# Effets du biochar sur les paramètres agronomiques de la culture du maïs (Zea mays) à Koumbia (Burkina Faso)

Malick S Ouattara

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

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Malick S Ouattara. Effets du biochar sur les paramètres agronomiques de la culture du maïs (Zea mays) à Koumbia (Burkina Faso). Agronomie. 2016. hal-05164016

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BURKINA FASO

Unité-Progrès-Justice

MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR, DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE ET DE L'INNOVATION (MESRSI)

UNIVERSITE POLYTECHNIQUE DE BOBO-DIOULASSO (UPB)

INSTITUT DU DEVELOPPEMENT RURAL (IDR)

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

RAPPORT DE STAGE DE FIN DE PREMIERE ANNEE

THEME : Effets du biochar sur les paramètres agronomiques de
la culture du maïs (Zea mays) à Koumbia (Burkina Faso)

Rapporté par OUATTARA Malick Sidiki

Maître de stage :

Dr Kalifa COULIBALY

Directeur de stage :

Pr Hassan Bismarck NACRO
Table des matières

<table><tr><td>Table des matières</td><td>2</td></tr><tr><td>Sigles et abréviations</td><td>4</td></tr><tr><td>Liste des tableaux</td><td>4</td></tr><tr><td>Liste des figures</td><td>4</td></tr><tr><td>Liste des photos</td><td>4</td></tr><tr><td>Résumé</td><td>5</td></tr><tr><td>Introduction générale</td><td>6</td></tr><tr><td>Chapitre I : Synthèse bibliographique</td><td>7</td></tr><tr><td>1.1 Généralités sur le biochar et le maïs</td><td>7</td></tr><tr><td>1.1.1 Généralités sur le biochar</td><td>7</td></tr><tr><td>1.1.2 Effets du biochar sur la fertilité du sol</td><td>8</td></tr><tr><td>1.1.3 Généralités sur le maïs</td><td>9</td></tr><tr><td>Chapitre II : Matériels et méthodes</td><td>10</td></tr><tr><td>2.1 Présentation de la zone d'étude</td><td>10</td></tr><tr><td>2.1.1 Situation géographique</td><td>10</td></tr><tr><td>2.1.2 Climat</td><td>10</td></tr><tr><td>2.1.3 Végétation</td><td>11</td></tr><tr><td>2.1.4 Pluviosité</td><td>11</td></tr><tr><td>2.1.5 Sols</td><td>12</td></tr><tr><td>2.1.6 Population</td><td>12</td></tr><tr><td>2.2 Matériels</td><td>13</td></tr><tr><td>2.2.1 Biochar</td><td>13</td></tr><tr><td>2.2.2 Matériel végétal</td><td>13</td></tr><tr><td>2.2.3 Fertilisants utilisés</td><td>13</td></tr><tr><td>2.3 Méthodes d'étude</td><td>15</td></tr><tr><td>2.3.1 Dispositif expérimental</td><td>15</td></tr></table>
<table><tr><td>2.3.2 Conduite de l'essai</td><td>16</td></tr><tr><td>2.3.3 Paramètres agronomiques mesurés</td><td>17</td></tr><tr><td>Chapitre III : Résultats et Discussion</td><td>19</td></tr><tr><td>3.1 Résultats</td><td>19</td></tr><tr><td>3.1.1 Effet du biochar sur la levée</td><td>19</td></tr><tr><td>3.1.2 Effet du biochar sur l'enherbement</td><td>20</td></tr><tr><td>3.1.3 Effet du biochar sur la croissance en hauteur</td><td>21</td></tr><tr><td>3.1.4 Effet du biochar sur l'humidité du sol</td><td>21</td></tr><tr><td>3.2 Discussion</td><td>23</td></tr><tr><td>3.2.1. Effet du biochar sur le taux de levée du maïs</td><td>23</td></tr><tr><td>3.2.2. Effet du biochar sur le niveau d'enherbement</td><td>23</td></tr><tr><td>3.2.3. Effet du biochar sur la croissance du maïs</td><td>23</td></tr><tr><td>3.2.4. Effet du biochar sur l'humidité du sol</td><td>24</td></tr><tr><td>Conclusion</td><td>25</td></tr><tr><td>Bibliographie</td><td>26</td></tr><tr><td>Annexe</td><td>29</td></tr></table>
## Sigles et abréviations

