COCOTIER L Les cultures associées avec le cocotieragritrop.cirad.fr/390320/1/document_390320.pdf · 3 Philippine Coconut Authority, Davao Research Center, Bago, Oshiro, Davao City,

Plantations, recherche,développement Juil let

CO C O T I E R

Les culturesassociées avec

le cocotierModèle

de fonctionnementet d’analyse économiqueBraconnier S. 1, Chipungahelo G 2, Margate R.Z.3,Kleih U.4

1 CIRAD-CP, BP 5035, 34032 Montpellier Cedex 1, France2 Mikocheni Agricultural Research Institute (auparavant National Coconut DevelopmentProgramme), POB 6226, Dar es Salaam, Tanzanie3 Philippine Coconut Authority, Davao Research Center, Bago, Oshiro, Davao City, Philippines4 Natural Ressources Institute, University of Greenwich, Chatham Maritime, Kent ME4 4TB,Royaume-Uni

La cocoteraie mondiale couvre unesuperficie d’environ 11,5 millionsd’hectares. Les petites plantations

(< 3-4 ha) fournissent 96 % de la productionmondiale de coprah. Sur ces petitesexploitations, le cocotier est presquetoujours associé à d’autres cultures.Les planteurs, soit en raison d’une vieillehabitude culturale, soit sous l’effet d’unepression foncière grandissante, essaientde valoriser les surfaces cultivéespar l’intensification des systèmes deproduction.

Les motivations sont très variées.Une culture en association avec le cocotierpeut être envisagée pour contrôler desadventices, restaurer ou améliorer lafertilité des sols, produire du bois dechauffage, nourrir du bétail, diversifierles cultures ou, encore, augmenter larentabilité de la plantation. Cependant,même si cette pratique est très répandue,les résultats agronomiques restentspécifiques des sites expérimentaux.

Leur transposition est rendue difficilepar l’absence d’observations précisessur les modalités de l’association et laméconnaissance des phénomènes decompétition entre les cultures.

Dans les associations à base de cocotier,ce dernier est, dans la majorité des situa-tions, la plante dominante. La premièreétape de notre étude est la caractérisationpar de nombreux paramètres, de cette stratedominante, afin de pouvoir élaborer unmodèle architectural capable de calculer desmaquettes informatiques représentant desplantations de cocotiers.

Une seconde partie est consacrée àl’approfondissement des connaissances dufonctionnement du cocotier. L’élaborationd’un modèle de fonctionnement, même sim-plifié, nécessite, en effet, de mieux connaîtreet d’estimer les entrées (principalement laphotosynthèse) et les sorties (tous lesphénomènes de respiration, la production,la croissance...) du système considéré.

L ’étude tentede déterminer

la meilleure façonde valoriser lessurfaces cultivéesen cocotierpar l’adjonctionde culturesintercalaires.Les modèlesarchitecturauxdu cocotier etdu cacaoyerconduisentà des maquettestridimensionnellessimulantl’associationdes deux plantes.Le maïs et la patatedouce sont aussiétudiés. Une analyseéconomique calculeles avantages et lesinconvénients dechaque association.

Le contenu de cet article est issu d’un rapport intituléContract Ts3-Ct92-0132 « Coconut-based farmingsystems. Operational and economic analysis models ».Final report, Cirad-cp, mars 1998.

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247CO C O T I E R

Juil let - Août 1998 Plantations, recherche, développement

La troisième partie concerne, plus parti-culièrement, les associations de culture àbase de cocotier. Une attention particulièreest portée à l’association cocotier/cacaoyer,pour laquelle la modélisation de l’architec-ture des systèmes racinaires et aériens, ainsique les consommations en eau des cultures,en plantation pure et en association, sontétudiées de manière approfondie. En outre,un essai multilocal, associant le cocotier aumaïs, permet d’apprécier les contraintess’exerçant d’une plante par rapport à l’autre.Des essais associant le cocotier à d’autrescultures (haricot-mungo, haricot dolique,pois d’Angola, ananas...) apportent égale-ment des résultats intéressants concernantles fonctions de production des plantes asso-ciées au cocotier.

Enfin, une dernière partie est consacrée àl’étude d’un modèle d’analyse économiquedes systèmes de culture en association avecle cocotier.

Modélisation del’architecture du cocotierLe modèle architectural du cocotier est lemodèle de Corner (Hallé et al., 1978), quise définit par la présence d’un axe uniquefeuillé avec des inflorescences latérales. Letravail de description architecturale d’unarbre porte donc, avant tout, sur les mensu-rations et la géométrie de ses constituants(Margate et Eroy, 1997 ; Dauzat et Eroy,1997). Certaines mesures préliminaires ser-vent à dégager des caractéristiques archi-tecturales propres à la variété étudiée. Cesont principalement : les longueurs respec-tives du pétiole et du rachis ; l’arcure despalmes ; la position des folioles sur le rachis ;l’évolution de la longueur des folioles enfonction de leur position ; l’angle « vertical »et « horizontal » d’insertion des folioles enfonction de leur position ; la forme desfolioles en fonction de leur rang relatif.

Ces observations sont assez lourdes mais iln’est pas, a priori, nécessaire de les réitérersur chaque nouveau site. A l’inverse, d’autresmesures ont pour but de caractériser unecocoteraie donnée, et concernent : la hau-teur, le diamètre et le dévers du stipe ; lenombre de palmes ; la longueur de leurrachis ; l’inclinaison des palmes (mesurée àla base du rachis) ; le nombre de folioles depart et d’autre du rachis ; la longueur desplus grandes folioles de part et d’autre durachis.

Ces mesures sont rapides et ne posent pasde problème particulier. Les observationsont été réalisées sur les variétés :

• GOA x GRL, un hybride de deux Grands(Grand Ouest Africain et Grand Rennell).Ces travaux ont été réalisés en 1992(Girard, 1992) ;

• trois variétés du Vanuatu : une naine, NRV(Nain Rouge Vanuatu), une variétégrande, GVT (Grand du Vanuatu), ainsique l’hybride des deux, NRV x GVT. Cestravaux ont été effectués à Santo, en 1993-1994 ;

• le Laguna Tall, variété grande locale desPhilippines (Dauzat et Eroy, 1997).A partir des descriptions effectuées

sur les stipes, les palmes et les folioles, des« maquettes informatiques » ont pu êtrecréées, pour le GOA x GRL, le NRV x GVT etle Laguna Tall.

Simulations de modèlestridimensionnels de cocotiersBien que le logiciel de simulation Amappuisse être utilisé pour générer des coco-tiers avec toute la précision désirée, le choixa été fait d’écrire un programme spécifiquepour les raisons suivantes :• la « paramétrisation » des données archi-

tecturales est spécifique au cocotier, doncplus simple ;

• le même programme génère simultané-ment des maquettes détaillées d’arbres etdes maquettes simplifiées ;

• le programme étant de dimension beau-coup plus réduite, son installation surmicro-ordinateur nécessite moins demémoire centrale.L’ensemble des données architecturales

permet donc de générer des maquettes tri-dimensionnelles de cocotier, qui tiennentcompte de la variabilité naturelle des indivi-dus. Il est alors possible de générer le pro-cessus stochastique d’une populationd’arbres et de reconstituer une plantation.

L’intérêt principal est de pouvoir choisiret tester le dispositif de plantation. Parexemple, dans le cas du Laguna Tall, nousavons étudié, par simulation informatique,des dispositifs de plantation en carré de 10,9, 8,5 et 8 m de côté, ainsi que des dispositifsen triangles équilatéraux de 11, 10, 9 et8,5 m de côté. Il est, bien sûr, possible decombiner chacun de ces dispositifs avec desélagages ou des abattages plus ou moinsimportants, de façon à recréer des schémasde plantations que l’on peut retrouver dansla réalité.

Caractérisation du climat radiatifsous cocoteraieCette étude consiste à déterminer la quan-tité de Rpu (Rayonnement photosynthéti-

quement utile) ou PAR (Photosyntheticallyactive radiation) transmise à travers lastrate arborée. La mesure directe parcapteurs PAR a été préférée à la mesureindirecte par photographie hémisphérique.

Le protocole d’étude comprend un capteurplacé au-dessus du couvert végétal, mesurantle PAR incident, et 32 capteurs répartis ausol, sous le couvert, à l’intérieur de deux tri-angles élémentaires adjacents (Girard, 1992).Cet échantillonnage très dense a été choisipour analyser la répartition du rayonnementtransmis au cours de la journée ; l’objectifétant ensuite de confronter ces résultats auxsimulations informatiques.

En effet, grâce au développement, par lelaboratoire de modélisation du Cirad1, desmodèles radiatifs spécifiques Mir et Trans-rad, les transferts radiatifs ont été simulés(Dauzat et Eroy, 1997).

Validation du modèle etexpériences de simulationOutre la validation visuelle du modèle archi-tectural, il est indispensable d’obtenir unevalidation par d’autres voies. Les premièressimulations pour la variété Laguna Tall ontmis en évidence le peu d’influence des pro-priétés optiques des feuilles et du sol sur latransmission du rayonnement. Elles ont per-mis de caler le modèle à partir de l’angleformé par les deux limbes de chacune desfolioles. En effet, cette dernière donnée n’apas pu être mesurée au champ. Après diffé-rents tests, la valeur de cet angle a été fixéeà 35˚ pour le Laguna Tall. Le modèle fournitalors des simulations qui sont très prochesdes valeurs mesurées, quel que soit l’âgeétudié (figure 1).

