Ruissellement et erosion d'un sol volcanique tropicalcultive en svsternes intensifs en Martinique

Bounmanh Khamsouk 1

Eric'Hoose?

1 Societe coopera tivedes rnaralcher s (SOCOPM A)Zone ind ustrielle.Place c'Arrnes,97232 Lamentin ,M art inlque<khamsouk@wanadoo ,l r>

2 IRD Montpellier.Avenue Agropolis,BP 5045,34032 M ontpe llier,France« Eric.Bcosetsmpr.ird .to-

ResumeDans les An ti lles h'anc l ises, les systl: mes de cu ltu re (un.m as. b.mnne et c.mne a sucrc ) quiso nr prariq ues inr cnsive ment sur des ve rsnn ts acc idenres pc uvent etrc :>ensihles :l lerosionhydrique en r.i ison de:> pluics tropiculc» part iculierenu -n t :Ig ressi"es , C'est pou rq uo i un eel ude sur le terrain :\ teste linfluen ce de ces sysreme s cu lt ives sur lerosion d u so l enMan iniquc. Cel le-c i rer ose sur di x parcel les ex perimenrulcs cu ltivees <100-200 m").situees sur un so l hrun tropica l vok.an ique. ou n it iso l <cla ssificat ion FAO), prcsen tanr despen tes de 10. 2') et .:iO "u, ,\ I:Ii gre des pluvios ites annuell es differenres. les r('sul rats de 199\)et 200n so nt co mp.uuh les el pc rrn c ttent d e d isrin gu er le co mporrernent des traitementstestes face au ru ixsellemcnt et :) l 'e ro sion , En effet, la pl us g rande p.utie des pen es en terreest due :l une erosion co nce nt rcc . non selective. don i lccoul eme ru e" o lue des rigol e-, au xflu :lg es boueu x qu.md b pentc uugmente. :vl:i is qu.md lcs IXlrcell cs cul ti veex so nt p:li ll eespar les residus org.mique-, de cu lture , le ru ix-e l lem ent et lerosion deviennent tres ln ih lcs .me me sur de Iorres pentes. Par conseque nt . la lurrc anti-erosive en cu lture in tensive pcutsa ppuyer sur lorg.m isarion du pai llage qui permer de prorcg er effi cace ment le so l co ntreune eros io n conce ntree.

,I tu!s clcs . Science des sols : Agronomic.

SummaryRunoff and erosion of a tropical volcanic soil (nitisoll cultivated in intensive cropsystems in MartiniqueIn the Fren ch West lndies. int ensive crop ~ys t ems (banana. p ine apple, suga rca ne) in steeplands cou ld seriously da mage the so il hv w.uer erosio n be cause of the strong tro pi calaggressin:ness o f the rainfall . So in i\1an in iq ue . o n a volcan ic so i l. or n iti so l ( FAOcl assific.u ion i , a field srud v based on ten 100-200 m" ru noff' p lo ts located o n 'l O. 2') and40% slo pes \\, :I S set up for assessing the eff ect o f crop syste ms and slo pe on so il eros io n,T hese runoff plots underwent the fo l lowing me an treatments: during the years 1999 and2000 o n thr ee 11, 2') .ind -lm1, slo pes, th ree hare so ils and three mulched sugar canes: on :1mean 9'lt, slo pe . a last ing banana pla ntation wi th m u lched strips o f crop resid ue. aco nvent io nal mechan ised and fu rrowed pineap p le and a su pe rfi c ial ri ll:i ge p inea pple withmu lched srrips, Parame ters o f rai nfa ll. runo ff and erosio n are me asured after each ero siveepisode, O ther parame ters l inked to crop treatment- (shelterin g surface ratio and rillsur face rat io ) are monthl y determ ined on the runoff' riots , After 1\\'0 yell's o f me asure ­merus, the first results are as fo llows. For the shelterin g su rface ratio . four situa tio ns arefou nd: the hare soil wi th a w eak sheltering su rface ratio . the lasting banana pl an t.i rionwit l: a consta nt mulch . the mulched treatments wi th a fu ll shel tering surface ratio and theco nvenrion.rl furrowed pineapple wi th a growing shelter ing su rf. ice be cause of plantgro~\'th, Unlike cro ppe d rre.itmenrs where ri l ls clo no t ap pear. rhe hare so ils sho «: rh.uap pro x imately 40% of lhe p lo t :Irea are caused by ril l» due to gre:1l runoff ' act iv ities, Forruno ff' and erosio n parameters. in sp ite of an average rai nfall varia t io n. th e 1999 and 2000resu lts are fai rl y sim i lar and they :t1 IO\, ' to d ist ingui sh the treatmen t be bav iours . the runo ff.ind so il lo ss 11rocesses, Inde ed , the so il loss mea sured is not a s~lecti"e li near erosi on.which cou ld turn fro m ri ll erosion inro a creep in g one when slo pe increases, O n the o therhand , when cu lriv.ued rreurmenr-, are mulched by org.m ic crop rcsid ues, runo ff and so illoss are weak . even o n steep slopes, So, :J simp le anti -erosion measure hv mulched sl ri psco u ld prot ect the soil :lgainsr ri l l erosion,

K~I ' uords: Soil sciences : Agronom y,

Cohie rs Agric ultu res 2003 ; 12 : 145-51 III

Tableau 1. Caracterist iques moyennes de la couchesuperficielle (0-20 cm) du sol brun it halloysite ounitisol (FAO) d'origine volcanique.Table 1. Mean cha racte ris tic s of the superficial layer (0-20 cmdepth) of th e volcanic sai l or nitisol (FAO).

