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En Martinique, le niveau d’érosion est considéré comme modéré en bananeraie établie semi-pérenne ; par contre, une forte érosion a été constatée sur des systèmes de culture intensifs régulièrement renouvelés. Une étude a été réalisée sur un dispositif de cases d’érosion, où sont comparés le ruissellement et l’érosion sur un système de bananeraie intensif conduit en double ligne dans le sens de la pente par rapport à un système de type semi-pérenne, planté en quinconce. Durant une première période, le paillis des résidus de culture a été concentré dans les interrangs pour neutraliser les différences de gestion de paillis entre ces systèmes : dans ce cas l’érosion observée est élevée, supérieure au témoin sur sol nu. Sur la parcelle de bananeraie semi-pérenne, l’érosion est bien moindre que sur le témoin. Dans un deuxième temps, on a dispersé le paillis sur toute la surface et observé une forte baisse de l’érosion, même sur la parcelle intensive. Ces observations confirment que l’érosion en bananeraie dépend de l’organisation spatiale de la parcelle, mais surtout de la gestion des résidus de culture à la surface du sol. In West Indies, Martinique Island, erosion is estimated moderate under semiperennial banana plantation but important under intensive regularly denuded plantation system. A study in runoff plots showed that intensive plantation disposed on two rows along the slope with cropping residues (banana leaves) concentrated in between, showed a more intensive erosion that the standard. During a second period, the leaves were spraid on the whole surface and erosion was much less intensive, even on the intensive banana plantation plot. These observations confirmed that erosion under banana plantation depends on the spatial organisation of the plantation but, mostly on the way the crop residues are spraid on the soil surface.

International audience; Chlordecone was applied between 1972 and 1993 in banana fields of the French West Indies. This resulted in long-term pollution of soils and contamination of waters, aquatic biota, and crops. To assess pollution level and duration according to soil type, WISORCH, a leaching model based on first-order desorption kinetics, was developed and run. Its input parameters are soil organic carbon content (SOC) and SOC/water partitioning coefficient (Koc). It accounts for current chlordecone soil contents and drainage water concentrations. The model was valid for andosol, which indicates that neither physicochemical nor microbial degradation occurred. Dilution by previous deep tillages makes soil scrapping unrealistic.Lixiviation appeared the main way to reduce pollution. Besides the SOC and rainfall increases, Koc increased from nitisol to ferralsol and then andosol while lixiviation efficiency decreased. Consequently, pollution is bound to last for several decades for nitisol, centuries for ferralsol, and half a millennium for andosol.

Principale production vegetale sur 9 000 ha en Martinique, la culture bananiere d'exportation 'Cavendish' peut presenter un risque de degradation pour l'environnement (erosion, pollutions aquatiques) en raison de ses pratiques culturales, du relief accidente des zones de production et de fortes pluies. Recemment, une etude en parcelles experimentales de 100-200 m² sur un sol brun tropical volcanique a demontre que les systemes intensifs a gestion de paillis protegeaient le sol de l'erosion hydrique a l'oppose de la culture traditionnelle d'ananas billonne, entrant en rotation avec les bananeraies. Afin d'approfondir ces resultats, une campagne de simulations de pluies cycloniques (19 tests sur des micro-parcelles de 1m² arrosees par une pluie artificielle d'intensite de 100 mm.h-1 durant trois heures) a donc ete realisee in situ avec pour objectif de mieux comprendre le fonctionnement hydrique du sol, l'efficacite du paillage et de rechercher des liens hydrodynamiques remarquables entre les parcelles experimentales de 200 m² sous pluviosite naturelle et les micro-parcelles 1m² sous simulations de pluies. Les resultats des pluies simulees sont bien conformes aux mesures observees en parcelles d'erosion sous pluies naturelles, notamment a travers les hydrogrammes obtenus sur les differents traitements testes et a travers les parametres de ruissellement. Le sol brun tropical volcanique presente une forte capacite d'infiltration et meme apres trois heures de simulation de pluie cyclonique, la saturation du sol superficielle n'est jamais atteinte (Hp

