité Phytophage Prédateur Saprophage Groupes

Figure 29 : Densité des macrofaunes par groupe dans les trois sites (individus.m-2)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05.

Moyenne des valeurs de la biomasse des macrofaunes par groupe de fonction dans les trois sites La biomasse des macrofaunes par groupe est montrée dans la figure 30. Les biomasses des macrofaunes du sol ont présenté de différence significative (P  0,05) entre les groupes dont les biomasses des phytophages sont plus élevées par rapport aux deux autres groupes.

2 )

2 * - b 1,5 ab 1 a

Biomasse des Biomasse 0,5 macrofaunes (g.m macrofaunes 0 Phytophage Prédateur Saprophage Groupes Figure 30 : Biomasse des macrofaunes par groupe dans les trois sites (g.m-2)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05.

Densité des macrofaunes des sols cultivés et sols de références par site La densité des macrofaunes du sol dans les sites cultivés et celle des références est présentée dans la figure 31. Concernant la densité des macrofaunes, il n’existe pas des différences significatives entre les sols cultivés et les sols de références. Les valeurs de la densité varient de 27 (site 1) à 105 (site 2) en passant par 90 (site 3) pour les sols cultivés et de 36 (site 2) à 131 (site 1) en passant par 106 (site 3) pour les sols de références.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Sol cultivé Sol de référence 180 a 160 a

140 a

) 2 - 120 a 100 80 a

60 a (individu.m 40

20 Densité des macrofaunes macrofaunes des Densité 0 S1 S2 S3 Sites Figure 31 : Densité des macrofaunes du sol avec les références (individu.m-2)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo, n = 6 profondeurs

Moyenne des valeurs de la densité des macrofaunes des sols cultivés et sols de références par site La densité des macrofaunes du sol par site est présentée dans la figure 32. En faisant la moyenne des valeurs de la densité des macrofaunes par m2 des sols cultivés avec les sols de références d’un même site, la différence n’est pas significative pour les trois sites P = 0,33 ; cependant une tendance un peu plus élevée dans le site 3 (94) suivie du site 2 (85) et en fin pour le site 1 (53) à P < 0,05.

120 a

100 a

) 2 - 80 a 60 40 (individu.m 20

Densité des macrofaunes macrofaunes des Densité 0 S1 S2 S3 Sites Figure 32 : Densité moyenne des macrofaunes des sols cultivés avec les sols de références par site (individus.m-2)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Moyenne des valeurs de la densité des macrofaunes des sols cultivés et sols de références des trois sites La densité moyenne des macrofaunes des sols cultivés et des sols de références des trois sites est montrée dans la figure 33. Il n’existe pas des différences significatives entre la moyenne des valeurs de la densité des macrofaunes des sols cultivés et celle des sols de références des trois sites P = 0,65, la différence n’est pas significative. La comparaison des moyennes a montré que la densité des macrofaunes par m2 dans les sols des sites de références présente une tendance un peu plus élevée (87) que celle des sites cultivés (74).

150 a

) 2

- 100

50 (individu.m

Densité des macrofaunes macrofaunes des Densité 0 Sol cultivé Sol de référence

Figure 33 : Densité moyenne des macrofaunes des sols cultivés et les sols de références des trois sites (individus.m-2)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. n = 6 profondeurs

Biomasse des macrofaunes des sols cultivés et sols de références par site La biomasse des macrofaunes du sol dans les sites cultivés et les références est montrée dans la figure 34. La moyenne des biomasses ou le poids par m2 des macrofaunes entre sols cultivés et sols de références d’un même site ne présente pas de différence significative. Pour les sols cultivés, les valeurs de la biomasse varient de 0,42 g.m-2 (site 2), de 0,93 g.m-2 (site 1) à 1,31 g.m-2 (site 3). Pour les sols de références, ces valeurs varient de 0,51 g.m-2 (site 1) à 1,11 g.m-2 (site 2) en passant par 0,67 g.m-2 pour le site 3. Les poids par m2 des macrofaunes des sols cultivés ont une tendance plus élevée sauf dans site 2.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Sol cultivé Sol de référence

) 2

- 2 a 1,5 a a a

1 a a Biomasse des Biomasse

0,5 macrofaunes (g.m macrofaunes

0 S1 S2 S3 Sites Figure 34 : Biomasse des macrofaunes des sols par site avec les références (g.m-2)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo, n = 6 profondeurs

Moyenne des valeurs de la biomasse des macrofaunes des sols cultivés et sols de références par site La moyenne des valeurs de la biomasse des macrofaunes des sols cultivés avec les sols de références par site est montrée dans la figure 35. La biomasse des macrofaunes par site n’a pas présenté de différence significative entre les sites P = 0,41 ; cependant une tendance un peu plus élevée (1,15 g.m-²) dans le site 3 est observée. a

) 1,4 2 - 1,2 a 1 a 0,8 0,6 0,4 0,2

des macrofaunes (g.m macrofaunes des Moyenne de la biomasse Moyenne S1 S2 S3 Sites Figure 35 : Moyenne de la biomasse des macrofaunes des sols cultivés avec les sols de références par site (g.m-2)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo.

Moyenne des valeurs de la biomasse des macrofaunes des sols cultivés et sols de références des trois sites La moyenne des valeurs de la biomasse des macrofaunes des sols cultivés et des sols de références des trois sites est montrée dans la figure 36. La comparaison des moyennes a montré que la biomasse

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS des macrofaunes des sols cultivés (0,8 g.m-2) et des sols de références (0,7 g.m-2) des trois sites n’a pas des différences significatives avec une tendance un peu plus élevée pour les sols cultivés P = 0,75.

) a 2 - 1,5 a

Biomasse des Biomasse 0,5 macrofaunes (g.m macrofaunes 0 Sol cultivé Sol de référence

Figure 36 : Moyenne de la biomasse des macrofaunes des sols cultivés et les sols de références des trois sites (g.m-2)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. n = 6 profondeurs

III.2. CROISSANCE ET DEVELOPPEMENT DES PLANTS DE RICIN

III.2.1. Croissance en hauteur

La figure 37 représente l’évolution de la croissance des ricins au début, au milieu et à la fin de l’observation. Il est à rappeler que la hauteur de ricins représente la moyenne des hauteurs des 30 pieds de ricins (10 pieds avec 3 répétitions) dans chaque site. La hauteur des plants des ricins au début de l’observation (Semaine 10 après semis) a été significativement différente entre les sites au seuil de signification P < 0,05. La comparaison des moyennes a montré que la hauteur des ricins dans le site 3 est statistiquement plus élevée (8,2 cm) par rapport aux deux autres sites. La différence n’est pas significative entre le site 1 (5,6 cm) et le site 2 (6,0 cm) (P = 0,15) avec une tendance plus élevée dans le site 2 (6 cm). La courbe nous montre également une différence significative (P < 0,05) entre les 3 sites vis-à-vis de la hauteur au milieu de l’observation (Semaine 23). Cependant, les plants de ricins dans le site 1 présentent la hauteur la plus élevée (52,1 cm) comparé aux sites 2 (34,4 cm) et 3 (34,8 cm) qui n’ont pas de différence significative entre eux. La hauteur finale (Semaine 34) des plants de ricins n’a pas été significativement différente entre les trois sites (P = 0,13) avec une tendance un peu plus élevée dans le site 3 (72,3 cm) suivi par le site 2 (66,3 cm) et c’est le site 1 qui a présenté la plus faible taille (61,9 cm).

