Variétés de sorgho (Sorghum bicolor (L.) Moench)

Quelques applications du DSSAT pour le sorgho 

Utilisant le modèle DSSAT-CSM-CERES-Sorghum, Alagarswamy et Virmani (1996) ont analysé le risque associé aux applications d’azote pour une production pluviale dans 4 localités en Inde et ont conclu que le bénéfice brut était sensible à la variabilité des précipitations. Castrignano et al. (1997) ont utilisé des données de lysimètre pour évaluer la performance de DSSAT-CSM-CERES-Sorghum dans un environnement sec, venteux et fortement exposé aux rayonnements et ont noté des difficultés pour une estimation précise de l’évaporation du sol. En ce qui concerne les cultures sèches dans les grandes plaines de l’état de Kansas aux USA, Staggenborg et Vanderlip (2005) ont conclu que le DSSAT-CSM-CERES-Sorghum pouvait fournir aux agronomes des informations précieuses (dates et densité de semis, choix de variétés, rotation des cultures, effet des propriétés des sols) sur la faisabilité des modifications de systèmes de culture avant de mener des essais sur le terrain. Le modèle DSSAT-CSM-CERESSorghum a été associé à un système d’information géographique (SIG) pour faciliter la gestion des engrais azotés dans les zones tropicales semi-arides de l’Inde (Singh et al., 1993). Ces auteurs concluent que la combinaison de DSSAT-CSM-CERES-Sorghum et SIG permet de constituer une base d’informations sur les systèmes d’exploitation pouvant être mise à jour pour produire des statistiques actualisées sur les modes actuels d’utilisation des terres, leur production et leur évolution dans le temps, en ce sens qu’elle constitue aussi un outil de décision à court et long terme par l’étude des effets des changements économiques, technologiques ou 20 climatiques ou des besoins substantiels sur la production régionale et les besoins en ressources. D’autres applications de DSSAT-CSM-CERES-Sorghum vont des modes de gestion des cultures à l’estimation des impacts potentiels du changement climatique. Considérant deux sols représentatifs de différents types d’exploitation au Ghana, MacCarthy et al. (2010) ont simulé avec une série de 15 ans de données climatiques et ont conclu qu’une utilisation accrue d’engrais azotés (0 à 120 kg/ha dans les champs de case et champs de brousse) profiterait à l’efficience de l’utilisation de l’eau et aux rendements en grains. Dans une étude sur les effets de l’irrigation sur la croissance du sorgho sucré et le rendement en éthanol, Miller et Ottman (2010) ont utilisé DSSAT-CSM-CERES-Sorghum pour estimer la profondeur d’enracinement pour la planification de l’irrigation. Il ressort de cet aperçu sur les études de modélisation avec DSSAT-CSM-CERES-Sorghum, qu’elles ont été variables et ont porté sur l’optimisation des pratiques agricoles (choix des dates de semis, de densité, variétés) le suivi de la fertilité des parcelles et du potentiel de production, la croissance racinaire et la planification de l’irrigation mais aussi sur quelques faiblesses du modèle dans la simulation de l’évaporation du sol. En somme, ces travaux ont montré que DSSAT-CSM-CERES-Sorghum est un outil d’aide à la décision. Cependant, aucun de ces travaux n’abordé la modélisation des apports tardifs d’azote ou l’exploration et la définition des dates de fertilisation en lien avec les précipitations en début des saisons culturales. 1.4 Conclusion Le sorgho est une céréale d’importance capitale pour les populations des régions arides et semiarides. Malheureusement sa production en Afrique Sub-Saharienne reste confrontée à de récurrents problèmes non seulement de baisse de fertilité des sols mais aussi de variabilité pluviométrique d’une année à une autre. La production pourrait bénéficier d’une gestion adaptée de la fertilisation des sols (apport d’engrais minéraux) en lien avec les informations et prévisions météorologiques. Pour être efficace, l’ajustement de la fumure minérale doit passer par un fractionnement des apports tout au long de la croissance de la culture permettant de les adapter aux besoins de la plante selon son stade de développement. S’il est combiné à des conditions optimales d’humidité, ce fractionnement améliore l’assimilation des nutriments et accroit donc les rendements et/ou la qualité des grains produits. Ainsi, pour notre étude, nous avons décidé de caractériser la réponse de quatre variétés de sorgho, adaptées à l’Afrique de l’Ouest, à différentes modalités de fertilisation. Après avoir caractérisé la réponse de ces quatre variétés à différentes fertilisations d’azote, nous allons confronter nos données expérimentales 21 au modèle DSSAT-CSM-CERES-Sorghum et explorer différentes combinaisons afin de pouvoir générer des conseils de fertilisation aux agriculteurs en relation aux informations météorologiques