**BCR** Bloc Complètement Randomisé

**IDR** Institut du Développement Rural

**INSD** Institut National de la Statistique et de la Démographie

**JAS** Jour Après Semis

**NPK** Complexe engrais composé de : azote (N), phosphore (P), potassium (K)

**UPB** Université Polytechnique de Bobo-Dioulasso

**SDEDD** Secrétariat de la Direction de l'environnement et du Développement Durable

**FAO** Organisation des nations unies pour l'alimentation et l'agriculture

## Liste des tableaux

<table><tr><td>Tableau I : Composition des différents traitements</td><td>15</td></tr></table>

<table><tr><td>Tableau II : Echelle de notation de l'enherbement (MARNOTTE, 1984)</td><td>18</td></tr></table>

<table><tr><td>Tableau III : Taux de levée des traitements à 10 JAS</td><td>19</td></tr></table>

<table><tr><td>Tableau IV : Taux d'enherbement des traitements à 15, 30 et 60 JAS</td><td>20</td></tr></table>

<table><tr><td>Tableau V : Hauteurs moyennes des plantes à 15, 30 et 60 JAS</td><td>21</td></tr></table>

<table><tr><td>Tableau VI : Taux d'humidité du sol à 15, 30 et 60 JAS</td><td>22</td></tr></table>

## Liste des figures

<table><tr><td>Figure 1 : Localisation de la commune de Koumbia (PCD, 2014)</td><td>10</td></tr></table>

<table><tr><td>Figure 2: Evolution de la pluviométrie au cours des 10 dernières années dans la commune (Source : SDEDD Koumbia, Octobre 2014)</td><td>11</td></tr><tr><td>Figure 3 : Représentation du dispositif expérimental</td><td>16</td></tr></table>

## Liste des photos

<table><tr><td>Photo 1 : Biochar mis à sécher</td><td>7</td></tr></table>

<table><tr><td>Photo 2 : Four de pyrolyse du biochar</td><td>8</td></tr><tr><td>Photo 3 : Four de pyrolyse du biochar</td><td>8</td></tr></table>

<table><tr><td>Photo 4 : Biochar mis à sécher</td><td>13</td></tr><tr><td>Photo 5 : Four en activité</td><td>13</td></tr></table>

<table><tr><td>Photo 6 : Biochar intégré dans la parcelle C5</td><td>16</td></tr></table>
Résumé

La dégradation des sols cultivés du Burkina se ressent de plus en plus sur les rendements des cultures. Cela s'explique par un mauvais entretien du sol et les pratiques agricoles non adaptés. Afin de trouver des techniques pour une bonne production et une gestion durable des sols, une étude a été menée dans la commune rurale de Koumbia au Burkina, pour évaluer l'impact du biochar dans la culture du maïs. Un dispositif en Bloc Complètement Randomisé composé de sept (07) traitements constitués de biochar utilisé seul ou en combinaison avec de l'urée et/ou du NPK et répété cinq (05) fois, a été mis en place. Les résultats montrent que le biochar oppose une barrière mécanique au développement des adventices. Aussi, grâce à sa structure poreuse elle permet de maintenir un taux d'humidité de 2 à 3% supérieur aux traitements n'ayant pas reçu de biochar. Cependant, le biochar n'a pas eu d'effet sur la croissance des plantes. De tout cela nous pouvons dire que le biochar pourrait être une solution pour assurer la durabilité de nos systèmes de production. Cela va permettre de protéger et réhabiliter nos sols.

Mots clés : Biochar, Maïs, Burkina Faso
## Introduction générale

La majeure partie des pays africains n'ont pas encore atteint l'autosuffisance alimentaire. Cela s'explique par les faibles productions agricoles, la croissance de la population, l'appauvrissement des sols, les mauvaises pratiques culturales (COULIBALY, 2012). Au Burkina Faso, la production agricole baisse continuellement et on assiste aussi à un appauvrissement rapide des sols (DAO, 2014). L'agriculture burkinabè est essentiellement céréalière, et le maïs arrive en troisième position après le sorgho et le mil avec un rendement moyen de 3,7 t/ha en culture irriguée, et 1,5 t/ha en culture pluviale (FAO, 2012). Dans la partie ouest du pays, c'est la principale céréale produite.