The struggle in Guadeloupe and Martinique against yellow Sigatoka of banana is a mandatory fight. It is essentially carried out by aerial application of the treatment product. In order to comply with an EU directive establishing a ban on aerial spraying except in special cases qualifying for exemption, the DGAL requested by the Union Group of banana producers gave to the Cemagref the OPTIBAN project. This project includes the completion of investigation to propose technical solutions from a reliable aerial application and also to provide alternative ground-sprayer solutions when the aerial treatment cannot be implemented. The present report attempts to present the performance of the prototype called “OPTIBAN I” in terms of quality of application and evaluation of spray drift generation when product is sprayed on a banana plantation in Martinique. This report also presents a comparison with an aerial application by helicopter. The results indicate the application quality are quite similar for both types of application but reveal some significant differences.; La lutte en Guadeloupe et en Martinique contre la Cercosporiose jaune du bananier est une lutte rendue obligatoire qui est essentiellement menée par application de produit de traitement par voie aérienne. Afin de pouvoir respecter une directive européenne instituant l'interdiction de l'épandage aérien sauf cas particulier ouvrant droit à dérogation, la DGAL sollicitée par l'organisme professionnel Union des Groupement de Producteurs de BANanes a confié au Cemagref le projet OPTIBAN. Ce projet comprend la réalisation d’investigation pour proposer des solutions techniques permettant d'une part de fiabiliser le traitement aérien et d'autre part d’apporter une solution de remplacement terrestre lorsque la dérogation ne peut être mise en ½uvre. Le rapport présent s’attache à présenter les performances du prototype terrestre dénommé OPTIBAN en terme de qualité d’application et d’évaluation de la dérive du produit lors d’’application sur une bananeraie martiniquaise. Ce rapport présente aussi une comparaison avec une application aérienne par hélicoptère. Les résultats indiquent des qualités d’application similaires mais différentes pour les deux types d’application.

Compléter avec les actes; Systèmes de culture innovants : vers une réintroduction de biodiversité dans les exploitations bananières des Antilles Françaises. Biodiversité insulaire : la flore, la faune et l’homme dans les Petites Antilles

International audience; Depuis plusieurs décennies, la canne et la banane, monocultures fortement dépendantes des intrants, façonnent le paysage guadeloupéen de manière binaire : canne au Nord et banane au Sud. Introduite en Guadeloupe au XVIIe siècle, la banane n’a commencé à être exportée qu’au début du XXe siècle, avec le développe- ment des traitements phytosanitaires et l’apport d’engrais : la production connaît alors un essor important, au détriment des cultures vivrières et de la canne à sucre. Or, depuis quelques années la production de bananes est dans une situation difficile avec l’évolution rapide du cadre régle- mentaire et du fonctionnement du marché de la banane. Les planteurs et les organisations agri- coles doivent réfléchir à une nouvelle orientation des itinéraires techniques conventionnels (Bonin et al., 2006).