 Réponses agronomiques de 4 variétés de sorgho à différentes stratégies contrastées d’apports d’intrants (NPK et urée) sous différents régimes hydriques 

Ce chapitre a fait l’objet de publications. Les articles publiés sont reproduits en annexe. Article journal Komla Kyky Ganyo, Bertrand Muller, Espoir Koudjo Gaglo, Aliou Guissé, Ndiaga Cissé et Myriam Adam, 2018. Optimisation du NPK et urée basée sur les informations climatiques pour accroitre la production du sorgho en zones soudano-sahéliennes du Sénégal. Journal of Applied Biosciences 131: 13293 – 13307. https://doi.org/10.4314/jab.v131i1.5 Communication scientifique et acte Komla Kyky Ganyo, Bertrand Muller, Aliou Guissé, et Myriam Adam, 2018. Fertilization Strategies Based on Climate Information to Enhance Food Security Through Improved Dryland Cereals Production in: Leal Filho W. (ed.), Handbook of Climate Change Resilience, Springer, Cham, https://doi.org/10.1007/978-3-319-71025-9_90-1. Communications scientifiques orales 1- Komla Kyky Ganyo, Bertrand Muller, Aliou Guissé, Ndiaga Cissé et Myriam Adam, 2018. The Advantage of Late Fertilization Strategies Based on climate informations to Enhance Sorghum Production in Soudano-Sahelian Conditions. Sorghum in the 21thcentury, 9-12 April 2018, Cape Town, South Africa. 2- . Komla Kyky Ganyo, Bertrand Muller, Aliou Guissé, Ndiaga Cissé et Myriam Adam, 2017. Optimizing Fertilization to Increase Sorghum Production in Sahel Conditions as a Function of Weather Forecasts. Conférence internationale sur l’Intensification Durable (CID) LMI/LAPSE/IAVAO/ISRA, 24-26 Mai 2017 Dakar, Sénégal. 3- Komla Kyky Ganyo, Bertrand Muller, Aliou Guissé, Ndiaga Cissé et Myriam Adam, 2016. Etudes et simulations des réponses de quatre variétés de sorgho à des stratégies contrastées d’apport d’intrants. 1ere édition des doctoriales communes des écoles doctorales de l’UCAD et de la fête de la science, 29 Novembre-02 Décembre 2016, Dakar, Sénégal. Draft article de journal Komla Kyky Ganyo, Bertrand Muller, Espoir Koudjo Gaglo, Malick Ndiaye, Aliou Guissé, Ndiaga Cissé, Gerrit Hoogenboom, Myriam Adam. Defining Fertilization Strategies for Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) Production under Sudano-Sahelian Conditions: Options for Late Fertilizer Application. En cours de soumission dans Field Crops Research 

