Chap.2. MILIEU, MATERIELS ET METHODES

2.1 MILIEU

2.1.1.  Localisation du site

L’essai a été installé dans le groupement de LUVUNGI connu sous le nom de groupement d’Itara qui  est situé au Nord Est du territoire d’Uvira à une altitude de 880 m, longitude de 29,0233^o et une latitude de 2,5519^o (Makindu, 2011).

2.1.1.1. Relief et caractéristiques édapho-climatiques

Le groupement de Luvungi a deux types des reliefs :

Relief de plaine de la Ruzizi, est caractérisé par une altitude variant entre 700m au niveau du lac Tanganyika et 3500m sur  le mont Mitumba et relief de montagne vers le mont Murumba dont l’altitude en moyenne est de 2000m mais avec certains sommets de 3250m d’altitude (Nzejimana, 2004).

Caractéristiques édapho-climatiques et végétales

Le groupement et les périphéries immédiates bénéficient d’un climat tropical sec donné par deux saisons ; la saison sèche et la saison de pluie. Les moyennes pluviométriques annuelles sont de 940mm et la température moyenne variant entre 24 et 25°c (Makindu, 2011).

 L’importance de ce relief et climat sur la culture réside dans ce sens que cette entité possède un sol sablo-argileux qui est riche où plusieurs sortes de cultures se développent et donnent un bon rendement (Nzejimana, 2004).

La végétation naturelle est constituée d’herbage de densité moyenne, accompagnée parfois d’épineux, d’arbustes, d’euphorbes et de quelques borassus (Burnotte, 1949 précité par Pyana, 1996 et cité par Ngabo, 2007).

2.1.1.2. Hydrographie

Le groupement de Luvungi  est caractérisé par la grande rivière LUVUMBU qui traverse le groupement  en le subdivisant en deux blocs  dans le haut plateau. Elle est une affluant de la rivière Ruzizi et tire son origine dans le coin de fin de la forêt de LWINDJA dans la chefferie de Kasika dans le territoire de Mwenga (Nzejimana, 2004). Les mesures de pH et de conductivité de ses eaux sont satisfaisantes, contenant très peu de sels dessous, ce qui permet qu’il convient aussi à l’irrigation (Burnotte 1949 cité par Ngabo, 2007). Entre temps, les aménagements des infrastructures d’irrigation et d’adduction d’eau potable paraissent difficiles à partir de cette rivière suite à la position topographique qu’occupe Luvungi. C’est  l’une des raisons qui font que ce milieu éprouve des difficultés d’adduction d’eau potable et d’irrigation.

2.1.1.3. Caractérisation du champ

Tableau 1 : Caractérisation du champ (les réponses applicable sont soulignées)

Altitude du centre principal de la parcelle (en mètre)	880m
Coordonnées GPS du centre principal (en degrés N/S et EO)	02° 55’ 19’’		029 02 33
Attaché/détaché du domaine de la maison	Attaché (champ de case)		Détaché (champ éloigné)
Distance entre la maison et le champ (en minutes de promenade)	25
Position dans le paysage	plateau	Haute-pente		mi-pente
	Basse-pente	Vallée (sèche)		Marais
Pente	Ë‚1%	1-5%		5-10%
	10-20%	20-40%		˃40%
Type de mauvaises herbes	Surtout graminées	Surtout feuilles larges		Autant graminées que feuilles larges
Noms des mauvaises herbes dominantes	Sida acuta, bidens pilosa, galisioga ciliata Digitaria  vestida,…

2.2. MATERIELS

Le maïs a été utilisé comme culture test. La variété locale, Kanjegere, était testée dans les différentes techniques. Cette culture a été choisie en premier lieu en fonction de la susceptibilité aux stress hydriques dus à la mauvaise répartition de la pluie ce dernier temps dans cette zone et en second lieu en fonction de deux principales cultures de base de cette zone dont le maïs fait partie.

2.3. METHODES

L’essai a consisté à évaluer l’efficience d’utilisation de l’eau par différentes techniques de gestion de l’eau. Le dispositif expérimental était un split-split plot et les différentes techniques testées  étaient le Tied Ridges (billons cloisonné), le Zaï et le  labour à plat  qui a servi de témoin. La   distance entre deux  parcelles et  entre deux blocs  a été de 1 m. La superficie totale a été de 65mx 65m. Chaque parcelle était de 8mx10m comme démontré ci-dessous dans le dispositif expérimental.