L’obtention d’un modèle architectural cor-rect, utilisé pour effectuer des simulationsde transfert radiatif, permet de répondre àcertaines interrogations. La transmission durayonnement a été étudiée en fonction :• des conditions radiatives sur la transmis-

sion du rayonnement. Il est, en effet,intéressant de connaître l’influence d’unejournée très ensoleillée, ou à l’inversetrès couverte, sur la transmission durayonnement ;

• de la latitude et du jour de l’année.Ces simulations peuvent donner desindications sur les effets saisonniers etsur le choix d’implantation de nouvellesplantations ;

• de l’âge des cocotiers, et du dispositifde plantation (en triangle ou en carré).

1 Centre de coopération internationale en rechercheagronomique pour le développement.

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Plantations, recherche, développement Juil let - Août 1998

248 CO C O T I E R

Ces simulations montrent que le taux detransmission d’une plantation en carré estsupérieur à celui obtenu par un dispositifen triangle ;

• de la direction de plantation (cas d’uneplantation en triangle). L’étude montreson influence négligeable sur le taux detransmission du rayonnement PAR ;

• de la densité et du dispositif de planta-tion. Ce dernier n’a pas une influenceprononcée sur la transmission du rayon-nement ;

• de l’élagage des palmes. Par cette tech-nique, le taux de pénétration de la lumièrepeut être augmenté de 25 à 40 %, avec unélagage des feuilles de rang > 18. L’éla-gage est potentiellement une solution afinde réduire la compétition pour la lumièreentre les cocotiers et les cultures asso-ciées. A condition de vérifier l’effetdépressif à long terme de cette pratiqueculturale sur le cocotier.

ConclusionLe modèle architectural du cocotier, et lessimulations de transfert radiatif, sont desoutils très importants. Connaissant lescultures qui vont être associées au cocotier,et surtout leurs besoins en lumière, on peuttester les différents dispositifs (triangle,carré, ligne...), les densités, et les pratiquesculturales (différents abattages ou élagages),afin de déterminer le meilleur dispositif deplantation du cocotier pour optimiser lacaptation de la lumière par les cultures.Ces programmes fonctionnent pour

l’instant sur station Silicon Graphics.Il est prévu, à moyen terme, d’élaborerune version utilisable sur micro-ordinateur,de façon à permettre un meilleur accès.

Approfondissementdes connaissancessur le fonctionnementdu cocotierL’élaboration d’un premier modèle de fonc-tionnement du cocotier nécessite une bonneconnaissance de la plante. Des observationsont été réalisées sur les échanges gazeuxfoliaires, la répartition des biomasses et lesystème racinaire.

Les échanges gazeuxLes mesures sur les différents sites ont étéfaites avec un matériel identique : l’auto-analyseur de CO2 ADC, modèle LCA4. Aupa-ravant, un important travail de mise au pointméthodologique a été effectué afin de stan-dardiser les observations et d’obtenir desvaleurs fiables.

Au Vanuatu (Braconnier, 1998), la photo-synthèse nette du cocotier NRV x GVT, enconditions hydriques non limitantes, possèdeles caractéristiques suivantes (figure 2) :• un point de compensation lumineux à

50 µmole.m-2.s-1 ;• une intensité maximale de l’ordre de

17 µmole.m-2.s-1 ;• un plateau de saturation atteint pour

des rayonnements PAR supérieurs à1 100 µmole.m-2.s-1 ;

Avec ce type d’appareil, la courbe desaturation de la photosynthèse par le gazcarbonique est étudiée pour une gamme deconcentrations en CO2 allant de 180 à1 500 vpm.

En outre, l’utilisation de chambresde mesures appropriées permet d’évaluerles paramètres suivants :• respiration des folioles = - 0,64 µmol CO2.

m-2.s-1 ;• respiration du stipe = - 40 µg CH2O.kg ms-1

j-1 (ms : matière sèche).Il est évident que les valeurs données

ci-dessus sont considérablement modifiéespar tout changement des conditions clima-tiques (Vapour Pressure Deficit : déficit desaturation de l’air entre la feuille et l’atmo-sphère, rayonnement, température) ou toutemodification des facteurs trophiques del’arbre (alimentation en eau, nutrition enchlorure...). En Tanzanie, par exemple,la valeur moyenne de la photosynthèsedu Grand Est Africain ne dépasse pas10 µmol.m-2.s-1 (Chipungahelo et Ngereza,1998).

Des observations réalisées sur des palmesde rangs différents permettent de donnerl’évolution des échanges gazeux avec l’âgephysiologique de la palme.

Des mesures de masse surfacique, réali-sées pendant plusieurs journées au cours del’année, montrent que, chez le cocotier, ceparamètre n’augmente pratiquement pas aucours de la journée. Il ne semble donc pas yavoir de stockage des assimilats sur les lieuxde synthèse.

Etude des biomasses du cocotierUne étude statique est tout d’abord réalisée,afin de connaître le poids sec des différentsorganes d’un cocotier, et leur importancerelative (Braconnier, 1996). Ces donnéessont ensuite utilisées pour connaître la dyna-mique de répartition de la matière sèche surune année. Dans ces différentes études, lesystème racinaire n’a pas été pris en compte.

Les palmes représentent des lieux deconsommation en hydrates de carboneimportants jusqu’au rang 7, et les régimesjusqu’au rang 20. Au-delà, la consommationen assimilats est due essentiellement auxphénomènes de respiration d’entretien.

Sur pied, la couronne de palmesreprésente la moitié de la biomasse totale, etles régimes seulement le sixième (figure 3).Ces rapports sont considérablement modi-fiés par les observations dynamiques. Eneffet, la biomasse des feuilles émises pen-dant une année ne représente plus que letiers de la biomasse totale produite par les

Figure 1. Valeurs de PAR simulées et mesurées pour différents traitements d’une expérimentationau Drc (les moyennes horaires du PAR sont données en mmoles.m-2.s-1). / Simulated and measured PARvalues obtained for the different treatments of the DRC experiments (mean hourly PAR values aregiven in mmoles.m-2.s-1).

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parties aériennes, alors que les régimescomptent pour plus de la moitié. En termede fonctionnement de la plante, le principalpuits est donc représenté par les régimesqui consomment, à eux seuls, près de 60 %des hydrates de carbone. Il est évident queces proportions seront modifiées lorsque l’ontiendra compte du système racinaire(de sa dynamique de croissance et de renou-vellement).

Nutrition minérale

L’observation des échanges gazeux foliairesconfirme le rôle primordial de l’ion chloruredans les mécanismes de tolérance à la séche-resse du cocotier (Braconnier, 1998). En sai-

son sèche, cet ion permet au cocotier demaintenir ses échanges gazeux foliairesà un niveau élevé et de mieux tolérer lacontrainte hydrique. Les mesures réaliséesen saison humide ne mettent pas en évidenceun effet de la carence en chlorure sur la pho-tosynthèse intrinsèque du cocotier. L’ion Cl-

semble donc intervenir essentiellement ensaison sèche, et sur la régulation stomatique.

En Indonésie, grâce à des expérimenta-tions de nutrition minérale (Bonneau et al.,1997), la production du cocotier peut êtredirectement reliée aux apports d’engrais. Cetype de relation pourra, à terme, être inté-gré dans un module « nutrition minérale »

inclus dans un modèle global de fonctionne-ment du cocotier.

Etude du système racinaire

Les observations sont réalisées selon deuxapproches (Colas, 1997). La première eststatique et consiste à étudier le système raci-naire à un moment donné de la vie del’arbre. La seconde est dynamique ets’appuie sur des observations directes de lacroissance des racines, à différents âges, parl’intermédiaire de rhizotrons. L’exploitationdes résultats de ces deux approches, et l’uti-lisation de l’outil de modélisation et de simu-lation développé par l’Amap, ont permisla réalisation de maquettes numériquestridimensionnelles du système racinairedu cocotier. Cette partie, couplée au modèlede simulation des organes aériens, peutgénérer des maquettes entières de cocotier(figure 4).

Cependant, les premières validations dumodèle architectural du système racinairemontrent que le nombre de racines pri-maires émises en simulation est surestimépar rapport à la réalité. Ce modèle doit doncêtre amélioré pour obtenir une représenta-tion fidèle de la réalité. En outre, desmesures de masses linéaires sont indispen-sables pour obtenir une estimation de la bio-masse totale racinaire, paramètre encoreinconnu pour le moment.

Modèle de fonctionnementdu cocotier

Le modèle de base, servant de point dedépart pour l’élaboration d’un modèle defonctionnement du cocotier, est Simpalmdécrit par Dufrêne (1989), sur palmier àhuile. L’objectif est de l’adapter au cocotier,et d’y intégrer la dimension architecturalede la plante afin de développer un modèlephysiologique.

Les résultats exposés précédemment(observations des échanges gazeux, étudesdes biomasses, des forces de source et depuits...) permettent le paramétrage dumodèle Simpalm pour le cocotier. Cepen-dant, les premières simulations conduisent àun bilan carboné irréaliste : le résultat finalest négatif. Il est donc indispensable dereconsidérer les termes du bilan. Si l’onconnaît relativement bien l’entrée dumodèle (la photosynthèse), les consomma-tions, notamment les coûts de fabricationde matière sèche et les coûts respiratoiresdes différentes parties de la plante, restentencore mal appréciées. En outre, il est

Rayonnement PAR (µmol.m-2.s-1) / PAR radiation ( mol.m-2.s-1)

Y = 17* (1-exp(0,006*(X-50)/17))

Ass

imila

tio

n n

ette

(m

mo

l CO

2.m

-2.s

-1)

Net

ass

imila

tio

n (

mm

ol C

O2.

m-2.s

-1)

500 1 000 1 500 2 0000-3

0

3

6

9

12

15

18

µ

Figure 2. Evolution de la photosynthèse nette du cocotier NRV x GVT en fonction du rayonnementPAR. / Evolution of net photosynthesis in VRD x VTT coconut palms according to PAR.

