26
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développe- ment (Cirad, France) Association Impulsion (Burkina Faso) Partenaires du Projet  Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés utilisés comme fertilisant et amendement au Mali et au Burkina Faso. Le centre de tourisme solidaire et de développement rural de Teriya Bugu se situe au Mali dans la ré- gion de Ségou (cercle de Bla) au bord du fleuve Bani. Il a été créé par le Père Bernard VERSPIEREN dans les années 1970 et est actuellement géré par l’Association d’Entraide et de Développement Rural (AEDR). Les activités présentes sur le centre de tou- risme solidaire et de développement rural de Teriya Bugu sont très diversifiées et s’organi- sent suivant 4 filières : hôtel/restaurant, projet Jatropha, activités agricoles et forestières, activités communautaires. Afin de ne plus être dépendant du diesel pour produire son électricité et pour perpétuer la tradition de développement des énergies renouvelables à Teriya Bugu, il a été décidé en 2006 de mettre en place un projet d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure de Jatropha curcas. L’objectif final du projet est d’atteindre l’autonomie énergétique avec à terme environ 400 hectares de culture de Jatropha pour obtenir annuellement 300 tonnes de graines et ainsi produire 80 000 litres d’huile carburant. Le projet Jatropha a au départ été financé par la Fondation Total pour tout ce qui concernait la transformation en huile et les moteurs adaptés. 58 Les aspects agronomiques ont été soutenus jusqu’en 2013 par le projet JATROPT coor- donné par l’université de Wageningen (Pays Bas) et financé par la Communauté euro- péenne. Outre les plantations propres de l’AEDR sur environ 40 ha, un programme d’animation en milieu rural a pour but d’accompagner les paysans locaux dans la culture du Jatropha. Organisés en une cinquantaine de coopéra- tives avec près de 400 ha de plantations, ils fournissent l’essentiel de la production de graines, soit 30 tonnes en 2012. Les haies et les cultures intercalaires sont fortement encouragées afin de ne pas perturber les systèmes agraires traditionnels des paysans. Association d’Entraide pour le Développement rural (AEDR)Teriya Bugu ( PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

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Page 1: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Centre de Coopération Internationale en

Recherche Agronomique pour le Développe-

ment (Cirad, France)

Association Impulsion (Burkina Faso)

Partenaires du Projet  

Valeur des tourteaux

de Jatropha bruts et transformés

utilisés comme fertilisant et amendement

au Mali et au Burkina Faso.

Le centre de tourisme solidaire et

de développement rural de Teriya

Bugu se situe au Mali dans la ré-

gion de Ségou (cercle de Bla) au

bord du fleuve Bani. Il a été créé par le Père

Bernard VERSPIEREN dans les années 1970 et

est actuellement géré par l’Association

d’Entraide et de Développement Rural (AEDR).

Les activités présentes sur le centre de tou-

risme solidaire et de développement rural de

Teriya Bugu sont très diversifiées et s’organi-

sent suivant 4 filières : hôtel/restaurant, projet

Jatropha, activités agricoles et forestières,

activités communautaires.

Afin de ne plus être dépendant du diesel pour

produire son électricité et pour perpétuer la

tradition de développement des énergies

renouvelables à Teriya Bugu, il a été décidé

en 2006 de mettre en place un projet

d’électrification via la production d’un

agro-carburant durable, l’huile végétale pure

de Jatropha curcas. L’objectif final du projet

est d’atteindre l’autonomie énergétique avec

à terme environ 400 hectares de culture de

Jatropha pour obtenir annuellement 300

tonnes de graines et ainsi produire 80 000

litres d’huile carburant. Le projet Jatropha a

au départ été financé par la Fondation Total

pour tout ce qui concernait la transformation

en huile et les moteurs adaptés.

58

Les aspects agronomiques ont été soutenus

jusqu’en 2013 par le projet JATROPT coor-

donné par l’université de Wageningen (Pays

Bas) et financé par la Communauté euro-

péenne.

Outre les plantations propres de l’AEDR sur

environ 40 ha, un programme d’animation en

milieu rural a pour but d’accompagner les

paysans locaux dans la culture du Jatropha.

Organisés en une cinquantaine de coopéra-

tives avec près de 400 ha de plantations, ils

fournissent l’essentiel de la production de

graines, soit 30 tonnes en 2012. Les haies et

les cultures intercalaires sont fortement

encouragées afin de ne pas perturber les

systèmes agraires traditionnels des paysans.

Association d’Entraide pour le Développement rural (AEDR)Teriya Bugu

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Page 2: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Objectifs du Projet

Ce projet vise par l’acquisition de références

agronomiques à combler le déficit de

données dans les pays cibles, Mali et Burkina

Faso en particulier et en Afrique de l’Ouest en

général. Il permettra (I) la qualification des

tourteaux de Jatropha bruts et transformés et

(II) l’évaluation de leur valeur agronomique

potentielle à travers leur :

Effet fertilisant.

Effet amendant (impact sur les propriétés

physiques et biologiques des sols).

Innocuité (présence de produits toxiques,

d’éléments trace métalliques, de polluants

organiques, d’agents pathogènes et d’inertes).

Afin (III) d’éditer une fiche matière végétale

et/ou compost végétal sur les tourteaux bruts

et transformés synthétisant et vulgarisant les

points (I) et (II).

Activité 1

Qualification des tourteaux de Jatropha

bruts, compostés et méthanisés au Mali et

au Burkina Faso  : valeur agronomique et

toxicité directe.

TACHE 1 : Qualification analytique courante

de tourteau brut (TB), tourteau composté

(TC) et tourteau méthanisé (TM).

TACHE 2 : Qualification par Spectrométrie

Proche Infra-Rouge (Spir) de tourteau brut

(TB), tourteau composté (TC) et tourteau

méthanisé (TM).

L’objectif sera de déterminer la valeur

agronomique moyenne des tourteaux bruts,

compostés et méthanisés potentiellement

recyclables en agriculture, à partir d’échan-

tillons de tourteaux récoltés sur les sites de

production artisanaux et industriels d’huile de

Jatropha au Mali et au Burkina Faso.

Les résultats analytiques seront organisés

dans une base de données au format simple

et accessible et pouvant être complétée par

des analyses futures.

La totalité des échantillons prélevés dans la

tache 1 sera analysée par Spectrométrie

Proche Infra-Rouge (Spir) pour permettre la

réalisation d’une étude de faisabilité de la

prédiction par la Spir de la valeur agrono-

mique des tourteaux, utilisant les analyses

classiques de laboratoire comme référence.

Principales activités du Projet :

Montant TOTAL : 102.400 Euros

Contribution FFEM : 80.000 Euros

59

Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés utilisés comme fertilisant et amendement au Mali et au Burkina Faso

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Page 3: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Ce dispositif d’expérimentation agronomique

en milieu paysan contrôlé a pour objectif

général d’évaluer la valeur agronomique des

tourteaux de Jatropha et de produire des

références communes en matière de fertilisa-

tion mixte tourteaux de Jatropha et engrais

minéral afin de préparer une diffusion plus ou

moins large de la fertilisation organique avec

des tourteaux de Jatropha auprès des

agriculteurs.

L’objectif spécifique de cet essai est

d’évaluer sur 2 saisons culturales, comme

critère principal, le rendement d’une culture

de maïs et de 3 cultures de maraichage :

tomate, haricots et carotte, fertilisées avec

des tourteaux de Jatropha bruts et

transformés (i.e. méthanisé et composté) en

comparaison avec un témoin NPK. Au

Burkina Faso, l’objectif de l’essai mis en

œuvre par l’ONG Impulsion dans le cadre du

Projet AGRO 04 (complémentaire au présent

projet), sera aussi d’évaluer les paramètres

de rendement du petit mil avec 4 types de

fertilisation (aucun amendement - champ

témoin - un apport en tourteaux brut de

Jatropha, un apport en fumure organique, un

apport tourteaux/fumure organique). Une

analyse commune des résultats d’expérimen-

tation sera réalisée.

Pour chacune des cultures et à l’issue des

deux cycles culturaux, un dosage des esters

de phorbol et des curcines sera effectué. Ces

analyses seront effectuées sur les parties

comestibles des cultures afin d’évaluer la

mobilité de ces toxines.

Des protocoles détaillés sont rédigés pour

la réalisation de chacune des tâches

expérimentales :

Le prélèvement des échantillons est réalisé

suivant les bonnes pratiques de prélèvement

d’un l’échantillon moyen apporté au labora-

toire pour analyse. L’analyse des échantillons

de tourteau pour les volets composition

agronomique et polluants, toxines, est

réalisée suivant des protocoles standardisés

de laboratoire de service. En revanche, les

analyses de toxines (esters de phorbols et

curcines) sont réalisées suivant des

protocoles de recherche expérimentaux.

Un protocole pour l’essai de fertilisation mixte

tourteaux brut/transformé et engrais minéral

d’une culture de maïs. Les doses de tourteau

brut, composté, méthanisé et l’engrais

minéral à épandre sur les unités expérimen-

tales sont exprimées en kg/24m2.

Méthodologie :

60

Un protocole pour l’essai de fertilisation mixte

tourteaux brut/transformé et engrais minéral

de 3 cultures de maraîchage. Les doses de

tourteau brut, composté, méthanisé et

l’engrais minéral à épandre sur les unités

expérimentales sont exprimées en kg/3m2

(tableau 2).

Des contacts réguliers par téléphone entre

l’AEDR et le CIRAD ont permis au cours du

projet de faire le point sur l’avancement des

activités et les difficultés, et de mettre en

œuvre les actions correctives..

La mise en œuvre du projet a été très perturbée

par les évènements qui se sont succédé en

2012/2013, d’abord sur le plan national au

Mali, puis consécutivement sur le Centre de

Teriya Bugu qui a vu sa fréquentation réduite à

néant. Des mesures d’économie ont dû être

prises et le personnel technique a été sérieu-

sement réduit, de même que les moyens de

communication.

Mise en oeuvre

Mise en place et suivi d’une expérimenta-

tion de recyclage de tourteaux bruts

et transformés en fertilisation mixte

(engrais – tourteaux) au Mali et (fumure

organique – tourteau) au Burkina Faso en

plein champ sur cultures maraichères, maïs

et petit mil.

TACHE 1 : Essais expérimentaux aux champs.