2.3.1. Structure des traitements

Trois facteurs étaient étudiés simultanément dans un même type d’essai. Il s’agit du facteur technique qui a trois niveaux : le Zaï, le Tied Ridges  et la pratique locale de labour à plat comme test. Le facteur  fertilisant avec deux niveaux (sans engrais et avec engrais), et le facteur couverture du sol qui a deux niveaux dont l’application ou pas de la paille. Au total 12 traitements conduits en split-split plot avec trois répétitions ont été utilisés. Le facteur principal était la couverture du sol, le sub-principal était l’application de l’engrais et le facteur tertiaire était les techniques RWH.

Tableau 2 : la structure des traitements et le dispositif expérimental

N°	Couverture du sol	fertilisant	Techniques RWH
1	paille	Sans engrais	Labour à plat (locale)
2	paille	Sans engrais	Zaï
3	paille	Sans engrais	Tied Ridges
4	paille	Avec engrais	Labour à plat (locale)
5	paille	Avec engrais	Zaï
6	paille	Avec engrais	Tied Ridges
7	Sans paille	Sans engrais	Labour à plat (locale)
8	Sans paille	Sans engrais	Zaï
9	Sans paille	Sans engrais	Tied Ridges
10	Sans paille	Avec engrais	Labour à plat (locale)
11	Sans paille	Avec engrais	Zaï
12	Sans paille	Avec engrais	Tied Ridges

2.3.2 Conduite de l’essai

a.  Semis et entretien

Les essais sont partis du mois de novembre  2012 suite à un retard pluviométrique en février 2013. Le semis a été fait le 1^er novembre 2012, le premier sarclage et le paillage 1 mois après le semis et le deuxième sarclage à deux mois après le semis. Trois graines étaient semées par poquet et un démariage et regarnissage des vides étaient faits 2 semaines après le semis pour ne laisser que de 2 plants par poquet. La perturbation  des pluviométries n’ont pas permis à certains plants démariés à reprendre.

b. Types et doses d’engrais chimiques

Les engrais composites NPK 17-17-17 étaient appliqués à un taux de 3 sacs (150 kg) par hectare (=50 kg N, 22 kg P et 40 kg de K par hectare). En moyenne, pour chaque parcelle, 1,2 kg de N P K, ce qui a fait un taux de 6g/poquet soit un total de  21,6kg d’engrais  pour tout l’essai.

2.3.3. Paramètres observés

• Echantillon du sol : un échantillon de sol composite a été pris après la préparation du terrain (avant l’application d’amendements). 9 sondes de 0-10cm, 10-20cm, 20-30cm, 30-40cm et 40-50cm ont été effectués suivant la diagonale et envoyer au laboratoire pour les analyses physiques comme la texture à l’aide de la méthode à l’hydromètre dont on a obtenu les valeurs suivant:
• Argile : 22%
• Limon : 8%
• Sable : 70%

Ce sol est du type sablo argileux après l’utilisation du triangle texturale de l’USDA (United State Department of Agriculture) généré par le logiciel SPAW (Soil Plant Air and Water).

• Les autres mesures prises sont :

• la  densité apparente
• le pH à l’eau et au KCl dans une proportion soluté/solvant de  1 : 2.5 
• le phosphore par la méthode d’Olsen ou l’extraction sera fait du bicarbonate de sodium
• le potassium a été déterminé  par absorption atomique à une  longueur d’onde  de 766,5nm
• l’azote a été déterminé par la méthode Kjedhal  a été utilisé après digestion à l’acide sulfurique.

Tableau 3 : synthèse de résultats de l’analyse dol au laboratoire

Mesures	0-10cm	10-20cm	20-30cm	30-40cm	40-50cm
Densité apparente	1,45	1,45	1,45	1,45	1,45
pH à l’eau	6,36	6 ,16	6,18	6,14	6,12
pH à KCl	4,79	4,81	4,73	4,75	4,81
Potassium	0,43	0,43	0,43	0,43	0,43
Azote	0, 24	0, 24	0, 24	0, 24	0, 24
Phosphore (ppm)	19	19	19	19	19

2.3.4. Période  et profondeur de prélèvement des données

• Période de prélèvement des données
• Date de semis
• Stade de 12 feuilles
• Stade de floraison
• Stade de maturité
• Profondeur de prélèvement
• 0-10 cm
• 10-20 cm
• 20-30 cm
• 30-40 cm
• 40-50 cm

2.3.5. Paramètres  déterminés

1) Humidité du sol

Les échantillons ont été prélevés à différentes profondeurs et différents  stades culturaux suivant la diagonale dans chaque parcelle et ont été amené  au laboratoire d’analyses du sol de l’UEA. Le poids de l’échantillon brut a été pesé avant aux champs et avant le séchage à l’étuve pendant 24heures à 105°C jusqu’à poids constant pour déterminer la teneur en eau pondérale et le volume (ø). La détermination de l’état énergétique de l’eau du sol a été faite sur membrane à plaque céramique de 5, 10 et 20 bars ; effectué au laboratoire d’analyses du sol de l‘Université  Nationale du Rwanda.