Etude statique / Static study

88

28 73

43

Age / Years old : 6 ans Age / Years old : 8 ans

Feuilles / Leaves : 88 kg.arbre-1

Régimes / Bunches : 28 kg.arbre-1

Stipe / Stem : 56 kg.arbre-1

Etude dynamique / Dynamic studic

Feuilles / Leaves : 43 kg.arbre-1.an-1

Régimes / Bunches : 73 kg.arbre-1.an-1

Stipe / Stem : 10 kg.arbre-1.an-1

Régimes / BunchesFeuilles / Leaves

= 0,32Régimes / Bunches

Feuilles / Leaves= 1,70

Feuilles / Leaves

Stipe / Stem

Régimes / Bunches

Figure 3. Observations des biomasses cocotier NRV x GVT. / Biomass studies for VRD x VTT coconutpalm.

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indispensable d’approfondir nos connais-sances du système racinaire, notamment sabiomasse et le coût de sa fabrication et deson entretien.

Ce premier modèle de fonctionnement ducocotier est donc très perfectible, mais ilest raisonnable de penser que dans deuxans, une nouvelle version, beaucoup pluscomplète et réaliste sera disponible.

Etude des associationsculturalesLes associations culturales avec le cocotiersont très variées, mais le nombre de cellesprises en compte a volontairement été res-treint. Une attention particulière est portéeà l’association du cocotier au cacaoyer, ainsiqu’à celle avec le maïs.

Association du cacaoyerau cocotierL’objectif était d’obtenir un modèlearchitectural complet (parties aériennes etracinaires) de chaque plante, ainsi qu’unpremier modèle de fonctionnement.

Modélisation architecturaleLa description dynamique de la structureaérienne du cacaoyer, et l’utilisation dumodèle Amap, permettent de restituer desmaquettes numériques tridimensionnellesde cacaoyer. La sensibilité des paramètresarchitecturaux aux variations du climat

radiatif, induite par la présence, ou non,d’une culture dominante, est étudiée(Mialet-Serra, 1998).

Le système racinaire du cacaoyer est étu-dié en même temps que celui du cocotier et,globalement, selon les mêmes techniques(observations statiques et dynamiques).Les travaux portent en premier lieu sur lecacaoyer en culture pure, puis sur son asso-ciation au cocotier.

Ces travaux aboutissent à la réalisationde maquettes numériques tridimension-nelles du système racinaire. Associées auxsimulations des parties aériennes, elles per-mettent de créer des cacaoyers virtuelsentiers (Colas, 1997) (figure 5).

Comme dans le cas du cocotier en culturepure, la possibilité de simuler des scènespourra permettre d’estimer les phénomènesde compétition entre cacaoyers (compéti-tion spatiale des couronnes) pour des densi-tés de plantation variables, d’effectuer descalculs numériques de transmission dela lumière, de prédire des rendements enfonction du dispositif de plantation choisi.

Au niveau racinaire, l’amélioration desconnaissances, notamment de la biomassetotale, des zones et des cinétiques d’absorp-tion, devrait permettre d’étudier les phéno-mènes de compétition racinaire entre lesdeux plantes.

Approfondissement des connaissancessur le fonctionnement du cacaoyer• les échanges gazeux. La principale carac-

téristique des échanges gazeux foliairesdu cacaoyer est leur faible intensité.Chez l’Amelonado, la photosynthèse nettemaximale, la transpiration et la conduc-tance stomatique sont, en moyenne, res-pectivement de 2,66 ± 1,63 µmol CO2.m

-2.s-1,1,80 ± 0,67 µmol.m-2.s-1 et0,095 ± 0,067 µmol.m-2.s-1. Il est impor-tant de noter que ces valeurs sont, égale-ment, très hétérogènes (cv = 61 % pourl’assimilation nette). Elles dépendent del’emplacement du cacaoyer (arbre de bor-dure ou non), et de l’ensoleillement initialde la feuille (feuille d’ombre ou feuille delumière) (Bastide, 1996).L’intensité maximale de la photosynthèseest obtenue pour des rayonnements relati-vement faibles : dès 600 µmol.m-2.s-1, laphotosynthèse a atteint son plateau desaturation. Le cacaoyer peut donc très biens’accommoder de rayonnements lumineuxfaibles, et supporter l’association avec desplantes pérennes dominantes comme lecocotier. Le rayonnement ne paraît pasêtre le premier facteur limitant de sa pro-duction ;

• les biomasses. Une étude, réalisée sur descacaoyers Amelonado âgés de 9 et 10 ans,montre que la variabilité entre individusest importante (cv = 35 %). Néanmoins,certaines caractéristiques se dégagent :

– la biomassse totale est de l’ordre de35 kg, dont la répartition est reportéedans le tableau. Les branches repré-sentent le tiers du total, les tiges et letronc sont équivalents à 20 % chacun.Les parties pivot, racines et feuilles sontéquivalentes à 10 % chacune ;– des observations dynamiques laissentpenser que la totalité de l’appareilfoliaire est renouvelée au moins une foispar an. Il en résulte que la durée de vied’une feuille est inférieure à une année.En outre, la production moyenne defruits cumulée d’un cacaoyer de 10 ansest d’environ 20 kg de matière sèche,valeur comparable à la quantité defeuilles produites dans le même temps(proche de 25 kg) ;– la masse surfacique des feuilles restevoisine de 150 g.m-2 ;

• la consommation en eau. L’étude est réali-sée sur le site indonésien (Mouchet etFortier, 1998). La consommation en eauest obtenue soit directement, par mesuredu flux de sève au moyen de la techniquedes aiguilles de 8 (Granier, 1985), soitindirectement par des mesures de profilshydriques afin d’obtenir un bilan d’eau auniveau de la plantation. Ces dernières sont obtenues avec unesonde captive (Troxler, modèle SentryAP200). Il s’avère que cet équipement

Figure 5. Maquette numérique d’un cacaoyerâgé de 2 ans. / Numerical mock-upof a 2-year-old cocoa tree.

Figure 4. Maquette tridimensionnelle dusystème aérien et du système racinaire d’uncocotier GVT âgé de 5 ans. / Three-dimensionalmock-up of aerial parts and root systemof a 5-year-old VTT.

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n’est pas adapté aux conditions demesure, principalement du fait de lateneur en argile élevée des sols étudiés.Néanmoins, l’estimation des humidités viala tension de l’eau du sol est tentée.Le modèle Fao (Food and AgriculturalOrganization of the United Nations) estalors utilisé pour obtenir les valeurs desstocks hydriques. D’après les valeurs, l’évapotranspiration(Etr) avoisine l’évapotranspiration poten-tielle (Etp) tant que la réserve en eau dusol est supérieure à 75 % de la réserveutile. En dessous de cette valeur, l’eau estextraite avec difficulté, entraînant labaisse du rapport Etr/Etp.La méthode directe par mesure de flux desève conduit à des consommations jour-nalières en eau très faibles : de l’ordre de10 l H2O.j-1. La cinétique journalière deflux présente un maximum à 10 h, puisdiminue du fait de l’augmentation de lademande climatique. Le cacaoyer réduitdonc fortement sa transpiration foliairepar la régulation stomatique ;

• le fonctionnement de la plante. Le fonc-tionnement du cacaoyer semble plus com-plexe que celui du cocotier, et de nom-breux points restent à éclaircir. Desobservations réalisées en culture pure,sous des ombrages artificiels, démontrentque le premier facteur limitant de la pro-duction du cacaoyer n’est pas le rayonne-ment. La relation entre la production et lerayonnement reçu par la plante n’est doncpas aussi simple que dans le cas du maïspar exemple (Braconnier, 1998). Il sembleque la production soit davantage condi-tionnée par la mise en place et le fonc-tionnement des sites florifères, encoreinsuffisamment connus.A ce stade des connaissances, élaborer unmodèle préliminaire de fonctionnementdu cacaoyer est impossible.

Etude de l’association Les observations, effectuées en culturepure, permettent de créer des maquettestridimensionnelles d’associations coco-tier/cacaoyer.

Les utilisations de ces maquettes peuventdonc être multiples, et permettront de faire

l’économie de certaines expérimentationscoûteuses (par exemple des essais dedensité). Cet aspect est particulièrementimportant lorsqu’il s’agit de l’associationcocotier/cacaoyer (figure 6), qui est lareconstitution d’une plantation associéecocotier/cacaoyer, suivant un dispositifclassique.

Au niveau racinaire, les observations réa-lisées sur l’association cocotier/cacaoyermontrent qu’aucune modification majeurede l’architecture des systèmes racinairesn’est provoquée par leur interaction phy-sique. Les deux systèmes cohabitent etaucun phénomène d’allélopathie n’estobservé. Les vitesses de croissance des

racines des plants, en culture pure et enassociation, ne sont pas différentes.

La comparaison des consommations eneau du cacaoyer, en culture pure et en asso-ciation, ne fait apparaître aucune différencesignificative : la valeur est de 10 l d’eau parjour et par cacaoyer.

Dans le cas du cocotier, la technique demesure des flux de sève, mise au point surdes dicotylédones, semble prometteuse : onobtient, en effet, de bons résultats qualitatifs(Sterkers, 1996) mais il reste à étalonner lamesure pour pouvoir quantifier le phéno-mène.

Bien que nous soyons très avancés dansla modélisation architecturale de chaqueplante, un modèle de fonctionnement globalde l’agrosystème cocotier/cacaoyer n’est,pour le moment, pas envisageable. En effet,d’importantes connaissances restent encoreà acquérir, non seulement au niveau du fonc-tionnement de chacune des deux plantesmais, également, au niveau de la compéti-tion des systèmes racinaires.

Figure 6. Reconstitution d’une plantation de cocotier associée au cacaoyer. Les cocotiers sont âgésde 5 ans et plantés en triangle équilatéraux de 9 m. Les cacaoyers sont en double ligne : 2,5 m entreles lignes et 1,5 m sur la ligne. / Virtual plantation of coconut intercropped with cocoa (5-year-oldcoconut palms are planted in a 9-m triangular design. Cocoa trees are planted in a double row design,2.5m between rows and 1.5m along the row).