Dans les Anti lles fr.mcaises, les sobvolcaniques situes sur des ver­sanrs acciden res sont de venu s

rres prises par les sys ternes de cu lturesinrensives en raison ell'S fo rtes pre ssion sto ncieres et demographiques. Souventconsicleres comme tres agreges et rresresistarus j lerosion . Cl'S sob nonr int e­resse qu e tres peu detudes experi menra­les sur lerosio n co mme la soul igne unin vent ui re des travaux scientifiques en1999 [ I \. Pourr.uu . (le recenres mesuressur un sol hrun tro p ical voku nique cul­rive en ananus, banunier et CII1Jle :\ suc reen Murtin ique ont mon rre qui l est neces­saire ell' re lariviser Cl'S prejuges [2]. Acause ell' r agressivite des p luies ( ternpc­tes tro p icales et cyclones) et du reliefaccid ent e de rile, lerosion hydriqu e ell' Ssols vo lcaniques pew pro voquer ell' grosdegats te ls que la deg radation des terrescultivees et 1 ~1 po l lut ion ell'S eaux deu ces.Cl' S repercussions so ru duurant pl us clan­gereuses que les parcclles ell' Cl'S syste­mes intensifs. tres imbriq ue» aux zo nesel'hahi ration, necessitent sou vent I'utilisa­tion massi\'e el'int rants Par exemp le, ell' Setudes :\nterieures onr mOlllre qu'e n plan­tation banan iere, les pertes chim iquesdues ;\ la fertilisation eJ'engrais sont l iees ;\la rep:l rt ition pl uv iometrique ell' rile 151ou encore que . sur un mino hassin ­versan t, 1;1 po ll ution des eaux ell' ruisselle ­ment du e aux app lications ell' pesticides,est liee elle aussi :\ 1:1 plu \'iosite 141 , Si ell'tels tr:I\ 'au:\ experimenrau :\ ont souligneles risqu es de pollution chim ique, peuont ahord e juSqU';'1present le eloma ine ell'['erosion ell'S sols , Cet :\rt icle se pro posedonc de tr: l iter le ru issell ement et r ero­sio n (run so l \ o 1can iClue occupe par ell' Ssystem es de cu ltures locales (ananas. ha­n:m ier et canne ~t sune). I)ui s (Ll pporterquelques elements de decision po ur uneagricu lture raisonne e. respectueu se d e laconserv'atio n ell'S ressolll'ces en sol.

Materiel et methode

par une pluvi osite annuel le moyenn e \ ':1­

riant de ')00 :'1 ') 000 mm /an du sud aunorel et par un e temperature annuellemoyenne de 2') °C environ . 11 y a de uxsaisons : le c.i reme ou la secheresse peursevir de ianvier :\ [uin . et lhivernage oules pluies so nt plus abo nd.mrcs avec par­fois des passages ell' rempetes tropi caleset de cyclones, La station derude serrouve duns la p lantation - Rivie reLezurde "en region centrale ell' r i le, Le solrencontre eSI du type so l bru n ;\ h.il lo ysire[')1 ou nitisol (en classifi cation f AO l. dontles caracterisriq ucs sont les su iv.mtes : so lsuperficiel .icide. peu dense, riche ennrgile et en m.uiere organique et rresresistant :\ 1:1 lxut unce des pl uiesttahlea 11 JJ,

Parcelles experirnentales

Lcs processus d'erosion sont no n seule­ment vari ab les dan s le temps, \ll;lis aussiclans lespace 171. Pour comprend re l 'ori­gi ne ele I'erosion hyelrique eles sols culti­Yes. i lest necessaire de mesure1'ses mani­festations ;\ I'aiele ele pa rcellesexpe ri mem:l!es ell' rui ssell ement et d 'ero­sion dhTites e1ans de nomhreuses elUdesr0fe rences [H-111. En co mparaison a\'ecd ':lu lr es meth odes cl'etuele ell' " erosion.Hu elson [l 2] soul igne rintL'I'et ell' Cl'S IXlr­ce lles pour esti mer Lt perte en terr e, mon­trer les (Ieg;i ts consequents ou enco rede term in er un mo elele ell' pred iction elel'erosion, Cest pourquoi e1e tel les parcel­les expe rimentales qui int egrent les Cl r:!C­teristiCJu es propres :IUX sy,s temes de cul­ture (pr :ttiCJue cu ltur:i1e. de nsire desp iants, etlet ell'S surfaces. ete.) ont etelI1ises en r Lrcl ' sur des \'e1's:1I11.S :Icciden-

res. dan s la plantation .. Riviere Lezarde -.Sur des pen tes recti l ignes tongues de20-2') m, Cl'S p.i rcelles cxperi menra les tor­ment ell' S sur faces rectan gulaires fermeeser cu lrivee s qui debou chenr :) r an i surdes cuves calibrees pour le stockage del'ea u et des sed ime nts [H-1 11. l.a ,/ip,IIJ'e Imontre un exemple ell' p.irccllc derosionporta nr un tra iternent cu ltive en banani er.Ruissel lemenr et erosion sont d irect ementmesures clans les cuves ell' srock.ige apre schuque a\ erse eros ive, Cl' di spo sit if per ­mer un e bonne pre ci sion (ruissellement :'1

