Changes in soil biological quality under legume- and maize-based farming systems in a humid savanna zone of Côte d'Ivoire

• Published in: Biotechnologie, agronomie, société et environnement Vol. 12; no. 2; pp. 147 - 155
• Main Authors: Armand Wowo Koné, Jérôme Ebagnerin Tondoh, France Bernhard-Reversat, Gladys Loranger-Merciris, Didier Brunet, Yao Tano
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Université de Liège 01-01-2008; Presses Agronomiques de Gembloux
• Subjects: Carbone organique du sol; Côte d'Ivoire; farming systems; herbaceous legumes; humid savanna; indicateurs; indicators; Ivory Coast; légumineuses herbacées; microbiological properties; propriétés microbiologiques; savanes humides; Soil organic carbon; systèmes de culture
• ISSN: 1370-6233; 1780-4507

Dynamique de la qualité biologique du sol sous différents systèmes de culture en zone de savane humide de Côte d'Ivoire. Il est important de disposer d’informations relatives à l’impact des systèmes de culture sur les caractéristiques du sol afin de proposer les plus appropriés pour une zone agroécologique donnée. Cette étude, menée dans une zone de savane humide en Afrique de l’Ouest, a pour but d’évaluer l’effet, à court terme, de différents systèmes de culture sur la teneur en carbone et certaines propriétés microbiologiques du sol (0-10 cm). Un dispositif en blocs aléatoires avec trois répétitions a été utilisé. Les traitements consistaient, d’une part, en des systèmes à base de légumineuses : Mucuna pruriens (Mucuna), Pueraria phaseoloides (Pueraria), Lablab purpureus (Lablab), l’association des trois espèces de légumineuses (Mixed-legumes) et d’autre part, en des systèmes de culture continue : maïs + urée (Maize-U), maïs + superphosphate triple (Maize-Sp), maïs + urée + superphosphate triple (Maize-USp) et maïs sans engrais (Maize-Tradi). Les résultats montrent que la teneur du sol en carbone augmente avec le temps sur les parcelles à légumineuses, de même que celles où les résidus de récolte (maïs) sont laissés sur place et associés à une fertilisation azotée. L’accroissement le plus important est observé sous le traitement à association de légumineuses (de 7,5 à 8,6 g.kg-1). Cependant, la teneur du sol en carbone ne montre pas de différence significative entre les traitements lorsqu’on tient compte des périodes d’échantillonnage. Quoique la biomasse microbienne du sol soit plus importante sous les systèmes à base de légumineuses, les différences avec les autres systèmes ne sont pas statistiquement significatives. En revanche, la minéralisation du carbone et la respiration spécifique du sol sont apparues comme des paramètres significativement influencés par les systèmes de culture, les valeurs les plus importantes étant observées avec ceux à base de légumineuses (42 ± 7,6 mg C-CO2.g-1 Corg et 0,4 mg C-CO2.g-1 biomasse C, respectivement), comparées à la culture continue de maïs (33,1 ± 1,6 mg C-CO2.g-1 Corg et 0,3 mg C-CO2.g-1 biomasse C, respectivement). Ceux-ci pourraient donc être utilisés comme indicateurs de qualité du sol permettant de discriminer des systèmes de culture dans le court terme. L’intégration des légumineuses herbacées dans les systèmes de culture en moyenne Côte d'Ivoire pourrait donc constituer une voie de gestion durable des sols.
Studying the impact of farming systems on soil status is essential in determining the most relevant for a given agroecological zone. A trial was conducted in a West Africa humid savanna, aiming at assessing the short-term effects of farming systems on soil (0-10 cm) organic carbon (SOC) content and some soil microbiological properties. A randomized complete block experimental design with three replications, and the following treatments were used: Mucuna pruriens (Mucuna), Pueraria phaseoloides (Pueraria), Lablab  purpureus (Lablab), a combination of these three legumes (Mixed-legumes), maize + urea (Maize-U), maize + triple super phosphate (Maize-Sp), maize + urea + triple super phosphate (Maize-USp), fertilizer-free maize continuous cropping (Maize-Tradi). Results indicated that SOC content was improved over time under legume-based systems. The relative increase was the highest with the legume association and Lablab, where SOC varied from 7.5 to 8.6 g.kg-1 (i.e. 14.7%) and from 7.2 to 8.3 g.kg-1 (i.e. 15.3%) respectively, between the start and the end of the trial. Besides, applying grass and maize residues as mulch on the ground, in association with inorganic fertilizers may be a way of improving SOC content in the short-term. Although legume-based systems exhibited highest values, microbial biomass carbon (MBC) did not show any statistical significant differences between treatments. However, soil C mineralization and soil specific respiration were influenced by the farming systems, with higher mean values under legume-based systems (42 ± 7.6 mg C-CO2.g-1 Corg and 0.4 mg C-CO2.g-1 biomass C, respectively), compared to maize continuous cropping systems (33.1 ± 1.6 mg C-CO2.g-1 Corg and 0.3 mg C-CO2.g-1 biomass C, respectively). Thus, these parameters can be used as sensitive indicators of the early changes in soil organic matter quality. The integration of legumes cover crops in farming systems may contribute to improve soil quality that would lead to sustainable agriculture in Côte d'Ivoire humid savannas.