2) Infiltrabilité et infiltration

L’infiltrabilité  a été déterminée dans chaque parcelle à travers la méthode  de doubles rings  faute  d’avoir une tension infiltromètre. Cette méthode consiste à placé dans le sol deux tuyaux de dimension différente  et ainsi dans la circonférence  couverte par la petite dimension, une  colonne d’eau y sera verser jusqu’à saturation et ainsi de la quantité d’eau verser et du temps pour qu’il y ait saturation, découlera la vitesse d’infiltration ou infiltrabilité. Pour la technique de Zaï, il a été question de le mesuré dans le trou et  pour  la technique de Tied Ridges, il a été fait dans le sillon car déterminant la  capacité de la technique à conserver l’eau.

Les éléments suivants ont  évalués après l’obtention des ces différentes mesures :

• La capacité de stockage de l’eau (w) dans le profile est le totale de stockage à chaque profondeur et a été calculé de la manière suivante :

      W=h*p* θ*100 avec h=profondeur du sol, p=densité apparente.

• La quantité maximale de stockage de l’eau disponible pour les plantes dans la zone racinaire (réserve utile) représente une caractéristique importante car il détermine la survivabilité des plants dans des conditions sèches (Dry Spell) ainsi on a pu déterminer  le TAW de la manière suivante :

TAW=RDx0, 9 (FC-WP), RD qui est la profondeur racinaire, FC : capacité au champ et WP : point de flétrissement, TAW : Total Available Water  (Stroosnijder, 2009)

• l’équation du bilan pour chaque technologie est P=ET+D+R+∆S avec ∆S+D=Infiltration, P étant la quantité d’eau de pluie tombé durant le cycle cultural. L’evatranspiration est obtenue aussi par ET=P-∆w. Dans des terrains plats le taux de ruissellement R est négligeable. (Y Liu et al., 2010 ; Zhang et al., 2005)
• Efficiency of moisture conservation (Efficience de conservation de l’humidité) EMC a été calculé de la manière suivante durant toute la saison culturale suivant les stades précités.

EMC=M2.100/Sc  Sc étant la capacité de stockage ou capacité de rétention de l’eau dans le sol et M2 la teneur à la fin du stade précité. (Narayanam et al., 2010)

Ou EMC= M2.100/M1+R avec M1 : humidité au début de la plantation et R la quantité de pluie reçu durant la période.

3) Développement racinaire

La distribution racinaire a été obtenue à différentes  profondeurs latérales et verticales de la plante. Trois échantillons ont été pris le long de la diagonale dans chaque parcelle. Ainsi, à l’aide d’une sonde placée à différente  profondeur, ont été récolté le sol et les racines présentes. Puis ce mélange était tamisé à l’aide de l’eau et ainsi seules les racines ont été prélevées et leur poids a été mesuré. Cependant, la longueur des racines était indispensable dans la détermination de la capacité d’adaptation des plantes  mais comme le comptage des racines était  plus fastidieux, il s’avérait utile d’évaluer le poids qui était corrélé génétiquement  avec la longueur des racines. Alors, la longueur était mesurée  pour 5 échantillons afin de déterminer l’équation de droite longueur et poids racinaires. En suite chaque poids  correspondait à  une longueur racinaire moyenne pour la culture.

4) Rendement

Le rendement parcellaire était évalué dans la parcelle utile constituée d’une surface de 8mx6m  soit une surface de 64m² sur le 10mx8m de la surface totale (800m²). La production de la parcelle utile était portée à l’étendue d’un hectare pour évaluer le rendement soit 64m² de la parcelle utile x 156.25. Le séchage des grains de maïs s’est fait et un égrainage  pour calculer le poids des grains.

2.3.6. Analyse statistique

Les données ont été encodées à l’aide du logiciel Excel, analysées par le logiciel R console. L’analyse de la variance a été faite pour vérifier l’influence de différents traitements sur les paramètres mis en étude. En plus, les régressions linéaires multiples ont été utilisées pour tester l’interaction de différents facteurs. Le seuil de signification est celui de 5%. Avant toute analyse, un test de Shapiro a été fait pour vérifier si les données suivent une distribution normale. Aucune transformation de variable n’a été appliquée. Le modèle choisi Y=β_o+β₁X₁+β₂X₂+………β_n X_n  avec β comme coefficient de régression, X la variable explicative et ε le résidu, β_o constituant la constante. La variable avec le plus grand coefficient de régression a été le plus contributive à la formation du modèle c'est-à-dire qui a plus influencé le variable étudié.