Revue AE&S vol.5, n°1, 15

Changement climatique et agriculture : comprendre et anticiper , ici et ailleurs.

S’adapter au changement climatique et en atténuer les effets

Le fonio : une culture climato intelligente ?

 

Andrieu N.1,2, Vall E.3, Blanchard M.3,4, Béavogui F.5, Sogodogo D.6

1 Cirad (Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement) UMR Innovation TA C-85 / 15 73, avenue Jean-François Breton 34398 Montpellier cedex 5 France

2 CIAT (Centre International pour l’Agriculture Tropicale), DAPA, km 18 recta Cali-Palmira Colombia

3 Cirad UMR Selmet, Campus international de Baillarguet 34398 Montpellier cedex 5 France

4 Cirdes 01 BP 454 Bobo-Dioulasso Burkina Faso

5 Irag (Institut de recherche agronomique de Guinée) BP 1523 Boulevard du Commerce Conakry République de Guinée

6 IER (Institut d’Economie Rurale) Station de recherche agronomique de Cinzana BP 214 Ségou Mali

 

Contact auteurs : andrieu@cirad.fr 


Résumé

En Afrique de l’Ouest, faire face au défi du changement climatique implique de définir des solutions nouvelles mais aussi de mettre en lumière des pratiques traditionnelles potentiellement performantes. L’objectif de cet article est d’analyser les performances du fonio pour assurer la transition vers des systèmes durables adaptés au changement climatique. Il se base sur des enquêtes menées dans les principaux bassins de production du fonio au Burkina Faso, Mali et Guinée situés en zones semi-aride et subhumide. Les performances du fonio en termes de productivité, adaptation et atténuation des émissions de gaz à effet de serre y ont été comparées à celles du maïs et/ou du sorgho. Cette étude montre que le fonio présente un potentiel pour faire face aux enjeux du changement climatique malgré une plus faible productivité que le sorgho en zone semi-aride et que le maïs en zone subhumide.

 

Mots-clés : changement climatique, Afrique de l’Ouest, fonio, adaptation, atténuation


Abstract

Fonio : a climate smart crop?

 

In West Africa, addressing the challenges of climate change involves both new solutions and highlighting potential successful traditional practices. The aim of this paper is to assess the performances of fonio to permit the transition to sustainable farming systems adapted to climate change. It is based on on-farm investigations conducted into the main production areas of fonio in Burkina Faso, Mali, and Guinea located in semi-arid and sub-humid zones. The performances of fonio in terms of productivity, adaptation, and mitigation of green gas emissions were compared to those of maize and/or sorghum. This study shows that fonio has a good potential to address the challenges of climate change despite a lower productivity than sorghum in the semi-arid zone, and than maize in the sub-humid zone.

 

Key words : Climate change, West Africa, fonio, adaptation, mitigation


Introduction

 

En Afrique de l’Ouest les scénarios de changement climatique divergent de façon substantielle quant à la probable augmentation ou diminution des précipitations mais s’accordent tous sur une augmentation de la variabilité des phénomènes climatiques extrêmes à savoir l’augmentation de l’occurrence des épisodes de sécheresse et des pluies torrentielles (Cooper et al., 2008, Niang et al., 2014 ; Torquebiau, 2015).

Les agriculteurs africains ont toujours été exposés à une forte variabilité de leur environnement de production (Thomas et al., 2007; Twomlow et al., 2008), en partie en raison des caractéristiques du climat des zones tropicales subhumides (Cooper et al., 2008), de filières peu développées et du manque de systèmes d'assurance (Adesina et Ouattara, 2000). En conséquence, les agriculteurs utilisent un large éventail de stratégies d'adaptation, y compris la sélection de variétés ou cultures tolérantes à la sécheresse, la diversification des sources de revenu via l’intégration agriculture-élevage ou les activités extra-agricoles (Abdulai et Croleress 2001; Dostie et al., 2002; Stringer et al., 2009; Thomas et al., 2007 ;. Thornton et al., 2007). Evaluer le potentiel des stratégies existantes constitue la première étape dans la transition vers des systèmes adaptés au changement climatique (Andrieu et al., 2015).

Le concept d’agriculture climato-intelligente (FAO, 2010) a pour objectif de favoriser la réflexion sur la transition vers des systèmes agricoles durables, à la fois plus productifs, adaptés au changement climatique et atténuant les émissions de gaz à effet de serre. Les travaux sur l’agriculture climato-intelligente visent à explorer des changements institutionnels (nouveaux services d’appui, nouveaux arrangements entre acteurs…), des pratiques innovantes (usage de l’information agro-climatique, irrigation de précision,…), tout en les évaluant selon des critères de productivité, d’adaptation et d’atténuation des émissions de gaz à effet de serre (GES).