Principale production végétale sur 9 000 ha en Martinique, la culture bananière d'exportation Cavendish peut présenter un risque de dégradation pour l'environnement (érosion, pollutions aquatiques) en raison de ses pratiques culturales, du relief accidenté des zones de production et de fortes pluies. Récemment, une étude en parcelles expérimentales (200 m2) sur un nitisol volcanique a démontré que les systèmes intensifs bananiers à gestion en surface des résidus de culture protégeaient le sol de l'érosion hydrique à l'opposé de la culture traditionnelle d'ananas billonné, entrant en rotation avec les bananeraies. Devant la nécessité d'approfondir ces premiers résultats, une campagne de simulations de pluies cycloniques (19 tests sur des micro-parcelles de 1 m2 arrosées par une pluie artificielle d'intensité de 100 mm.h-1 durant trois heures) a donc été réalisée in situ avec pour objectif de mieux comprendre le fonctionnement hydrique du sol et de rechercher les facteurs explicatifs du ruissellement, principal vecteur de l'érosion du sol. Les résultats des pluies simulées sont bien conformes aux mesures et relations remarquables observées en parcelles d'érosion sous pluies naturelles, notamment à travers les hydrogrammes des différents traitements et les paramètres de ruissellement. Le paillis protège efficacement le sol du ruissellement (et de l'érosion) en infiltrant la totalité de la pluie artificielle déversée, même après 180 mm de pluie en trois heures car celui-ci couvre bien la surface du sol et augmente la rugosité superficielle. A l'inverse, les billons concentrent un ruissellement abondant après 40 minutes d'application. D'autres résultats remarquables sont soulignés: (i) - une grande stabilité des agrégats sur les sols nus où la désagrégation n'est que partielle avec des mottes émoussées reposant sur une croûte inférieure formée à partir de particules fines désagrégées; (ii) - une diminution du ruissellement sur les plus fortes pentes (25% et 40%), provoquée par le maintien de l'ouverture des macro-pores superficielles due à l'énergie décapante du ruissellement; (iii) - l'influence de la densité apparente (porosité du sol) sur les processus de ruissellement/infiltration. Les résultats des pluies simulées sur 1 m2 ont donc bien permis de préciser le fonctionnement hydrique du nitisol cultivé et de définir les déterminants les processus du ruissellement (et de l'érosion hydrique). Cette étude pourrait être plus tard étendue sur d'autres types de sols cultivés de l'île afin de déterminer leur fonctionnement hydrique, d'adapter les bonnes pratiques. agricoles, voire de définir une cartographie de l'érosion et dégradation environnementale. Elle a toute son importance car les ressources en eau potable de l'île dépendent entièrement de la qualité du réseau hydrographique où l'érosion et les pratiques agricoles peuvent être un risque important de pollution.

Des insecticides organochlorés (dieldrine, HCH, chlordécone) ont été appliqués dans les bananeraies des Antilles françaises des années 60 à 90. Les deux premiers sont rarement détectés dans les sols et les eaux. La chlordécone, très stable et hydrophobe, a été largement détectée depuis 1999 dans les eaux de source, puis dans les «racines» récoltées. L’analyse des sols de parcelles agricoles renseignées par des chroniques rétrospectives d’apports a permis de valider un modèle de dissipation de la chlordécone par les eaux de drainage, seul processus permettant la très lente décontamination des sols. Les coefficients de partage apparents, élevés, entre la fraction sorbée sur la matière organique des sols et la fraction en solution (Koc), décroissent selon la nature minéralogique des sols : allophane, halloysite + oxyhydroxides, halloysite. Les concentrations des eaux de drainage confirment la réalité des différents Koc. Des expérimentations au champ et en conditions contrôlées ont montré la prédominance d’une contamination des organes végétaux souterrains par contact, compliquée par une distribution de la chlordécone en «copeaux» dans les sols. Là où la chlordécone n’a pas été profondément incorporée par des labours, des décapages superficiels localisés en créneaux permettent d’obtenir des «racines» peu contaminées. Aucun indice de biodégradation ni solution de bio-remédiation n’ont été identifiés., Between the 60’ and the 90’, organochlorides, i.e. dieldrin, HCH and chlordécone have been applied as insecticides on banana crops in the F.W.I.. The firsts are rarely detected in water resources. Since 1999, chlordecone has been largely detected in sparkling waters, and then in harvested roots (yam, sweet potato, dasheen…). Soil analysis of a “space for time” parcel network, where different chlordecone input schedules have been established, allowed validating a model of chlordecone dissipation by drainage water. This process appeared to be the only one capable of reducing the soil contamination. The bulk partition coefficients between the sorbed fraction on the soil organic matter and the soluble fraction (Koc) decreased according to the nature of the mineral fraction: allophane, halloysite +oxi-hydroxides, halloysite. The drainage water concentrations corroborated this gradation. Field and green-house experiments showed that the contamination of below ground plant organs results mainly from a contact with the surrounding soil, which was difficult to highlight because of the chip distribution of chlordécone. Where chlordecone has not been deeply incorporated by previous tillage, local scrapings allow to harvest few contaminated “roots”. No biodegradation index or bio- remediation plant has been identified.