TACHE 2 : Analyse des résultats et rédaction

du rapport final d’expérimentation

Activité 2

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

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Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés utilisés comme fertilisant et amendement au Mali et au Burkina Faso

Une base de données au format tableur Excel

est formalisée et est déjà renseigné avec les

premiers résultats d’analyse disponibles.

Pour chacune des caractéristiques, nous dis-

poserons d’une moyenne, d’un écart-type,

d’un minimum et d’un maximum. Elle

contient à ce jour 90 échantillons de tour-

teaux analysés.

La minéralisation du carbone et de l’azote en

conditions contrôlées de laboratoire a été

réalisée sur une période de 127 jours.

Mise en place et suivi d’une expérimentation

de recyclage de tourteaux bruts et transfor-

més en fertilisation mixte (engrais–tourteaux)

au Mali et (fumure organique–tourteau) au

Burkina Faso en plein champ sur cultures

maraichères, maïs et petit mil.

Les essais de maïs et de maraîchage ont été

conduits pendant 2 campagnes en 2013/14 et

2014/15. Les essais de maraîchage ont été

conduits en 2013/14 et sont en cours pour la

deuxième campagne 2014/15.

Un outil Excel de calcul de la fertilisation

raisonnée et mixte tourteau/engrais minéral a

été élaboré, permettant de calculer automa-

tiquement les doses de tourteau et d’engrais

à épandre en fonction de la surface de la

parcelle, des apports en azote du sol, des

besoins de la culture et de la qualité des

tourteaux, du type d’engrais et de la part de

substitution de l’engrais par les tourteaux.

Activité 2

Qualification des tourteaux de Jatropha

Bruts, Compostés et Méthanisés au Mali et

au Burkina Faso  : Valeur agronomique et

toxicité directe.

Activité 1

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Page 5: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Valeur agronomique des tourteaux

de Jatropha bruts et transformés au Mali

et au Burkina Faso

La culture de Jatropha (Jatropha curcas L.) est

en fort développement en Afrique de l’Ouest

afin de produire de l’huile végétale pure à des

fins énergétiques.Les coproduits que sont

les coques des fruits et le tourteau issu du

pressage sont peu valorisés. Pourtant ce

dernier est riche en éléments nutritifs.L’objectif

du projet est de qualifier les tourteaux de

Jatropha bruts et transformés et d’apprécier

leur valeur agronomique potentielle à travers

leur (i) effet fertilisant, (ii) leur effet amendant

(impact sur les propriétés physiques et biolo-

giques des sols, et (iii) leur innocuité (présence

de toxines, d’éléments trace métalliques et

d’inertes). Le tourteau de Jatropha brut et le

tourteau de Jatropha méthanisé présentent

des potentiels de minéralisation de l’azote éle-

vés. Ils peuvent être considérés plutôt comme

des engrais organiques. Cependant, leur utili-

sation en tant que matière fertilisante devra

être raisonnée du fait de leurs teneurs élevées

en azote et en raison de la présence de

toxines (esters de phorbol).

Mots-clés : tourteaux de Jatropha, valeur

agronomique, disponibilité des éléments

nutritifs, Afrique de l’Ouest

Caracterisation agronomique

des tourteaux de Jatropha brut et

transformés au Mali

et au Burkina Faso.

Jean-Michel Médoca,b et Maurice Kamatéc,*

Résumé

Introduction

On observe actuellement un fort développe-

ment de la culture du Jatropha (Jatropha

curcas L.) en Afrique de l'Ouest. Cette culture

a pour principal objet la production d'huile à

des fins énergétiques. Les coproduits que

sont les coques des fruits et le tourteau issu

du pressage sont peu valorisés. Pourtant ce

dernier est riche en éléments minéraux et en

protéines.

Les graines de Jatropha, et par conséquent

le tourteau issu de leur pressage, sont en

général toxiques pour les humains et les

animaux en raison de la présence de

curcine (thermolabile) et d’ester de phorbols

(très stables). Le tourteau ne peut donc être

utilisé comme aliment pour bétail sans

subir au préalable une couteuse détoxifica-

tion. En revanche, il est classé par le « Land-

wirtschaftlicheVersuchanstalt » (Allemagne)

comme engrais organique ternaire de type

NPK à teneur marquée en azote (Münch,

1986 in Domergue et Pirot, 2008).

Cependant, peu de références existent sur sa

composition complète en éléments fertili-

sants et sur sa valeur agronomique quantifiée

en particulier au Mali et au Burkina Faso.

Le tableau 1 présente la composition en

éléments fertilisants majeurs du tourteau de

Jatropha analysé par quelques auteurs en

comparaison avec un engrais organique

fréquemment utilisé.

62

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

a) UPR Recyclage et Risque, CIRAD, 34398 Montpellier, France - UPR Recyclage et Risque, CIRAD, 18524 Dakar, Sénégal

c) AEDR – TeriyaBugu, BP 596, Ségou, Mali - *) Contact : Tél.: +223 66 96 27 77 ; Courriel: [email protected]

Page 6: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Riche en azote, le tourteau est une excellente

source d'éléments nutritifs. Cuhna Da Silveira

(1934 in Domergue et Pirot, 2008) mentionne

qu’au Cap Vert il était utilisé sur le blé

(mélangé avec du superphosphate) et sur le

maïs (mélangé avec du sulfate de potasse).

Au Zimbabwe, il est commercialisé comme

fertilisant pour sa haute teneur en NPK. Au

Mali, Henning (1996 in Domergue et Pirot,

2008) mentionne que les paysans ont

reconnu très tôt la valeur du tourteau comme

engrais et que ces derniers emportaient la

totalité des quantités produites au niveau des

presses. La dose préconisée ne doit pas être

supérieure à 5 t/ha en raison du risque de

phytotoxicité du produit (Domergue et Pirot,

2008).

Dans le cadre de la valorisation des copro-

duits de transformation des fruits du Jatro-

pha, l’AEDR en partenariat avec le CIRAD a

initié une étude sur les types de tourteau brut,

composté et méthanisé (TB, TC et TM) de

Jatropha au Mali et au Burkina Faso, afin de

déterminer leurs caractéristiques agrono-

miques potentielles et de vérifier s’ils peuvent

être utilisés par les paysans comme engrais

ou amendement organique.

Dans cette perspective, nous avons mis en

œuvre une campagne d’échantillonnage et

de caractérisation analytique courantede ces

tourteaux et d’une incubation en conditions

contrôlées de laboratoire afin d’estimer la

minéralisation potentielle du carbone et de

l’azote de ces trois tourteaux, TB, TC et TM,

appliqués sur un sol malien et sur un sol

burkinabé. Nous présenterons dans une

première partie la procédure d’échantillon-

nage et de caractérisation des TB, TC et TM

ainsi que la mise en œuvre opérationnelle de

l’incubation en condition contrôlées. Puis

nous présenterons les résultats obtenus sui-

vis d’une proposition d’utilisation dans le

cadre d’une bonne valorisation agricole de

ces tourteaux.

63

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés utilisés comme fertilisant et amendement au Mali et au Burkina Faso

Tableau 1 : Composition en éléments fertilisants majeurs

de tourteaux de Jatropha analysés par différents auteurs

en comparaison avec le fumier de bovin.

Eléments

(%)

Tourteau

de Jatropha

(Delgado

et Parado,

1989 in

Kumar et

Sharma,

2008)

Tourteau

de Jatropha

Mali

(Sangaré,

1990)

Tourteau

de Jatropha

Inde

(ArupGoshet

al. 2007)

Fumier

de bovin

(Chabalieret

al. 2006)

N 3,2 – 4,4 4,1 3 – 4,5 2, 4 – 5,5

P2O5 1,4 – 2,1 0,5 0,65 – 1,2 1 – 3,7

K2O 1,2 – 1,7 n/a 0,8 – 1,4 2,7 – 8

Procédure d’échantillonnage et caractérisa-

tion courante des tourteaux bruts, compos-

tés et méthanisés

La valeur agronomique moyenne des

tourteaux bruts, compostés et méthanisés

potentiellement recyclables en agriculture a

été déterminée à partir d’échantillons de tour-

teaux récoltés sur les sites de production

artisanale et industrielle d’huile de Jatropha

au Mali et au Burkina Faso. La collecte a été

réalisée au Mali par l’AEDR et au Burkina

Faso par l’Association Impulsion. Quinze

échantillons, si possible, de chaque type de

tourteau (TB, TC et TM) ontété prélevés sur

15 sites de production différents au cours de

deux campagnes de prélèvement dans

chacun des deux pays cible de l’étude. Au

total 15 (échantillons) x 3 (tourteaux) x 1

(campagne) x 2 (pays : Mali et Burkina Faso)

= 90 prélèvements ont été caractérisés.

Matériel et Méthodes

Page 7: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Sur un site de production, plusieurs prélève-

ments élémentaires (minimum 15) ont été

réalisés pour chaque type de tourteau pro-

duit. Ils ont été mélangés puis quartés afin de

former un échantillon moyen représentatif de

chaque site d’un kilogramme environ.

Chaque échantillon a été placé dans un sac

hermétique et étiqueté (nom du propriétaire,

nom du préleveur, date, nature du produit,

lieu de prélèvement, conditionnement) puis

conservé au frais le temps de rejoindre le

laboratoire pour son conditionnement par

lyophilisation avant l’envoi au laboratoire

d’analyses du Cirad à Montpellier (certifié ISO

9001 – 2000/13516c depuis janvier 2000).

Considérant la norme française NF U 44-

051 « amendements organiques » comme

référence, les analyses mises en œuvre ont

été :

Matière Organique (MO) et Matière Sèche (MS),

Azote total (Nt), N ammoniacal (N-NH4),

Phosphore (P2O5), Potassium (K2O), Cal-

cium (CaO), et Magnésium (MgO)

Eléments Trace Métallique (As, Cd, Cr, Hg, Ni,

Pb, Se, Cu et Zn)

Toxines (Curcine et esters de phorbols)

Inertes (plastique, verre, métaux)

Les tourteaux de Jatropha bruts (TB) étant

une matière végétale mono-produit, les com-

posés trace organiques (CTO) et les agents

pathogènes n’ont pas été analysés.

Les résultats analytiques ont été rassemblés

et organisés dans une base de données au

format simple et accessible et pouvant être

complétée par des analyses futures.