Le fonio, Digitaria exilis, est une céréale traditionnelle endémique d’Afrique de l’Ouest ayant fait l’objet de relativement peu de travaux de recherche mais persistant au sein des systèmes de production (Cruz et al., 2011). Vall et al., (2011) ont émis l’hypothèse que sa persistance était liée à son rôle central dans la sécurité alimentaire saisonnière des ménages. Nous analysons dans cet article son potentiel pour faire face aux défis posés par le changement climatique en le comparant à deux autres céréales, qui occupent des places plus importantes en volume de production dans les assolements des exploitations agricoles de la région, mieux valorisées par la recherche développement à savoir le maïs et le sorgho.

 

Matériels et méthodes

 

Zones d’étude

L’étude se base sur des données d’enquêtes réalisées entre 2006 et 2008 dans les principaux bassins de production du fonio au Mali, au Burkina Faso, et en Guinée (projet INCO Fonio n°015403, Amélioration de la qualité et de la compétitivité de la filière fonio en Afrique de l’Ouest - 2006-2008). Ces bassins de production s’étendent sur deux zones agroécologiques :

– la zone semi-aride (pluviométrie moyenne de 500 mm sur trois mois, ratio précipitation sur évapotranspiration compris entre 0,2 et 0,5) couvrant les régions de Tominian au Mali et de Kossi au Burkina Faso ;

– la zone subhumide (pluviométrie moyenne de 1000 mm sur quatre mois, ratio précipitation sur évapotranspiration compris entre 0,5 et 0,65) allant du Kénedougou au Burkina Faso à la région de Kankan en Guinée en passant par celle de Bougouni au Mali (figure 1).

En zone semi-aride, le fonio s’intègre dans un système mixte céréales traditionnelles (sorgho, mil, fonio) et élevage de ruminants occupant un peu plus de 13 % de l’assolement. Les unités de production comptent en moyenne 10 actifs (à raison de 1 actif pour 1,5 personne à charge), occupent une surface de 12 hectares, et possèdent un cheptel de 11 unités de bétail tropical (UBT) (1 UBT = 1 bovin de 250 kg). L’insécurité alimentaire est plus forte, ce qui conduit à des achats de céréales importants (437 kg/an/ménage contre 177 kg en zone subhumide) (Vall et al., 2011).

Dans la zone subhumide, le fonio s’intègre dans des systèmes mixtes très diversifiés composés de céréales (sorgho, maïs, riz), tubercules (igname, manioc, taro), arboriculture (agrumes, manguiers, anacardiers. . .), occupant environ 20% de l’assolement. Les unités de production sont de taille plus réduite en termes d’actifs (7), de surface cultivée (8 hectares) et de cheptel 8 UBT) (Vall et al., 2011).

 

Figure 1: Zone d'étude, les cercles représentant les cercles/départements où les enquêtes exploitation ont été réalisées pour le Fonio (Source Vall et al., 2011)

 

Les enquêtes ont été réalisées en 2007 auprès de 250 exploitations (50 par bassin de production) sur les surfaces allouées aux céréales, leurs rendements, la conduite et la vente de la culture du fonio.

Pour la zone subhumide, le fonio a été comparé au maïs et au sorgho. Pour la zone semi-aride), le fonio a seulement été comparé au sorgho, la culture du maïs étant plus marginale.

 

Indicateurs d’évaluation de l’agriculture climato-intelligente et mode de calcul

Les indicateurs utilisés pour comparer les cultures s’inspirent des travaux en cours de Corner-Dolloff et al., (2015) visant à définir des indicateurs pertinents pour mesurer les piliers de l’agriculture climato-intelligente (productivité, adaptation, atténuation). Pour ces auteurs, la productivité peut se mesurer à travers des indicateurs tels que le rendement ou le revenu, l’adaptation peut se mesurer à travers des critères tels que la sécurité alimentaire, la résilience ou l’éco-efficience traduits ensuite en indicateurs, et l’atténuation par le taux de séquestration du carbone ou encore le niveau d’émission de gaz à effet de serre (GES).

Pour chaque zone et pour chacun des piliers de l’agriculture climato-intelligente, nous avons défini un à deux critères d’évaluation traduits ensuite en indicateurs simplifiés (tableau 1).