Feuilles Fruits Tiges Branches Tronc Pivot Racines Total

3,5 ± 1,2 0,4 ± 0,4 6,9 ± 4,1 11,0 ± 3,8 6,6 ± 2,5 3,6 ± 1,5 3,0 ± 1,1 35 ± 12,0

10 % 1 % 20 % 31 % 19 % 10 % 9 % 100

Répartition de la matière (kg ms / arbre) sèche chez des cacaoyers Amelonadoâgés de 9-10 ans. / Dry matter distribution (kg ms / tree) in Amelonado cocoatrees aged 9-10 years.

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252 CO C O T I E R

Association du cocotier au maïsDes expérimentations associant ces deuxcultures ont été mises en place sur les troissites : Philippines, Tanzanie et Vanuatu. Lesrésultats obtenus dans ces situations diffé-rentes sont comparables.

Une culture de maïs est conduite parallè-lement sous ombrage artificiel et sousombrage naturel de cocotier. Sous ombrageartificiel, pratiquement toutes les observa-tions réalisées montrent que la croissanceet le développement du maïs dépendentessentiellement du rayonnement reçu : plusle rayonnement solaire est intercepté, moinsle maïs se développe et produit.

Dans ces conditions expérimentales, où leseul facteur limitant est le rayonnementPAR, une relation simple et linéaire entreproduction et PAR est obtenue.

L’application de cette relation à une asso-ciation cocotier/maïs donne une productionde maïs estimée, légèrement supérieure àcelle récoltée. Ceci peut s’expliquer par ladifférence (en qualité et quantité), quiexiste entre le rayonnement obtenu sous unfilet d’ombrage et celui obtenu sous un cou-vert de cocotier, même si les taux moyensd’interception sont identiques. Une secondeexplication provient des phénomènesde compétitions racinaires entre les deuxcultures. Cette compétition, bien qu’existantréellement, n’a cependant pas pu être miseen évidence au Vanuatu car les conditionspédoclimatiques excellentes n’ont pas per-mis au phénomène de s’exprimer. En effet,la production de parcelles en associationnormale n’est pas significativement plusfaible que celle du traitement « association+ tranchée » censé diminuer, voire suppri-mer, toute compétition entre les deuxcultures (figure 6).

L’expérience montre, en outre, que chezle maïs, la réponse de l’assimilation nette àl’éclairement PAR ne dépend pas du traite-ment lumineux reçu.

Association du cocotierà d’autres culturesAux Philippines, outre le maïs, le cocotier aété associé, au cours de plusieurs cam-pagnes, au haricot-mungo et à la patatedouce (Margate et Eroy, 1997). Ces essaisont permis de sélectionner les variétés lesmieux adaptées à ces conditions de culture.Les relations entre la production et le rayon-nement PAR reçu, ont été obtenues. Ellessont toujours relativement simples et posi-tives : plus le rayonnement reçu par la planteest élevé, plus le développement et laproduction sont importants (figure 7).

Cependant, parmi les associations étudiées,seul le maïs représente une spéculation inté-ressante, du point de vue économique, associé au cocotier.

En Tanzanie, des travaux analogues por-tent sur l’association du cocotier au haricotdolique, au pois d’Angola, à la patate douce,au maïs et à l’ananas (Chipungahelo et al.,1998). Là encore, on étudie simultanémentdes cultures sous ombrage naturel de coco-

tiers (comparaison de deux densités : 72 et95 arbres.ha-1) et des plantations sousombrage artificiel. A l’exception de l’ananas,pour lequel la production est d’autant plusélevée que l’ombrage est important, et lepois d’Angola, dont la production est iden-tique (8,2 t.ha-1) quel que soit l’ombrage, lesautres cultures se comportent de manièreclassique : plus l’ombrage est fort, plus lesrendements sont faibles.

PAR transmis / Transmitted PAR (%)(a)

y = 5,56x - 10,84R2 = 0,95

Pro

du

ctio

n (

kg g

rain

s.h

a-1)

20

0

050

100

150

200

250

300

350

400

3 var.

40 60 80

PAR transmis / Transmitted PAR (%)(b)

y = 0,073x + 0,256R2 = 0,98

20

6

4

2

0

Var. Pioneer 3246Pr

od

uct

ion

(t

gra

ins.

ha-1

)

40 60 80

PAR transmis / Transmitted PAR (%)(c)

Var. UPL-SP5

20 30

6

6

2

0

Pro

du

ctio

n (

t.h

a-1)

40 50 60 70 80

4

y = 0,09x - 0,91R2 = 0,99

Figure 7.Relations entre PARtransmis et productionmoyenne de troiscampagnes pourl’ambérique (a),le maïs (b)et la patate douce (c)(Philippines).Relationship betweentransmitted PAR andmean yield from 3campaigns formungbean (a),maize (b) and sweetpotato (c) (Philippines).

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253CO C O T I E R


Cependant, lorsque l’on reporte les pro-ductions relevées en association sur lacourbe obtenue sous ombrage artificiel, onconstate que les différences entre les valeursestimées et celles récoltées sont plus impor-tantes qu’au Vanuatu et aux Philippines.Dans le cas de l’ananas, l’écart est de 11 %pour la densité de 72 cocotiers.ha-1,et atteint 44 % pour la densité de95 cocotiers.ha-1. Ces différences s’expli-quent, sans doute, par les phénomènes decompétition existant entre les deux cultures.En effet, les précipitations étant ici relative-ment faibles, la compétition pour l’eau y estplus intense. Il en résulte un effet dépressifsur la production de l’ananas, d’autant plusimportant que la densité des cocotiers estélevée.

Modèle économiqueL’objectif était d’élaborer un modèle écono-mique facilement utilisable par les servicesde recherche et d’extension, pour conseillerles planteurs sur la rentabilité des systèmesen association avec le cocotier. Le modèleprésenté ici a été réalisé par le Natural Res-sources Institute, avec la collaboration duprojet Beam (Bio-Economic AgroforestryModelling), de l’université du Pays de Galles,à Bangor (Kleih, 1997).

Une étude bibliographique des systèmesde cultures en association a montré que,pour évaluer leurs paramètres économiqueset financiers, deux techniques sont princi-palement utilisées : l’analyse des coûts etbénéfices (Acb), ainsi que la programmationlinéaire (ou non linéaire). La comparaisondes deux approches montre que la premièreméthode, même si elle n’est pas la solutionidéale, paraît la mieux adaptée pourrépondre au problème posé par les systèmesde cultures en association avec le cocotier.

L’utilisation de la méthode Acb dans lemodèle permet de comparer les coûts etbénéfices de l’association, à ceux de la cul-ture pure, et d’estimer l’avantage d’associerle cocotier à une culture plutôt qu’à uneautre.

Du fait de la complexité des exploitationsincluant des systèmes de culture en associa-tion, le modèle ne prend en compte que lapartie de l’exploitation qui est destinée àl’association à base de cocotiers. Il n’est passpécifique à une région ou à un pays, maisest utilisable dans les différents pays pré-sentant une écologie favorable à la culturedu cocotier.

Il devait à l’origine couvrir une période de60 ans, correspondant à la durée de vie d’unecocoteraie. Mais un tel modèle, réalisé sur

tableur, représente alors des fichiers trèsgros, nécessitant un matériel informatiquepuissant, et pas toujours disponible dans lesservices d’extension de l’agriculture. Cela aconduit à diminuer la période à 15 ans.

Le nombre de cultures associées qui peu-vent être prises en compte dans le modèleest de 2 cultures pérennes, 2 bi-annuelles et5 annuelles. Ces cultures peuvent être simul-tanées et sur la même parcelle, ou décaléesdans le temps et sur des parcelles diffé-rentes. L’ensemble des combinaisons estégalement envisagé. Pour alimenter lemodèle, un certain nombre de paramètresdoivent être collectés :• l’exploitation : taille, surfaces de cultures

associées, main-d’œuvre disponible surplace, crédits... ;

• l’utilisation du cocotier et des culturesintercalaires : produits et sous-produitsobtenus par le planteur, noix fraîches,coprah, charbon de bois, bois... ;

• les prix des produits, des intrants et de lamain-d’œuvre.

Ces données étant saisies, le modèle(figure 8), permet de calculer trois sériesd’indicateurs économiques : valeur netteactualisée, rentabilité interne, rapport coût-avantage et délai d’amortissement ; margesbrutes et nettes, besoins en main-d’œuvre.

Ces paramètres vont permettre d’aider àorienter le choix vers certaines associationsculturales plutôt que d’autres. Le modèle aété diffusé aux partenaires tanzanien et phi-lippin pour être validé. Il est accompagnéd’un manuel d’explication, afin de faciliterson utilisation. En outre, il ne nécessite pasun matériel informatique très puissant, etl’on peut espérer qu’il pourra rapidementservir d’aide à la décision pour les servicesde vulgarisation agricole.

ConclusionL’ensemble de ces travaux a permis d’appro-fondir nos connaissances concernant lecocotier, en culture pure et en association.Grâce à la modélisation de son architecture,

Analyse / AnalysisGabarits / Templates

Mo

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ctio

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f co

con

ut • Feuille de saisie pour une situation

« sans » association.Bio-physical template for situation‘without’ intercropping.

• Feuille de saisie pour une situation« avec » association.Bio-physical template for situation‘with’ coconut based intercropping.

• Inventaire du système de culture,incluant les équipements et les outils.Overview of the farming system,including equipment and tools.

• Analyse de l’augmentation des margesbrutes : valeur nette actualisée, rentabilitéinterne, délais d’amortissement, rapportcoût/profit.Incremental cash-flow analysis: net presentvalue, internal rate of return, paybackperiod, benefit-cost-ratio (rotation analysisover a period of up to 15 years).