De nos jours, diverses technologies sont proposées à travers des pratiques culturales pour capter le ruissellement, freiner l'érosion et améliorer la fertilité du sol (COULIBALY, 2012). Une grande partie de ces technologies sont couteuses et inaccessibles aux producteurs. A cela, s'ajoutent le coût élevé des intrants et une main d'œuvre de moins en moins disponible.

Pour la gestion de la fertilité des sols, des travaux ont montré que le charbon obtenu à base de résidus végétaux 'appelé "biochar", pouvait être enfoui dans le sol dans le but d'améliorer les paramètres physiques, chimiques et biologiques de ce sol. Le biochar permet une séquestration du carbone et améliore la biodisponibilité du phosphore (MENDES et al., 2015 ; BLANC, 2013).

La présente étude a été initiée pour comprendre dans le contexte de l'Ouest du Burkina Faso, les effets du biochar sur les paramètres agronomiques de la culture du maïs. L'objectif général est d'améliorer la productivité des sols du Burkina Faso, dans le contexte du changement climatique.

Compte tenu de la durée du stage, les objectifs spécifiques visaient à déterminer l'effet du biochar :

- sur le taux de levée du maïs ;

- sur le taux d'enherbement ;

- sur la croissance en hauteur de la plante ;

- sur l'humidité du sol.

Le présent rapport est structuré autour de trois chapitres : la synthèse bibliographique, les matériels et méthodes, et les résultats et discussion. Le rapport se termine par une conclusion.
## 1.1 Généralités sur le biochar et le maïs

### 1.1.1 Généralités sur le biochar

Le biochar est du charbon obtenu par la pyrolyse à haute température, de matériels tels que les déjections animales, les résidus de récoltes et forestiers. Le biochar contient une grande proportion de carbone (70-80% pour les biochar faits des résidus de bois), et ce carbone existe sous une forme qui est très résistante à la décomposition dans le sol. En effet, on parle d'un temps de séjour moyen de l'ordre de millénaires.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Photo 1 : Biochar mis à sécher**</figcaption></figure>

Le terme biochar est récent, cependant l'utilisation du charbon dans l'agriculture date de longues dates et étaient rencontrés dans la culture rizicole en Asie et en Amazonie, dans cette dernière région les sols contenant du charbon étaient appelés des « terra preta », (Scholz et al., 2014). Dans un contexte de changement climatique Scholz et al., (2014) soutiennent les bienfaits de l'utilisation du biochar sur l'environnement à travers la séquestration du carbone, mais aussi ils évoquent les volées économiques et social dont l'impact permet l'acceptabilité par les populations. Pour l'obtention du biochar la pyrolyse des matériels organiques se fait sans oxygène (LEHMANN, 2006), et à l'aide d'un four spécial conçu à cet effet. Plusieurs types de four sont disponibles allant de fabrications artisanales à celles industrielles.
<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>**Photo 2 : Four de pyrolyse du biochar**</figcaption></figure>

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>**Photo 3 : Four de pyrolyse du biochar**</figcaption></figure>

La durée d'une fournée varie de 25 minutes à 6 heures selon le type de four et le type de résidus. Les fours industriels ont une capacité plus grande et produisent beaucoup plus de biochar en une fournée que les traditionnels.