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

70 Site-S1 Site-S2 Site-S3 60 * 50

(cm) 30

20 *

moyenne 10

Hauteur Hauteur

S-19 S-10 S-11 S-12 S-13 S-14 S-15 S-16 S-17 S-18 S-20 S-21 S-22 S-23 S-24 S-25 S-26 S-27 S-28 S-29 S-30 S-31 S-32 S-33 S-34 Semaines Figure 37 : Evolution de la croissance des plants de ricin par semaine

Les barres d’erreurs représentent l’écart type des données sur la moyenne des hauteurs de 30 pieds de ricins. L’étoile indique la différence significative entre les sites *P < 0,05

III.2.2. Nombre des feuilles

La figure 38 ci-dessous montre l’évolution du nombre des feuilles au début (semaine 10), au milieu (semaine 23) et à la fin (semaine 34) de l’observation. Le nombre des feuilles des ricins par site a été significativement différent au début de l’observation (P < 0,05). La comparaison des moyennes a montré que le nombre des feuilles des ricins dans le site 1 est significativement plus élevé (5) par rapport aux deux autres sites (site 2 (3) et site 3 (4)), (P  0,05). Ce nombre des feuilles entre les sites a été également significativement différent au milieu (semaine 23) de l’observation (P  0,05) avec les valeurs plus élevées pour le site 1 (8) suivi de celles du site 3 (7) et du site 2 (5). A la fin de l’observation, les ricins dans le site 3 (17) ont le nombre des feuilles plus élevé avec des différences significatives par rapport à celui du site 1 (12) et du site 2 (8).

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

20 18 Site-1 Site-2 Site-3 * 16 14 12 10 * 8 6 *

4 Nombre des feuilles des Nombre 2

S-10 S-11 S-12 S-13 S-14 S-15 S-16 S-17 S-18 S-19 S-20 S-21 S-22 S-23 S-24 S-25 S-26 S-27 S-28 S-29 S-30 S-31 S-32 S-33 S-34 Semaines Figure 38 : Evolution du nombre des feuilles de ricin par semaine

Les barres d’erreurs représentent l’écart type des données sur la moyenne des nombres des feuilles de 30 pieds de ricins L’étoile indique la différence significative du nombre des feuilles entre les sites *P < 0,05

III.2.3. Nombre de tige

En générale, la tige de ricin se définie comme l’axe aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. Elle se ramifie généralement en branches et rameaux. Dans la présente étude, il n’y a qu’une tige pour chaque pied de ricin dans les trois sites d’études à partir du semis jusqu’à la récolte.

III.2.4. Stade phénologique

La figure 39 montre l’évolution du stade phénologique de ricin par semaine. Le ricin a passé au stade végétative ou la végétation jusqu’à la semaine 13 pour le site 1, à la semaine 14 pour le site 3 et à la semaine 16 pour le site 2. La floraison a commencé à partir de la semaine 14 pour le site 1, semaine 15 pour le site 3 tandis qu’elle ne commence qu’en semaine 17 pour le site 2. Pour le site 1, le stade fructification a commencé en semaine 17, en semaine 20 pour le site 3 et en semaine 22 pour le site 2. La maturation des graines a commencé en semaine 21 pour le site 1 tandis qu’elle est arrivée ensemble en semaine 23 pour le site 2 et le site 3. Une semaine après (semaine 22), les graines ricins du site 1 ont été récoltés, en semaine 24 pour le site 3 tandis qu’ils n’ont pas été récoltés qu’en semaine 25 pour le site 2.

RESULTATS ET INTRERPRETATIONS

Site-1 Site-2 Site-3

RECOLTE

MATURATION

Phénologie FRUCTIFICATION

FLORAISON

VEGETATION

S-7 S-1 S-3 S-5 S-9

S-11 S-13 S-15 S-17 S-19 S-21 S-23 S-25 S-27 S-29 S-31 S-33 Semaines Figure 39 : Evolution du stade phénologique de plants de ricin par semaine

III.3. RENDEMENTS EN GRAINES DE RICIN

III.3.1. Rendement en graines de ricin par site

La figure 40 montre le rendement en graines de ricins par site d’études. Les rendements en graines de ricin ont été significativement différents entre les sites (P < 0,05). La comparaison des moyennes a montré que le rendement du site 1 est significativement plus élevé (31,82 kg.ha-1) comparé aux deux autres sites. La différence de rendement n’est pas significative entre les sites 2 (4,07 kg.ha-1) et 3 (7,71 kg.ha-1) avec une tendance un peu plus élevée dans le site 3. Le site 2 présente alors le rendement le plus faible parmi les trois sites à cause du manque de sarclage.

50 b *

)

1 - 30

20 a a

ricins (kg.ha ricins 10

Rendements en graines de de en graines Rendements 0 S1 S2 S3 Sites Figure 40 : Rendement en graines de ricin par site (kg.ha-1)

Les valeurs suivies de la même lettre ne présentent pas une différence significative à P < 0,05. S1= Site de Maroalomainty, S2= Site d’Ambonaivo, S3= Site d’Ambonaivo, n = 3 parcelles par site

PARTIE IV: DISCUSSION

DISCUSSION

Cette partie discute sur l’état de dégradation des sols en considérant la croissance et le développement des plants des ricins et leurs rendements en graines puis sur les propriétés physico-chimiques des sols ainsi que leurs propriétés biologiques dans la région Androy au Sud de Madagascar suivant les types de sols.

IV.1. Etat de dégradation en relation avec la croissance et développement des plants de ricin

Dans cette étude, les rendements en graines de ricins sont de 31,83 kg.ha-1 (site 1) puis 4,07 kg.ha-1 (site 2) et 7,71 kg.ha-1 pour le site 3. Ces rendements sont généralement très faibles par rapport à ceux trouvés par les autres auteurs, qui ont trouvé 350 à 600 kg.ha-1 chez les paysans producteurs de cette région (Gillier, 1962 ; Solofonomenjanahary, 2017). Ces faibles rendements observés dans cette étude pourraient être dues au manque des sarclages sur les parcelles des cultures et à l’insuffisance des matières organiques dans les sols. Le manque des sarclages sur les parcelles favorise l’abondance des mauvaises herbes qui entrent en compétition sur la consommation des éléments minéraux avec les ricins. La croissance et le développement des ricins sont alors limités par ces mauvaises herbes, la capacité de production des graines est alors faible pour le ricin. En plus, les caractéristiques physico-chimiques des sols fersiallitiques du site 3 d’Ambonaivo sont généralement favorables par rapport aux deux autres sites mais ils ont les rendements faibles que ceux du site 1 de Maroalomainty. Par ailleurs, la matière organique contenue dans le sol permet de renforcer les capacités agronomiques de celui-ci, entre autres, l’amélioration de l’habitat faunique, des propriétés physico-chimiques et biologiques des sols et de la qualité des sols, mais aussi l’accroissement de la production végétale (Rabeharisoa, 2004 ; Razanamalala, 2017). Ainsi, l’insuffisance des matières organiques dans les sols limite la production des cultures. Les rendements en graines de ricins varient suivant les sites d’études, étant significativement plus élevé dans le site 1 comparé aux autres sites. Effectivement, le sol du site 1 est caractérisé par un sol du type peu évolué d’apport avec une texture sablo-limoneux. Ces rendements sont considérablement plus faibles dans le site 2 à cause du manque de sarclage. Ces réponses de la culture/plante nous suggèrent que le sol peu évolué d’apport dans le site 1 est plus productif pour la culture de ricin. La supériorité des rendements observés sur le site 1 suggère l’influence du type des sols sur la production en graines de ricin. La comparaison des rendements en graines de ricins entre les trois sites a révélé que les sols peu évolués d’apports dans le site 1 sont plus productifs que les deux autres sols. Donc, la deuxième hypothèse qui stipule que « le rendement des cultures de ricin est amélioré dans les sols fersiallitiques » n’est pas validée.