Les taux de minéralisation potentielle du car-

bone et de l’azote d’une matière organique

appliquée sur un sol sont obtenus par la mise

en place d’une incubation en conditions

contrôlées de laboratoire (ICC). Cette ICC

permet de suivre la dynamique des éléments

carbone et azote d’un sol et d’en estimer leur

mobilisation possibleen présence d’un apport

de matière organique exogène. La détermi-

nation du potentiel de minéralisation dans les

conditions optimales du laboratoire présente

l’avantage de tenir compte de l’ensemble des

paramètres biologiques responsables de la

minéralisation.

La minéralisation du carbone par les microor-

ganismes induit une activité respiratoire

mesurée au travers du dégagement de CO2.

La dégradation de la matière organique

exogène apportée au sol, dans notre cas les

tourteaux de Jatropha TB, TC et TM, peut

induire un changement dans la respiration du

sol du fait d’une rapide croissance et d’une

activité de minéralisation plus élevée par les

microorganismes (bactéries et champignons).

Le CO2 dégagé est une mesure indirecte de

l’activité biologique totale du sol. Le carbone

sert avant tout comme source d’énergie pour

la microflore du sol. L’azote sous forme orga-

nique est converti en même temps par hydro-

lyses et désaminations en acides aminés ou

en azote ammoniacal. Une partie de l’azote

minéralisé est utilisée par les microorga-

nismes pour leur synthèse protéique, tandis

que l’autre partie est libérée dans le sol sous

forme d’azote ammoniacal. Les microorga-

nismes nitrificateurs transforment ensuite

l’azote ammoniacal en nitratesconsommés

directement par les plantes.

64

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Minéralisation potentielle du carbone et de l’azote des tourteaux bruts, compostés et méthanisés appliqués sur un sol malien et sur un sol burkinabé.

Page 8: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Cinquante-six milligrammes de chaque

tourteau, TB, TC et TM, ont été mélangés

respectivement à 40 g de chacun des sols

malien et burkinabé dans des microcosmes.

Les mélanges ont été ajustés à 66% de la

capacité maximale de rétention en eau du sol

équivalant à un apport de 11 ml d’eau dans

un microcosme contenant un sol malien et à

un apport de 7,6 ml d’eau dans un micro-

cosme contenant un sol burkinabé. Le dispo-

sitif expérimental était composé de 3

répétitions sol x tourteau, d’un témoin sol nu

Mali et d’un témoin sol nu Burkina Faso

correspondant à 216 microcosmes.

Installés et fermés hermétiquement dans des

mésocosmes afin de mesurer le dégagement

des gaz (CO2), 216 mésocosmesont été

incubés, dans le noir, dans une chambre à

environnement contrôlé pendant 127 jours à

28°C. Les mesures de dégagement de CO2

dans les mésocosmes et le dosage colorimé-

trique de la teneur en azote ammoniacal du

sol des microcosmes ont été réalisées au

lancement de l’ICC (Jour 0) puis à J1, J3, J7,

J15, J30, J60, J88 et J127 permettant ainsi

d’obtenir une indication du cumul de carbone

et d’azote minéralisés dans les microcosmes

au cours du temps après l’application des

tourteaux (figure 1).

Trois types de tourteaux de Jatropha pro-

duits au Mali ont été sélectionnés :

1) Le TB a été produit par l’unité de produc-

tion d’huile végétale pure (HVP) de l’AEDR-

TeriyaBugu.

2) Le TC a été produit à partir du TB issu de

l’unité de production HVP de l’AEDR-Teriya-

Bugu composté avec des parties (feuilles et

branches essentiellement) de margousier,

figuier et d’eucalyptusdans une fosse com-

postière localisée sur le même site.

3) Le TM a été produit par l’entreprise

MaliBiocarburants à Koulikoro, à partir de

tourteaux bruts.

Ces trois types de tourteaux ont été échan-

tillonnés au mois de janvier 2013 et leurs

caractéristiques principales et apports en

éléments sont présentés dans le tableau 2.

Ils ont été mélangés à un sol malien et à

un sol burkinabé dont les caractéristiques

principales et apports en éléments sont

présentés dans le tableau 3.

Tableau 2 : Caractéristiques principales des tourteaux

brut (TB), composté (TC) et méthanisé (TM) mélangés

aux sols et incubés

Tourteaux

appliqués

MO

(%)

MS

(%)

C

(%)

N

(%)C/N

N-NH4(ppm)

P

(%)

K

(%)

TB 92,9 92,5 49,8 3,7 13,3 337,9 0,8 1,7

TC 25,4 96,3 8,420 0,520 16,2 145,7 0,1 0,4

TM 74,7 91,2 43,2 3,4 12,7 5110,8 1,2 1,9

Sols

incubésHumidité

(%)pHeau

MO (%)

Corg(%)

Ntot(‰)

C/NN-NH4(mg/

kg)

N-NO3(mg/

kg)

Ptot(mg/

kg)

CEC (me/

100g)

Mali* 1,91 5,95 2,27 1,21 1,12 11,73 5,40 18,50 407,5 11,11

Burkina

Fasoµ 0,70 6,38 0,54 0,32 0,21 14,82 1,35 1,10 105,0 3,11

Tableau 3 : Caractéristiques principales

des sols malien et burkinabé incubés

* Extrait d’une parcelle mise en valeur par une culture de maïs

sur le site de l’AEDR à TeriyaBuguµ Extrait d’une parcelle mise en valeur par une culture de mil

sur le site de l’ONG Impulsion à Barsalogho

65

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Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés utilisés comme fertilisant et amendement au Mali et au Burkina Faso

Page 9: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Figure 1 : Lancement de l’ICC permettant d’estimer les taux de minéralisation potentielle du carbone

et de l’azote des tourteaux de Jatropha brut et transformés appliqués sur un sol malien

et un sol burkinabé par la plate-forme technique de l’Unité de recherche Recyclage

et risque à Montpellier, avec l’appui de l’ingénieur agronome de l’AEDR-TeriyaBugu

(© J.-M. Médoc, mars 2013)

Résultats

Caractérisation analytique courante

Une base de données tourteaux a été consti-

tuée (tableau 4) et elle va nous permettre de

réaliser une interprétation de l’ensemble des

caractéristiques agronomiques, environne-

mentales et toxicologiques des tourteaux de

Jatropha bruts et transformés. Pour chacune

des caractéristiques, nous disposerons d’une

moyenne, d’un écart-type, d’un minimum et

d’un maximum. Le tableau 5 présente les

caractéristiques agronomiques principales.

La figure 2 présente le rendement en MO

d’une tonne de TB, TM et TC. Les teneurs

en MS de ces tourteaux sont élevées. Ils

contiennent très peu d’eau. Ces teneurs en

MS laissent présager des teneurs élevées en

éléments nutritifs.

Les teneurs en MO sont élevées pour les TB

et le TM. En revanche, cette teneur est faible

pour le TC  ; explicable par la consomma-

tion/destruction du carbone par les micro-or-

ganismes lors du compostage.

66

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Matières sèche (MS), matière organique (MO) et carbone (C)

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Tableau 4 : Extrait de la base de données Tourteaux de Jatropha – Mali et Burkina Faso

(inf. SD = inférieur au seuil de détection ; n. d. = non déterminé). Les colonnes lieux, latitude, longitude,

propriétaire, préleveur ont été volontairement masquées.

Base de données tourteaux Jatropha-Mali & Burkina Faso

(suite) Base de données tourteaux Jatropha-Mali & Burkina Faso

Tableau 5 : Composition moyenne, minimale

et maximale des tourteaux brut (TB),

méthanisé (TM) et composté (TC)

Figure 2 : Rendement en matière organique

des tourteaux de Jatropha brut (TB),

méthanisé TM et composté (TC)

Le tableau 5 présente les teneurs moyennes

en azote total et en azote ammoniacal conte-

nues dans les tourteaux. Ces teneurs en Nt

pour le TB et TM sont très élevées respecti-

vement de 36,9 et 32,7 kg/t et sont équiva-

lentes aux teneurs observées dans des

fientes de poules pondeuses. Dans le TM, on

note une réorganisation partielle de l’azote

total en azote minéral ammoniacal (4,5 kg/t)

susceptible d’être adsorbé par le complexe

argilo-humique et stabilisé dans le sol. En re-

vanche, le TC présente une teneur bien plus

faible en azote total (5,7 kg/t). Nous expli-

quons cette faible teneur par un compostage

qui a consommé la quasi-totalité du tourteau

mis à composter et qu’il ne reste dans le

compost final que les apports en support

carboné ajouté plus stables.

Les C/N sont supérieurs à 8 mais finalement

peu élevés, compris entre 12,5 pour le TM et

14,4 pour le TC (tableau 5). Ces tourteaux peu-

vent être considérés comme des fumiers

(assez proches des fumiers de volailles étant

donné le niveau élevé de matière sèche).Il est

admis que, plus le rapport C/N d’un produit est

élevé, plus il se dégrade lentement dans le sol

et fournit de l’humus stable. Cependant,

la minéralisation du carbone en conditions

contrôlées va livrer plus de détails sur le

comportement de ces matières organiques.

67

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés utilisés comme fertilisant et amendement au Mali et au Burkina Faso

L’azote (N)

Le rapport C/N

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Les teneurs en P, K, Ca et Mg sont élevées,

elles aussi (tableau 5). La valeur fertilisante de

ces éléments nutritifs est équivalente à celle

des engrais minéraux. Autrement dit, la

quasi-totalité de ces éléments est directe-

ment utilisable par la plante.

Pour l’instant seuls les esters de phorbols ont

été analysés et les tourteaux présentent des

teneurs inférieures à celles observées dans

les graines de Jatropha (0,5 – 2,5 mg/g,

tableau 4). Dans le tourteau composté, le

support carboné apporté pour le compos-

tage est constitué de parties (feuilles et

branches essentiellement) de margousier,

figuier et d’eucalyptus ; Le margousier et l’eu-

calyptus produisant des huiles susceptibles

de parasiter le signal d’analyse des esters de

phorbol.Au moment de la rédaction de cet

article, les analyses de toxines n’ont pas

encore été finalisées. Un addendum sera

publié une fois ces résultats obtenus.

Les ETM sont présents mais comme leur

nom l’indique à l’état de trace (tableau 4). Ils

ne présentent peu ou pas de risque particu-

lier de pollution.