National audience

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.

Dans les Antilles françaises, la culture intensive de la banane utilise engrais et pesticides en quantité, ce qui peut avoir des répercussions sur l'environnement. La thèse évalue l'influence de cette monoculture intensive sur le ruissellement et l'érosion, ainsi que les pertes chimiques occasionnées par l'érosion et le drainage. Différents systèmes de culture bananière ont été testés : rotation avec l'ananas ou la canne à sucre, avec des parcelles plus ou moins intensives et sur des pentes de 10 à 40 %. Sur sol nu, la perte en terre augmente avec la pente, alors que le ruissellement diminue. Sur les traitements paillés, le ruissellement et l'érosion sont négligeables, même si la pente est forte. Un taux de couverture élevé favorise l'infiltration et protège le sol, même en condition de pluie cyclonique simulée. Le sillon, qui concentre les eaux, expliquerait la sensibilité au ruissellement et à l'érosion. Dans les traitements en sol nu et avec ananas sur billon, le ruissellement et l'érosion induisent des pertes très importantes en éléments nutritifs. Dans les traitements où ces phénomènes sont limités (bananeraie établie par exemple), la majeure partie des pertes en éléments nutritifs provient de la lixiviation par les eaux de drainage

Erosion et environnement sont des sujets sensibles aux Antilles. Les rivières torrentielles qui dévalent les montagnes volcaniques provoquent des crues spectaculaires et leurs eaux brunâtres traversent les plantations, envasent les anses maritimes et polluent les côtes touristiques. Cependant, quand on parcourt les bananeraies qui couvrent les mornes de Martinique, les indices d'érosion ne sont pas nombreux : on observe des zones de tassement de la surface du sol, quelques rigoles sur les pentes de plus de 20%, de profondes ravines qui drainent les flancs des collines, mais aucune croûte de battance. Localement, le long des routes et des torrents, on apperçoit des glissements de terrain sur des pentes très raides (supérieures à 50%). Sur les terres travaillées fréquemment, on peut observer des talus (hauteur dépassant un mètre en une dizaine d'années), conséquences de l'érosion mécanique sèche provoquée par les outils de travail du sol. Les pluies se répartissent de façon très hétérogène sous bananeraie ; on a observé une zone de concentration des eaux le long des faux troncs et sur le glacis dénudé autour des souches (où sont concentrés les engrais et les nématicides), puis une zone protégée par la canopée en forme de parapluie et enfin, une zone pilonnée par de grosses gouttes qui se concentrent au bout des feuilles, découpent des agrégats et creusent de petites dépressions. Au-delà de 15% de pente, on observe quelques griffes d'érosion qui concentrent les eaux de ruissellement dans l'interrang, mais les vieilles feuilles et autres résidus de culture ralentissent les eaux de surface et limitent très efficacement l'érosion linéaire. L'étude (par la méthode des points quadrats) des états de surface du sol sous bananeraie établie a montré que la canopée couvre 64% de la surface, les souches et les glacis peu perméables occupent 18%... (D'après résumé d'auteur)