• Analyse de sensibilité (ex : changementsde prix).Sensitivity analysis (e.g. changes in prices).

• Utilisation du cocotier et des autrescultures.Utilisation of coconut and othercrops.

• Analyse budgétaire : marges brutes etmarges nettes (pour chaque année).Budget analysis: gross margins, netmargins (analysis of any given years).

• Prix de la main-d’œuvre et intrantsphysiques (activités pré- et post-récolte).Work-rate and physical inputs(pre- and post-harvest activities).

• Prix des produits et des intrantsincluant la main-d’œuvre.Prices of outputs and inputsincluding labour.

• Analyse des coûts de main-d’œuvre :comparaison des situations avec ou sansassociation au cocotier.Work rate analysis: comparison of labourrequirements for situations with andwithout coconut intercropping.

• De plus, les demandes en main-d’œuvresont comparées aux disponibilitéssur la plantation.In addition, labour requirements will becompared to total farm labour availability.

➭

➭

Figure 8. Représentation simplifiée du modèle économique. / Overview of the economic model.

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254 CO C O T I E R

il est maintenant possible de créer desmaquettes informatiques tridimensionnellesreprésentant des plantations.

L’application la plus directe de cesmaquettes est leur utilisation pour simulerles transferts radiatifs à travers le couvertvégétal d’une cocoteraie. Cet aspect est pri-mordial lorsque le cocotier est associé àd’autres cultures qui sont généralementdominées par la palmacée. Dans ce cas, lesphénomènes de compétitions pour la lumièresont d’une importance majeure. La possibilitéde tester, par simulations informatiques, dif-férents dispositifs et densités de plantation,différentes pratiques culturales (ex : élagage)et, surtout, de connaître l’incidence de cesfacteurs sur la transmission de la lumière,permet de déterminer le dispositif le mieuxadapté à la plante que l’on veut associer. Legain de temps et d’argent est alors considé-rable puisque, par exemple, l’obtention desrésultats d’un essai de densité sur cocotiersdemande au minimum 15 ans.

Les études conduites sur les racinesont abouti à l’élaboration d’un modèle archi-tectural chez le cocotier et le cacaoyer. Lapoursuite de ces travaux devrait déboucher

rapidement sur des estimations de bio-masses et de surfaces absorbantes ; ce quidonnera la possibilité d’approcher les phé-nomènes de compétition pour l’eau et leséléments nutritifs. Ces simulations pourrontêtre confrontées aux premiers résultats obte-nus ici sur la consommation en eau ducacaoyer et du cocotier, en culture pure ouen association.

Le modèle de fonctionnement provenantdu palmier à huile peut être adapté au coco-tier, sous réserve d’effectuer quelques chan-gements dans son paramétrage. Cependant,il est indispensable d’améliorer ce premiermodèle en y intégrant l’architecture de laplante, et en tenant compte des relationsentre les différents organes sources et puits.

L’étude du cas particulier de l’associationcocotier/cacaoyer a conduit à la modélisa-tion complète (aérienne et racinaire) del’architecture des deux plantes et de leurassociation. Pour élaborer un modèle defonctionnement de l’association, d’impor-tants travaux restent à faire concernant,notamment, le fonctionnement du cacaoyer.

Pour les autres cultures associées au coco-tier, il est assez aisé d’obtenir des courbes de

réponse de la production en fonction de lalumière, à condition que le rayonnement soitle premier facteur limitant. Ces relationspeuvent facilement être intégrées dansun modèle global de fonctionnement del’agrosystème à base de cocotier.

L’étude économique a conduit à l’élabo-ration d’un modèle d’analyse économique,simple et facilement utilisable. En tenantcompte d’un certain nombre de paramètreséconomiques, il détermine, par une étudecomparative, quels sont les avantages(en terme de rentabilité) de planter lecocotier en association par rapport à uneplantation en culture pure. Cet outil consti-tue une aide efficace pour choisir d’associer,ou non, le cocotier à d’autres cultures,et déterminer la plus économiquementrentable.

Les modèles mentionnés précédemment,principalement celui du fonctionnementdu cocotier avec ou sans culture associée,ne sont pas définitifs. Ils sont perfectibles,et ces améliorations seront apportéesprogressivement.■

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Bibliographie / References

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255CO C O N U T


Coconut cultivation currently occupiesaround 11.5 million hectares worldwide.Smallholdings (under 3-4 hectares)

account for 96% of world copra production. Onsuch smallholdings, coconut is virtually alwaysintercropped with other crops. Indeed, farmersattempt to make maximum use of cultivated areasthrough intensification of the farming system,either because of old farming habits, or due to thepressure of decreasing land availability.

Motivations vary considerably: intercroppingwith coconut may be considered for weed control,restoring or improving soil fertility, producingfirewood, feeding livestock, diversifying cropsor increasing plantation profitability. However,while this practice is extremely widespread, theagricultural results available remain specific totrial sites. Their transposition is made difficult bythe lack of precise observations on intercroppingmethods and inadequate knowledge of competitionbetween the crops.

In coconut-based farming systems, coconut isusually the dominant plant, which is why the firststage of our study was to characterize thisdominant storey, using numerous parameters, soas to develop an architectural model capable ofcalculating computer mock-ups representingcoconut plantations.

A second part was devoted to enhancingknowledge of coconut palm functioning.Developing an operational model, howeversimplified, requires knowledge and estimationof the inputs (primarily photosynthesis) andoutputs (all respiration, production and growthphenomena, etc.) of the system in question.

The third part particularly concernedintercrops under coconut. Particular attention

was paid to coconut/cocoa intercropping, forwhich architectural modelling of the aerial partsand root system, and water consumption by plantsin a monoculture and in an intercroppingsituation, were studied in detail. In addition, amulti-site trial of coconut/maize intercroppingwas used to assess the constraints exerted by thedifferent crops on each other. Other trialscombining coconut and other intercrops(mungbean, cowpea, pigeon pea, pineapple, etc.)also provided interesting results concerning theyield functions of plants intercropped withcoconut.

Lastly, a final part was devoted to developingan economic analysis model of coconut-basedfarming systems.

Coconut architecture modelling

The architecture model for the coconut palm isthat developed by Corner (Hallé et al., 1978); itis defined by the existence of a single leafed axiswith lateral inflorescences. Describing thearchitecture of a tree therefore primarily entailsthe measurement and geometry of its constituentparts (Margate and Eroy, 1997; Dauzat and Eroy,1997). Certain preliminary measurements areused to determine architectural characteristicsthat are specific to the variety in question. Theseare mainly: the respective lengths of the petioleand rachis; frond curvature; position of leafletson the rachis; variations in leaflet lengthdepending on position; “vertical” and “horizontal”angles of leaflet insertion depending on position;leaflet shape depending on relative rank.

Such observations are relatively laborious, butin theory they do not need to be repeated at eachnew site. On the other hand, various othermeasurements are intended to characterize agiven coconut planting and mainly involve: height,diameter and slope of the stem; number of fronds;length of their rachis; frond inclination

(measured from base of rachis); number ofleaflets either side of the rachis; length of thelargest leaflets either side of the rachis.

These measurements are rapid and do not raiseany particular problems. All these observationswere carried out on the following varieties:• WAT x RLT, a hybrid between two Talls (West

African Tall x Rennell Tall). The work wascarried out in 1992 (Girard, 1992);

• three Vanuatu varieties: a Dwarf, VRD (VanuatuRed Dwarf), a Tall, VTT (Vanuatu Tall), and ahybrid of the two, VRD x VTT. The work wascarried out at Santo, in 1993-1994;

• the Laguna Tall, a local Philippine variety(Dauzat and Eroy, 1997).It proved possible to create “computer mock-

ups” from the descriptions made of the stems,fronds and leaflets, for the WAT x RLT, VRD xVTT and Laguna Tall.

Simulations of three-dimensionalmodels of coconut palmsAlthough the amap simulation software can beused to generate coconut palms with all thedesired accuracy, it was decided to write aspecific program for the following reasons:• parameterization of the architectural data was

specific to the coconut palm, hence simpler;• the same program simultaneously generates

detailed mock-ups of trees and simplifiedmock-ups;

• lastly, as the program was much smaller, itrequired less microcomputer memory.All the architectural data were used to

generate three-dimensional mock-ups of thecoconut palm that took into account the naturalvariability of individuals. It was thus possible togenerate the stochastic process of a coconut palmstand and to reconstitute a plantation.

The main advantage was that the plantingdesign could be chosen and tested. For example,

Coconut-based farming systemsOperational and economic analysis models

Braconnier S.1, Chipungahelo G.2, Margate R.Z.3, Kleih U.4

1 CIRAD-CP, BP 5035, 34032 Montpellier Cedex 1, France2 Mikocheni Agricultural Research Institute (formerly National Coconut Development Programme), POB 6226, Dar-es-Salaam, Tanzania3 Philippine Coconut Authority, Davao Research Center, Bago, Oshiro, Davao City, Philippines4 Natural Resources Institute, University of Greenwich, Chatham Maritime, Kent ME4 4TB, U.K.

The study set out to determine how to make optimum use of land planted with coconut by adding intercrops.Architectural models of coconut and cocoa were used to produce 3-D models simulating intercropping of the twoplants. Maize and sweet potato were also studied. An economic analysis calculated the advantages and disadvantages of each intercropping system.

The contents of this article are taken from a report entitled“Contract TS3*CT92-0132: Coconut-based farming systems.Operational and economic analysis models. Final report,CIRAD-CP, March 1998”.

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256 CO C O N U T

in the case of the Laguna Tall, we used computersimulation to study planting designs in 10, 9, 8.5and 8 m squares, along with equilateral triangledesigns at 11, 10, 9 and 8.5 m. Of course, it waspossible to combine each of these designs withdifferent degrees of pruning or felling, so as torecreate planting schemes that can be found inthe field.