Aucun inerte (plastique, verre, métal) n’a été

détecté dans la totalité des échantillons

analysés (tableau 4).

Le pourcentage de carbone minéralisé par

rapport au carbone organique du tourteau

apporté au sol est un indicateur de la stabi-

lité/dégradabilité du tourteau. Plus ce pour-

centage de minéralisation du carbone est

élevé plus le tourteau est dégradable  ;

présentant ainsi un faible potentiel humigène

avec peu d’effet à long terme sur le sol et

activant fortement la biomasse microbienne.

A l’opposé, plus ce pourcentage de minérali-

sation du carbone est faible plus le tourteau

est stable ; présentant ainsi un fort potentiel

humigène avec des effets positifs forts à long

terme sur la fertilité physique et chimique des

sols.

Figure 3 : Cinétique de minéralisation du carbone

pour le tourteau brut, le tourteau méthanisé

et le tourteau composté sur (a) un sol malien

et (b) un sol burkinabé

La figure 3 présente les pourcentages de car-

bone minéralisé pour le tourteau brut (TB),

tourteau composté (TC) et tourteau métha-

nisé (TM) appliqués sur un sol malien (Teriya-

Bugu) et sur un sol burkinabé (Barsalogho).

Les TB et TM appliqués présentent des taux

de minéralisation élevés respectivement de

37,9% et 35,2% sur le sol malien et de 41,3%

et 46,2% sur le sol burkinabé après 127 jours

d’incubation. Ces valeurs de minéralisation

du carbone traduisent une stabilité intermé-

diaire de ces tourteaux. Leur apport en

humus est moyen tout comme leur effet sur

l’activité de la biomasse du sol. En revanche,

ils agissent de manière positive sur la stabilité

structurale du sol.

68

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Les autres éléments nutritifs

Les toxines

Les éléments trace métalliques (ETM)

Les inertes

Taux de minéralisation potentielle du carbone des tourteaux brut, composté et méthanisés appliqués sur un sol malien et sur un sol burkinabé

Page 12: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Le TC appliqué présente des taux de miné-

ralisation faibles respectivement de 4,3% sur

le sol malien et de 18,7 % sur le sol burkinabé

après 127 jours d’incubation.

Ces valeurs de minéralisation du carbone

traduisent potentiellement une bonne à forte

(pour le sol malien) stabilité de ces tourteaux

et un apport en humus intéressant. Cepen-

dant ces résultats sur le TC sont à prendre

avec du recul car le TC utilisé présente une

teneur en carbone organique très faible (4 fois

moins que les TB et TM).

Ces cinétiques de minéralisation permettent

de déterminer la fourniture potentielle d’azote

minéral à partir de l’azote organique contenu

dans les tourteaux.

Lorsque que le pourcentage de minéralisation

de l’azote est négatif, on observera dans le

sol une immobilisation de l’azote. Cette

immobilisation est un effet dépressif créant

une « faim d’azote » pour la culture en place.

Il faut alors s’assurer que ces périodes d’im-

mobilisation de l’azote après application du

tourteau soient en dehors des périodes de

besoin en azote de la culture au cours de son

cycle de développement.

Lorsque que le pourcentage de minéralisation

est proche de zéro, on peut considérer une

très faible fourniture d’azote voire une immo-

bilisation de l’azote.

Lorsque le pourcentage de minéralisation est

positif, on observera dans le sol une minéra-

lisation potentielle de l’azote ; azote minéral

susceptible d’être utilisé directement par la

culture en place.

La figure 4 présente les pourcentages d’azote

minéralisé pour le tourteau brut (TB), tourteau

composté (TC) et tourteau méthanisé (TM)

appliqués sur un sol malien (TeriyaBugu) et

sur un sol burkinabé (Barsalogho).

Figure 4 : Cinétique de minéralisation de l’azote

pour le tourteau brut, le tourteau méthanisé

et le tourteau composté sur (a) un sol malien et (b)

un sol burkinabé. (c) Détail du début de la période

d’incubation de la figure 4a ; (d) Détail du début

de la période d’incubation de la figure 4b.

69

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés utilisés comme fertilisant et amendement au Mali et au Burkina Faso

Taux de minéralisation potentielle de l’azote des tourteaux brut, composté et méthanisés appliqués sur un sol malien et sur un sol burkinabé

Page 13: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Le TB présente des taux de minéralisation de

l’azote élevés compris entre 12,89% (au jour

J14) et 43,14% (J88) pour le sol malien et

entre 11,11% (J3) et 57,92% (J88) pour le sol

burkinabé (figures 4a et 4b). Après applica-

tion du TB sur les sols, on observe dès la

mise en incubation une immobilisation de

l’azote respectivement de J1 à J7 pour le sol

malien et de J1 à J3 pour le sol burkinabé

(figures 4c et 4d). Ces valeurs de minéralisa-

tion de l’azote traduisent une disponibilité en

azote minéral libéré dans le sol dès le 8ème

jour maximum suite à l’apport de tourteau et

pour une durée d’au moins 120 jours. Cette

disponibilité théorique de l’azote 8 jours

après l’application du tourteau dans les sols

devra être considérée au cours de l’itinéraire

technique d’implantation d’une culture ; i.e.

la date d’apport de tourteau devra être calée

de manière à ce que la culture dispose de cet

azote au moment de la levée (figure 5).

Le TM présente une minéralisation active de

l’azote dès le début des incubations pour

atteindre des taux élevés respectivement de

35,32% pour le sol malien et de 45,25% pour

le sol burkinabé. Pour les deux sols, une ten-

dance à l’immobilisation de l’azote pourrait

survenir entre les J3 et J7. Le TM est très

concentré en ammonium (NH4+), 15 fois plus

que le TB (tableau 3). Cet ammonium se fixe

sur le complexe argilo-humique du sol, ce qui

limite le risque d'entrainement en profondeur

(i.e. pollution des eaux) mais aussi la dispo-

nibilité instantanée pour les plantes. Après

nitrification, l’ammonium devenu nitrate est

alors absorbable par les plantes.

Figure 5 : Cinétique de minéralisation du carbone

pour le tourteau brut, le tourteau méthanisé

et le tourteau composté sur (a) un sol malien

et (b) un sol burkinabé

Le TC appliqué présente une cinétique de

minéralisation de l’azote inhabituelle.

L’observation du compostage des tourteaux

de Jatropha a montré une forte dégradation

des tourteaux par rapport au support

carboné (feuilles, branchages, etc.). Etant

donné le profil des cinétiques de minéralisa-

tion du carbone et de l’azote du TC à la fois

sur les sols malien et burkinabé, et les résul-

tats d’analyse préliminaire du TC, on suppose

que la minéralisation du C et du N obtenues

ici correspondent à la minéralisation du

support carboné ayant servi au co-compos-

tage du tourteau de Jatropha brut.

En effet, dans la figure 3 on observe une forte

minéralisation donc une dégradation du

carbone organique dès l’application de TB

sur les sols. Un phénomène similaire a pu se

produire lors du compostage du tourteau de

Jatropha brut avec des feuilles et branchages

dans une fosse à compost. Par ailleurs,

l’apport sur le sol de 5% de matière orga-

nique exogène (i.e. TC) n’était pas suffisant

étant donné la faible teneur en C et en N du

TC mettant le mésocosme « sol + TC » en

conditions limitantes pour ces nutriments.

Conclusions

Le tourteau de Jatropha brut et le tourteau de

Jatropha méthanisé présentent des taux de

minéralisation du carbone élevés ; ce qui en

font des matières organiques très dégrada-

bles (i.e. peu stables). Leur valeur amendante,

pour les sols sur lesquels ils seront appliqués,

est très faible.

Le tourteau de Jatropha brut et le tourteau

de Jatropha méthanisé présentent des po-

tentiels de minéralisation de l’azote élevés

dès les premiers jours suivant leur application

sur les sols. Leur valeur fertilisante pour les

cultures sur lesquelles ils seront appliqués est

intéressante. Ils peuvent être considérés

plutôt comme des engrais organiques.

70

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Page 14: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Cependant, leur utilisation en tant que ma-

tière fertilisante devra être raisonnée dans le

temps de manière à ce que la culture fertilisée

bénéficie au bon moment de la libération de

l’azote par minéralisation  ; concrètement

l’application de tourteaux de Jatropha brut ou

méthanisé sera anticipée de 5 à 10 jours par

rapport à l’implantation (semis ou repiquage)

d’une culture.

Etant donné la forte dégradabilité du tourteau

brut, il est inutile de le composter avant

utilisation.

Remerciements

Cette étude a été réalisée dans le cadre d’une

collaboration AEDR-TeriyaBugu/Cirad avec le

concours financier d’ADECIA implémentant

le programme d’appui au développement et

à la structuration de la filière paysanne de

Jatropha/biocarburant (huile et biodiesel) en

Afrique de l’Ouest financé par le FFEM et

l’AFD. Nous remercions C.A.K. Magassouba

pour sa contribution lors du lancement de

cette étude. Nous remercions également les

collègues des unités de recherche BioWooEB

et Recyclage et risque ainsi que ceux de

l’unité de service Analyses du Cirad pour leur

engagement dans la réalisation des analyses

et expérimentations. La collaboration de

l’ONG Impulsion a aussi été appréciée.

Chabalier P.F., Saint MaCary h., Van de Ker-

ChoVe V. 2006. Guide de la fertilisation organique à la

réunion. Cirad, Chambre d’agriculture réunion, Saint-

denis, réunion.

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KuMar a., SharMa S. 2008. an evaluation of

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curcas l.): a review. ind. CropsProd. doi:10.1016/j.ind-

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nic matter to the effective CeC of soils of sub-Saharan

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SanGaré a. 1990. Contribution à l’étude de l’utilisa-

tion du tourteau de Pourghère comme engrais orga-

nique. http://www.Jatropha.de/fertilizer/fert-chem-anal

ysis.htm (vu nov. 2009).