0.Q1 mm pres et erosion :'1 0.2 ki lo pre s )pour la plup.ur ell'S pluies (P < 200 mm )et une precision approxim.ui ve ( ru isselle­ment :", 10 mm pres et pe rt« en terre {I

') k i los pres ) pou r les rernpetes( P > 200 nun) .

Traitements testes

Durant deu x annees consecut ives, 1999et 2000. IO purcel les ell' rui ssellemenr ( 100ou 200 m 2

) son t urilisee-, pour tester lestraitements sui\ :Ints soum is aux plu iesnalUre lles,- Le " so l nu " est le trail ement srancbrdpe rme ttant de eletenni ner le comporte­ment du so l sous les :In:rses erosives [H,91. 11 Y a rro is parce lles en sol nu situeessur troi s pen tes :'1 11 % ('\u 11l . 2') %( ~u 2 ,)) et -10 % ("Ju40) : IL' so l est travai l lesur 20 cm , pu is egalise clu que an neeavant la c lmpag ne de mesure,- l.a cul tur e de la c lI1nc :\ sun e :l \'ecpa illage <le resid us ell' cul ture est un trai ­tement propose en jachere eles systeme sin tensifs pou r reelui re les risqu es erero­sion, Trois parce lles sont install ees surtrois pen tes ~'l II n!c, (Ca ll), 2') 'x, (Ca2')) et

Caracteristi q ues

Description du site d'etude

Entouree r ar J'Ocean Atlanrique ;t I'est etpar la mer des Car;\'jhes :1 r ou est (lati tu ­des: 14- 16° "J: longitudes : 60-62° \XI). bivlaniniqu e est une l ie vo lcanique( 1 080 km 2

) app :lnenant ;\ ra rchi pe l desPeti tes An ti lles , Son re lief est accidenteavec des montagnes \'()Icln iques au nordet :IU sud separees par (le pet ites p laines,Le c1 im at est tro p ical humide, caraeterise

I

Classifica tion FAO

Pentes (%)

Den site app arente Ig/c m 3)

pH eau

Taux de sable (% )

Taux de lim on (% )

Taux d'argile (%)

Taux de matiere organique (%)

Ind ice d'erodibi lite K*

~ Selon le nomogramme de I'erodibi li te 161,

Cohiers Agr ic ultures 2003 ; 12 : 145-51

Niti so l

10-40

0,77-0,92

4,9-5 ,7

16

16

682,7-3,3

0,08-0,1

Bordue(plaque de tale)

ToitureIY

Niveau du sol

~. , .• : 0..:;,. ::=

./ -: .___---:*-.c Piege El sediments

avec 1er repartiteur

1er tut reservoir

avec 2e repartiteur

Figure 1. Exemple dune parce lle d'erosion portant le trartement banaieraie « etebtie ", avec un paillage des res idus en bandes oerpendiculaires a la pente.

Figure 1. An example of runoH plot cuttivatec In the lasting banana plantation . w ith mulched strips

40 % (Ca4Q) : les cannes sent planre-s sur13 lignes horizontales equidistantes de].5 m. avec un travail red uit du sol et unpaillage eles inrerlignes.- La bananeraie .. etahlie " est planree de­pu is au moins deu x ans et les resid usorganiques sont mis en bundes de paill isperpendiculaires :1 la pente, Deux parcel­les (:1 densite couranre : ] SOO pieds/ha )sont mises en place sur des penres voisi­nes d 9 % (l3a9) et 11 0;(, Ohll) et aucuntravail du sol na ele realise dura nt lesdeux annees de mesures.- La culture de lan.m.is mecunisee etbillonnee dans le sens de la penre est unsysteme inrensif pratique chez les plan­reurs de lile. Cette parcelle situee sur unepente :1 7 (Vu (An]) a subi un travail du solintensif avec enfouissement des residusorganique avant la plantat ion eles an:lIlasen sepr rungs (densire : -12 ')00 pied x/ha).