Characterization of the radiativeclimate under coconut

This study consisted in determining the quantityof PAR (Photosynthetically active radiation)transmitted through the palm storey.Direct measurement by PAR sensors waspreferred to indirect measurement byhemispherical photography.

The study protocol involves a sensor installedabove the plant cover, measuring incident PAR,and 32 sensors installed at ground level, underthe plant cover, inside two adjacent elementarytriangles (Girard, 1992). This very dense samplingarrangement was chosen for analysing thedistribution of radiation transmitted throughoutthe day, the aim then being to compare thoseresults with the computer simulations.

In effect, radiative transfers were simulatedusing the MIR and TRANSRAD specific radiativemodels developed by the CIRAD1 modellinglaboratory (Dauzat and Eroy, 1997).

Model validation and simulation tests

In addition to visual validation of thearchitectural model, it is essential to validate itin various other ways. The first simulations forthe Laguna variety revealed that the opticalproperties of the leaves and soil have only a slighteffect on radiation transmission and were used tocalibrate the model as regards the angle formedby the two laminas of each of the leaflets. In factthe latter data item could not be measured in thefield. After different tests, the angle was fixedat 35˚ for the Laguna Tall. The model thenprovided simulations that were very close to themeasured values, irrespective of the ageconsidered (figure 1).

Once a satisfactory architectural model forradiative transfer simulations has been obtained,a certain number of questions can be answered.Radiation transmission was studied in terms ofthe effect of:

• radiative conditions on radiation transmission.It was in fact useful to know what effect a verysunny day or a very cloudy day had on radiationtransmission;

• latitude and the day of the year. Thesesimulations could provide indications ofseasonal effects and guide the choice of site fornew plantings;

• coconut palm age and planting design (trianglesor squares). These simulations showed that thetransmission percentage is higher whenplanted in squares than when planted intriangles;

• planting direction (in the case of triangularplanting). The study showed that it had anegligible effect on the percentage of PARradiation transmitted;

• planting density and design. This did not haveany marked effect on radiation transmission;

• frond pruning. By this technique, thepercentage of light penetration could beincreased from 25 to 40% if fronds of rank >18were pruned. It was clear that pruning is apotential solution for reducing competition forlight between coconut palms and intercrops,provided a check is made that this croppingpractice does not have a long-term depressiveeffect on the coconut palms.

ConclusionThe architectural model of the coconut palm andradiative transfer simulations are very importanttools. Indeed, with knowledge of the crops that areto be intercropped with coconut, and particularlytheir light requirements, it is possible to testdifferent planting designs (triangles, squares, rows,etc.), densities and cropping practices (differentdegrees of felling or pruning), so as to determinethe best coconut planting design for optimizinglight capture by the crops. For the moment, theseprograms function on the Silicon Graphics station.There are plans eventually to develop a version foruse on a personnal computer, so that it can beaccessed by more people.

Enhancing knowledge of coconutpalm functioningDevelopment of the first coconut operational modelrequired in-depth knowledge of the plant, hence acertain number of observations were carried outon leaf gas exchanges, biomass distribution and theroot system.

Gas exchangesThe measurements were taken at the differentsites using identical equipment: ADC LC4A typeautomatic CO2 analyser. Before embarking on thedifferent studies, a great deal of work was devotedto developing a methodology in order tostandardize observations and obtain reliable values.

In Vanuatu (Braconnier, 1998), the nettphotosynthesis of the VRD x VTT coconut palmunder non-limiting water supply conditionswas found to have the following characteristics(figure 2):

• radiative conditions on radiation transmission.There is in fact a light compensation point at50 µmol.m-2.s -1 ;

• maximum intensity of around 17 µmol.m-2.s -1,

• a saturation plateau reached for PAR values ofover 1 100 µmol.m-2.s -1.

With this type of apparatus, the curve forphotosynthesis saturation by carbon dioxidewas studied for CO2 concentrations ranging from180 to 1 500 vpm.

In addition, by using appropriate measuringchambers it was possible to evaluate the followingparameters:

• leaflet respiration = - 0.64 µmol CO2.m-2.s-1 ;

• stem respiration = - 40 µg CH2O.kg dm-1.day-1

(dm: dry matter).

It is clear that the values given above areconsiderably modified by any change in climaticconditions (VPD [vapour pressure deficit],radiation, temperature, etc.) or in the trophicfactors of the palm (water supply, chloridenutrition, etc.). For example, in Tanzania, themean photosynthesis value for the East African Talldid not exceed 10 µmol.m-2.s-1 (Chipungahelo andNgereza, 1998).

Observations carried out on fronds of differentranks provided information on the variation in gasexchanges depending on the physiological ageof the frond.

Leaf surface density measurements over severaldays in the year revealed that this parameterremained virtually unaltered during the day incoconut. There does not therefore seem to be anyassimilate storage at the synthesis sites.

Study of coconut biomassA static study was carried out first, to ascertain thedry weight of the different organs of a coconutpalm, and their relative importance (Braconnier,1996). The data were then used to determine thedynamics of dry matter distribution throughout theyear. The root system was not taken into account inthese different studies.

The fronds are major carbohydrate consumptionsites up to rank 7, as are the bunches up to rank 20.Beyond that, assimilate consumption is mostly dueto maintenance respiration.

In place, the crown of fronds accounts forhalf of the total biomass, and the bunches only 1/6(figure 3). These ratios were considerably modifiedin dynamic observations. In fact, the biomass ofleaves emitted during a year only accounted for 1/3of the total biomass produced by the aerial parts,whilst bunches accounted for more than half. Interms of plant functioning, the main sink wastherefore the bunches, which alone consumedalmost 60% of the carbohydrates. It is clear thatthese proportions will be modified once the rootsystem is taken into account (its growth andrenewal dynamics).

1 Centre de coopération internationale en rechercheagronomique pour le développement.

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257CO C O N U T


Mineral nutritionObservation of the leaf gas exchanges confirmedthe main role of the chloride ion in themechanisms coconut palm drought tolerance(Braconnier, 1998). In the dry season, that ionenables coconut palms to maintain leaf gasexchanges at a high level and more effectivelytolerate water supply limitations. Measurementstaken in the rainy season did not reveal anychloride deficiency effect on the intrinsicphotosynthesis of coconut palms. The Cl- iontherefore seemed to act primarily in the dryseason, and on stomatal regulation.

In Indonesia, it was possible to link coconutyields directly to fertilizer applications throughmineral nutrition trials (Bonneau et al., 1997).This type of relation could eventually beintegrated into a “mineral nutrition” moduleincluded in an overall coconut palm operationalmodel.

Study of the root systemThe observations were carried out in two ways(Colas, 1997). The first was static and consistedin studying the root system at a given moment inthe life of a coconut palm. The second wasdynamic and was based on direct observations ofroot growth at different ages, using rhizotrons. Byexploiting the results obtained taking these twoapproaches and using the modelling andsimulation tool developed by AMAP, it waspossible to create three-dimensional digital mock-ups of the coconut root system. This part,combined with the model simulating aerialorgans, can generate full mock-ups of coconutpalms (figure 4).

However, the first validations of the rootsystem architecture model showed that thenumber of primary roots emitted duringsimulation was overestimated compared to reality.The model will therefore have to be improved toobtain a reliable representation of the truesituation. Moreover, linear mass measurementsare essential for obtaining an estimation of totalroot biomass, a parameter that remains unknownfor the time being.

Coconut operational modelThe basic model, serving as a starting point fordeveloping the coconut operational model, wasthat described by Dufrêne for oil palm in 1989,called SIMPALM. The aim was to adapt it tococonut, by integrating the architecturaldimension of the plant, so as to develop aphysiological model.

The results previously described (observationsof gas exchanges, biomass studies, source andsink strengths, etc.) served to parameterize theSIMPALM model for coconut. However, the firstsimulations came up with an unrealistic carbonbalance: the final result was negative. It was

therefore essential to reconsider the terms of thebalance. Whilst the input to the model(photosynthesis) is fairly well known,consumption, notably the costs of dry matterproduction and the respiratory costs of thedifferent parts of the plant, still remain relativelyunknown. Moreover, it is essential to enhance ourknowledge of the root system, particularly itsbiomass and the cost of its production andmaintenance. This first coconut operationalmodel was therefore highly improvable, but it isreasonable to assume that a new, more completeand much more realistic version will be availablewithin the next two years.

Study of intercropping systems

A great variety of plants are intercropped withcoconut, but the number considered in thisproject was intentionally limited. Particularattention was paid to coconut intercropped withcocoa, and with maize.

Coconut-cocoa intercropping

The aim was to obtain a complete architecturalmodel (aerial parts and root system) of eachplant, along with an initial operational model.

Architecture modelling

The dynamic description of cocoa tree aerialarchitecture and the AMAP model enabledproduction of three-dimensional digital mock-upsof the cocoa tree. The sensitivity of thearchitectural parameters to variations in theradiative climate induced by the existence, or not,of a dominant crop was also studied (Mialet-Serra, 1998).

The cocoa tree root system was studied at thesame time as that of the coconut palm, generallyusing the same techniques (static and dynamicobservations). The work initially involved a cocoamonoculture, then cocoa intercropped withcoconut.

The outcome of this work was three-dimensional mock-ups of the root system, which,combined with simulations of the aerial parts,made it possible to create entire virtual cocoatrees (Colas, 1997) (figure 5).

As with coconut in a monoculture, thepossibility of simulating scenes meant that it waspossible to estimate competition between cocoatrees (spatial competition between the canopies)for different planting densities, and make digitalcalculations of light transmission and forecastyields according to the planting design chosen.