Bibliographie

71

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés utilisés comme fertilisant et amendement au Mali et au Burkina Faso

Page 15: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

De 2013 à 2015, des expérimentations visant

à déterminer l’effet de trois amendements

organiques à base de tourteau de Jatropha

curcas constitués du tourteau brut (TB), du

tourteau méthanisé (TM) et du tourteau

composté (TC), et celui de l’apport de l’engrais

minéral NPK (15-15-15) sur la production du

maïs, de la tomate, du haricot vert et de la

carotte, trois cultures maraîchères, ont été

menées à Tériyabugu, localité située au Mali

en zone soudanienne nord. Une formule de

fertilisation raisonnée a été utilisée pour

déterminer en fonction des cultures les doses

d’engrais minéral NPK et des différents types

de tourteaux de Jatropha à apporter. Sur le

maïs, les traitements étaient constitués de

1,436g NPK ; 23g TB + 0,718g NPK ; 21g TM

+ 0,718g NPK ; 72g TC + 0,718g NPK. Pour la

tomate les traitements étaient composés de

0,254g NPK ; 4g TB+0,127g NPK ; 4g TM+

0,127g NPK ; 13g TC+0,127g NPK. Concer-

nant la carotte, les traitements étaient 0,179g

NPK ; 3 g TB + 0,090g NPK ; 3g TM + 0,090g

NPK ; 9g TC + 0,090g NPK. En 2014, chez le

haricot vert, l’engrais minéral n’a pas été

utilisé en combinaison avec les tourteaux de

Jatropha.

Effets des tourteaux de Jatropha curcas L.

sur la production du maïs et de trois

cultures maraîchères, la tomate, le haricot

vert, et la carotte à Tériyabougou en zone

soudanienne nord au Mali.

Kalifa Traore*, Moussa Noussourou*,

Jean Michel Médoc**, Maurice Kamate***,

Ibrahima N'diaye*, Harouna Yossi*

Résumé

Les doses de tourteau de Jatropha utilisé

étaient 0,145g de TB, 0,135g de TM et 0, 444g

de TC.

Les rendements moyens du maïs ont été en

général inférieurs à une tonne par hectare. En

2013, les différences observées entre les

traitements n'ont pas été significatives. En

2014, le tourteau brut (TB) a produit le meilleur

rendement en grain et en tige sèche et

l’engrais minéral a été le moins performant à

l'inverse de 2013. En ce qui concerne la

carotte et le haricot vert, quel que soit le

traitement, les rendements ont été très bas.

Concernant la tomate, les traitements mixtes

à base de tourteau brut et de tourteau métha-

nisé de Jatropha curcas et d'engrais NPK, ont

permis d'obtenir les meilleurs rendements.

L'engrais minéral NPK utilisé seul, a été le

moins performant. Pour la culture du maïs et

la tomate, les doses de tourteau brut et

méthanisé de Jatropha curcas ont donné des

résultats intéressants et pourraient être

utilisés par les producteurs comme fertilisants

organiques. Le rendement de la tomate a varié

de 20 à 30 t/ha. En ce qui concerne le maïs,

les apports successifs de tourteau brut ont

conduit à une augmentation du rendement

d’une année à l’autre, de 0,4 t à 1tonne/ha

environ.

Mots-clés : Tourteaux de Jatropha, engrais

minéral NPK, amendement organique, maïs,

tomate, carotte, haricot vert, Tériyabugu,

zone soudanienne nord.

72

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

* Institut d’Economie Rurale (IER), Mali

** Centre de coopération International

en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD), France

*** Association d’Entraide pour le Développement Rural (AEDR), Tériyabugu, Mali

Page 16: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Introduction

Jatropha curcas L (Euphorbiacée), est un

arbuste pérenne à plusieurs usages qui peut

pousser sur des sols pauvres même sous des

conditions de sécheresse. Outre son usage

dans la médecine traditionnelle et pour la

clôture des champs, il sert dans la lutte

contre l’érosion du sol (Père Ariza-Montobbio

et al., 2011; Jean de Dieu Minengu et al.

2014) et participe à l’amélioration de la

croissance des cultures (Bayoulou, 2013). Sa

graine contient une huile qui est utilisée

comme biocarburant (Père Ariza-Montobbio

et al. 2011). Son huile contient des subs-

tances toxiques (ester de phorbols et curcine)

pour l’homme et les animaux (Penjit

Srinophakun et al., 2012). Les tourteaux issus

de la trituration des graines contiennent de

l’azote, du phosphore, du potassium et

autres éléments chimiques nécessaires à la

croissance des cultures (Kumar and Sharma,

2008). A travers le monde, les effets béné-

fiques du tourteau de Jatropha curcas utilisé

seul ou associé à d’autres fertilisants

organiques ou chimiques sur l’alimentation

des plantes ornementales, céréalières et

maraîchères ont été mentionnés par plusieurs

auteurs (Roberto et al. 2014, Penjit Srinopha-

kun et al., 2012; Traoré et al., 2012 , Adebayo,

2014). Au Mali, son usage comme fertilisant

organique n’est pas connu. Aussi convient-il

d’entreprendre des recherches sur son

utilisation comme fertilisant organique des

cultures. C’est dans ce cadre que se situent

les activités de valorisation du tourteau de

Jatropha curcas comme fertilisant organique

des cultures.

L’objectif général visé est de contribuer à

l’atteinte de l’autosuffisance et la sécurité

alimentaire des populations. Les objectifs

spécifiques visent à :

évaluer l’effet du tourteau de Jatropha sur

le rendement du maïs et des cultures

maraîchères;

déterminer la présence de toxines (ester de

phorbols, curcine) dans les produits de

récolte;

mettre au point une méthode de calcul de

fertilisation raisonnée pour déterminer la

quantité des fertilisants à apporter sur les

cultures.

Sites expérimentaux

L’étude a été conduite dans le village de

Tériyabugu situé entre la longitude Ouest

05°31’75’’ et la latitude Nord 13°12’54’’. La

pluviométrie annuelle est de l’ordre de 600

mm et les températures moyennes annuelles

varient entre 12OC et 45OC (Allard, 2010). Le

climat est de type Sahélien, caractérisé par

l’alternance d’une saison sèche (Octobre-

Juin) et d’une saison pluvieuse (Juin-Septem-

bre). De 2013 à 2015, des tests de fertilisation

du maïs et des cultures maraîchères ont été

conduits à Tériyabugu avec différents types

de tourteaux de Jatropha. 

Le test sur les cultures maraîchères a été

conduit en 2014 sur deux sites et en 2015 sur

un site. Le sol des deux sites est argilo-limo-

neux, lourd et compact, au drainage difficile.

Ce type de sol n’est pas recommandé pour

le maraîchage qui demande des sols

argilo-limoneux meubles, et bien drainés. Les

précédents culturaux ont été le niébé et le

maïs.

73

Effets des tourteaux de Jatropha curcas L. sur la production du maïs et de trois cultures maraîchères, la tomate, le haricot vert, et la carotte à Tériyabougou en zone soudanienne nord au Mali.

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Matériel et Méthodes

Page 17: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Le test sur le maïs en 2013 et 2014 a été

réalisé sur un sol sableux et gravillonnaire.

Les précédents culturaux pour le maïs ont été

l’arachide. Les analyses du sol avant et après

l’installation des tests ont été effectuées par

le laboratoire du sol (Bunasol) du Burkina

Faso.

Matériel végétal

Les cultures maraîchères utilisées pour la

conduite du test sont la tomate (variété

Mongal F1), le haricot vert (variété Touchon)

et la carotte (variété Cora) qui sont couram-

ment consommés et commercialisés au Mali.

Concernant le maïs, c’est la variété Sotubaka

qui a été utilisée.

Fertilisants utilisés

Les fertilisants utilisés sont l’engrais minéral

NPK (15N-15P-15K) et différents types de

tourteaux de Jatropha curcas. Cet engrais

minéral est couramment utilisé par les

producteurs pour la fertilisation des cultures

maraîchères.

Les différents types de tourteaux de Jatropha

sont : le tourteau brut (TB), le tourteau métha-

nisé (TM) et le tourteau composté (TC). Ce

sont les mêmes types de tourteaux de Jatro-

pha qui ont été utilisés sur le maïs et les cul-

tures maraîchères. L’analyse chimique de ces

tourteaux a été faite par le laboratoire d’ana-

lyse du sol au Burkina-Faso (Bunasol). Elle a

montré qu’excepté la matière sèche, les te-

neurs des autres éléments sont plus élevées

dans le tourteau brut et méthanisé que dans

le tourteau composté (Tableau 1).

Développement d’une méthode de calcul

de fertilisation raisonnée pour la détermina-

tion des doses mixtes de tourteau de Jatro-

pha en engrais minéral NPK à apporter par

culture

L'objectif de cette approche est de déterminer

la quantité d'éléments minéraux à apporter sur

une culture en vue d'obtenir un rendement

fixé, tout en limitant les risques de pollutions

(excès d'azote ou de phosphore). Les rende-

ments à atteindre pour les cultures sont : 2

t/ha pour le maïs, 40 t/ha pour la tomate, 25

t/ha pour le haricot vert, et 25 t/ha pour la ca-

rotte. Afin de calculer l’apport prévisionnel

d’azote sur chacune des unités expérimen-

tales, l’équation d’efficience de l’azote a été

utilisée.

Nf = N0 + CAU x N

Nf = Besoin total de l’unité expérimentale en

azote, qui dépend du niveau de rendement

visé (kg/ha);

N0 = Quantité d’azote absorbée par une cul-

ture non fertilisée (azote fourni par le sol en

kg/ha) ;

CAU = Coefficient Apparent d’Utilisation de

l’azote minéral, dépendant de la culture et des

conditions de culture (explication ci-après) ;

N = Quantité d’azote minéral apportée par les

fertilisants (kg/ha).

Tableau 1 : Composition chimique des tourteaux de

Jatropha utilisés dans l’essai de fertilisation mixte

de cultures maraîchères à Tériyabugu au Mali.