DISCUSSION

IV.2. Etat de dégradation en relation avec les caractéristiques physico-chimiques

Les résultats de l’analyse des caractéristiques physico-chimiques du sol révèlent différentes propriétés du sol dans les trois sites étudiés. Comparé aux sols des autres sites, le sol du site 1 est caractérisé par un niveau de pH plus élevé (8,9), une densité apparente plus élevée (1,7), avec des sols peu évolués d’apport à texture sablo-limoneux, et les teneurs en carbone organique, en azote total, et en phosphore disponible sont aussi élevées. Ces caractéristiques du sol du site 1 sont liées avec le rendement des plantes le plus élevé observé dans ce site, reflètent un environnement favorable à la production en graines de ricin dans la Commune de Maroalomainty. Ces résultats vérifient l’hypothèse 3 sur la différence de l’état de dégradation du sol rencontré dans cette zone. Le sol du site 1 semble être le moins dégradé comparé aux autres sites 2 et 3 en se basant sur la production en graines de ricin et les propriétés physico-chimiques du sol. Il est largement connu que les propriétés inhérentes des sols déterminent les réponses des cultures. La valeur du pH élevé rencontrée dans le site 1 proviendrait de l’emplacement de ce site au bord de l’océan et contenant beaucoup des calcaires. La valeur du pH favorable pour que l’agriculture offre une bonne productivité est entre 6,5 et 7 (neutre). La densité apparente plus élevée dans le site 1 est principalement liée avec la nature du sol présentant une texture limono-sableuse. Un sol plus sableux est normalement caractérisé par la densité apparente élevée. Ainsi, une densité apparente faible ne signifie pas nécessairement une meilleure aptitude à la croissance des plantes (FAO). Les valeurs observées confirment celles de Muhinda et al. (2009). Cela signifie que les sols dans le site 1 ont beaucoup des pores et de faible rétention en eau et la croissance des plantes devrait être limitée (Longomba, 2009). L’entretien des cultures effectué par les paysans propriétaires comme le sarclage favorise la production en graines de ricin dans ce site. Par ailleurs, les densités apparentes faibles sont assez souvent observées sous pâturage (non cultivés) où l’activité biologique est forte et où l’absence de travail du sol permet le maintien d’une bonne structuration du sol. C’est pour cette raison que les sols de références (1,46 g.cm-3) ont la densité apparente significativement faible par rapport aux sols cultivés (1,63 g.cm-3). Dans ce cas, les sols cultivés sont plus dégradés par rapport aux sols de références où ceux dans le site 1 sont plus dégradés par rapport aux deux autres sites. Le labour accélère également la minéralisation de la matière organique. En effet, il désagrège les particules du sol, réduit la protection des composés organiques labiles et rapidement assimilables vis- à-vis des attaques enzymatiques et augmente la porosité du sol ce qui améliore la diffusion des gaz et l’accès à l’eau pour les micro-organismes décomposeurs (La Scala, et al., 2008). C’est pour cette raison que les sols cultivés présentent moins des carbones organiques (6,04 g.kg-1) que les sols de références (12,25 g.kg-1). Cette différence significative de la teneur en carbone organique entre les

DISCUSSION sols cultivés et les sols de références montre l’effet de la culture sur les propriétés du sol, la pratique culturale en général dégrade le sol dans cette région. Les résultats de cette étude ressemblent à ceux de Guo et Gifford (2002) qui ont démontré que tout changement de mode d’usage des terres peut avoir des effets considérables sur leur capacité à stocker ou à libérer du carbone. Concernant la teneur en azote total, les valeurs observées dans les sols cultivés (de 0,83 g.kg-1 à 1,17 g.kg-1) sont plus faibles que celles des sols de références (de 1,13 g.kg-1 à 1,55 g.kg-1). Ces différences de valeurs entre les sols cultivés et les sols de références s’expliquent par la différence de la texture et de minéralogie des sols ainsi que la mise en culture. L’état de la structure et de compactage des sols détermine la croissance et les activités des microorganismes, ainsi que les taux de décomposition de la matière organique et de minéralisation de l’azote. Plusieurs auteurs ont rapporté les effets de la texture et de la minéralogie sur le cycle de l’azote (Motavalli et al., 1995 ; Scott et al., 1996 ; Grandy et al., 2009). Les différences des valeurs de la teneur en azote total sont dues à l’absorption importante en azote par les racines de ricins pour leur nutrition. En plus, le labour accélère la minéralisation des matières organiques. Or la minéralisation de la matière organique des sols peut conduire à la libération de l’azote et le phosphore sous formes disponibles pour les plantes (Frédérique, 2005). Les ricins consomment alors l’azote disponible dans les sols et les teneurs en azote diminuent au fur et à mesure de l’accroissement des ricins. Les sols cultivés de ricins sont alors dégradés par la présence des ricins. La teneur en phosphore Olsen ne diffère pas significativement entre les sols cultivés et les sols de références quoiqu’une tendance un peu plus élevée soit observée dans les sols de références. Les ricins ont besoin de phosphore pour leurs développements en l’absorbant via leurs racines. Dans un système de non apport de fertilisation, la période de jachère (sols non cultivés ou références) est supposée rendre à la terre tout ou une partie de sa fertilité perdue (Sigaut et Morlon, 2008). C’est ainsi que la teneur en phosphore dans les sols cultivés (9,44 mg.kg-1) est légèrement faible comparée aux sols de références (11,24 mg.kg-1).