Un test de stabilité structurale (Le Bissonais, 1996) a été appliqué sur des échantillons de sol brun-rouille à halloysite de la Martinique provenant de 10 parcelles de ruissellement (100 ou 200 m2) du CIRAD-FLHOR, à l'état initial (t0) et après un an de culture (t1). Ces 10 parcelles, composées de sept essais cultivés et de trois sols nus, testent le comportement des systèmes de culture bananière au ruissellement et à l'érosion. L'objectif est double : estimer l'évolution de la stabilité structurale du sol et rechercher les facteurs déterminants. Ce test sur agrégats secs et tamisés (2-5 mm) comprend trois traitements à l'eau distillée : T1, humectation brutale par immersion, T2, humectation lente par capillarité et T3, agitation mécanique standardisée. Il montre que, quel que soit l'échantillon testé, (I) la désagrégation est plus intense avec T1 que T2, indiquant que les pluies intenses et isolées en période sèche provoquent plus d'éclatement des agrégats que les averses modérées en période humide, (II) les agrégats résistent bien à la désagrégation mécanique standardisée (T3), confirmée par un diamètre moyen pondéral élevé (MWD égal à 1.5 à 2.7 mm). Le paramètre MWD (T1) montre qu'il y a une évolution de la stabilité structurale du sol en un an sur toutes les parcelles. Sur les essais cultivés, il s'agit d'un effet cultural regroupant à la fois une agrégation du sol par une hausse de la stabilité structurale dans les rangs sous l'influence biologique des racines (cas des rangs des parcelles d'ananas P5 et P6) et une dégradation du sol dans les inter-rangs par l'agressivité de la pluie et par le piétinement lors des travaux agricoles (cas des parcelles de bananiers P3 et P4 qui subissent 16 passages d'ouvriers/mois)... (D'après résumé d'auteur)

Les tropiques humides d'altitude sont caractérisés par des sols acides très désaturés, carencés en phosphore, à très faible potentiel de production. Ces sols ferrallitiques sont observés notamment dans les régions bananières des Grands Lacs en Afrique orientale où les densités de populations sont très élevées (500 à plus de 1000 habitants au km2) sur des collines à fortes pentes. Les agriculteurs de ces régions ont développé des systèmes de production basés sur la concentration et le recyclage des matières organiques sur la bananeraie et les cultures associées autour de l'habitat et de l'étable. Parallèlement, ils font appel aux techniques de lutte antiérosive principalement les associations culturales, la fumure organique et le paillage. On a analysé ailleurs les pertes en eau et en terre sous bananiers (RISHIRUMHIRWA, 1997). Mais le problème consiste maintenant à augmenter et à optimiser la production de biomasse sur des exploitations dont la taille est réduite de 1 à 0,5 ha lorsque les jachères et les terrains domaniaux disparaissent. L'article se propose de montrer l'optimisation de l'usage de la biomasse en vue de produire la nourriture, le bois de chauffe, le fourrage et le paillage selon deux scénarios correspondant à deux niveaux de pression démographique. Pour obtenir suffisamment de biomasse, il faut introduire des techniques de diversification des sources de biomasse par l'agroforesterie (arbres et haies vives) et par l'intensification de l'agriculture à l'aide d'engrais minéraux. L'article montre que la durabilité des exploitations de plus d'un ha est atteinte si on fait appel à l'agroforesterie et à l'usage d'un minimum d'engrais minéraux, par contre, dès que la pression foncière réduit la taille des exploitations à 0,5 ha, on observe forcément un déficit de la production vivrière et énergétique... (D'après résumé d'auteur)

Au Burundi, petit pays très densément peuplé d'Afrique centrale, on associe généralement la déforestation et l'aggravation des phénomènes d'érosion à l'accroissement de la pression démographique et au maintien des pratiques paysannes traditionnelles. Pourtant, les techniques de culture et d'élevage mises en oeuvre par les agriculteurs témoignent de leur préoccupation constante pour la gestion et la conservation de la biomasse. Ils apparaissent finalement comme les meilleurs gestionnaires des écosystèmes et les seuls capables d'ajuster leurs pratiques agricoles à l'extrême diversité des situations topographiques et pédoclimatiques du milieu, à condition de disposer des moyens nécessaires. Et c'est en mettant à la disposition des agriculteurs les moyens de production qui leur font défaut que l'Etat pourrait aider ces derniers à mettre en place des systèmes de productions durables et respectueux de l'environnement. (Résumé d'auteur)