Eléments UnitéTourteau brut

(TB)

Tourteau

composté (TC)

Tourteau

méthanisé (TM)

Matière organique % 93,04 22,56 70,74

Matière sèche % 96,85 96,72 93,10

Carbone % 53,96 13,09 41,03

Azote total % 3,14 0,35 3,14

C/N 17,18 37,4 13,06

Azote ammoniacal mg/kg 58,00 7,23 653,06

P g/kg 10,93 1,15 20,13

K g/kg 8,52 2,38 9,11

Ca g/kg 6,39 2,77 7,34

Mg g/kg 6,69 0,73 10,80

Source : bulletin d’analyse du 27/04/2013 du Bunasol

74

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Pour la mise au point de la méthode de calcul

de la fertilisation raisonnée, les étapes effec-

tuées ont été  : (i) la détermination de la

quantité d’éléments fertilisants à fournir à la

culture, (ii) le choix de la fraction maximale de

cette dose pouvant provenir de la matière

organique (MO), (iii) le calcul de la quantité de

MO ayant le même effet qu’un engrais minéral,

(iv) la vérification de la compatibilité de

l’épandage avec les règles imposées et les

recommandations, et (v) l’apport de la dose

d’engrais minéral complémentaire. Ainsi, des

doses mixtes composées par 50% de

tourteau de Jatropha et 50% d’engrais minéral

NPK ont été déterminées pour le maïs

(Tableau 2) et pour la tomate, le haricot vert et

la carotte (Tableaux 3 et 4). Les quantités ainsi

déterminées ont été enfouies après le labour

du sol et avant le semis ou le repiquage.

Dispositif expérimental :

Le Bloc de Fisher en 4 répétitions randomi-

sées a été adopté pour la conduite des tests

de maïs et des cultures maraîchères. Le maïs

a été semé aux écartements de 80cm x 40cm

dans des parcelles élémentaires de 24m2

distantes les unes des autres de 0,5m. La

distance entre les blocs est de 1,5m. Le

test de fertilisation du maïs a comporté 4 trai-

tements qui sont mentionnés dans le tableau

2. Les paramètres mesurés sur le maïs sont le

nombre d’épis/ha, le poids des épis (t/ha), le

poids grain (t/ha) et le poids des tiges (t/ha).

Pour les cultures maraîchères, les parcelles

élémentaires ont une dimension de 3m2. La

distance entre elles est de 0,5 m, et celle entre

les blocs est de 1,5 m. Les écartements de

plantation adoptés sont de 80 x 60cm pour la

tomate, 20 x 20cm pour la carotte, et 40 x

40cm pour le haricot vert. Le test a comporté

4 traitements par culture qui sont indiqués

dans les tableaux 3 et 4. Le rendement (t/ha)

a été le seul paramètre déterminé sur les

cultures maraîchères.

L’engrais minéral NPK a été le traitement

témoin pour le test du maïs et des cultures

maraîchères. Les traitements des cultures

étaient constitués de différents types de ferti-

lisation mixte : NPK + TB ; NPK + TM ; NPK +

TC; sauf pour le haricot vert, en 2015, qui a été

fertilisé uniquement avec les différents types

de tourteaux de Jatropha curcas (Tableau 4).

Analyses statistiques : L’analyse de variance

a été utilisée pour le traitement des données à

l’aide du logiciel Statistix-version 8.

Les caractéristiques physico-chimiques des

sols des sites expérimentaux avant installation

des tests sont présentées dans le tableau 5.

Matière organique et phosphore

Les teneurs en carbone sont faibles dans les

deux sites. Pieri (1989) a rapporté que le seuil

critique de carbone organique est de 0,6%.

Tableau 2 : Traitements expérimentés

sur la culture de maïs en 2013 et 2014

Culture

50%TB+50%

NPK

(kg /24m-²)

50%TC+50%N

PK

(kg /24m-²)

50% TM+50%

NPK

(kg /24m-²)

Témoin 100%

NPK

(kg /24m-²)

Maïs 23 + 0,718 72 + 0,718 21 + 0,718 1,436

Tableau 3 : Traitements expérimentés

par culture maraîchère en 2014

Culture

0%TB+50%

NPK

(kg 3m-²)

50%TC+50%N

PK

(kg 3m-²)

50% TM+50%

NPK

(kg 3m-²)

Témoin 100%

NPK

(kg 3m-²)

Carotte 3 + 0,090 9 + 0,090 3 + 0,090 0,179

Tomate 4 + 0,127 13 + 0,127 4 + 0,127 0,254

Tableau 4 : traitements expérimentés

par culture maraîchère en 2015

Culture

0%TB+50%

NPK

(kg 3m-²)

50%TC+50%N

PK

(kg 3m-²)

50% TM+50%

NPK

(kg 3m-²)

Témoin 100%

NPK

(kg 3m-²)

Carotte 3 + 0,090 9 + 0,090 3 + 0,090 0,179

Haricot 0,145 +0 0, 444+0 0,130+0 0,004

Tomate 4 + 0,127 13 + 0,127 4 + 0,127 0,254

Résultats

Caractéristiques physico-chimiques des sols des sites expérimentaux du maïs et des cultures maraîchères

75

Effets des tourteaux de Jatropha curcas L. sur la production du maïs et de trois cultures maraîchères, la tomate, le haricot vert, et la carotte à Tériyabougou en zone soudanienne nord au Mali.

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Le niveau d’azote total observé qui ne

dépasse pas 0,06% est très faible, le seuil

critique généralement admis pour l’azote total

étant de 1,2% pour les sols tropicaux de

l’Afrique sub-saharienne. L’azote ammoniacal

est au moins 5 fois plus élevé dans les

parcelles de maïs que dans les parcelles de

maraîchage. Il en est de même pour l’azote

nitrique dont les teneurs dans les parcelles de

maïs sont plus élevées d’au moins 2 à 11 fois

que dans les parcelles de maraîchage.

Le rapport C/N renseigne sur la rapidité de la

minéralisation de l’azote de la matière

organique. Plus ce rapport est élevé, moins

l’azote est rapidement disponible pour les

plantes. Pour les deux sites, les rapports C/N

sont très proches et varient de 10,2 à 11,2

indiquant un taux de décomposition normal de

la matière organique.

Le phosphore est généralement disponible

dans la majorité des cas sous forme organique

dans les composts. Les teneurs en phosphore

sont faibles et très proches avec une variation

de 4,7 à 5 ppm (tableau 5).

pH et complexe adsorbant des sols

Les pH eau sont fortement acides sur les deux

sites (tableau 5). Toutefois, le site du maraî-

chage est moins acide et les valeurs sont plus

élevées d’au moins une demi-unité de pH.

Les pH Kcl des deux sites sont très proches

(Tableau 5). Pour le site du maïs, la CEC varie

de 4,2 à 5,1 méq/100g, elle est qualifiée de

faible tandis que celle du site de maraîchage

qui varie de 9,46 à 9,69 est qualifiée de

moyenne. Le niveau de saturation varie de 52

à 62% sur le site du maïs tandis que celui du

site de maraîchage varie de 60 à 66%. Dans

les deux sites, le niveau de saturation qui

n’atteint pas 80% est qualifié de faible.

Les cations échangeables

Les teneurs en calcium sont au moins 2 fois

plus élevées sur le site maraîcher que sur celui

du maïs (tableau 5). Dans les 2 sites, elles sont

proches de 50% de la CEC. Les teneurs en

magnésium suivent la même tendance et sont

54% plus élevées sur le site maraîcher. Il y a

carence en magnésium lorsque le rapport

Mg/k est inférieur à 3 (Dabin et al., 1967).

En moyenne, ces rapports sont d’environ 7

pour le site du maïs et 4 pour celui de maraî-

chage. La teneur en potassium du site du maïs

est très faible pour un seuil critique de 0,2

méq/100 g et équivaut à 1/3 de celui du site

de maraîchage. Les teneurs en sodium sont

très faibles dans les deux sites et sont très

inférieures au seuil critique de 15%, valant au

sol d’être qualifié de sol sodique dégradé.

Tableau 5 : Caractéristiques des sols des sites expérimentaux du maïs

et de maraîchage à Tériyabugu, Mali.

Sites Fert pH Eau pH Kcl CtotNtot(%)

N-NH4(mg/kg-1)

N-NO3

(mg/kg-1)C/N

P. ass.(ppm)

CECméq/

100g

Caméq/

100g

Mgméq/

100g

Kméq/

100g

Naméq/

100g

S/T(%)

Maïs

avant

culture

Maraîchage

avant

culture

TC

TM

TB

NPK

TC

TM

TB

NPK

5,43

5,33

5,27

5,36

5,90

5,85

6,05

5,89

4,74

4,4

4,35

4,44

4,58

4,55

4,72

4,62

0,52

0,44

0,37

0,42

0,69

0,66

0,64

0,69

0,05

0,04

0,04

0,04

0,06

0,06

0,06

0,06

19,44

13,74

15,27

14,23

1,97

2,59

2,39

2,59

27,98

88,24

137,73

27,98

16,81

12,13

15,04

13,87

10,78

10,44

10,26

11,20

10,92

11,31

10,59

10,99

5,15

4,67

4,64

4,97

4,90

4,96

5,20

4,41

5,12

4,42

4,97

4,5

9,69

9,57

9,46

9,66

1,99

1,53

1,57

1,50

4,18

4,11

4,21

4,76

0,94

0,81

0,78

0,80

1,36

1,26

1,30

1,22

0,14

0,11

0,11

0,11

0,34

0,33

0,32

0,32

0,08

0,06

0,05

0,06

0,08

0,07

0,07

0,08

62

58

53

55

61

60

62

66

76

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Effet de la fertilisation de Jatropha sur

les caractéristiques des sols des sites

expérimentaux après installation des tests

Les effets de l’apport des tourteaux de

Jatropha et de l’engrais NPK sur l’évolution de

quelques caractéristiques physico-chimiques

du sol sont présentés dans le tableau 6. Il

apparaît qu’après deux années d’expérimen-

tation sur le maïs, il a été observé une amélio-

ration du statut du carbone organique, de

l’azote total, du calcium, du phosphore, du

potassium et de la CEC des parcelles.

Cette amélioration a été plus élevée dans les

parcelles ayant reçu le tourteau brut et

méthanisé de Jatropha curcas. Toutefois, il a

été observé un bilan négatif pour l’azote

ammoniacal, les nitrates, le magnésium et le

sodium. En ce qui concerne les parcelles

maraîchères (tableau 7), hormis l’azote ammo-

niacal et nitrique et le sodium, il a été observé

un bilan positif pour tous les autres paramètres

de la fertilité. Il est apparu clairement une

amélioration très importante du niveau d’azote

sur les parcelles de carotte.