### 1.1.2 Effets du biochar sur la fertilité du sol

Des études ont montré que le biochar pouvait améliorer les paramètres physiques, chimiques et biologiques du sol, à savoir la séquestration du carbone atmosphérique, le phosphore bio-disponible (MENDES et al., 2015; BLANC, 2013). Il permet aussi de ramener le pH du sol vers la neutralité (LELE et al. 2015). Au Sénégal les études de BADJI (2011) montrent que le biochar agit directement ou indirectement sur la porosité et la capacité de rétention en eau, le ph et la rétention des nutriments, la biomasse microbienne et l'activité des microorganismes. Dans le cadre d'expériences en plein champ réalisé à Ouagadougou, les chercheurs ont comparé le rendement des sols enrichis en biochar avec celui de terres non traitées. Les salades poussant sur les zones fertilisées ont atteint un poids plus élevé (COMMODAFRICA, 2015). Au Congo l'application combinée d'engrais minéral et de biochar permet de quasiment doubler les quantités de manioc et tripler celles de maïs récoltée par ha par rapport au temoin ne recevant pas d'intrant, l'application du biochar s'est traduite par une augmentation importante du ph. Ce qui a dû s'accompagner par une meilleure disponibilité du phosphore, du calcium et du magnésium présent dans le sol. (LELE et al., 2016).

Au Sénégal les travaux de BADJI, (2011) ont montré que le biochar pourrait contenir des concentrations variées de cendres alcalines qui pourraient être facilement libérées et lessivées
dans le sol et atténuer sont acidité. Le biochar peut enrichir le sol en apportant des nutriments.
Il permet aussi une meilleure rétention des nutriments par le sol et peut servir aussi à
l'amélioration de ces propriétés biologiques et physiques (BADJI, 2011). Au Congo, les
travaux ont montré que l'action du biochar entrainait une fertilisation surprenante de 3 à 4 fois
sur les rendements (Biocharm project, 2010).

1.1.3 Généralités sur le maïs

Le maïs est une herbacée annuelle, à tallage faible ou même nul. Elle est une graminée monoïque qui présente de larges diversités morphologiques selon les variétés (PODA, 1979). Le maïs présente des racines de types fasciculées, aussi traçantes que plongeantes, et explorent un volume de plusieurs mètres cube de terre dont elles améliorent la structure. Les feuilles sont engainantes à nervures parallèles, alternées et larges. Le nombre des feuilles est variable en fonction des génotypes. Le limbe a une longueur d'environ 1 m avec une ligule à sa base. La tige est généralement unique et ronde, plus ou moins cannelée et présente des entre-nœuds presque cylindriques à diamètre d'environ 3 à 4 cm. Elle mesure généralement 1,5 à 2,5 m de hauteur, mais peut atteindre 4 m (PODA, 1979). Le maïs est cultivé dans de nombreuses régions (forêt équatoriale, savanes...), mais la zone climatique la plus propice est celle des savanes. La plante a besoin d'une pluviosité annuelle de 800 mm à 1200 mm, d'un ensoleillement important qui réduit le parasitisme, et d'une température de 10°C à 19°C. L'altitude ne doit pas dépasser 1800 m. C'est une plante allogame et monoïque. Un pied peu donner plusieurs épis, mais un seul atteint généralement son développement complet. Les réserves énergétiques représentent 80% à 84% du poids de la graine.

Au Burkina Faso, on estime les besoins en eau à environ 5,2-5,5 mm/jours jusqu'à la
floraison, 6 mm/jours de la période de floraison à la formation des grains et moins de 4
mm/jours après la formation des grains (HIEMA, 2005). Au Burkina Faso le maïs est la 3e
céréale la plus cultivée en terme de superficie avec plus de750 000 ha de surface cultivée,
essentiellement dans les régions des Hauts-Bassins et de la Boucle du Mouhoun. En 2014 la
production était estimée à 1 433 085 tonnes (SPHYTO, 2016). Le maïs est sensible aux
variations de la fertilité du sol. Il affectionne les sols riches en matière organique et en
éléments minéraux. Il est tolérant à l'acidité. En effet, il pousse sans inconvénient sur des sols
sains et profonds ayant un pH compris entre 5,5 et 7 (AHMADI et al., 2002).
## 2.1 Présentation de la zone d'étude

### 2.1.1 Situation géographique

L'étude a été menée à l'ouest du Burkina Faso dans la province du Tuy. Elle a été menée dans le village de Koumbia (située entre la latitude 12°42'20''Nord et la longitude 4°24'01''Est ; altitude 290 m), situé sur l'axe Bobo-Dioulasso - Ouagadougou (route nationale N°1), à 33 km au Sud-Ouest de Houndé (commune urbaine de la province) et à 67 km à l'Est de Bobo-Dioulasso (Carte 1).