IV.3. Etat de dégradation en relation avec les caractéristiques biologiques

Pour ce qui est de paramètres biologiques, aucune différence significative n’a été observée pour la biomasse des macrofaunes entre sols cultivés (0,89 g.m-2) et sols de références (0,76 g.m-2) des trois sites et également pour la densité des macrofaunes dont 74,25 par m2 pour les sols cultivés et 87,41 par m2 pour les sols de références. Les différences non significatives montrent que les trois sites ont presque les mêmes caractéristiques biologiques. Les macrofaunes sont abondantes dans les sols riches en matières organiques dont le carbone organique est leur constituant majeur. Les résultats de cette étude ne ressemblent pas à ceux de Blanchart et al. (2009) qui ont expliqué que les changements de

DISCUSSION mode d’usage peuvent donc affecter la macrofaune du sol (densité, biomasse et diversité) et la dynamique du carbone du sol elle-même. Entre autre, les valeurs de la densité et de la biomasse des macrofaunes n’ont pas aussi des différences significatives entre les sols cultivés et les sols de références avec une tendance un peu plus élevée dans les sols de référence. La qualité biologique des sols cultivés est alors peu modifiée. Les analyses statistiques des données dans cette étude ont montré que les propriétés physico- chimiques des sols cultivés et sols de références ont été significativement différentes. Malgré, les différences sur le pH, la teneur en phosphore et la biologie ne sont pas significatives entre les sols cultivés de ricins et les sols de références. La première hypothèse qui suggère que « les sols sous ricins sont moins fertiles par rapport aux sols non perturbés » est alors partiellement validée. D’après la comparaison des moyennes des valeurs de la densité et la biomasse des macrofaunes, les sols dans le site 1 sont plus dégradés alors que les sols dans le site 3 sont faiblement dégradés. En comparant les moyennes des paramètres entre les trois sites d’études, les sols peu évolués d’apports dans le site 2 avec le rendement significativement plus faible sont caractérisés par le taux d’humidité faible, teneur en azote faible. De ce fait, la troisième hypothèse selon laquelle « le sol du site 1 de Maroalomainty est le plus dégradés tandis que le sol du site 3 d’Ambonaivo est le moins dégradés » est rejetée. Ces résultats nous permettent de proposer quelques recommandations.

RECOMMANDATIONS Méthode de prélèvement par une tarière Pour obtenir les caractéristiques physico-chimiques des sols précises, il est recommandé de ne pas utiliser la méthode de prélèvement par une tarière dans certaines parcelles (sols sableux) car elle peut fausser nos résultats si elle n’est pas bien nettoyée. Cette tarière peut porter certains échantillons des sols indésirables. Il faut l’utiliser délicatement ou remplacer par une autre méthode comme l’angady.

Amélioration de rendements de production de ricins La production de ricin est plus faible dans la région d’étude à causes de divers facteurs dont le manque de professionnalisation. Il est alors recommandé de donner aux paysans des formations professionnelles sur les techniques de cultures, des entretiens et divers traitements que ce soient biologiques ou chimiques. Il est conseillé de bien gérer les sols en pratiquant les cultures sous couvertures végétales pour éviter à l’érosion éolienne qui est plus fréquente dans la région. La technique des rotations des cultures est à encourager pour éviter à la résistance des ravageurs. Le travail de sarclage est obligatoire pour améliorer la croissance et le développement des ricins en

DISCUSSION

éliminant la compétition avec les mauvaises herbes qui poussent avec les cultures. L’utilisation des biopesticides ou la lutte biologique est préférable pour détruire tous les ravageurs surtout les phytophages (Annexe 11). Enfin, la sélection variétale des semences de ricins à cultiver bien adaptées au type des sols est très importante pour augmenter les rendements en graines. Les teneurs des matières organiques dans les sols sous ricins sont plus faibles par rapport à celles des sols de références à cause des labours successifs. Il est alors nécessaire d’apporter des amendements ou engrais organiques ou laisser les parcelles se reposer pendant deux à trois ans pour que la fertilité puisse se rétablir. La fertilisation est aussi importante pour l’amélioration du rendement dans la culture de ricin dans cette région.

CONCLUSION ET PERSPECTIVES

A Madagascar, le taux de productivité de l’agriculture en général n’a cessé de régresser pendant les quatre dernières années. Ce taux a été inférieur à celui de la croissance démographique, les bouches à nourrir se multiplient alors plus vite que la production agricole. Cette régression du rendement serait due au changement climatique et aux activités anthropiques causant la dégradation des sols cultivés. La culture de ricins est une alternative pour les paysans d’améliorer leur pouvoir d’achat afin de compléter leurs besoins de subsistance. Or, la culture de ricin est l’une des cultures vulnérables à cette dégradation des sols et à l’attaque des ravageurs malgré une forte demande mondiale. Cependant, les paramètres physico-chimiques et biologiques des sols occupent une place importante dans cette culture. Il est alors nécessaire de connaitre ces paramètres pour évaluer l’état de dégradation des sols et d’apporter des recommandations afin d’améliorer la production en graines de ricins dans les Communes Rurales de Maroalomainty site 1 et d’Ambonaivo sites 2 et 3. D’après les résultats, les sols peu évolués d’apport du site 1 de Maroalomainty ont offert plus de rendements en graines de ricins, suivi par les sols fersiallitiques du site 3 et les sols peu évolués d’apport du site 2 ont été les moins productifs. Les sols peu évolués d’apport du site 1 sont classés dans pH très basique, les sols du site 2 dans un pH basique et les sols du site 3 dans un pH neutre. Selon la classification USDA, la texture des sols du site 1 est du type sablo-limoneux pour les sols cultivés et sableux pour les sols de références, tandis que dans le site 2 la texture est du type limon sableux pour les sols cultivés et sablo-limoneux pour les sols de références et dans le site 3 la texture est limon argilo-sableuse pour les sols cultives et les sols de références. La densité apparente des sols, présente des différences significatives entre les sites. Elle est plus élevée dans le site 1 et plus faible dans le site 3. Elle présente aussi des différences significatives entre les sols cultivés et les sols de références. Les teneurs en carbone organique du sol n’ont pas eu des différences significatives entre les sites cependant une tendance un peu plus élevée dans le site 1 (8,43 g.kg-1) est observée. Par contre, ces teneurs en carbone ont présenté des différences significatives entre les sols cultivés et les sols de références. Les teneurs en azote total sont variées suivant les sites dont celles du site 1 sont les plus élevées (1,17 g.kg-1) par rapport aux deux autres sites (0,90 g.kg-1 pour le site 2 et 1,13 g.kg- 1 pour le site 3). Les teneurs en azote total sont significativement différentes entre les sols cultivés (0,99 g.kg-1) de ricins et les sols de références avec les valeurs significativement plus élevées (1,29 g.kg-1). Concernant la teneur en phosphore des sols, les différences ne sont pas significatives ni entre les trois sites ni entre les sols cultivés et les références. Sur les caractéristiques biologiques, 18 espèces des macrofaunes ont été observées dans les trois sites d’études. Les sols cultivés et les sols de

CONCLUSION ET PERSPECTIVES références n’ont pas présenté des différences significatives ni entre les sites ni entre les sols cultivés de ricins et les sols de références. Les sols peu évolués d’apports dans le site 2 sont plus dégradés par rapport aux deux autres sols alors que les sols peu évolués d’apports dans le site 1 sont les moins dégradés. Pour avoir l’espoir sur l’avenir de la filière de ricin malagasy dans la Région Androy sud de Madagascar, il faut mieux valoriser les résultats déjà acquis en travaillant avec tous les acteurs de la filière de ricin dont l’Etat, les chercheurs, les producteurs, les vendeurs, les entreprises transformateurs pour que chacun apporte sa contribution à l’atteinte de la réduction de la vulnérabilité de l’agriculture face au changement climatique. La suite de ce travail de recherche pourra s’orienter vers l’étude des paramètres socio-économiques et pédologiques limitant la production de ricin dans cette région et aussi l’étude d’adaptation de la culture de ricins face à la sècheresse et l’érosion éolienne et les attaques des ravageurs au niveau de les bourgeons terminaux qui empêchent la floraison.