Sites Fert pH Eau CtotNtot(%)

N-NH4(mg/kg-1)

N-NO3

(mg/kg-1)

P. ass.(ppm)

CECméq/

100g

Caméq/

100g

Mgméq/

100g

Kméq/

100g

Naméq/

100g

Maïs

avant

culture

Maraîchage

avant

culture

TC

TM

TB

NPK

TC

TM

TB

NPK

5,428

5,333

5,273

5,36

0,09

0,06

0,09

0,05

0,52

0,44

0,37

0,42

0,09

0,26

0,69

0,56

0,05

0,04

0,04

0,04

0,29

0,50

0,78

0,71

19,44

13,74

15,27

14,23

-0,94

-0,91

-0,93

-0,88

27,98

88,24

137,7

27,98

-0,90

-0,97

-0,97

-0,91

5,15

4,67

4,64

4,97

1,08

1,50

1,78

1,74

5,12

4,42

4,968

4,498

0,27

0,50

0,25

0,34

1,99

1,53

1,57

1,50

0,79

1,02

0,92

1,04

0,94

0,81

0,78

0,80

-0,63

-0,68

-0,66

-0,68

0,14

0,11

0,11

0,11

0,00

0,35

0,45

0,37

0,08

0,06

0,05

0,06

-0,55

-0,48

-0,43

-0,52

Tableau 6 : Effets de l’apport de tourteaux de Jatropha curcas et de l’engrais NPK sur l’évolution de

quelques caractéristiques physico-chimiques du sol après une culture de maïs à Tériyabugu, Mali

Sites Fert pH Eau CtotNtot(%)

N-NH4(mg/kg-1)

N-NO3

(mg/kg-1)

P. ass.(ppm)

CECméq/

100g

Caméq/

100g

Mgméq/

100g

Kméq/

100g

Naméq/

100g

Parcelle

maraîchère

avant

culture

Bilan

parcelle

tomate

après

culture

TC

TM

TB

NPK

TC

TM

TB

NPK

5,90

5,85

6,05

5,89

0,06

0,08

0,01

0,01

0,69

0,66

0,64

0,69

0,18

0,76

0,84

0,40

0,06

0,06

0,06

0,06

0,40

0,81

0,74

0,80

1,97

2,59

2,39

2,59

-0,16

-0,42

-0,28

-0,44

16,81

12,13

15,04

13,87

-0,75

-0,83

-0,81

-0,90

4,90

4,96

5,20

4,41

3,12

3,21

1,34

4,45

9,69

9,57

9,46

9,66

0,08

0,03

0,21

0,09

4,18

4,11

4,21

4,76

0,18

0,13

0,03

0,06

1,36

1,26

1,30

1,22

0,05

0,06

0,04

0,14

0,34

0,33

0,32

0,32

0,15

0,92

0,14

0,34

0,08

0,07

0,07

0,08

0,24

-0,01

0,05

-0,10

Tableau 7 : Effets de l’apport de tourteaux de Jatropha curcas et de l’engrais NPK sur l’évolution de quelques

caractéristiques physico-chimiques du sol après des cultures maraîchères à Tériyabugu, Mali

Tableau 7 : suite page suivante

77

Effets des tourteaux de Jatropha curcas L. sur la production du maïs et de trois cultures maraîchères, la tomate, le haricot vert, et la carotte à Tériyabougou en zone soudanienne nord au Mali.

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Sites Fert pH Eau CtotNtot(%)

N-NH4(mg/kg-1)

N-NO3

(mg/kg-1)

P. ass.(ppm)

CECméq/

100g

Caméq/

100g

Mgméq/

100g

Kméq/

100g

Naméq/

100g

Bilan

parcelle

Carotte

après

culture

Bilan

parcelle

haricot

après

culture

TC

TM

TB

NPK

TC

TM

TB

NPK

0,08

0,10

0,05

0,06

0,06

0,11

0,06

0,04

0,35

0,71

0,74

0,37

0,31

0,57

0,76

0,46

18,17

27,46

21,89

22,54

0,53

0,81

0,67

0,92

-0,38

-0,36

-0,42

-0,43

-0,38

-0,50

-0,48

-0,54

-0,83

-0,88

-0,86

-0,90

-0,83

-0,83

-0,91

-0,90

0,96

0,83

0,15

4,55

2,21

0,78

0,22

4,12

0,01

0,06

0,10

0,02

0,07

-0,05

0,04

0,08

0,27

0,09

-0,05

-0,09

0,11

0,08

0,25

0,04

0,00

0,08

0,00

0,01

-0,06

-0,09

0,07

0,11

0,26

0,40

0,20

0,22

0,15

0,19

0,33

0,03

-0,13

-0,01

0,50

-0,10

-0,13

-0,01

0,05

-0,10

Tableau 7 : (suite)

Tableau 8 : Effets de l’apport au sol de tourteau de Jatropha curcas et de l’engrais NPK sur le comportement

du maïs à Tériyabugu (zone soudanienne nord) pendant la campagne 2013

Les rendements

Le maïs

Les effets de l’apport au sol de tourteaux de

Jatropha curcas et de l’engrais NPK sur le

comportement du maïs pendant la campagne

2013 sont présentés dans le tableau 8. Les

différences sur les paramètres observés n’ont

pas été significatives. Le rendement grain

moyen du maïs a été de 516kg/ha.

Les effets de l’apport au sol de tourteau de Ja-

tropha curcas et de l’engrais NPK sur le com-

portement du maïs à Teriyabugu (zone

soudanienne nord) pendant la campagne 2014

sont présentés dans le tableau 9. L’analyse de

variance a permis de mettre en évidence une

différence significative entre les traitements

pour tous les paramètres mesurés. Les plus

hauts rendements ont été obtenus dans les

parcelles ayant été fertilisées avec le tourteau

brut et le tourteau méthanisé.

Traitements Nombre épis (ha) Poids épis (t/ha) Poids grain (t/ha) Poids tiges (t/ha)

1/2TC+1/2NPK 15313 1,011 0,677 1,469

1/2TM+1/2NPK 10417 0,636 0,438 1,250

NPK 14271 0,844 0,563 1,771

1/2TB+1/2NPK 12396 0,604 0,386 1,490

Moyenne13099 ns

P=0,48

0,774 ns

P=0,36

516 ns

P=0,35

1,495

P=0,80

Ecart type (tha-1) 4,615 0,354 0,241 0,738

CV (%) 35,0 45,7 46,7 49,3

Légende : Ns= non significatif selon le test de Fisher Proteste LSD à un niveau de probabilité de 5%

78

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Page 22: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Tableau 9 : Effets de l’apport au sol de tourteau de Jatropha curcas et de l’engrais NPK sur le comportement

du maïs à Tériyabugu (zone soudanienne nord) pendant la campagne 2014

Tableau 10 : Effets de l’apport au sol

de tourteaux de Jatropha curcas

et de l’engrais minéral NPK

sur le rendement (t/ha) de la tomate à Tériyabugu

en 2014 et en 2015.

Traitements Nombre épis (ha) Poids épis (t/ha) Poids grain (t/ha) Poids tiges (t/ha)

1/2TC+1/2NPK 14792 ab 1,38 a 0,98 a 1,77 a

1/2TM+1/2NPK 16458 a 1,06 ab 0,75 ab 1,74 ab

1/2TM+1/2NPK 10937 bc 0,56 b 0,38 b 0,78 c

NPK 9375 c 0,614 b 0,44 b 0,98 bc

Moyenne12891

P= 0,023

0,901

P= 0,035

0,64

P= 0,046

1,32

P= 0,037

Ecart type (tha-1) 2,84 0,36 0,27 0,49

CV (%) 22,2 40,84 43,87 37,10

Années

2014 2015

Essai 1

Rendements

(t/ha)

Essai 2

Rendements

(t/ha)

Essai 3

Rendements

(t/ha)

Tourteau brut 31,00 37,75 22,6

Tourteau

composté23,50 27,75 16,5

Tourteau

méthanisé33,70 33,50 22,5

NPK 26,00 24,00 12,7

Moyenne 28,55 30,75 18,575

Ecart type(tha-1)

7,4

p=0,254

11,68

P=0,434

14,8

P=0,731

CV (%) 25,7 38,9 79,2

79

Effets des tourteaux de Jatropha curcas L. sur la production du maïs et de trois cultures maraîchères, la tomate, le haricot vert, et la carotte à Tériyabougou en zone soudanienne nord au Mali.

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

La tomate

Il apparait que les traitements à base de

tourteau et celui avec l’engrais minéral ne

diffèrent pas statistiquement entre eux au

cours des deux années d’étude (p=0,434,

Tableau 10).

Toutefois, arithmétiquement on observe une

différence non négligeable de 3,49 et 7,83

tonnes /hectare respectivement pour les es-

sais 1, 2 et 3 en faveur des tourteaux toutes

formes confondues. Il ressort aussi que les

plus hauts rendements de la tomate ont été

obtenus dans les parcelles fertilisées avec les

tourteaux bruts et méthanisés. Les rende-

ments de l'essai 3 ont été plus bas que ceux

des essais 1 et 2 et cela quel que soit le

traitement.

Cette situation serait due à l’attaque d’un

insecte terricole survenue au démarrage des

récoltes en 2015. Cet insecte tue la plante en

creusant une galerie dans la tige au niveau du

collet. Il n’a pas pu être identifié à cause de la

non obtention de l'insecte au stade adulte.

Bien que les productions soient amoindries

par l’attaque de l’insecte, des rendements de

22 t/ha ont été obtenus avec les tourteaux

bruts et méthanisés.

Traitements

Page 23: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Le haricot vert et la carotte

Les rendements obtenus avec le haricot vert

et la carotte figurent dans les tableaux 11 et

12. Pour les deux cultures, quels que soient le

site et l’année, les rendements obtenus ont été

très bas. Une différence significative entre les

traitements a été observée sur le rendement

uniquement avec la carotte (essai 2), où le

tourteau composté qui, statistiquement

identique à celui méthanisé, a été supérieur

aux deux autres traitements (Tableau 12).