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>**Figure 1 : Localisation de la commune de Koumbia (PCD, 2014)**</figcaption></figure>

### 2.1.2 Climat

La commune de Koumbia est caractérisée par un climat de type soudanien, marqué par deux grandes saisons : une saison humide de 6 à 7 mois allant de Mai à Octobre/Novembre et une saison sèche qui s'étend sur 5 à 6 mois (Novembre/Décembre à Avril). Les températures moyennes annuelles sont comprises entre 25°C et 30°C avec une amplitude thermique relativement faible de 5°C (PCD, 2014).
### 2.1.3 Végétation

Les formations végétales de la province sont constituées de savanes arbustives et de savanes boisées (Blanchard, 2006). Il s'agit le plus souvent de formation secondaire résultant de l'action de l'homme et du feu. On note l'existence d'une forêt claire (la Mou) au niveau du village étudié et de plusieurs forêts galeries le long des cours d'eau. Les espèces ligneuses les plus fréquentes dans cette zone sont : Parkia biglobosa, Detarium microcarpum, Anogeissus leiocarpus, Khaya senegalensis, Faidherbia albida, Annus paradoxum, Adansonia digitata, Afzelia africana, Trichilia emetica, Diospyros mespiliformis, Bombax costatum, Cassia spp, Lannea acida, Mitragyna inermis (Blanchard, 2006).

Le tapis herbacé y est très abondant et largement exploité par les éleveurs. Les espèces les plus rencontrées sont : Pennisetum pedicellatum Trin., Eragrostis tremula Lam., Andropogon spp.

### 2.1.4 Pluviosité

La commune est relativement bien arrosée avec une pluviosité moyenne annuelle variant entre 800 mm et 900 mm. Les données pluviométriques des dix (10) dernières années de la commune montrent une évolution en dents de scie des quantités d'eau recueillies (Figure 2).

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>**Figure 2: Evolution de la pluviométrie au cours des 10 dernières années dans la commune**

(Source : SDEDD Koumbia, Octobre 2014)</figcaption></figure>
### 2.1.5 Sols

Les sols rencontrés dans la zone sont en majorité de type ferrugineux tropical lessivé et peu lessivé (30 % du territoire provincial), riches en dioxyde de fer, de couleur rouille et à valeur agronomique moyenne. On rencontre également des sols bruns eutrophes (15 % du territoire provincial) riches en éléments alcalins et de bonne qualité pour l'agriculture ; des sols gravillonnaires qui sont un peu partout sur le territoire provincial et d'une valeur agronomique faible ; des sols sablo-argileux (moins 15 % de l'espace cultivable) ; et des sols hydromorphes sur les vallées des cours d'eau (BOULET et LEPRUN, 1969 ; BUNASOLS, 1985). Les cuirasses ferrugineuses et les affleurements de roches occupent 20% du territoire de la province (BADOLO, 2009). Ils sont impropres à l'agriculture. Les terres cultivables représentent 50% du territoire et sont caractérisées par leurs teneurs très faibles en carbone, phosphore et azote et leur structure fragile (LOMPO et al., 2007).

### 2.1.6 Population

Au recensement de 2006, la province du Tuy comptait 224 159 habitants et avait une densité de l'ordre de 39,8 habitants/km² (INSD, 2009). Selon la projection de l'INSD (2009), cette population devrait atteindre le nombre de 356 704 habitants à l'horizon 2020. De nos jours, la densité de la population est de 50,6 habitants/km². Cette forte densité de la population a entrainé une forte pression sur les ressources naturelles. Les principales ethnies sont les Bwaba, les Mossi et les Peuhls. La population active pratique principalement l'agriculture, et secondairement l'élevage (ANDRIEU, 2009):

- les agriculteurs (70 %) cultivent le coton destiné à la vente, et les céréales pour la consommation familiale. 70 % d'entre eux possèdent des animaux de trait ;

- les éleveurs (10 %) cultivent des céréales pour l'autoconsommation, mais tirent leur revenu des troupeaux de ruminants ;