At root system level, enhancing knowledgeabout total biomass, along with the absorptionzones and kinetics, should enable a study to bemade of root competition between the two plants.

Enhancing knowledge of cocoa treefunctioning• gas exchanges. The main characteristic of leaf

gas exchanges in cocoa is their low intensity. Inthe Amelonado, maximum net photosynthesis,transpiration and stomatal conductance are2.66 ± 1.63 µmol CO2.m

-2.s-1, 1.80 ± 0.67 mmol.m-2.s-1

and 0.095 ± 0.067 mol. m-2.s-1 respectively, onaverage. It is important to note that thesevalues are also highly heterogeneous (cv = 61%for nett assimilation), and depend on thelocation of the tree (border tree or not) and onthe initial lighting of the leaf (leaf in shade or inlight) (Bastide, 1996).The maximum photosynthesis intensitywas obtained for relatively low radiation values:by 600 µmol.m-2.s-1, photosynthesis had reachedits saturation plateau. Cocoa can thereforeadapt perfectly well to low light radiation andwithstand intercropping with dominant treecrops such as coconut. Radiation does notappear to be the main limiting factor for itsproduction;

• biomasses. A study conducted on Amelonadococoa trees aged 9 and 10 years showed thatthere was substantial variability betweenindividuals (cv = 35%). Nevertheless, certaincharacteristics stood out:

– total biomass was around 35 kg; itsdistribution is shown in the table. Thebranches accounted for 1/3 of the total, thestems and trunk were equivalent to 20%each. The tap root, roots and leavesaccounted for 10% each,– dynamic observations suggested that thetotal foliage was renewed at least once ayear, meaning that the life span of a leaf isunder a year. In addition, cumulated fruitproduction for a 10-year-old cocoa tree wasaround 20 kg of dry matter, a value similar tothe quantity of leaves produced over thesame time (around 25 kg),– the surface density of the leaves remainedaround 150 g.m-2;

• water consumption. This study was undertakenat the Indonesian site (Mouchet and Fortier,1998). Water consumption was obtained eitherdirectly, by measuring sap flow using Granierneedles (Granier, 1985), or indirectly bymeasuring water profiles to obtain the waterbalance in the planting. The water profiles were obtained using acapacitive probe (Troxler, Sentry AP200 type).This equipment proved not to be suitable forthe measuring conditions involved, mainly dueto the high clay content of the soils studied.Nevertheless, estimation of moisture via thesoil water tension was attempted. The FAO(Food and Agriculture Organization of theUnited Nations) model was then used to obtainthe water reserve values.

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258 CO C O N U T

According to the values, trueevapotranspiration (TET) was similar topotential evapotranspiration (PET) so long asthe water reserve in the soil remained above75% of the useful reserve. Below that value,water was extracted with difficulty, leading to adrop in the TET:PET ratio. The direct method, by measuring sap flow, gavevery low daily water consumption values:around 10 l H2O.day-1. Daily flow kinetics weremaximum at 10:00 am, then decreased due tothe increase in climatic demand, when thecocoa trees substantially reduced their leaftranspiration by stomatal regulation;

• plant functioning. The functioning of the cocoatree seems to be more complex than that of thecoconut palm, and numerous points stillrequire clarification. Observations carried outin a monoculture, under artificial shade,revealed that the main factor limiting cocoaproduction was not radiation. The relationbetween production and the radiation receivedby the plant was therefore not as simple as inthe case of maize, for example (Braconnier,1998). In fact, it would seem that productionis governed more by the formation andfunctioning of floral sites, about whichknowledge is still insufficient.As our knowledge stands at the moment, it istherefore impossible to develop a preliminarymodel of cocoa tree functioning.

Study of the intercropping systemObservations carried out in monocultures wereused to create three-dimensional mock-ups of thecoconut/cocoa intercropping system.

These mock-ups therefore have many uses andwill enable savings to be made in certainexpensive trials (e.g. density trials). This aspect isparticularly important in the case of coconut-cocoa intercropping (figure 6), which shows thereconstitution of a coconut/cocoa intercroppingsystem planted in a conventional design.

At root system level, the observations carriedout on coconut/cocoa intercrops showed that theirphysical interaction did not cause any majorchange in the architecture of the root systems.The two systems cohabited and there was noallelopathy phenomenon. Moreover, there was nodifference in the rate of root growth between themonocultures and the intercrops.

As regards water consumption, a comparativestudy did not reveal any significant differencebetween cocoa trees in a monoculture orintercropping system; it amounted to 10 l of waterper day and per cocoa tree.

On coconut, the sap flow measuring techniquedeveloped on dicotyledons seems promising: goodqualitative results are obtained (Sterkers, 1996),but measurement has to be standardized, so as toquantify the phenomenon.

Although we have made considerable headwayin the architectural modelling of each plant, anoverall model of coconut/cocoa farming systemfunctioning is not feasible for the time being. Infact, a great deal of knowledge is yet to beacquired, not only with regard to the functioningof each of the two plants, but also concerningcompetition between the root systems.

Coconut/maize intercroppingTrials combining these two crops were set up atthree sites: the Philippines, Tanzania andVanuatu. The results obtained at those differentlocations were similar.

A maize crop was grown under artificial shadeand under natural coconut at the same time.Under the artificial shade, virtually all theobservations carried out showed that maizegrowth and development primarily depended onthe radiation received: the more solar radiationwas intercepted, the less the maize developed andyielded.

Under these experimental conditions, wherethe only limiting factor was PAR, a simple linearrelation was obtained between yields and PAR.

Application of that relation to a coconut/maizeintercropping system gave an estimated maizeyield that was slightly higher than that actuallyharvested. This may be explained by thedifference (in quality and quantity) betweenradiation interception by shade netting and thatby a coconut cover, even though the meaninterception percentages were identical. A secondexplanation is linked to root competition betweenthe two crops. Although such competition actuallyexists, it could not be detected in Vanuatu due tothe excellent soil and climatic conditions, whichprevented the phenomenon from showing up. Infact, the yields from normal intercropped plotswere not significantly lower than those from the“intercropping + trench” treatment, which issupposed to reduce or eliminate any competitionbetween the two crops (figure 6).

Experience has shown that in maize, theresponse of nett assimilation to PAR lighting doesnot depend on the light treatment received.

Coconut intercropped with other crops In the Philippines, in addition to maize, coconutwas intercropped over several seasons withmungbean and sweet potato (Margate and Eroy,1997). In this way, it was possible to select themost appropriate varieties for the croppingconditions in question. The relations betweenproduction and received PAR were obtained. Theywere always relatively simple and positive: thehigher the amount of radiation received by theplant, the greater the development andproduction (figure 7). However, out of thecombinations studied, only maize was aneconomically worthwhile intercrop with coconut.

In Tanzania, similar work was undertaken oncoconut with asparagus bean, pigeon pea, sweetpotato, maize and pineapple (Chipungahelo et al.,1997). Here again, the crops were studiedsimultaneously under natural shade provided bythe coconut palms (comparison of two densities:72 and 95 palms.ha-1) and under artificial shade.Apart from pineapple, for which yieldswere higher the greater the amount of shade,and pigeon pea, whose yields were identical(8.2 t.ha-1), irrespective of the type of shade, theother crops reacted normally: the greater theshade, the lower the yields.

However, when the yields obtained from theintercrops are traced on the graph obtained forartificial shade, it can be seen that the differencesbetween the estimated values and the actualharvests were greater than in Vanuatu or thePhilippines. In the case of pineapple, the differencewas 11% for the density of 72 coconut palms.ha-1

and reached 44% for a density of 95 coconutpalms.ha-1. These differences can doubtless beexplained by competition between the two crops.In fact, as rainfall was relatively low here,competition for water was more intense. The resultwas a depressive effect on pineapple yields, whichincreased in line with coconut palm density.

Economic modelThe aim was to develop an economic model thatcould easily be used by the research and extensionservices for advising growers on the profitability ofcoconut-based farming systems. The modeldescribed here was developed by the NaturalResources Institute, in collaboration with theBEAM (Bio-Economic Agroforestry Modelling)project at the University of Wales in Bangor (Kleih,1997).

A bibliographical study of intercropping systemsrevealed that two main techniques are used forevaluating their economic and financialparameters: a cost-benefit analysis (CBA), andlinear (or non-linear) programming. A comparisonof the two approaches showed that the firstmethod, whilst not an ideal solution, seemed to bethe more appropriate for dealing with coconut-based farming systems.

By using the CBA method in the model, it waspossible to compare the costs and benefits of theintercropping system with those of themonoculture, and estimate the benefit to be hadfrom combining coconut with one crop rather thananother.

Given the complexity of farms includingintercropping systems, the model only took intoaccount the part of the farm devoted to thecoconut-based farming system. It was not specificto a region or a country and was usable in thedifferent countries with an ecology propitious tococonut.

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259CO C O N U T


It was originally intended to cover a period of60 years, corresponding to the life span of acoconut planting. However, such a model,developed on a spreadsheet, requires very largefiles and powerful computer hardware, which wasnot always available in the agricultural extensionservices. The period was therefore reduced to 15years.

The number of intercrops that can be takeninto account in the model is two perennial crops,two biennials and five annuals. These crops canbe grown simultaneously and in the same plot, orstaggered in time and in different plots. Thewhole set of combinations is also envisaged. Acertain number of basic parameters have to becollected to supply the model:

• the farm (size, area covered by intercrops,locally available labour, credit, etc.);

• the use of coconut and intercrops (products andby-products obtained by the farmer: fresh nuts,copra, charcoal, timber, etc.);

• prices of products and inputs, including labour.

Once these data have been inputted, the model(figure 8) can be used to calculate 3 sets ofeconomic indicators: nett present value, internalrate of return, cost-benefit ratio and paybackperiod; gross and nett margins; labourrequirements.