 

 

Tableau 1 : Critères et indicateurs utilisés pour estimer les piliers de l’agriculture climato-intelligente

Piliers

Critères & Indicateurs

Unité

Source

Productivité

Rendement 2007

kg.ha-1

Enquêtes fonio 2007 1

Marge-brute 2007

FCFA.ha-1

Enquêtes fonio et CountryStat pour les données de prix de vente des cultures

Adaptation

Résilience : Coefficient de variation de la production annuelle de chaque culture de 1984 à 2011

-

Country Stat

Efficience azotée

rapport entre les sorties azotées sur les entrées azotées

Enquêtes fonio 2007

Atténuation

Emissions totales GES

kg eq CO2 par ha

Enquêtes fonio et GIEC, 2006

1Enquêtes menées dans le cadre d’un projet européen INCO Fonio (2006-2008).

 

 

Le calcul de la marge brute se base sur des données recueillies en 2007 auprès des 250 producteurs complétées de la littérature régionale. Il considère les coûts d’achat des intrants (principalement engrais chimiques ; tableau 2) et ne considère pas le coût de la main d’œuvre compte tenu du manque de références bibliographiques pour le maïs et le sorgho dans les différentes zones d’études.

Le calcul de l’efficience azotée est réalisé à l’échelle d’une parcelle de 1 ha pour chaque culture en tenant compte des pratiques moyennes rencontrées dans les exploitations agropastorales des deux zones agro-écologiques.

L’efficience est le rapport entre les sorties azotées sur les entrées azotées. Il représente le lien entre la production agricole et l’usage des ressources associées ou comment l’agriculture convertit des intrants en extrants (Sutton, Bleeker et al., 2013). Les pertes azotées dues aux émissions, et les différentes formes d’azote dans le sol, n’ont pas été prises en compte dans le calcul.

Les entrées azotées sur la parcelle se font à travers les semences, l’application de fumure organique et le dépôt des déjections animales lors de la vaine pâture et l’épandage des engrais minéraux. Les entrées azotées sont calculées en multipliant les quantités de biomasse par leur teneur en azote totale. De la même manière, les sorties azotées des parcelles sont calculées en prenant en compte les grains récoltés, les pailles stockées (fourrage et fumure organique), les pailles brûlées et les pailles consommées en vaine pâture.

Les émissions de GES ont également été évaluées pour des parcelles de 1ha de chaque culture en prenant en compte, les pratiques de gestion de la fertilisation (organique et minérale), le devenir des résidus de culture (brûlés, abandonnés, récoltés) et le climat (tropical humide, tropical sec ; tableau 2). Les inventaires des émissions suivent la méthode Tiers 2 et mobilisent des facteurs d’émission proposés par le panel intergouvernemental sur le changement climatique (GIEC, 2006). Les données disponibles sur les pratiques permettent de définir les émissions de CO2 liées à la fabrication des engrais, au travail du sol au labour et à l’épandage d’urée ; les émissions de CH4 liées au brûlis des résidus et les émissions directes et indirecte de N2O liées à l’épandage des engrais, de fumure organique et au devenir des résidus laissés au sol. Les émissions totales sont ensuite calculées en sommant ces différents postes d’émissions traduits en équivalent CO2.

 

Notation des indicateurs

Afin d’établir pour chaque culture une note synthétique par pilier représentant le potentiel de la culture à assurer la transition vers une agriculture climato-intelligente, nous avons converti les valeurs de chaque indicateur en valeur relative par rapport à la valeur calculée pour le fonio :

 

Note Indicateur = (Valeur Indicateur Culture – Valeur Indicateur fonio) / Valeur Indicateur fonio         eq.1

 

Puis pour le maïs et le sorgho, nous avons sommé les notes calculées pour les indicateurs correspondant à chaque pilier de l’agriculture climato-intelligente en faisant l’hypothèse qu’il y a compensation entre indicateurs et que chaque indicateur a le même poids. Les notes finales obtenues pour le maïs ou le sorgho et pour chaque pilier sont supérieures ou inférieures à 0 en fonction des performances estimées de ces cultures comparées à celles du fonio. Nous avons ensuite réalisé un diagramme permettant de visualiser les résultats obtenus par culture pour les trois piliers.