- les agro-éleveurs (20 %) forment un type émergent issu de la sédentarisation des éleveurs ou de l'acquisition de cheptel par les agriculteurs pour diversifier les sources de revenus. Les activités secondaires de la population concernent le commerce, l'artisanat, la pêche et la chasse.
## 2.2 Matériels

### 2.2.1 Biochar

Le biochar a été obtenu en faisant la pyrolyse de résidus de coton qui ont été recueillis dans la zone de Koumbia. Les résidus ont d'abord été hachés en petits morceaux d'environ 30 cm de longueur, puis placés dans des fours conçus à cet effet pour être brûlés. Entre 10 et 12 kg de résidus de coton ont été placés dans le four, et chaque fournée a duré 30 mn en moyenne ; l'arrêt de la combustion s'est fait avec de l'eau. A la fin de la pyrolyse et après séchage, une quantité de 2 à 3 kg de biochar a été obtenue par fournée.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Photo 4 : Biochar mis à sécher</figcaption></figure>

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Photo 5 : Four en activité</figcaption></figure>

### 2.2.2 Matériel végétal

Le matériel végétal utilisé au cours de l'étude était le maïs (variété SR21). Cette variété a des grains de couleur blanche de type corné-denté, un cycle de 95 jours, avec un rendement potentiel de 5,1 t/ha (SANOU, 2009). Elle s'adapte aux zones ayant une pluviosité comprise entre 900 et 1200 mm d'eau/an.

Les semences de maïs ont été fournies par le producteur chez qui l'essai a été installé.

### 2.2.3 Fertilisants utilisés

La matière organique provenant d'excréments de mouton d'une quantité de deux (02) charretées (5t/ha) a été épandue de façon homogène sur tout le dispositif expérimental avant les semis.
Les fertilisants minéraux à savoir le complexe NPK (15-15-15) et l'Urée (46% d'azote) ont été utilisés à des quantités variables suivant les traitements soient 0, 100 et 150 kg/ha pour le NPK, puis 0 et 50 kg/ha pour l'Urée. Ils ont été achetés sur le marché local de Bobo-Dioulasso.
## 2.3 Méthodes d'étude

### 2.3.1 Dispositif expérimental

Le dispositif expérimental utilisé est un Bloc Complètement Randomiser (BCR). Aucune hétérogénéité majeure n'a été observée sur la parcelle. Le coté du dispositif mesurant 28 m se trouve dans la direction Nord-Sud. Le dispositif est composé de 7 traitements répétés chacun 5 fois (Tableau I) :

- Traitement A : biochar (1 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement B : biochar (1 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement C : biochar (3 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement D : biochar (3 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement E : biochar (0 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement F : biochar (0 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement G : biochar (0 kg/m²) + NPK (0 g/m²) + urée (0 g/m²).