- LI culture de LlIl:lIl:IS planre :1 pial :I\'ecpaillage des interlignes est un rr.uremenrinedir p ro pose en comparaison du tr.rite­menr precedent. Cute p.ircclle se trouvesur une pente :1 9 % (An9) et a necessireun travail reduit du sol et un paillage desinterlignes av.mr 1:1 plant.uion des .manasen sepr rangs (densire : 40000 pieds. ha)

Para metres rnesures

Les trois p.uumetres pluic, ruisscllcmcntet erosion sonr rnesures regulierement.La pluie se caracrerise par sa hauteurdeau, son inrensite maxima!e en 30 mi­nutes (mm/h) et son :Igres,si\'ite (J/mCh)erablies daprcs les donnees de la xt.uionmereorologique .unom.uique.Le ruissellement peur se definir par deuxpar.unetres : dun ctJtc. le codlicient de

ruissellemenr annuel moyen (Cram) quicorrespond au rapport des haureurs deaudu ruisse llement annuel sur la pluviosite.mnuelle et. de laurre le coefficient deruisscllcmenr maximal (Crrnax)qui repre­sente le rapport des h.iuteurs deau entreruissellernent maximal et son averse.l.erosion unnuelle E (t/ha/an) est deter­minee IXlr le poids sec total elessedimenrs(elements grossiers et particules en sus­pension) issus des episodes erosifs. Laproportion de parricules en suspension(Susp % ) clans la pene en terre totalepermet de definir lerosion hydrique Deplus. pour cornplerer la determination elecerre erosion sur les traiternents sensihles.nous av >I1S applique quatre tarnisagesstandard ises :1 leau sur les sedimentserodes ann de determiner le taux dele­merits grossiers ou m.icro-agregars nuns­pones (di.unerre I) > 200 pm),

Cohiers Agricultures 2003; 12 • 145-51

D'nutres pnrametres lies aux caracteri sti­qu es des rrai rernents testes sont mesuresrnensuell emenr rels que les variation s duruux de sur face en rigole» (%) du es auruissellernent er celles du taux de surfacecouverre SC ('Vu) par le pail lage , le COU\-e!'tvegetal au ras du sol. les adventices . ere.Cl'S determinanons rep osenr sur le comp­rage mensuel de 400 points repart is lelo ng des diagon.rles ell'S parce lles et ellesdonnenr des resulrars sarisfaisunrs. avecune precision :) 10 rx) pres [2. 1.3 1. II Iautnoter qu e nous ne rrairons pas l'humiditcdu sol en raison de sa fail)l e variation duea lapplication (le li rrigation clans b sta­tio n - Rivie re Lez.irde • duru nt b saisonseche.

Besultats

3) I.:i b.m.meraie "etablie " :1 un recou­vre menr constant (variant de -'i0 :) 60 %, dela sur face parcellairc) . maintenu par 1'01'­ganis:u ion cont inu e des lxindes depailb ge,..j) L lI1anas l1lecanise er hill onne a unr.iux de co uve rt nre croissanr (ell' 3':; :1HO % de 1:1surfa ce cultive e) d l l pr incipale­menr au developpernenr des leu illes lxis­ses,Les rigoles. quant :'1 e lles. ne sont .ippa­rues nenemenr que sur les purcelles enso l nu et dcvien nent pl us profon cles surles fortes penres. En saison ell'S p lu ies.elles peuvent entailler la parcelk: denu­dee jusqu :) 40 % ell' sa surfa ce et remoi­gnenr ains: ell' lactivi te inte nse du ru issel­lernent (J7i~IIi'(! 3/ I.es autres parce lles neprescnrcnr pas (le rigo les upparenres enraison (le I in flu ence des cultures er dup:lill :lge

Pour lerosion. on distingue differenrsco mporremenrs des trait ernent s. En effer.les sob nus et les cu ltures de l'ananasmecanisees et billonnees rnontrent ell' for ­res penes en rerre tandis que les aurrespurcelles puillees ne serodent pratique­merit pas, Par ailleurs. lerosion sur lesso b nus croit considerablement :1\'eCla ugmentation de la penre {tableau 2;,En regardant le taux de particules ensuspension (Susp) et celu i des macro­agreg<lts ero des. deux result.ns impor­rants upparai ssent : dune pan , la mani­festatio n dun processus erosif no nselecti f sur les parcelles en sol nu er enculture de lananus mecanisee et bi llon ­nee (eurruinemenr des par ticul es en sus­pension et sedimentees l et. dau tre parr.lin fl uence du pail lage sur le changement(le ce processus (e nuuinement (le sedi­menrs en suspension essentiellemenr).

Figu re 2. Monthly evolu tion of sheltenng surface ratro SC on the bare soil (Nul l J. the mulched sugar caneICal l l, the lastmg banana planlatlon (Ball ) and bDth pineapples IAn? and An91 The black arrDw repres ents theset up Df the treatments for the second meas urements in 2000 ,

Fig ur e 2. Evolu tion men suelle des taux de surface couverte SC sur le sol nu (Nu11J. la canne a sucre padlee(Ca11J. la bananeraie " etab lre " (Ba11I et les deu x ananas (An7 et An91. La f1eche noire represente la remise aniveau des trail ements pour la repeli t ion des observatrons annuell es en 2000,

Temps (mois)

Comparaison des resultatsmesures avec ceux d'autresetudes

Discussion

D'apres It s resulw s sur les parce lles nues,le sol hrun ;) haJ]oysite sembl e rres per-

Les resu lr.ns obse rves sur les systemes decul ture testes perrnettent de commenterqu elq ues po ints imporrants decrits ci ­dessous,

o Bal l ---i':- An7 -- An9 II <> Null - . - Call

Taux de surface couverte se (%)100 a-.-.

