Soil tillage practices and crops rotations effects on yields and chemical properties of a lixisol in Burkina Faso

Abstract

Objective: To improve soil chemical properties and crops productivity, this study was conducted from 2008 to 2015, on lixisoil in a research station, using reduced soil tillage and leguminous plant cover. Methodology and Results: Three soil tillage practices in main plot (T1 = no tillage with direct sowing, T2 = minimum tillage by soil scarifying with IR12 tool and T3 = conventional tillage with animals drawn plough) were compared and combined to four crops rotation systems, in a split-plot experimental design. Soil chemical characteristics and crops yields were evaluated. The results showed that tillage practices did not influence significantly the soil chemical properties, but soil organic matter contents, nitrogen, phosphorus and potassium were lower in conventional tillage plots (T3) compared to minimum tillage (T2) and no tillage (direct sowing). Rotations did not significantly influence nitrogen and soil organic matter contents, even the leguminous mucuna insertion in the rotation during three years. After 8 years, crops rotations improved significantly cotton (Gossypium hirsutum L.) and maize (Zea mays L.) yields. The yield increases were respectively +7, +23 and +43%, with one, two and three years of mucuna insertion into rotations. No tillage (direct sowing) and minimum tillage (scarifying with IR12) were as efficacy as conventional tillage on Mucuna and maize yields whereas cotton yield, with minimum tillage (T2) was significantly higher than no tillage (T1). Conclusion and application of results:The study showed that conventional tillage with mouldboard plough, appear to be the soil tillage practice, which led to soil properties degradation. Crops rotations with the use of leguminous mucuna allowed reducing soil N contents decreases. No tillage (direct sowing) and minimum tillage (scarifying with IR12) showed same efficacy with conventional tillage on cotton, maize and mucuna yields, which were improved after mucuna insertion into crops rotations. Therefore, tillage suppression or its reduction combined to one year leguminous cover plant insertion in rotation (mucuna-cotton-maize) could be used for crops diversification and sustainable productivity in cotton and cereals based production systems.

Pratiques paysannes de fertilisation du maïs et rotations culturales dans les exploitations à l’Ouest du Burkina Faso : quels effets sur les propriétés chimiques du sol et les rendements?

“…Les rotations culturales n'ont induit aucune différence significative sur les paramètres chimiques des sols, sauf sur le rapport C/N de la rotation coton-maïs dans les champs de case et champs de village. Koulibaly et al (2016) ont monté que les pratiques de rotations de cultures n'ont pas eu d'effets significatifs sur la teneur en matière organique et en azote du sol. De plus, ils ont observé une baisse de la teneur en matière organique du sol; y compris celle du pH eau surtout dans la rotation coton-maïs.…”

“…En effet, ces pratiques de fertilisation permettent de maintenir la fertilité des sols et d'améliorer le rendement des cultures. Les effets positifs des rotations coton-maïs sur les rendements des céréales dans la zone ouest ont été démontrés par Koulibaly et al (2016). Les travaux de Ouda et al (2018) et Borase et al (2020) ont également montré une amélioration de la fertilité des sols, et par conséquent des rendements de céréales dans les rotations céréales/légumineuses par rapport à la culture céréalière continue.…”

“…Il faut noter également la pauvreté originelle des sols du Burkina Faso en éléments nutritifs, notamment en phosphore et en matière organique, aggravée par leur mise en culture depuis de nombreuses années, sans une véritable stratégie de maintien ou d'amélioration de la fertilité par des amendements organiques (Bado et Bationo, 2018 ;Traoré et al, 2020). Malgré ces multiples contraintes, plusieurs options de gestion de la fertilité des sols basées sur les rotations culturales (Naitormbaide et al, 2010 ;Koulibaly et al, 2016 ;Ouandago et al, 2022), l'introduction des légumineuses dans les rotations, la gestion des résidus de cultures (Abdou et al, 2016 ;Koulibaly et al, 2017), l'utilisation combinée des engrais et de la fumure organique (Koulibaly et al, 2015), ont montré leur efficacité dans l'amélioration de la productivité des cultures et des sols. Malgré l'importance de l'apport des engrais minéraux et de la fumure organique sur la durabilité de la production agricole, la plupart des paysans n'apportent guère ou appliquent parfois des doses très faibles par rapport aux recommandations.…”

Effets des pratiques paysannes de fertilisation sur les caractéristiques chimiques d’un sol ferrugineux tropical lessivé en zone cotonnière à l’Ouest du Burkina Faso

“…Mason et al (2014) ont fait la synthèse de résultats obtenus dans la région semi-aride de l'Afrique de l'Ouest. En effet, plusieurs options de gestion de la fertilité des sols basées, entre autres, sur la rotation culturale (Koulibaly et al, 2016), l'introduction des légumineuses dans les rotations (Bado et al, 2012), la gestion des résidus de cultures (Koulibaly et al, 2010 ;Ouattara et al, 2011 ;Abdou et al, 2016 ;Koulibaly et al, 2017), l'utilisation combinée des engrais et de la fumure organique (Koulibaly et al, 2015 ;Akanza et al, 2016) et les aménagements antiérosifs (Zougmoré, 2003), ont montré leur efficacité dans l'amélioration de la productivité des cultures et des sols.…”