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ANNEXES

Annexe 1 : Triangle de texture selon la classification USDA

ANNEXES

Annexe 2 : Localisation des points de prélèvement en mesure ponctuelle

Altitude COMMUNE SITE TRANSECT POINT Code Latitude Longitude (m) P1 R_S1_T1_P1 25°13'19’’ S 46°12'17’’ E 62

T1 P2 R_S1_T1_P2 25°13'16’’ S 46°12'19’’ E 58 P3 R_S1_T1_P3 25°13'12’’ S 46°12'22’’ E 60 P1 R_S1_T2_P1 25°12'59’’ S 46°11'40’’ E 128 S1 T2 P2 R_S1_T2_P2 25°12'54’’ S 46°11'38’’ E 141 P3 R_S1_T2_P3 25°12'41’’ S 46°11'28’’ E 158 P1 R_S1_T3_P1 25°12'44’’ S 46°11'20’’ E 161

MAROALOMAINTY T3 P2 R_S1_T3_P2 25°12'40’’ S 46°11'24’’ E 158 P3 R_S1_T3_P3 25°12'34’’ S 46°11'23’’ E 159 P1 R_S2_T1_P1 25°11'50’’ S 46°11'24’’ E 132

T1 P2 R_S2_T1_P2 25°11'46’’ S 46°11'22’’ E 150 P3 R_S2_T1_P3 25°11'44’’ S 46°11'21’’ E 153 P1 R_S2_T2_P1 25°11'34’’ S 46°11'17’’ E 161 S2 T2 P2 R_S2_T2_P2 25°11'30’’ S 46°11'16’’ E 168 P3 R_S2_T2_P3 25°11'26’’ S 46°11'17’’ E 176 P1 R_S2_T3_P1 25°11'22’’ S 46°11'6’’ E 176

MAROALOMAINTY T3 P2 R_S2_T3_P2 25°11'21’’ S 46°11'4’’ E 179 P3 R_S2_T3_P3 25°11'17’’ S 46°11'4’’ E 187 P1 R_S3_T1_P1 25°12'38’’ S 45°55'29’’ E 160 T1 P2 R_S3_T1_P2 25°12'40’’ S 45°55'35’’ E 159 P3 R_S3_T1_P3 25°12'51’’ S 45°55'46’’ E 167 P1 R_S3_T2_P1 25°13'18’’ S 45°54'58’’ E 182 S3 T2 P2 R_S3_T2_P2 25°13'23’’ S 45°54'55’’ E 183 P3 R_S3_T2_P3 25°13'26’’ S 45°54'54’’ E 182

AMBONAIVO P1 R_S3_T3_P1 25°13'16’’ S 45°55'29’’ E 173 T3 P2 R_S3_T3_P2 25°13'11’’ S 45°55'26’’ E 171 P3 R_S3_T3_P3 25°13'8’’ S 45°55'29’’ E 167

ANNEXES

Annexe 3 : Dosage des carbones organiques dans le sol

Principe Le carbone organique est oxydé par un oxydant puissant : le bichromate de potassium en milieu sulfurique à froid. La réaction se fait de la manière suivante :

2- 0 + 3+ 2Cr2O7 + 3C + 16H  4Cr + 3CO2 + 8H2O

L’oxydation n’est pas complète mais la proportion du carbone oxydé est sensiblement constant et représenté environ 77% de la totalité. On traite par un excès d’oxydant. Cet excès est ensuite dosé en retour par une solution de fer ferreux (le sel de Mohr) sulfate de fer et d’ammonium (NH4)2 Fe (SO4) 6H2O selon la réaction :

2- + 3+ 3+ 3+ 2Cr2O7 + 14H + 6Fe  6Fe + 2Cr + 7H2O

Réactifs  Bichromate de potassium normal  Diphénylamine sulfonâtes de baryum  Sel de Mohr N/2 étalonné avec du bichromate Mode opératoire  Prendre x g de sol selon la nature et tamisé à 0,2 mm que l’on met dans un erlen de 500 ml,

 Mettre 10 ml de K2Cr2O7 1N,

 20 ml de H2SO4 36N,  Agiter 1 mn à la main,  Laisser reposer 30 mn,

 Ajouter environ : 200 ml d’eau, 10 ml de H3PO4 concentré et 5 gouttes de diphénylamine sulfonâte de baryum,  Titrer en retour avec le sel de Mohr (virage du violet au vert).

III

ANNEXES

Annexe 4 : Détermination de l’azote total du sol

Principe

+ Minéralisation Kjeldahl modifiée, dosage NH4 par la réaction de Berthelot Matériels :

 Bloc minéralisation

 Tubes pyrex diamètre de 15 mm, hauteur 160 mm Réactifs

 Solution mère 5000 ppm de N (NH4Cl séché 105°C : 1,9095 g/100 ml),

 Acide sulfurique concentré technique (H2SO4),

 Catalyseur : K2SO4 P.A (pour analyse) : 45 g + Se : 2,25 g broyés intimement au mortier Mode opératoire Attaque :  Peser exactement environ 0,1 g de sol broyé à 0,2 mm dans une série de tubes pyrex de diamètre de 15 mm, hauteur de 160 mm,  Ajouter environ 0,2 g de catalyseur pesé par différence pot de catalyseur posé sur la balance au mg,  Préparer 6 tubes pour la gamme, contenant chacun 0,2 g de catalyseur : dans ces tubes numérotés S1, S2, S3, S4, S5, S6, ajouter respectivement la solution N 5000 ppm de 0, 100, 200, 300, 400, 500 µl,

 Ajouter 1 ml de H2SO4 concentré et homogénéiser au vortex,  Placer les tubes + mini-entonnoirs dans le bloc chauffant réglé à 200°C, puis monter la température progressivement en surveillant l’ébullition jusqu’à 338°C, laisser bouillir 1 h à partir du moment où l’affichage a atteint 325°C,  Laisser refroidir dans le bloc chauffant, puis placer les tubes sur un portoir plastique,  Rincer l’intérieur et l’extérieur de l’entonnoir Calcul  Les quantités d’azote en ppm (mg/l) dans les solutions d’attaque diluées sont directement comparables aux ppm dans les étalons,  Il ne reste qu’à corriger par la dilution (*10), ramener au volume d’extrait (1/100*50) puis à 1 g de sol (1/masse de sol en g * 1) pour obtenir des mg/g de sol