<table><caption>Tableau I : Composition des différents traitements</caption><thead><tr><th>traitement</th><th>Type M.O</th><th>Culture</th><th>Dose Biocharon (Kg/m²)</th><th>Dose de NPK</th><th>Dose de NPK (g/m²)</th><th>Dose d'urée (g/m²)</th><th>Nombre de répétitions</th><th>Surface totale des parcelles par traitement (m²)</th><th>Quantité Totale de NPK (g)</th><th>Quantité Totale d'Urée (g)</th><th>Quantité totale de biochar (Kg)</th></tr></thead><tbody><tr><td>A</td><td rowspan="2">Cotton</td><td rowspan="2">Mais</td><td rowspan="2">1</td><td rowspan="2">DV</td><td rowspan="2">15</td><td rowspan="2">5</td><td rowspan="2">5</td><td rowspan="2">40</td><td rowspan="2">600</td><td rowspan="2">200</td><td rowspan="2">40</td></tr><tr><td>B</td><td>1</td><td>DR</td><td>10</td><td>5</td><td>5</td><td>40</td><td>400</td><td>200</td><td>40</td></tr><tr><td>C</td><td rowspan="2">Cotton</td><td rowspan="2">Mais</td><td rowspan="2">3</td><td rowspan="2">DV</td><td rowspan="2">15</td><td rowspan="2">5</td><td rowspan="2">5</td><td rowspan="2">40</td><td rowspan="2">600</td><td rowspan="2">200</td><td rowspan="2">120</td></tr><tr><td>D</td><td>3</td><td>DR</td><td>10</td><td>5</td><td>5</td><td>40</td><td>400</td><td>200</td><td>120</td></tr><tr><td>E</td><td rowspan="2">TEMOINS</td><td rowspan="2">Mais</td><td rowspan="2">0</td><td rowspan="2">DV</td><td rowspan="2">15</td><td rowspan="2">5</td><td rowspan="2">5</td><td rowspan="2">40</td><td rowspan="2">600</td><td rowspan="2">200</td><td rowspan="2">0</td></tr><tr><td>F</td><td>0</td><td>DR</td><td>10</td><td>5</td><td>5</td><td>40</td><td>400</td><td>200</td><td>0</td></tr><tr><td>G</td><td rowspan="2">TEMOINS</td><td rowspan="2">Mais</td><td rowspan="2">0</td><td rowspan="2">0</td><td rowspan="2">0</td><td rowspan="2">0</td><td rowspan="2">5</td><td rowspan="2">40</td><td rowspan="2">0</td><td rowspan="2">0</td><td rowspan="2">0</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody><tfoot><tr><td colspan="5"></td><td colspan="2">Somme</td><td>35</td><td>280</td><td>3000</td><td>1200</td><td>320</td></tr></tfoot></table>

DV : Dose Vulgarisée

DV : Dose Régularisée

Les dimensions de chaque parcelle élémentaire étaient de 4 m × 2 m chacune, soit 8 m². Les distances entre les blocs étaient de 1 m et celles entre les parcelles élémentaires étaient aussi de 1 m (Figure 3).
<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>**Figure 3 : Représentation du dispositif expérimental**</figcaption></figure>

## 2.3.2 Conduite de l'essai

Un labour suivi de la délimitation des parcelles a été fait le 14 juin 2016, puis le biochar a été enfouis au sol le 15 juin 2016 à des doses différentes selon les traitements. L'application de la fumure organique a été effectuée le 21 juin 2016, suivi des semis avec deux à trois graines par poquet et trois lignes par parcelles. Le démariage et l'apport de NPK sous les plantules ont été réalisés 14 jours après les semis (JAS) ; l'Urée a été apportée à 30 JAS. On a ensuite fait le buttage. La récolte a eu lieu 130 JAS.

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>**Photo 6 : Biochar intégré dans la parcelle C5**</figcaption></figure>
### 2.3.3 Paramètres agronomiques mesurés

Les paramètres agronomiques qui ont été mesurés sont : le taux de levée à 7 JAS, le taux d'enherbement des parcelles à 15, 30 et 60 JAS, la hauteur des plantes 15, 30 et 60 JAS et le taux d'humidité du sol 15, 30 et 60 JAS.

* **Taux de levée**

Pour le calcul du taux de levée, nous avons effectué le rapport du nombre de graines germées sur le nombre total de individuellement. Le taux de levée a alors été calculé selon la formule suivante :

$$ \text{Taux de levée} = \frac{\text{Nombre de poquets germés}}{\text{Nombre total de poquets}} $$

* **Humidité du sol**

Pour le calcul de ce paramètre, nous avons effectué des prélèvements de sol de 200 g à des profondeurs de 0-20 cm dans chacune des parcelles, puis pris le poids frais. Ces échantillons ont ensuite été placés à l'étuve à 105°C pendant 24h, puis le poids sec pris. Le taux d'humidité a alors été calculé selon la formule suivante :

$$ \text{Humidité (\%)} = \frac{\text{Poids frais du sol} - \text{Poids sec du sol}}{\text{Poids sec du sol}} \times 100 $$

* **Hauteur des plantes**

La hauteur des plantes (en cm) est mesurée à l'aide d'un ruban métrique du collet jusqu'à la pointe de la dernière feuille supérieure. Les données ont été recueillies sur les pieds de la parcelle utile.