These parameters will be used to provideguidance in the choice of certain intercroppingcombinations rather than others. The model wassent out to the Tanzanian and Philippine partnersfor validation. It is supplied with an instructionmanual to facilitate its use. Moreover, it does notrequire very powerful computer hardware and it

should rapidly become a decision-making tool forthe agricultural extension services.

ConclusionAll this work therefore considerably enhanced ourknowledge of the coconut palm, in either amonoculture or intercropping system. Bymodelling its architecture, it is now possible tocreate three-dimensional computer mock-upsrepresenting plantations.

The most direct application for such mock-upsis using them to simulate radiative transfersthrough the foliage of a coconut planting. Thisaspect is paramount when coconut isintercropped with other crops that are generallydominated by the palm. In this case, competitionfor light is of major importance. The possibility ofusing computer simulations to test differentplanting designs and densities, different croppingpractices (e.g. pruning) and particularly ofknowing the impact of such factors on lighttransmission, means that the most appropriateplanting design can be adopted to suit the desiredintercrop. This generates considerable savings intime and money, since it takes at least 15 yearsto obtain results from a coconut planting densitytrial.

Root system studies led to the development ofan architectural model for both the coconut palmand the cocoa tree. This work is continuing andshould soon enable biomass and absorbentsurface estimations, making it possible to studycompetition for water and nutrients. Thesesimulations could then be compared to the firstresults obtained here on cocoa and coconut waterconsumption in a monoculture or anintercropping system. It was possible to adapt the

model designed for oil palm to coconut, provideda few parameterization changes were made.Nevertheless, it was essential to improve the firstmodel by integrating the plant architecture, andtaking into account relations between thedifferent source and sink organs.

A study of coconut-cocoa intercroppingresulted in complete modelling (aerial parts androot system) of both plants and theirintercropping system. Much work remains to bedone to develop an operational model of theintercropping system, particularly with regard tococoa tree functioning.

For the other crops intercropped with coconut,it was fairly easy to obtain curves for yieldresponse to light, provided radiation was themajor limiting factor. These relations can easilybe integrated into an overall model of coconut-based farming system functioning.

The outcome of the economic study was aneconomic analysis model that is simple and easyto use. By taking into account a certain number ofeconomic parameters, this model performscomparative studies to determine the benefits tobe had (in terms of profitability) fromintercropping coconut compared to amonoculture. This tool provides effectiveassistance in choosing whether or not to intercropcoconut with other crops and in determiningwhich intercrop is the most economicallyworthwhile.

The models mentioned above, primarily thecoconut operational model with or withoutintercrops, are not definitive. There is room forimprovement and improvements will be madegradually.■

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260 CO C O N U T

RésuméDans une association culturale avec le cocotier,ce dernier est généralement la plante domi-nante. L’obtention d’un modèle architecturaldes parties aériennes du cocotier a permis decréer des maquettes informatiques tridimen-sionnelles pouvant reconstituer une plantation.Ces maquettes ont ensuite servi à effectuer dessimulations de transfert radiatif permettant detester l’influence sur la transmission du PAR, dedifférents paramètres (âge des cocotiers, direc-tion de la plantation, dispositif en carré ou entriangle...), ou encore certaines pratiques cul-turales (élagages ou abattages plus ou moinsimportants). La modélisation architecturale etles possibilités de simulations radiatives per-mettent de déterminer le meilleur dispositif deplantation afin d’optimiser la captation de lalumière par l’association culturale.

Nous avons également amélioré nos connais-sances de la physiologie du cocotier, afin d’éla-borer un premier modèle de fonctionnement.L’étude a porté surtout sur les échanges gazeuxde la plante : étude des caractéristiques de laphotosynthèse, de la respiration des feuilles etdu stipe. Les résultats ont permis de paramétrerle modèle de fonctionnement que l’on veutadapter au cocotier. Les premières validationsont donné un bilan carboné négatif, quiimplique de reconsidérer chaque terme du bilanet, en particulier, tous les coûts respiratoires.

Des mesures de biomasses ont montré queles puits de consommation des assimilats lesplus importants étaient les régimes. Ils repré-sentent à eux seuls 58 % de la biomasse des par-ties aériennes produites annuellement par uncocotier NRV x GVT âgé de 8 ans. Les feuilles,elles, ne comptent que pour 34 %.

L’association cocotier-cacaoyer a été étudiéede manière plus approfondie. La modélisationarchitecturale, tant des parties aériennes quedes parties racinaires a été obtenue, et a permisde créer des maquettes numériques tridimen-sionnelles. Des mesures de consommation d’eauont montré que le cacaoyer consommait environ10 l d’eau par jour, en culture pure ou enassociation.

Des expérimentations, conduites sur d’autresassociations (cocotier-maïs, cocotier-patatedouce...) ont permis de donner des fonctions deproduction des plantes associées, et d’appré-cier les phénomènes de compétition racinaire.

L’examen des coûts et bénéfices a été utilisépour élaborer un modèle d’analyse économiquesimple et facilement utilisable par des servicesde vulgarisation. Ce modèle détermine, par uneétude comparative, quels sont les avantages(en terme de rentabilité économique) d’asso-cier le cocotier, plutôt que de le planteren monoculture.

AbstractIn coconut-based farming systems, coconut isgenerally the dominant plant. By obtaining anarchitectural model of the aerial parts of thecoconut palm, it was possible to create three-dimensional computer mock-ups that reconsti-tute a plantation. The mock-ups were then usedto perform radiative transfer simulations and totest the effect on PAR transmission of diffe-rent parameters (coconut palm age, plantingdirection, planting design — in squares or tri-angles — etc.) or certain cropping practices(varying degrees of pruning or felling). Archi-tectural modelling and radiative simulationscan be used to determine the best plantingdesign so as to optimize light catchment by theintercropping system.

We also improved our knowledge of coconutpalm physiology, with a view to developing aninitial functioning model. Our work concentra-ted on gas exchanges within the plant: study ofphotosynthesis characteristics and leaf andstem respiration. The results were used to para-metrize the functioning model we wanted toadapt to coconut. The first validation opera-tions led to a negative carbon balance, whichmeant taking another look at the terms of thebalance, especially respiratory costs.

Biomass measurements showed that thebunches are the most significant assimilatesinks. They alone account for 58% of the bio-mass produced annually in the aerial parts byan 8-year-old VRD x VTT coconut palm. Thefronds only account for 34%.

The coconut/cocoa intercropping system wasstudied in greater detail. Architectural model-ling of the aerial parts and the roots was carriedout, to create three-dimensional digital mock-ups. Water consumption measurements revea-led that cocoa consumes around 10 l of waterper day in both monocultures and intercrop-ping systems.

Trials of other combinations (coconut/maize,coconut/sweet potato, etc.) provided informa-tion on the production functions of theintercrops, and enabled an appreciation of rootcompetition.

A cost-benefit analysis was used to develop asimple economic analysis model that would beeasy for vulgarization services to use. By makingcomparisons, the model determines whatadvantages (in terms of economic profitability)are to be had from intercropping coconutrather than growing it in a monoculture.

ResumenEn una asociación de cultivos con el cocotero,este último es por lo general la planta domi-nante. La obtención de un modelo arquitecturalde las partes aéreas del cocotero ha permitidocrear maquetas informáticas tridimensionalespudiendo reconstituir una plantación. Estasmaquetas sirvieron después para realizar simu-laciones de transferencia radiativa que permi-ten someter a prueba la influencia sobre latransmisión del PAR, de distintos parámetros(edad de los cocoteros, dirección de plantación,dispositivo en cuadro o en triángulo...), o aúnciertas prácticas agrícolas (podas o tumbas máso menos importantes). La modelización arqui-tectural y las posibilidades de simulacionesradiativas permiten determinar el mejor dispo-sitivo de plantación a fin de optimizar la capta-ción de la luz mediante la asociación de cultivo.

También hemos mejorado nuestros conoci-mientos de la fisiología del cocotero, a fin deelaborar un primer modelo de funcionamiento.El estudio abarcó sobre todo a los intercambiosgaseosos de la planta: estudio de las caracterís-ticas de la fotosíntesis, de la respiración de lashojas y del estipe. Los resultados permitieronestablecer parámetros del modelo de funciona-miento que se quiere adaptar al cocotero. Lasprimeras validaciones dieron un balance car-bonado negativo, que implica que se vuelva aconsiderar cada término del balance, y espe-cialmente todos los costos respiratorios.

Medidas de biomasas mostraron que lospozos de consumo de los asimilados más impor-tantes eran los racimos. Representan ellos solosel 58 % de la biomasa de las partes aéreas pro-ducidas anualmente por un cocotero NRV x GVTcon 8 años de edad. Las hojas sólo representanun 34 %.

La asociación cocotero-cacao fue estudiadamás detenidamente. Se logró la modelizaciónarquitectural, tanto de las partes aéreas comode las partes radiculares, y permitió crearmaquetas numéricas tridimensionales. Medidasde consumo de agua mostraron que el cacaoconsumía unos 10 l de agua por día, en cultivopuro o en asociación.

Experimentos, llevados a cabo en otras aso-ciaciones (cocotero-maíz, cocotero-batatadulce...) permitieron dar funciones de produc-ción de las plantas asociadas, y apreciar losfenómenos de competencia radicular.

El examen de los costes y provechos fue utili-zado para elaborar un modelo de análisis econó-mico sencillo y fácilmente utilizable por los ser-vicios de vulgarización. Este modelo determina,mediante un estudio comparativo, cuales sonlas ventajas (en término de rentabilidad econó-mica), en asociar el cocotero, en lugar de sem-brarlo en monocultivo.

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Documents

COCOTIER L Les cultures associées avec le cocotieragritrop.cirad.fr/390320/1/document_390320.pdf · 3 Philippine Coconut Authority, Davao Research Center, Bago, Oshiro, Davao City,