ANNEXES

Annexe 5 : ANOVA pour les analyses physico-chimiques et biologiques des sols pH eau par site Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure Modalité estimée standard (95%) (95%) Groupes S3 6,8322 0,0760 6,6806 6,9837 A S2 8,1735 0,0760 8,0219 8,3250 B S1 8,9235 0,0760 8,7720 9,0750 C pH KCl par site Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure Modalité estimée standard (95%) (95%) Groupes S3 5,3685 0,1234 5,1223 5,6146 A S2 7,1990 0,1234 6,9529 7,4452 B S1 8,4016 0,1234 8,1555 8,6478 C

Humidité du sol par site Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure Modalité estimée standard (95%) (95%) Groupes S2 2,9058 0,4760 1,9562 3,8555 A S1 3,2480 0,4760 2,2983 4,1976 A S3 6,6096 0,4760 5,6600 7,5593 B

Humidité des sites cultivés et des références Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure Modalité estimée standard (95%) (95%) Groupes Cultivé 3,4433 0,3389 2,7673 4,1192 A Référence 6,6881 0,5870 5,5173 7,8589 B

Densité apparente par site Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure Modalité estimée standard (95%) (95%) Groupes S3 1,5029 0,0212 1,4606 1,5452 A S2 1,6051 0,0212 1,5628 1,6474 B S1 1,6618 0,0212 1,6195 1,7042 B

ANNEXES

Teneur en carbone organique des sites cultivés et des références Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure Modalité estimée standard (95%) (95%) Groupes Cultivé 6,0402 0,4578 5,1271 6,9533 A Référence 12,2539 0,7930 10,6724 13,8354 B

Teneur en carbone organique par site

Borne Moyenne Borne inférieure supérieure Modalité estimée Erreur standard (95%) (95%) Groupes S2 1,9404 0,1301 1,6809 2,1999 A S3 2,0872 0,1301 1,8277 2,3467 A S1 2,2892 0,1301 2,0297 2,5487 A

Teneur en azote total par site

Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure Modalité estimée standard (95%) (95%) Groupes S2 -0,1543 0,0715 -0,2968 -0,0117 A S3 0,0535 0,0715 -0,0890 0,1961 A B S1 0,1143 0,0715 -0,0283 0,2568 B

Teneur en azote total des sites cultivés et des références

Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure Modalité estimée standard (95%) (95%) Groupes Cultivé 0,9927 0,0532 0,8866 1,0988 A Référence 1,2925 0,0921 1,1088 1,4763 B

Teneur en phosphore Olsen par site

Borne Borne Moyenne Erreur inférieure supérieure estimée standard (95%) (95%) Groupes Modalité S2 -0,1543 0,0715 -0,2968 -0,0117 A S3 0,0535 0,0715 -0,0890 0,1961 A B S1 0,1143 0,0715 -0,0283 0,2568 B

ANNEXES

Teneur en phosphore Olsen des sites cultivés et des références

Borne Borne Moyenne inférieure supérieure Modalité estimée Erreur standard (95%) (95%) Groupes Cultivé 9,4415 1,0247 7,3978 11,4853 A Référence 11,2424 1,7749 7,7025 14,7823 A

Biomasse des macrofaunes par site

Borne Borne Moyenne inférieure supérieure Modalité estimée Erreur standard (95%) (95%) Groupes S2 0,5943 0,2929 -0,0066 1,1952 A S1 0,8228 0,2929 0,2219 1,4236 A S3 1,1524 0,2929 0,5515 1,7532 A

Biomasse des macrofaunes des sites cultivés et des références

Moyenne des Echantillon Effectif Somme des rangs rangs Groupes Référence 9 159,0000 17,6667 A Cultivé 27 507,0000 18,7778 A

Densité des macrofaunes des sites cultivés et des références

Moyenne des Echantillon Effectif Somme des rangs rangs Groupes Cultivé 27 489,0000 18,1111 A Référence 9 177,0000 19,6667 A

VII

ANNEXES

Annexe 6 : Liste des espèces rencontrées dans les trois sites d'études

Ordre Famille Espèce Action Groupe Orthoptera Acrididae Locusta migratoria Nuisible Phytophage Araneae Aranae Araignée mygalomorphe Bénéfique Prédateur Heteroptera Belostomatidae Punaise Nuisible Phytophage Coleoptera Carabidae Carabe Bénéfique Saprophage Coleoptera Curculionoidea Charançon Nuisible Phytophage Coleoptera Elateridae Elateride Bénéfique Saprophage Coleoptera Elateridae Agriotes sp. (Taupin 1) Nuisible Phytophage Coleoptera Elateridae Taupin 2 Nuisible Phytophage Dermaptera Forficulidae Forficule Bénéfique Prédateur Camponotus Hymenoptera Formicidae Bénéfique Saprophage quadrimaculatus opacatus Hymenoptera Formicidae Monomorium sp Bénéfique Saprophage Hymenoptera Formicidae Tetramorium sericeiventre Bénéfique Saprophage Orthoptera Gryllidae Grillon Nuisible Phytophage Haplotaxa Kynotidae Kynotus (Ver de terre) Bénéfique Saprophage Arthropoda Scolopendridae Chilopode (Scolopendre) Bénéfique Prédateur Coleoptera sericidae Rhizotrogus spp. (Ver blanc) Nuisible Phytophage Coleoptera Tenebrionidae Gonocephalum simplex Nuisible Phytophage Isoptera Termitidae Termite Bénéfique Saprophage

VIII

ANNEXES

Annexe 7 : Nombre des individus et des espèces des macrofaunes des sols par sites

Espèce Site 1 Site 2 Site 3 Locusta migratoria 0 0 2 Araignée mygalomorphe 15 3 2 Punaise 9 0 0 Carabe 7 5 1 Charançon 0 1 1 Elateride 0 1 4 Agriotes sp. (Taupin 1) 18 0 2 Taupin 2 1 4 1 Forficule 0 0 1 Camponotus quadrimaculatus 0 5 8 opacatus Monomorium sp 1 28 11 Tetramorium sericeiventre 2 1 63 Grillon 0 1 0 Kynotus (Ver de terre) 0 0 1 Chilopode (Scolopendre) 0 0 17 Rhizotrogus spp. (Ver blanc) 5 35 62 Gonocephalum simplex 6 0 4 Termite 32 134 222 Nombre total d’individus 96 218 402 Nombre total d’espèces 10 11 16

ANNEXES

Annexe 8 : ACP pour les résultats sur le ricin et le sol

1. Entre saturation en eau du sol et croissance en hauteur de ricin

Variables (axes F1 et F2 : 100,00 %) 1 0,75 Hauteur… 0,5 0,25 0

-0,25 F2 (48,81 %) (48,81F2 -0,5 -0,75 Saturation (%) -1 -1 -0,75-0,5-0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 F1 (51,19 %) Figure 1 : Corrélation entre la saturation en eau et la croissance en hauteur de ricin r = 0,024 ; P = 0,75

2. Entre capacité au champ et hauteur de ricin

Variables (axes F1 et F2 : 100,00 %) 1 0,75 Hauteur (cm) 0,5 0,25 0

-0,25 F2 (46,17 %) (46,17F2 -0,5 Capacité -0,75 au champ (%) -1 -1 -0,75-0,5-0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 F1 (53,83 %) Figure 2 : Corrélation entre la capacité au champ et la croissance en hauteur de ricin r = 0,076, P = 0,30