 

Tableau 2: Principaux paramètres utilisés pour le calcul des indicateurs

 

Semi-aride

Subhumide

Source

 

Fonio

Sorgho

Fonio

Sorgho

Maïs

 

Travail du sol tracteur (% de la surface cultivée)

0

0

0

0

5

Enquêtes Fonio et Schaller, 2008 pour maïs et sorgho

Apports de fumure organique (kg.ha-1)

0

0

150

0

151

Enquêtes Fonio et Schaller,2008 pour maïs et sorgho

Apports d’engrais minéraux (kg.ha-1)1

0

50

4

50

146

Enquêtes Fonio et Schaller, 2008 pour maïs et sorgho

Apports urée (kg.ha-1)2

0

0

0

0

50

Enquêtes Fonio et Schaller, 2008 pour maïs et sorgho

Paille récoltée pour la production de fourrage (%)

65

40

8

30

50

Enquêtes Fonio et Schaller, 2008 pour maïs et sorgho

Paille brûlée (%)

8

2

17

5

0

Enquêtes Fonio et Schaller, 2008 pour maïs et sorgho

Paille récoltée pour d’autres usages (%)

10

15

15

15

10

Enquêtes Fonio et Schaller, 2008 pour maïs et sorgho

Prix des produits (FCFA .kg-1)

150

165

133

76

69

Countrystat année 2007

1 teneur en N de l’engrais minéral : 0,15 kg N par kg de matière sèche

2 teneur en N de l’urée : 0,46 kg N par kg de matière sèche

 


 

Résultats

 

Zone semi-aride

Hormis pour le rendement et la marge brute qui sont inférieurs à ceux du sorgho, le fonio présente des résultats supérieurs au sorgho pour l’ensemble des indicateurs considérés (tableau 3). En effet, il présente une production plus constante au cours du temps, une efficience azotée supérieure et des émissions de GES inférieures à celles du sorgho.

 

Tableau 3: Tableau de synthèse pour la zone agro-écologique semi-aride

Piliers

Critères & Indicateurs

Fonio

Sorgho

Productivité

Rendement 2007 (kg.ha-1)

646

800

Marge-brute 2007 (FCFA.ha-1)

96 874

118 800

Adaptation

 

Résilience Coefficient de variation de la production annuelle de chaque culture de 1984 à 2011

0,28

0,32

Efficience azotée

8,52

1,47

Atténuation

Emissions GES totales (kg eq CO2)

112

160

 


 

Cela se traduit par une meilleure performance du fonio en termes d’adaptation et d’atténuation comparé au sorgho (figure 2, eq. 1).

 

 

 

Figure 2: Contribution du fonio et du sorgho à la transition vers des systèmes climato-intelligents en zone semi-aride avec A : Adaptation, P : Productivité , Att : Atténuation

 

 

Zone subhumide

En zone subhumide, le fonio présente de meilleurs résultats que le sorgho pour l’ensemble des indicateurs considérés hormis pour ce qui est des émissions de GES (tableau 4). Il présente de meilleurs résultats que le maïs pour l’ensemble des indicateurs hormis pour le rendement.

 

Tableau 4: Tableau de synthèse pour la zone agro-écologique subhumide

Piliers

Critères & Indicateurs

Fonio

Sorgho

Maïs

Productivité

Rendement 2007 (kg.ha-1)

550

420

1500

Marge-brute 2007 (FCFA.ha-1)

72094

 

18720

 

64956

 

Adaptation

 

Coefficient de variation de la production annuelle de chaque culture de 1984 à 2011

0,40

 

0,50

 

0,64

 

Efficience azotée

2,19

 

1,80

 

1,10

 

Atténuation

Emissions GES totales (kg eq CO2)

367

 

274

 

637

 

 


 

Cela se traduit par une meilleure performance du fonio en termes d’adaptation et d’atténuation comparé au maïs et en termes de productivité et d’adaptation comparé au sorgho (figure 3).

 

 

Figure 3: Contribution du fonio, sorgho, et maïs à la transition vers des systèmes climato-intelligents en zone subhumide, avec A : Adaptation, P : Productivité , Att : Atténuation.

 

Discussion-Conclusion

 

Cette étude montre que la culture de fonio longtemps délaissée par la recherche-développement au profit d’autres cultures céréalières présente un potentiel pour faire face aux enjeux du changement climatique malgré une plus faible productivité que le sorgho en zone semi-aride et que le maïs en zone subhumide.