/~90

80 •70 o//~60

• 0

0

0 0 0 0 0 0 0 0 050 0

0 0

40 ....____J30 "20

<> <> <>10 <> <> <> <><> <> <> <> <> <> <> <> <> <>0

I.es resultars ell'S mesures 1999 et 2000sont syn rheuses clans le tableau 2.Pour le ru isscl lemenr. on con-rate que lesparcelles ruisselant frequ enunent sontaussi les plu s sensib le» nux plu ies les plus:lgressi\'t' s (assoc iatio n paralleie ent re lesdeux coeffic ients Cram er CrrnaxJ. Enetfer. les rrairemenrs rels que les sob nuset I'amnas meclIlise et bill onne sont lesplus ruisselants tand is qu e les sols culti ­\'es ;I\ec pai llage On! une fo ne resistance:IU ruissell ement. Par ai lleurs. on note unediminution neuc du ruisselkment sur lessob nus quand la pente :lugmenre(fahleau 2),

Ruissellement et erosion

Duranr les deux annees de mesures. il y a(ju atre sitU:Hio ns di srinete s e1ans I'evolu ­tion mensuelle des raux ell' surfaces cou ­verte s SC rj7p,11re 2),1) Les tro is sob nus on r sou\'en t un faib letau x ell' cou\'erture (soi r moins ell' l 'j % ell'la surface p:lrcell ai re) dll essentiellementaux cailloux et ;', la litiere nne.2) Les rrail el1lenrs pai lles de cannes et(LlI1anas planres :) pbt sont toujours cou ­verts (plus de 60 <vu de la parce lle) par lesresielus de culture mis dans les interl i­gnes,

La pluvioslteet ses caracteristiques

Les parametres de surfacedes traitements testesrigoles et surfacede couverture

De 1978 ~, 2000. la pluviosite annuel lemoyenn e est de 242 0 mm /an er I'agressi­vite annuelle movenne des plui es quis'eleve :) 91'j .J/m ~/h est caracteristiquedes climats tropic lux humieles l8-101. Lesdeux ann ees de mesures ont ell' Sp lu \ 'iosi­tes c1istinetes: en d Yer. en saison ell'Spl uies 1999. rui ssell ement et pen e enter re ont ete essentielleme nt pro\'oqu espar tro is tempetes Iropicales de 74 :)190 mm et d 'i ntensite l1lax imale de 57 :)76 mm /h en .30 minutes. '\eanmo ins. enI'ahsence (le tempt-re tropicale, les ris­ques (J'eros ion som restes acti fs duran t lasaison humiele 2000 en raison de L lug­ment ation du nombre ell' r eti tes p lu ieseros i\'es,

I Cahiers Agricultures 2003; 12 • 145-51

Figure 3. Evolution me nsuelle des taux de surf ace en riqoles sur les trOIS sol nus (Nul l , Nu25 et Nu401. LeIleche noire represe nte la remise aruveau des parcell es pour la repetit ion des observations annuelles en 2000 ,

Figure 3. MOnthl y evolution of ,,11 surface ratio on the three bare SOils (Nu11, Nu25 and Nu40l , The black arrowrepresent s the set up of the treatments for the second measurements in 2000 ,

el ru issellement. Heusch [ ltJ[ suggere en! l}71 l'existcncc d un pro Cl'SSUSell' rentehvd rau liquc li('\.' ~'l la top ographi e : enmilieu homog cne. Lt IXl isst' du ruisselle­merit sur lone pente "er<l it due ,I unecirculation vcrti cule IXI !' gr~l \i t e plus ra­pick , permctr.uu ainsi ~ I U sol el'<lhsorher ~I

nouveau de lc. tu .ivan t b satura tio n de saporosir«. Plus rcce mment. C( )\'ers [22Jexpliqu e 1<1 diminution elu rui sxell ernen tprovoquee par Lt fissuration dilte reruielledu sol siruc sur forte pe ru c .

Comportement du sol brunahalloysite et processusd'erosion

me.ible et son Ltihle ru issell emcnt estanalogue au x result.us detudes sur lero­sion hydrique des andosols en ~:q u:lteur11 4. 15]. Cl'Sso ls dorig ine voknnique ontun co mpo rtemenr rres distinct des solsferrullitiq ues dAfrique uop ir. ilc . plusruisselanrs (Cram > 10°,,) [ 10,11, ICl . ]7\.En outre. l'eroxion ohservee en vl.ut ini­que est similnire aux resultats releve» surles andosols equaroriaux ou. sur de s ren­tes similaires, la perte en terre peur .urc in­dre pres de ')H ~'l 71 t ha an sur un solsablo-limoneux ell: cendres \'01~' : lI1 i q u es ,