ANNEXES

3. Entre point de flétrissement et hauteur de ricin

Variables (axes F1 et F2 : 100,00 %) 1 Hauteur 0,75 Point de (cm) 0,5 flétrissement (%) 0,25 0

-0,25 F2 (44,80 %) (44,80F2 -0,5 -0,75 -1 -1 -0,75-0,5-0,25 0 0,250,50,75 1

F1 (55,20 %) Figure 3 : Corrélation entre le point de flétrissement et la croissance en hauteur de ricin r = - 0,104 ; P = 0,16

4. Entre humidité du sol au début de la mesure continue et hauteur de ricin

Variables (axes F1 et F2 : 100,00 %) 1 0,75 0,5 Humidité (%) 0,25 0

-0,25 F2 (14,23 %) (14,23F2 -0,5 Hauteur (cm) -0,75 -1 -1 -0,75-0,5-0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 F1 (85,77 %) Figure 4 : Corrélation entre l'humidité du sol au débute de la mesure continue et croissance en hauteur de ricin r = 0,71, P < 0,001

ANNEXES

Annexe 9 : Dates d'observations et la récolte des graines de ricins

N° Début Fin Code Site Transect Point Récolte Site d'observation d'observation RS1T2C1 Maroalomainty 1 2 1 28/12/2018 17/05/2019 24/05/2019

RS1T3C1 Maroalomainty 1 3 1 28/12/2018 03/05/2019 10/05/2019

RS1T3C2 Maroalomainty 1 3 2 28/12/2018 17/05/2019 24/05/2019

RS2T1C1 Ambonaivo 2 1 1 25/12/2018 21/05/2019 28/05/2019

RS2T1C2 Ambonaivo 2 1 2 25/12/2018 11/07/2019 18/07/2019

RS2T1C3 Ambonaivo 2 1 3 25/12/2018 28/05/2019 04/06/2019

RS3T1C1 Ambonaivo 3 1 1 24/12/2018 14/05/2019 21/05/2019

RS3T3C1 Ambonaivo 3 3 1 24/12/2018 27/05/2019 03/06/2019

RS3T3C2 Ambonaivo 3 3 2 24/12/2019 11/07/2019 18/07/2019

XII

ANNEXES

Annexe 10 : Fiche technique d'observations de la croissance des ricins par semaine

Fiche d’observation de la croissance des ricins par semaine Culture : ______Région : ______District : ______Commune : ______Fokontany : ______Code parcelle : ______Date : ______Semaine : ______Pied 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hauteur (cm) Nombre feuilles Nombre tige Stade Observations

XIII

ANNEXES

Annexe 11 : Fiche de collecte des données en mesure ponctuelle

Site : ______Transect : ______Point : ______Date : ______

Latitude Longitude Altitude Code GPS Commune : Fokontany :

Code Ricin R Site S Transect T Point P Densité DA Poids sachet (g) Poids sachet+sol (g) apparente 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 Profondeur (cm) 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100

Code Ricin R Site S Transect T Point P Angady AN Poids sachet (g) Poids sachet+sol (g) 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 Profondeur (cm) 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100

XIV

ANNEXES

Annexe 12 : Fiche d'enquête sur l'historique des parcelles

Code parcelle District : Commune : Fokontany : Localisation

Coordonnées GPS Latitude : Longitude : Altitude :

Propriétaire

Superficie (ha) Spéculation/système Année en cours Historique rotation Année -1 Historique rotation Année -2 Types Travaux des Fertilisation Dose Rendement sols Année en cours Année en cours Année en cours Année en cours Année -1

Année -1

Année -2 Année -2 Année -2 Année -2

Autres observations

ANNEXES

Annexe 13 : Rendements en graines de ricin avec les surfaces des carrées de rendements

Rendement en graine Nombre Poids Surface Bloc Parcelle Site Commune -1 de pieds (g) (m²) g.m-² kg.ha B1 RS1T2C1 S1 7 32,74 16 Maroalomainty 2,05 20,46 B1 RS1T2C1 S1 124 10,64 16 Maroalomainty 0,67 6,65 B2 RS1T2C1 S1 7 45,51 16 Maroalomainty 2,84 28,44 B2 RS1T2C1 S1 101 7,95 16 Maroalomainty 0,50 4,97 B3 RS1T2C1 S1 8 77,57 16 Maroalomainty 4,85 48,48 B3 RS1T2C1 S1 28 9,20 16 Maroalomainty 0,58 5,75 B1 RS1T3C1 S1 3 2,54 1 Maroalomainty 2,54 25,40 B1 RS1T3C2 S1 7 70,53 16 Maroalomainty 4,41 44,08 B2 RS1T3C2 S1 6 28,05 16 Maroalomainty 1,75 17,53 B3 RS1T3C2 S1 7 52,16 16 Maroalomainty 3,26 32,60 B1 RS2T1C1 S2 29 36,54 16 Ambonaivo 2,28 22,84 B2 RS2T1C1 S2 18 46,78 16 Ambonaivo 2,92 29,24 B3 RS2T1C1 S2 27 44,65 32 Ambonaivo 1,40 13,95 B1 RS2T1C2 S2 16 39,65 40 Ambonaivo 0,99 9,91 B2 RS2T1C2 S2 12 29,74 40 Ambonaivo 0,74 7,43 B3 RS2T1C2 S2 13 32,22 40 Ambonaivo 0,81 8,05 B1 RS2T1C3 S2 14 36,51 100 Ambonaivo 0,37 3,65 B1 RS3T1C1 S3 48 23,93 132 Ambonaivo 0,18 1,81 B2 RS3T1C1 S3 46 32,42 132 Ambonaivo 0,25 2,46 B3 RS3T1C1 S3 49 35,12 132 Ambonaivo 0,27 2,66 B1 RS3T3C1 S3 42 33,23 40 Ambonaivo 0,83 8,31 B2 RS3T3C1 S3 31 38,96 40 Ambonaivo 0,97 9,74 B3 RS3T3C1 S3 45 61,91 40 Ambonaivo 1,55 15,48 B1 RS3T3C2 S3 27 22,30 40 Ambonaivo 0,56 5,58 B2 RS3T3C2 S3 44 48,45 40 Ambonaivo 1,21 12,11 B3 RS3T3C2 S3 55 16,66 40 Ambonaivo 0,42 4,17

XVI

ANNEXES

Annexe 14 : Attaque des ravageurs (Siaka) sur les feuilles de ricins

 Rafaralahy, 2019  Rafaralahy, 2019 Photo 1: Les Siaka attaquant les feuilles de ricins Photo 2: Feuilles de ricins attaquées par les Siaka

 Rafaralahy, 2019  Rafaralahy, 2019 Photo 3: Feuilles attaquées par les Siaka Photo 4: Les Siaka attaquant les bourgeons de ricins

XVII

Mémoire de Master II Author : University of Antananarivo  RAFARALAHY Herijaona Vonjy Faculty of Sciences Supervisors : Domain : Sciences and Technologies  Dr. Berthe RASOMAMPIONONA Mention: Plant Biology and Ecology  Dr. HDR Andry ANDRIAMANANJARA Course : Plant Physiology and Biotechnology

ABSTRACT

Title: “Study of the physical, chemical and biological characteristics of soils to understand their states of degradation. Case of the cultivation of castor oil plant (Ricinus communis L.) in the Androy region, southern Madagascar.”

