Comment concilier l'intensification de l'agriculture périurbaine à l'aide des intrants organiques et la préservation durable des agrosystèmes tropicaux ?

Le recyclage des produits residuaires organiques (PRO) en agriculture urbaine et periurbaine permet de reduire l'utilisation des engrais chimiques et d'ameliorer la fertilite des sols, mais induit des effets negatifs sur les agrosystemes en raison de la presence de contaminants tels que les elements traces metalliques (ETM). Ces contaminants peuvent s'accumuler dans les sols, impacter la qualite des cultures via le prelevement par les racines, ou polluer les eaux souterraines par lixiviation. Les objectifs de ce travail ont ete (i) de caracteriser les risques de pollution par quatre ETM (Zn, Cu, Pb et Cd) suite a des apports repetes de PRO dans deux agrosystemes periurbains de Dakar localises respectivement sur un Arenosol (sol sableux) et un Fluvisol (sol sablo-argilo-limoneux et moderement calcaire), et (ii) de mieux apprehender les mecanismes qui gouvernent la disponibilite, la biodisponibilite et la mobilite de ces ETM dans le systeme sols-eau-plante. L'approche multi-echelle utilisee est constituee d'une enquete diagnostique sur le terrain et des experimentations en conditions de laboratoire et de serre. L'enquete a permis de diagnostiquer les risques de contamination des sols par les ETM lies aux pratiques culturales dans les bassins maraichers de Pikine (sur Arenosol) et de Rufisque (sur Fluvisol). La speciation des ETM dans les sols et PRO a ete etudiee par la methode d'extraction chimique sequentielle. La disponibilite et la biodisponibilite des ETM dans les melanges sols-PRO incubes en conditions controlees ont ete mesurees respectivement par la technique DGT (Diffusive Gradient in Thin film) et un test biologique (RHIZOtest). La mobilite des ETM a ete etudiee en colonnes de sols. Pour ces experimentations, deux doses (20 et 60 T.ha -1 ) d'apport de boues de STEP et de fientes ont ete apportees sur les deux sols. L'etude diagnostique a revele une contamination en ETM des horizons de surface des sols pour les parcelles cultivees comparativement aux zones non cultivees. Les horizons agricoles de l'Arenosol sont plus contamines en ETM que ceux du Fluvisol en raison des pratiques culturales contrastees observees entre les deux bassins maraichers. Dans le bassin de Pikine, les productions des cultures a cycle court sont intensifiees sur de petites superficies (< 0,5 ha) avec un recours a l'utilisation dominante de boues de STEP et des eaux usees epurees. Par contre, dans le bassin de Rufisque, les productions des cultures a cycle long sur de grandes superficies (variant de 0,5 a 5 ha), dominent avec une utilisation preponderante des fientes de volailles et de fumiers divers. L'extraction chimique sequentielle des ETM dans les sols non fertilises a montre une abondance des fractions facilement disponibles pour Zn et Cd, tandis que Cu et Pb sont presents sous la forme de fractions plus stables, liees a la matiere organique (MO), aux oxyhydroxydes, et fraction residuelle. Le fractionnement chimique des ETM dans les PRO a revele une abondance des fractions facilement disponibles pour Zn et Cd dans les boues (72 et 60 % respectivement), et pour Zn et Pb dans les fientes (69 et 42 % respectivement). L'application des boues et fientes de volailles a augmente la disponibilite et la biodisponibilite des ETM dans l'Arenosol et le Fluvisol. Les plus fortes disponibilites et biodisponibilites en ETM ont ete induites par les boues appliquees a 60 T.ha -1 dans les deux sols. La disponibilite des ETM est plus importante dans l'Arenosol que dans le Fluvisol. Zn est l'ETM le plus disponible et biodisponible dans les deux sols. Ces resultats indiquent que la disponibilite des ETM depend fortement des proprietes physico-chimiques des sols (pH, teneurs en MO, argiles, carbonates et phosphates), du type et de la dose des PRO appliques, et de la speciation des ETM dans ces sols et ces PRO. La biodisponibilite des ETM depend non seulement des proprietes physico-chimiques des sols, mais aussi des processus rhizospheriques qui regulent le prelevement des ETM par la plante. Les apports repetes de boues de STEP et de fientes de volailles ont engendre de fortes accumulations d'ETM dans les couches superficielles des colonnes des deux sols etudies. Les quantites d'ETM lixivies vers les profondeurs sont faibles dans les deux sols. Toutefois, les flux d'ETM lixivies vers les profondeurs sont plus eleves dans l'Arenosol comparativement au Fluvisol. La Fiente appliquee a 60 T.ha -1 a induit la plus forte mobilite des ETM dans les deux sols. Ainsi, la mobilite des ETM dans les sols etudies depend fortement de la quantite du carbone organique dissous apporte par les PRO et des caracteristiques physico-chimiques des sols. Un traitement prealable comme le co-compostage des boues de STEP et des fientes de volailles avec des additifs inorganiques (la chaux par exemple) et une reglementation portant sur leur utilisation permettraient de reduire la contamination par les ETM de ces agrosystemes periurbains de Dakar. (Resume d'auteur)