() U encore selever ,I 20-1 ou j 1-1 t. ha ansur un andosol for me SUt la Cangabua.une couche ell: ccndre vokan iquc indu­ree 11 4. 151. Par ailleurs. p,lfIn i les Ill oelesele culture teStl'S, le cOmp0rl l:Ill ent e1e[x lrcelJes p lantees en an;Jnas ll1eclll iseeset hillonnees. necessitant un tra\'ail ener­gique du so!. est dl: loin celui qui renel lesol le rlus sensihle ,lUX r1uil:s l 'l'osi\'es,

l.es hntes v.i leurs el u ru issell ement et lklerosion xont d'nillcurs comparables ,IU\

resulus trouves en Alriquc occideru.ilc1101 et clans les i les vo k. miques dHaw.uIJHI ou cerre culture est reconnue co mmclun« eles plus eXplb('l'S \ 'i s- ~'I-\ ' i s ell' lc rt»sion. Cl' S\'S tellle intcn- if. pratique en1\ I:l rl inique. risque done dentrainer dim­porr.mtes pertes en terre et est peu recom­mande clans une ~ I gr inll t ure raisonnee erconscrv. urice du sol

L'influence de la pentesur le ruissellement

La diminution du ruisscllcmcnt sur ce sol\'o lcanique C) uanel Lt Ix-nt<: croit est idcn­tiC)ue au\ resu!t;lts el ei ~'l rele\'es ela n~ el l' ,'eludt's Silllil;li res sur el l'S sols el'Af riq ul:110. I tJ . 201 ou sur ell'S processus el l'ru issL'iIClllcnt horton ien 12 1\. !Yaille urs.pour l'\r1iquer Cl'lIc rcLll ion entre pl'ntl'

Sur les sols Il U ~ , lcs penes en terre mesu­ree s so ru so uvc nt car<l ctcrisces par unegr;lI1de proport ion ell' sed ime ll t~ gl'Ossiers(plus de 7 ') %, de macro -agr0gals erodes )et p<lr une trl'S fuible teneur de p.uticulesen susp,:nsio ll , Cl'S observ.uions temoi­gne nr non sculcmcnt de Lt no n-sclecti vit eell' lero-,ion. m.rix :lUssi de 1:1 gr:lnderesistance du sol vo lcanique :1 I'<lgressi­vite des pluirs . comme lonr indique lefuible indicc d 'crod lb il ire 1\ et la gr.mdestabil ite ~'I I C IU des ~ l g rega ts soumis ~I untest standard ise en labor.uoire [2 31I}':lilleul.s , ccrtt' resis[;lnce ~e m.miteste~ I uss i en surfacc elu so l par lnbsencedune C!Olltl' ell' lxutance ou ell' preu\'edune elb agr('g,llion du sol et d' une reor­ganis<l tio n sl lJX'rfici ell e r ar ul1 li ss ~ l ge [2-11.;o... lalgre I 1gUl1de resist<l nce el u so!. I'ero ­sion est consielerahle sur il's p:II'l'e1les ensol nu et augIllt'nte a\'ec 1:1 pcnte , Enetfe t. qUJncl la pellte CI'OIt. 1'('l1l'rgit' cine-

Tableau 2. Parametres synthetiques du ruissellement et de I'erosion mesures sur les traitements testes en1999 et 2000 en Martinique.Table 2. Mean runoff and erosion param eters on the treatments tested thr oughout 1999 and 2000 in Martinique.

Trait em ents Parcell es Pente Param et res du Param et res de I' ero si on(%) ru issell em en t

Cram (%) Crm ax (%) E (t/ha/an) Susp. (%) M A (%)

Sol nu Nul l 11 7,1 45 85,8 0,5 84Nu25 25 5,2 32 127,5 0,4 75Nu40 40 4,3 28 147,4 0,3 79

Canne asucre paillee Cal l 11 0,5 6 0,1 100 XCa25 25 0,6 6 0,1 100 XCa40 40 0,7 8 0,2 100 X

Bananeraie « etab lie » Ba9 9 2,4 24 0,4 12,4 XBal l 11 2,8 27 0.5 17,1 X

Ananas mec anise et billonne An7 7 11,4 51 17,2 2,4 78Ananas aplat avec paillis An9 9 0,6 7 0, 1 100 X

Cram : coe fficient de ruissell ement annue l m oyen ; Crma x : coe ffic ient de rui ssellem ent maxi ma l; E : er osio n annuell e : Su sp : particules en suspensi on; M A :taux de macro·agrega ts erodes (d iamEtre D > 200 Il m ) ; X : no n determine.

Cohiers Ag ricu ltu res 2003; 12 : 145-5 1

tique du ruissellement augmenre etcelle-ci pourrait entailler de plus en plusprofondement la couche superficielle dusol et enrrainer I'erosion eles agregats, Parconsequent. quand lu pente seleve de 10;1 40 %, les processus derosion concen­tree pourraienr ch.mger dune etare enrigoles a une autre par ~uages (ou reritescoulees boueuses) comme cc!a a ere eg;l­lement souligne en Equareur [14, I')].D'aurres tr.ivaux ont etabli une relationexponentielle entre pente er perte enterre [10, 2')-271. I)ans notre cas, bienquaucune regression significative ne soirerablie en raison des mesures realiseessur seulement trois inclinaisons differen­tes. LI relation entre pentel:'t erosionsemble line.tire er rappelle celle rrouveesur les sols vokuniques equaroriaux [1-1 ,I')].