Les sols du site de maïs sont sableux et plus

pauvres que ceux du site maraîcher qui sont

limono-sableux. Les deux sites sont très pau-

vres en azote et carbone organique. Ils sont

classés comme ferrugineux tropicaux lessivés

(CPCS, 1967). Les faibles teneurs en éléments

fins en surface suite au lessivage, couplées à

la nature kaolinitique (faible activité de gonfle-

ment retrait) des argiles expliquent en grande

partie la faible CEC de ces sols. En effet, la fai-

ble activité de la kaolinite (argile de type 1:1)

qui est l'argile dominante dans ces sols sug-

gère que les éléments fins tels que le limon

complexés avec la matière organique du sol

jouent un grand rôle dans la constitution de la

CEC et dans les échanges de nutriments

comme l’ont mentionné Pieri (1989) et Asadu

et al., (1997). Les travaux de De Rider et Van

Keulen (1990) ont montré qu’une augmenta-

tion de 1g kg - 1 de carbone organique conduit

à une augmentation de 4,3 mol kg-1 de la CEC

dans les sols majoritairement sableux du

sahel.

Essai 2015

Rendements (t/ha)

Tourteau brut 1,3

Tourteau com-

posté1,2

Tourteau

méthanisé1, 3

NPK 0,9

Moyenne 1,13

Ecart type 1, 2

P=0,930

CV (%) 90,17

Traitements

Essai 1

rendements

(t/ha)

Essai 2

Rendements

(t/ha)

Essai 3

Rendements

(t/ha)

2014 2015

Tourteau brut 0,250 0,050b 2,8

Tourteau

composté2,132 3,36a 2,8

Tourteau

méthanisé1,473 1,47ab 2,7

NPK 0,798 0,751b 1,0

Moyenne 1,16 1,40 2,34

Ecart type 1,92

p=0,5581,47

p=0,042,91

P=0,769

CV (%) 165 105 124

Tableau 11 : Effets de l’apport au sol de tourteaux

de Jatropha curcas et de l’engrais minéral NPK

sur le rendement (t/ha) du haricot vert

à Tériyabugu en 2015.

Tableau 12 : Effets de l’apport au sol de tourteaux

de Jatropha curcas et de l’engrais minéral NPK

sur le rendement (t/ha) de la carotte

à Tériyabugu en 2014 et en 2015.

Discussion

80

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Traitements

Page 24: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Les CEC étant faibles, les réserves en bases

échangeables sont en conséquence faibles. Il

est connu, au Mali, que les teneurs en

phosphore des sols sont généralement faibles

comme c'est souvent le cas pour les sols

tropicaux lessivés d’Afrique sub-saharienne.

Dans les sols bien aérés tels que le sol

sablo-gravillonnaire du site du maïs, la forme

ammoniacale de l’azote évolue rapidement

vers la forme nitrate. Ce qui pourrait expliquer

la plus grande teneur en nitrate de ce site. Par

contre, quand le sol est mal aéré et compact

comme celui du site maraîcher, surtout après

une irrigation, un phénomène de dénitrification

pourrait se produire. De tels phénomènes ont

été largement rapportés par Duchaufour

(1997). La qualité du sol apparaît donc comme

un facteur important du devenir de l’azote

dans le sol.

En ce qui concerne le test de fertilisation mené

sur le maïs, les problèmes liés aux dégâts des

oiseaux et à l’irrégularité des pluies pourraient

expliquer, en partie, la densité réduite à la

récolte et donc du nombre d’épis récoltés, et

les faibles rendements obtenus très inférieurs

aux rendements rapportés par Coulibaly

(2008, 2010). Une explication serait aussi les

fortes doses de tourteaux utilisées. En effet,

les travaux rapportés par Islam et al. (2011)

sur les multiples usages de Jatropha ont

mentionné que des doses d’application de 5

tonnes ha-1 de tourteau de Jatropha

provoquaient une réduction du taux de

germination des cultures.

En 2013, les résultats obtenus vont dans le

sens de cette observation ; ce qui pourrait

expliquer la moins bonne performance de la

parcelle ayant reçu le tourteau brut à une dose

d’environ 10 tonnes ha-1. La supériorité, en

2013, du traitement avec le tourteau de

Jatropha curcas composté (tableau 8),

pourrait être en relation avec la qualité du

compost. Le compostage permet l’apport

d’importantes quantités de compost au

moment du semis sans entraîner une

phytotoxicité à la germination des semences.

La moins bonne performance du traitement

avec tourteau méthanisé pourrait être liée au

fait qu’il a été apporté sous forme de liquide

en 2013 ce qui pourrait amoindrir considéra-

blement l’effet amendement (aération,

structuration, stimulation de l’activité biolo-

gique etc.) d'un tourteau solide.

En 2014, une différence significative a été

observée entre les traitements (Tableau 9). Les

parcelles avec apport de tourteau brut (TB) et

de tourteau méthanisé (TM) de Jatropha

curcas qui avaient été moins productives en

grain et tiges en 2013, ont été plus productives

que les parcelles avec tourteau composté (TC)

de Jatropha ou fertilisées avec l’engrais miné-

ral NPK. Cette augmentation des rendements

en grains et en tiges sèches de maïs constatée

en 2014 pourrait s’expliquer par leurs teneurs

plus élevées en azote, phosphore et autres

éléments nutritifs (Kumar et Sharma 2008).

Des rendements en grain et en tiges sèches

élevés de maïs avec l’apport du tourteau de

Jatropha par rapport à l’engrais minéral NPK

ont été mentionnés par Busiso, 2007 et Wani

et al., 2014. Des résultats similaires ont été

obtenus sur le mil par (Traoré et al. 2012). Ces

auteurs ont indiqué que comparativement à

l’engrais minéral NPK, les applications de

tourteau de Jatropha curcas pendant des

années successives sur le même sol ont

produit des meilleurs résultats.

Les tests de fertilisation de la tomate, du

haricot vert, et de la carotte avec les tourteaux

bruts, méthanisés et compostés de Jatropha

ont été conduits sur un sol argileux lourd et

compact à drainage difficile. Les données

obtenues sur la tomate ont montré une

différence significative entre les traitements

dans l’essai 2 (Tableau 10). Bien que les

différences observées entre les traitements

n’aient pas été significatives dans les essais 1

et 3, on peut faire remarquer que par rapport

à l’engrais minéral NPK, les meilleurs

rendements moyens à l’hectare ont été

toujours produits par les parcelles fertilisées

avec le tourteau brut et le tourteau méthanisé

de Jatropha.

81

Effets des tourteaux de Jatropha curcas L. sur la production du maïs et de trois cultures maraîchères, la tomate, le haricot vert, et la carotte à Tériyabougou en zone soudanienne nord au Mali.

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

Page 25: Valeur des tourteaux de Jatropha bruts et transformés ... · d’électrification via la production d’un agro-carburant durable, l’huile végétale pure ... Méthodologie : Un

Cette constance de bons rendements par

rapport aux autres traitements a été confirmée

dans l’essai 3 avec un rendement de 22 t/ha

en dépit de l'attaque sévère d'un insecte

terricole. Les résultats sur la tomate obtenus

avec le tourteau brut et le tourteau méthanisé

de Jatropha suivent la même tendance que

ceux indiqués par plusieurs auteurs sur des

cultures maraîchères. Srinophakun et al.

(2012) ont montré que le tourteau de Jatropha

associé à l’engrais minéral a permis un bon

développement de la tomate, du Chinese kale,

et de la patate douce. Adebayo (2014) a

mentionné un résultat similaire du tourteau de

Jatropha sur l’amarante.

Les résultats obtenus avec la carotte et le

haricot vert sont présentés dans les tableaux

11 et 12. Il apparaît que, quel que soit le

traitement, les résultats obtenus ont été

toujours très bas et très inférieurs aux

rendements moyens connus pour ces deux

cultures, de 6 à14 t/ha pour le haricot vert et

de 15 à 40 t/ha pour la carotte (Beniest, 1987).

La germination des graines pour ces deux

cultures a été mauvaise surtout pour la

carotte, et la croissance des plants a été très

lente. Cette situation pourrait être due

principalement à la qualité du sol de type

argileux lourd et compact à drainage difficile,

non recommandé pour le maraîchage. Les

causes liées à l'influence de la toxicité du

tourteau de Jatropha sur la germination (Traoré

et al., 2012) seraient exclues dans la mesure

où le même constat a été fait sur les parcelles

fertilisées exclusivement à l’engrais minéral.

Les résultats des analyses de sol avant et

après l’installation des tests ont mis en

évidence que les apports successifs de

tourteaux ont relevé le niveau du pH, la teneur

des éléments majeurs (azote, phosphore,

potassium) et du carbone organique, la CEC

et les bases échangeables en seulement deux

années d’application. Cela suggère des appli-

cations pendant de plus longues durées pour

mieux comprendre les déterminants de ces

changements.

Toutefois, il a été observé un bilan négatif de

l’azote ammoniacal et nitrique qui pourrait être

en relation avec les phénomènes de

dénitrification et de l’acidité des sols qui en

résulte (libération des ions H+), mais aussi du

phénomène de drainage des nitrates en

profondeur grâce aux eaux d’irrigation ou de

pluies. Cette acidité pourrait, en partie,

expliquer la mauvaise performance de

certaines plantes qui y sont sensibles (carotte

par exemple).

Conclusion

Les apports de tourteau brut et méthanisé ont

permis de produire de 22 à 31 t/ha de tomate.

De même des apports successifs de ces

fertilisants ont permis d’accroître les rende-

ments du maïs d’environ 400 à 1 t/ha sur des

sols acides et pauvres en matière organique,

en azote, en phosphore et en bases échan-

geables. Par conséquent, les tourteaux bruts

et méthanisés de Jatropha pourraient être

utilisés par les producteurs comme fertilisants

organiques pour la production de la tomate et

du maïs.

Les rendements du haricot et de la carotte ont

été très faibles quel que soit le fertilisant

apporté en raison de la nature limono-sa-

bleuse du sol qui n’est pas appropriée pour les

deux cultures.

Afin de mieux évaluer l’effet bénéfique du

tourteau de Jatropha curcas comme fertilisant

organique pour la carotte et le haricot vert, il

serait nécessaire d’entreprendre les essais sur

plusieurs types de sols.

L’utilisation du tourteau de Jatropha curcas

comme fertilisant a permis d’enrichir le sol,

après culture, en éléments majeurs N, P, K et

de relever le niveau du pH eau.

82

(PROGRAMME D’APPUI AU DÉVELOPPEMENT ET À LA STRUCTURATION DE LA FILIÈRE PAYSANNE DE JATROPHA / BIOCARBURANT EN AFRIQUE DE L´OUEST. )

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