In Madagascar, the productivity rate of agriculture in general has steadily declined over the past four years. Castor oil cultivation in the Androy Region has also been affected by this decline in yield, of which soil degradation is one of the reduction factors. The objective of this study is to assess the state of soil degradation under castor oil cultivation in the Androy region in the south of Madagascar according to the soil types. Three sites were considered: site 1 in Maroalomainty, site 2 and site 3 in Ambonaivo in the District of Ambovombe. Field observations and soil samples were taken, followed by various laboratory analyzes. The physicochemical and biological properties of cultivated and reference soils were compared on each site. Site 1 is characterized by poorly developed soils with a sandy loam texture, site 2 by poorly developed soils with a sandy loam texture and site 3 by fersiallitic soils with a loamy-clay-sandy texture. In point of view pH, the soils in site 1 are classed very basics (8.92) whereas the soils in site 2 are basics (7.9) and soils in site 3 are neuters (6.83). Regarding soil moisture, site 3 seems to retain much more water (6.60%) compared to the other two sites, 3.32% for site 1 and 1.94% for site 2. On each site, the reference soils or no cultivated soils are significantly more humid (6.68%) compared to cultivated soils (3.44%). The bulk density varies significantly between the three sites, and cultivated soils are denser in the order of 1.63 g.cm-3 than reference soils of 1.46 g.cm-3.For organic carbon content, the soils in the reference sites show a higher value of 12.25 g.kg-1 compared to cultivated soils 6.04 g.kg-1. The nitrogen content also varies according to the study sites with the highest value 1.17 g.kg-1 in site 1, slightly different from site 3 which is 1.12 g.kg-1, the lowest in site 2 equal to 0.90 g.kg-1. The cultivated castor oil soils have less total nitrogen than the reference soils. On the other hand, Olsen phosphorus in the three sites does not have significant differences, the mean value of which is 10.18 mg.kg-1, 9.87 mg.kg-1 and 9.61 mg.kg-1 respectively for site 1, site 2 and site 3 and no significant differences between cultivated and reference soils. Regarding the biological properties, in total, 18 species (8 Phytophages, 3 Predators and 7 Saprophages) of macrofauna were observed of which 7 are common in the three sites and 16 species are all found in site 3. The cultivated soils and the references do not have significant differences. Castor seed yields vary depending on the sites whose soils in site 1 are more productive (31.83 kg.ha-1) followed by site 3 (7.71 kg.ha-1) and the lowest are encountered in site 2 (4.07 kg.ha-1). The soils cultivated with castor beans are then less fertile than the reference soils. Indeed, the soils in site 2 seem to be the most degraded and those in site 3 seem to be good soils but the low yields are due to the lack of weeding. Key words: Castor oil, soil degradation, poorly evolved soil inputs, fersiallitic soils, cultivated soils, reference soils.

Mémoire de Master II Auteur : Université d’Antananarivo  RAFARALAHY Herijaona Vonjy Faculté des sciences Encadreurs : Domaine : Sciences et Technologies  Dr. Berthe RASOMAMPIONONA Mention : Biologie et Ecologie Végétales  Dr. HDR Andry ANDRIAMANANJARA Parcours : Physiologie et Biotechnologie Végétales

RESUME Titre : « Etude des caractéristiques physiques, chimiques, et biologiques des sols pour une appréhension de leurs états de dégradation. Cas de la culture de ricin (Ricinus communis L.) dans la Région Androy, Sud de Madagascar. »

A Madagascar, le taux de productivité de l’agriculture en général n’a cessé de régresser pendant les quatre dernières années. La culture de ricins dans la Région Androy a été aussi touchée par cette régression de rendement dont la dégradation des sols est l’une des facteurs de diminution. Cette étude a pour objectif d’évaluer l’état de dégradation des sols sous culture de ricin dans cette région suivant les types de sols. Trois sites ont été considérés : site 1 à Maroalomainty, site 2 et site 3 à Ambonaivo dans le District d’Ambovombe. Des observations sur terrain et prélèvements des échantillons des sols ont été effectués, suivis des différentes analyses au laboratoire. Les propriétés physico-chimiques et biologiques des sols cultivés et de références ont été comparées sur chaque site. Le site 1 est caractérisé par des sols peu évolués d’apports à texture sablo-limoneux, le site 2 par les sols peu évolués d’apports à texture limon sableux et le site 3 par des sols fersiallitiques à texture limono- argilo-sableux. Du point de vue pH, les sols dans le site 1 sont classés très basiques (8,92) tandis que les sols du site 2 sont basiques (7,9) et ceux du site 3 sont neutres (6,83). Concernant l’humidité, les sols du site 3 semblent retenir beaucoup plus d’eau (6,60%) par rapport à ceux des deux autres sites, 3,32% pour le site 1 et 1,94 % pour le site 2. Pour les trois sites, les sols de références ou sols non cultivés sont plus humides (6,68%) par rapport aux sols cultivés (3,44%). La densité apparente varie significativement entre les trois sites, et les sols cultivés sont plus denses (1,63 g.cm-3) que les sols de références (1,46 g.cm-3). Pour la teneur en carbone organique, les sols dans les sites de références présentent une valeur plus élevée 12,25 g.kg-1 par rapport aux sols cultivés 6,04 g.kg-1. La teneur en azote varie aussi suivant les sites d’études avec la valeur plus élevée 1,17 g.kg-1 dans le site 1, légèrement différente du site 3 qui est de 1,12 g.kg-1, la plus faible dans le site 2 égale à 0,90 g.kg-1. Les sols cultivés de ricins ont moins d’azote total que les sols de références. Par contre la moyenne des teneurs en phosphore Olsen entre sols cultivés (9,44 mg.kg-1) et références (11,24 mg.kg-1) n’a pas des différences significatives. Pour les propriétés biologiques du sol, 18 espèces des macrofaunes du sol ont été observées dont 8 Phytophages, 3 Prédateurs et 7 Saprophages. Les 7 espèces sont communes pour les trois sites et 16 espèces sont toutes rencontrées dans le site 3, ce dernier site a alors plus de diversité spécifique que les deux autres. Les sols cultivés et les références n’ont pas des différences significatives. Les rendements en graines de ricins varient suivant les sites dont les sols dans le site 1 sont plus productifs (31,83 kg.ha-1) suivi du site 3 (7,71 kg.ha-1) et les plus faibles sont rencontrés dans le site 2 (4,07 kg.ha-1). Les sols cultivés de ricins sont alors moins fertiles que les sols de références. En effet, les sols dans le site 2 semblent être les plus dégradés et les sols du site 3 semblent être les bons sols mais les rendements faibles sont dus par le manque de sarclage. Mots clés : Ricin, dégradation des sols, sols peu évolués d’apports, sols fersiallitiques, sols cultivés, sols de références.