Faisabilitede la conservation du sol

Face a cerre erosion hydrique essenrielle­menr provoquee par lagressivite du ruis­sellement. recouvrir la surface du sol etmaintenir une forte rugosite } luide deresidus de culture semble un moyen aiseer efficace pour proteger le sol, En effet. ;1travers les resulrats obtenus sur Ies parcel­les paillees. ruissellement et perte en terresont faibles, meme sur forte penre.D'ailleurs ces parcelles ne ruissellent erne serodent que lors du passage de tern­peres rropicales. Quelle que soit la cultureresree. lorganisation du paillage est doneun excellent moyen de lutte anti-erosi\eayanr deja fair ses preu\es ailleurs [10. 11.2H, 29] er pennettant en plus unemeilleure infiltration au sol [30-331

Conclusion

finalement, cerre etuele experimentalemenee sur ell'S versanrs accielentes enMartinique a montre que le ruissellemenret J'erosion pouvaient se\ir severementsur les so!.s \'o!caniques culti\'es et denu­eles. Generalement consieleres commerres agreges et rres resistants aux pluieserosives. ces so!.s de\iennl:'nt sensil)les ;1I'erosion quancl ils sont clenucles, surrouren situation de forte penre. Face ;1 cesrisques d·erosion. il est possihle en cul­ture inrensi\'e ell' proreger le sol vo!cani­que rar de simples mesures anti­erosi\'es, (i) premierement. occurer lesol en jachere par des plants ;1 forte

production de biornasse pour le recou­vrir: (ii) deuxiememcnr, se servir de cettebiom.isse procluite pour pailler reguliere­ment I;:> sol (bandes ell:' paillis perpenclicu­l.ures :1 la penre) lors de la replantationdes ci.ltures dexploitation. Ces proposi­tions rour une agriculture durable visenrclone } reduire les repercussions de Cl'Ssysrcmes inrensifs sur lenvironnemenr er~'I conserver les ressources en sol .

Remerciements

Cerrc Ctucle ;1 ere fin.mcec par le Cir;I(I­FLHOI< ~1\'t.'C la collaboration de 1']](1)

Murtinique-Cauubes.Les :ureurs remercienr :\elme YaxmineHarry. le Dr E. IILlIlCh:1rt (]]([) -IahoraroireHOST 1\larrinique) er le Dr Georges DeNon i (J!<I) -l.CSC: Morupcllicrl pour leur.uck-.

References

1. Cabi::Joche YM. Conservation des milieuxinsulaires volcaniques tropicaux et bonnespratiques agricoles : etat des lieux et axes derecherche. In : Inra Antilles-Guyane, ed. Cin­quantenaire Inra Antilles-Guyane - Tableronde sur I'agriculture reisorinee. Petit Bourg :Presse Inra 1999: 1-11.

2. Khamsouk B. Impact de la culture benenieresur I'environnement. Influence des svstemesde cultures benenieres sur l'erosion, le bilanhydrique et les pertes en nutriments sur un solvolcanique en Martinique (cas du sol brunrouille El halloysite). Montpellier : These Docto­rale Ensa, 2001; 214 p.

3. Godefroy J, Dormoy M. Dynamique des E'de­ments mineraux fertilisants dans le complexe« sol-bananeraie-climat ». Application a la pro­gram mat ion de la fumure. IV - Cas des solsbruns ahalloysite (fin). Fruits 1989; 44: 3-12.

4. Dorel M, Lafforgue A, Bretaud P, Le BretonM. Etude de la contamination des eaux deruisseliement par les pesticides utilises en ba­naneraie. Guadeloupe : Cirad-FLHOR/Orstom,1996; 28 p.

5. Colmet-Daage F, Lagache P.Caracteristiquesde quelques groupes de sols derives de rochesvolcaniques aux Antilles fran~aises. Cah Ors­tom, Ser Pedo/1965 ; 3: 91-121.

6. Wischmeier WH, Johnson CB, Cross BV. Asoil erodibility nomograph for farmland andconstruction sites. J Soil, Water Conservation1971 ; 26: 189-92,

7. Roose E. Introduction a la gestion conserva­toire de I'eau, de la biomasse et de la fertilitedes sols (GCES). Bulletin Pedologique FAO{Rome! 1994 ; 70: 422 p.

8. Wischmeier WH, Smith DD. Rainfall energyand its relationship to soil loss. Am GeophysUnion 1958 ; 39 : 285-91.

9. Wischmeier WH, Smith DD. Predicting rain­fall ercsion losses - A guide to conservationplanning. Washington: US Depart Agric Hand­book, 1978; 282: 58 p.

10. Roose E. Oynamique actue/le des sols fer­rallitiques et ferrugineux tropicaux d'Afriqueoccidentale. Etude experiments!e des trans­ferts hydrologiques et biologiques de metieressous veqetetions naturelles ou cultivees. Col­lection Travaux et Documents. Paris: Orstom,1981 ; 130 : 587 p.

