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Field experiment was conducted from 1988 to 1999 at an experimental farm at Agonkanmey, near Cotonou in southern Benin, to study the effect of relay-cropping maize through Mucuna pruriens (var. utilis). The relay-cropping system was compared with traditional maize cropping system without any input, and with a maize cropping system with mineral fertilizers (NPK). Special attention was given on the changes in soil C during the period of the experiment in relation to residue biomass C returned to the soil, runoff and soil erosion losses, and loss of C with erosion. The soils are classified as sandy loam Typic Kandiustult. The general properties of these soils are given. For this soil type, relay cropping of maize and mucuna was very effective in enhancing C sequestration: change in Ct (total C content) stock for 0 to 40 cm depth was 1.3 t C/ha per year over the 12-year period of the experiment, ranging among the highest rates recorded for the eco-region. This increase resulted first from the high amount of residue biomass provided by mucuna, which amounted to 10 t DM/ha per year (83% aboveground). Mucuna residues, supplying the soil with N, also favoured the production of maize biomass, and total mucuna plus maize residue biomass returned to the soil was approximately 20 t/ha per year. In contrast, non-fertilized and fertilized continuous maize cultivation resulted in -0.2 and 0.2 t C/ha per year change in Ct stock for 0 to 40 cm depth, respectively. Total residue biomass was 8 and 13 t/ha per year, including 77 and 29% by weeds, respectively. Thick mulch produced by mucuna decreased losses by runoff and erosion, which were 0.28, 0.12 and 0.08 mm/mm and 34.0, 9.0 and 3.0 t/ha per year in unfertilized, fertilized with NPK and mucuna treatments, respectively. Eroded C was estimated at 0.3, 0.1 and 1.0 t C/ha per year in unfertilized, fertilized with NPK and mucuna treatments, respectively. Through its benefits on soil organic matter management, weed suppression and erosion control, cropping systems including a legume crop may have an adverse impact from a global change standpoint.

Aux Antilles, la culture de la banane semble affecter la qualité des sols et a des conséquences importantes sur l'environnement en terme de pollution des eaux de surface ou souterraines par les pesticides. Des nouvelles techniques de culture sont actuellement testées dans le but de limiter les intrants de pesticides, les pertes en pesticides et nutriments, les pertes en terre par érosion et les pertes en carbone C du sol. Le suivi des teneurs en matière organique MO du sol et des exportations de C sous forme gazeuse (par minéralisation de la MO), solide (par érosion) et soluble (dans les eaux de ruissellement et de drainage) détermine en effet la durabilité d'un agro-écosystème et la capacité d'un système sol-plante à stocker ou libérer du C. Les implications sont donc agronomiques et environnementales (limitation des gaz à effet de serre). A la Martinique, des rotations culturales (canne à sucre, ananas à plat, ananas mécanisé et billonné) ont été introduites ou non dans une culture de banane. Trois niveaux de pente ont été étudiés (10, 25 et 40%). les pertes en C sous forme solide et soluble ont été mesurées dans chacun de ces traitements et comparés avec des parcelles en sol nu. Parallèlement, les variations de stocks de C ont été suivies sur deux ans. Les résultats montrent que les stocks de C évoluent peu en deux ans (légère augmentation ou conservation des stocks), excepté dans les parcelles "sol nu" où les stocks perdent 2 à 4 tC/ha/an. Les pertes en C sont relativement importantes, notamment sous forme solide dans les parcelles "sol nu" (2,576 à 6,076 tC/ha/2 ans selon la pente), intermédiaires et principalement sous forme solide dans la parcelle "ananas billonné" (0,693 tC/ha/2 ans), et faibles dans les parcelles en canne à sucre (0,086 à 0,094 tC/ha/2 ans), ananas à plat (0,091 tC/ha/2 ans) et banane pérenne (0,098 à 0,108 tC/ha/2 ans) (dans ces dernières parcelles, les pertes en C se font essentiellement sous forme soluble). Après avoir estimé ou calculé les entrées de C, nous avons pu calculer les bilans de C et déduire les pertes par minéralisation qui sont bien supérieures dans les traitements cultivés aux pertes par érosion ou drainage (> 10 tC/ha/2 ans). Sur la parcelle "sol nus", les pertes de C par minéralisation (4,81 tC/ha/2 ans) sont du même ordre de grandeur que les pertes de C par érosion + drainage.