Résumé 

La production de sorgho (Sorghum bicolor L. Moench) en Afrique Sub-Saharienne reste confrontée à de récurrents problèmes de carence en éléments nutritifs du sol et de variabilité des précipitations. Pour comprendre les facteurs environnementaux qui déterminent l’effet de l’application d’engrais sur le rendement du sorgho dans les conditions soudano-sahéliennes et pour définir des stratégies de fertilisation adaptées, des essais en split plot avec quatre répétitions ont été conduits en 2015 et 2016 à Nioro du Rip et à Sinthiou Malème au Sénégal sur sol sableux (limono-sableux en 2016 à Sinthiou Malème) sous différents régimes hydriques (pluvial et pluvial avec complément d’irrigation). Quatre variétés (Fadda, Faourou, Soumalemba et Soumba) à différentes durées de cycle ont été soumises à cinq modalités de fertilisation : T1 = pas d’engrais ; T2 = 150 kg/ha de NPK (15-15-15) apportés à la levée + 50 kg/ha d’urée (46%) au tallage + 50 kg/ha d’urée à la montaison (recommandation au Sénégal pour le sorgho) ; T3 = moitié dose de T2 appliquée aux mêmes stades ; T4 = 150 kg/ha de NPK + 50 kg/ha d’urée apportés à la montaison + 50 kg/ha d’urée à l’épiaison (T2 décalé) et T5 = moitié dose T4 apportée aux mêmes stades. Les résultats montrent que (1) dans la plupart des environnements, les plantes soumises à la fertilisation tardive, initialement stressées ont recouvert la croissance comme si les apports étaient faits tôt dans la saison; (2) T5 produit plus que T4 en conditions plus humides, (3) la fertilisation tardive est particulièrement bénéfique s’il y a plus de 400 mm de pluies de la date d’apport tardif à la maturité pour les variétés à cycle long (Soumalemba) sur les sols à faible teneur en N, beaucoup d’eau également (≥ 400 mm) pour les variétés caudatum de cycle court à moyen (Faourou et Soumba) avec la fertilisation tardive à forte dose quelles que soient les teneurs en N du sol et pour les hybrides (Fadda) s’il y a une quantité importante d’eau (≥ 600 mm) avec la fertilisation tardive à faible dose indépendamment des teneurs en N du sol, (4) la variété hybride comparée aux 3 autres ne répond pas mieux à la fertilisation en ce qui concerne les grains, (5) les variétés tardives (Soumalemba et Fadda) ont mieux bénéficié de l’apport tardif comparées aux variétés précoces. Mots clés : NPK, urée, optimisation, sorgho, Sénégal, variabilité pluviométrique 

Introduction 

Le sorgho (Sorghum bicolor(L.) Moench) ) est un des aliments de base de millions de personnes en Afrique (Gueye et al., 2016). Cependant, l’agriculture en générale et la culture du sorgho en particulier en zones Soudano-Sahéliennes d’Afrique sont confrontées à un certain nombre de contraintes parmi lesquelles la faible fertilité des sols (Vanlauwe et al., 2010) et la nonutilisation ou faible taux d’utilisation d’intrants agricoles (engrais, variétés améliorées) (Gerstenmier et Choho, 2015). A cela, s’ajoutent les variabilités inter et intra-annuelles de la pluviométrie (Hansen, 2002). En effet, le climat en Afrique est varié et variant. Il est varié parce qu’il va des régimes équatoriaux humides, tropicaux arides et à des climats subtropicaux de type méditerranéen, et variant parce que tous ces climats présentent des degrés de variabilité temporelle différents, en particulier en ce qui concerne les pluies (Hulme et al., 2001). L’Afrique sub-saharienne est connue pour être particulièrement vulnérable aux aléas du climat en raison de la combinaison de niveaux naturellement élevés de variabilité climatique, de systèmes agricoles encore très dépendant de la pluviométrie et de capacités économiques limitées (Challinor et al., 2007; Roudier et al., 2011). Les variations du climat expliquent un tiers de la variabilité globale des productions de cultures (Ray et al., 2015). Par ailleurs, le changement climatique ajoute du stress et de l’incertitude à la production agricole en Afrique, où de nombreuses régions, dont l’Afrique Sub-Saharienne, sont déjà vulnérables à la variabilité climatique. La production végétale dans ces régions devient de plus en plus risquée (Slingo et al., 2005). Cependant, il y a un réel besoin d’augmenter la productivité des cultures du fait de l’explosion démographique et de la forte demande alimentaire qui s’en suit, et de minimiser les pertes sur les investissement