11. Rishirumuhirwa T. Role du bananier dansle fonctionnement des exploitations agricolesdans les hauts plateaux de I'Afrique orientale(application au cas de la region Kimiro­Burundi). Lausanne: These doctorale, Ecolepolytechnique tederale. 1997 ; 320 p.

12. Hudson NW. Mesures de terrain de l'ero­sion et de t'ecoutement des eaux de surface.Bulletin pedoloqique FAO (Rome), 1996;324 p.

13. Roose E. Methodes de mesure des etats desurfaces du sol, de la ruqosite et des autrescaracteristiques qui peuvent aider au diagnos­tic de terrain des risques de ruissellement etderosion. en particulier sur les versants culti­yes des montagnes. Bull Reseau Erosion 1996;16:87-97.

14. De Noni G, Nouvelot JF, Trujillo G. Erosionand conservation of volcanic ash soils in thehighlands ofEcuador: a case study. Sixth inter­national soil classification workshop. Chile andEcuador part 1. Washington; Santiago deChile: SMSS ; PUCC, 1984 : 263-74.

15. De Noni G, Nouvelot JF, Trujillo G. Estudiocuantitativo de la erosion con fines de protec­cion de los suelos: las parcelas de Alangasi ylIalo. Documentos de investigaci6n, n? 6.Quito : Cedig-Orstom : 35-47.

16. Kbnig D. Contribution des metbodes agro­forestieres a la lutte anti-erosive au Rwanda.Bull Reseau Erosion 1991 ; 11 : 185-91.

17. Duchaufour H, Bizimana M. Restaurationde la Iertilite et conservation des eaux et desso Is en region montagneuse au Burundi. BullReseau Erosion 1992 ; 12 : 161-78.

18. Winchester-Chromec F, EI-Swaify SA, LaAKF. Erosion Problems and Research inHawaii. Topic Appl Res Management 1989; 1 :143-74.

19. Heusch B. Estimation et contr61e de I'ero­sion hydrique. Soc Sci Nat, Phys Maroc 1971 ;37:41-54.

20. Roose E, Arabi M, Brahamia K, Chebbani R,Mazour M, Morsli B. Erosion en nappe et ruis­sellement en montagne mediterraneenne al­gerienne. Reduction des risques erosifs et infil­tration de la production agricole pour la GCES.Synthese des campagnes 1984-1995 sur unreseau de 50 parcelles d'erosion. Cah Orstomser Pedo/1993 ; 28: 289-308.

21. Poesen J. The influence of slope angle oninfiltration rate and Hortonian overland flowvolume. Zeitschrif Geomorph 1984; 49: 117­31.

22. Govers G. A field study on topographicaland topsoil effects on runoff generation.Geomorph-Hydro-Soils, Catena suppl 1990;18: 91-111.

23. Khamsouk B, Roose E, Dorel M, BlanchartE. Effets des systemes de culture bananiere surla stabilite structurale et I'erosion d'un sol brunrouille a halloysite en Martinique. Bull ReseauErosion 1999 ; 19 : 206-15.

24. Roose E, Khamsouk B, Lassoudiere A, Do­rei M. Origine du ruissellement et de I'erosionsur so Is bruns a halloysite de Martinique. Pre­mieres observations sous bananiers. Bull Re­seau Erosion 1999; 19 : 139-47,

Cahiers Agricultures 2003; 12 : 145-51

25. Zingg AW. Degree and le ngth of land slopeas it affects soil loss and runoff. Agric Enginee­ring 1940; 21 : 59-64.

26. Hudson NW, Jackson DC. Result s achievedin the measurements of erosion an d runoff inSouthern Rhodesia. CR 3 Inter Afric Soils Conf1959; 2: 1-15.

27. Lal R. Soil erosion proble m s on an alfisol inWestern Nigeria. Effects of slope, crop rotationand residue management. Geoderma 1976;16: 363-75.

28. Lal R. Soil erosion problem on an alfisol inWestern Nigeria and their control. /ITA TechnBu/l1979 ; 1 : 1-38.

29. Duchaufour H, Bizimana M, Mikokoro C.Rapport annuel ISABU 1989-1990, Partie ero­sion. Burundi: Departernent des etudes dumilieu et des systernes de production ISABU,1991 ; 68 p.

30. Lahen JM, Baker JL, Hartwig RO, BucheleWF, Johnson HP. Soil and water loss fromconservation tillage systems. Trans ASAE1978;21 :881-5.

31. Forster GR, Young RA. R6mkens MJM,Onstad c.!\. Processes of soil erosion by water.In : Follet RF, Stewart BA, eds. Soil erosion andCrop Productivity. Madison: ASA, CSSA,SSSA Press 1985 : 137-62.

32. Mills WC, Thomas AW, Langdale GW. Esti­mating soil loss probabilities for southernPiedmont cropping-tillage systems. TransASAE 1986 ; 29 : 948-55.

33. Box JE, Bruce JR, Bruce RR. The effect ofsurface cover on infiltration and soil erosion.In : Agassi M, ed. Soil erosion, conservationand rehabilitation. New-York: Dekker 1995:107-23.

Cahiers Agricultures 2003; 12 : 145-51