L’évaluation des systèmes de production céréaliers sur la seule base de leur productivité (Akintoye et al., 1999 ; Azeez et al., 2006 ; Badu-Apraku et al., 2013 ; Ouédraogo et al., 2007 ; Sanon et al., 2014) peut conduire à sous-estimer le rôle du fonio en Afrique de l’Ouest. Déjà, Vall et al. (2011) montraient la nécessité de considérer le rôle du fonio dans la sécurité alimentaire des ménages pour comprendre son maintien au sein des systèmes de production malgré les contraintes importantes liées au temps de réalisation des activités de post-récolte. Ces auteurs montraient en outre que les paysans ont sélectionné de nombreux cultivars de fonio qui leur permettent de faire face à la variabilité climatique (on peut décider de semer des fonio à cycle court quand les greniers sont vides en juin-juillet). Il en est de même pour le sorgho dans ces zones (Sanon et al., 2014) ce qui donne un avantage supplémentaire à ces deux cultures en termes de résilience par rapport au maïs qui ne présente pas une aussi grande diversité de cultivars locaux.

Le concept d’agriculture climato-intelligente permet ainsi d’élargir la gamme des critères et indicateurs généralement utilisés pour évaluer les systèmes de culture et de production et d’analyser les synergies et tensions entre productivité, adaptation et atténuation.

Assurer la transition vers une agriculture durable et adaptée au changement climatique en Afrique de l’Ouest nécessite de réévaluer les pratiques locales et celles proposées par la recherche-développement sur la base de critères élargis. Une piste pour assurer une telle transition est de substituer les surfaces des cultures présentant les plus faibles performances au regard des piliers de l’agriculture climato-intelligente par des cultures telles que le fonio mais cela implique d’avoir recours à de la main d’œuvre supplémentaire pour conduire les activités de post-récolte (battage en particulier) qui représentent le goulot d’étranglement de cette culture ou de faciliter l’accès des producteurs à des équipements innovants (Cruz et al., 2011 ; Marouze et al., 2008) ainsi que d’améliorer sa productivité à travers des apports accrus de fumure organique et le désherbage précoce (Vall et al., 2011). Mais une seconde piste, s’inspirant des pratiques actuelles, est de faire coexister au sein des systèmes de production des cultures aux fonctions variées, chacune occupant une surface optimale lui permettant de contribuer aux piliers de l’agriculture climato-intelligente en tenant compte des enjeux spécifiques du producteur. La recherche doit co-construire des outils d’aide à la décision tels que des modèles de simulation ou des démarches comme celle utilisée dans cette étude (Andrieu et al., 2015) pour permettre aux producteurs de déterminer quelles seraient les surfaces optimales pour ces cultures et de piloter les tensions entre adaptation, atténuation et productivité à l’échelle de l’exploitation.

Plusieurs des calculs réalisés se basent sur des données de 2007, année où les enquêtes ont été réalisées auprès des producteurs. L’analyse de la base de données de CountryStat montre que les données de prix ou les rendements sont très variables d’une année à l’autre, en particulier pour le maïs, en témoigne l’indicateur d’adaptation utilisé dans cette étude. Nous aurions pu calculer les indicateurs de productivité et d’atténuation sur des données moyennes calculés sur de longues séries d’années, mais nous ne disposions pas de données relatives aux apports d’engrais ni à la gestion des résidus de culture sur de telles séries. Une telle analyse pourrait alors être envisagée comme outil de pilotage saisonnier tenant compte des fluctuations de prix et de rendement.

Comme dans toute analyse multicritère, l’exercice peut conduire au risque de multiplier les hypothèses pour estimer les indicateurs. Dans cette étude, nous avons fait le choix de retenir un nombre limité d’indicateurs pour éviter un tel biais. Nous avons également considéré que des compensations pouvaient avoir lieu entre indicateurs, compensations pouvant masquer l’effet prépondérant d’un facteur sur les autres. Corner-Dolloff et al. (2015) proposent de renseigner et de pondérer les indicateurs de l’agriculture climato-intelligente avec les acteurs de terrain afin à la fois de légitimer leur choix et de tenir compte des attentes spécifiques des populations locales. Cette étude exploratoire pourrait être améliorée dans ce sens en impliquant les producteurs dans la démarche d’évaluation des céréales.

La méthode ici utilisée pour évaluer le fonio pourrait aussi être appliquée à d’autres pratiques locales et cultures orphelines tels que le taro par exemple.

 

Remerciements 

Les auteurs remercient l’Union européenne pour son soutien financier au projet INCO Fonio n°015403, Amélioration de la qualité et de la compétitivité de la filière fonio en Afrique de l’Ouest (2006-2008) qui a permis de réaliser des enquêtes au Burkina Faso, au Mali et en Guinée et dont certains résultats sont utilisés dans cet article.


Références

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