* **Enherbement**

Pour évaluer l'enherbement, nous avons utilisé un cadrant de un mètre carré disposé suivant la diagonale de façon aléatoire à trois reprises, et nous avons attribué des notations suivant l'échelle de MARNOTTE (1984).
<table><caption>Tableau II : Echelle de notation de l'enherbement (MARNOTTE, 1984)</caption><thead><tr><td></td><td>p.100</td><td>Recouvrement</td></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>1</td><td>espèce présente, mais rare</td></tr><tr><td>2</td><td>7</td><td>moins d'un individu par m²</td></tr><tr><td>3</td><td>15</td><td>au moins un individu par m²</td></tr><tr><td>4</td><td>30</td><td>30 % de recouvrement</td></tr><tr><td>5</td><td>50</td><td>50 % de recouvrement</td></tr><tr><td>6</td><td>70</td><td>70 % de recouvrement</td></tr><tr><td>7</td><td>85</td><td>recouvrement assez fort</td></tr><tr><td>8</td><td>93</td><td>très peu de sol apparent</td></tr><tr><td>9</td><td>100</td><td>recouvrement total</td></tr></tbody></table>
## 3.1 Résultats

### 3.1.1 Effet du biochar sur la levée

Les résultats concernant la variation du taux de levée sont donnés dans la figure 4. Les traitements ayant reçu du biochar ne sont pas significativement différents des témoins. Les résultats montrent que les taux de levée varient de 94,1% à 98,9 %. Le meilleur taux de levée (989%) a été obtenu avec le traitement F (biochar (0 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²) suivit des traitements G (biochar (0 kg/m²) + NPK (0 g/m²) + urée (0 g/m²) et E (biochar (0 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²) : respectivement 97,6% et 96,5%. Le plus faible taux de levée a été observé avec le traitement C (94%). Le constat est que les parcelles témoins E, F, G qui n'ont pas reçus de biochar ont les taux de levée les plus élevées.

<table><caption>Tableau III : Taux de levée des traitements à 10 JAS</caption><thead><tr><th>Traitements</th><th>Taux de levée 10JAS(%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>A</td><td>94,7</td></tr><tr><td>F</td><td>98,9</td></tr><tr><td>G</td><td>97,6</td></tr><tr><td>D</td><td>97,0</td></tr><tr><td>C</td><td>94,1</td></tr><tr><td>B</td><td>96,1</td></tr><tr><td>E</td><td>96,5</td></tr><tr><td>ddl</td><td>6</td></tr><tr><td>Pr > F</td><td>0,155</td></tr><tr><td>Significatif</td><td>NS</td></tr></tbody></table>

NB : Les traitements du même groupe d'histogramme affectés de la même lettre ne sont pas significativement différents au seuil de 5%. NS= Non Significatif ; ddl=degré de liberté.

- Traitement A : biochar (1 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement B : biochar (1 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement C : biochar (3 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement D : biochar (3 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement E : biochar (0 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement F : biochar (0 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement G : biochar (0 kg/m²) + NPK (0 g/m²) + urée (0 g/m²).
### 3.1.2 Effet du biochar sur l'enherbement

La variation du taux d'enherbement en fonction des différents traitements est donnée dans le tableau III. Ces résultats montrent des différences significatives les 15ᵉ et 30ᵉ JAS entre les traitements contenant du biochar et les témoins. Les résultats obtenus le 60ᵉ JAS ne sont pas significativement différents au seuil de 5%. Cependant on constate que l'enherbement était moins prononcé dans le traitement D avec 8,6%, 18% de taux de couverture, respectivement les 15ᵉ et 30ᵉ JAS, le traitement C 60 JAS avec 7%. L'enherbement le plus prononcé a toujours été observé dans le traitement G (biochar (0 kg/m2) + NPK (0 g/m2) + urée (0 g/m2) avec 15%,30% et 10,2% aux mêmes périodes. Les traitements n'ayant pas reçu de biochar à savoir E, F, G étaient soit enherbés autant ou plus que ceux ayant reçus du biochar.

<table><caption>Tableau IV : Taux d'enherbement des traitements à 15, 30 et 60 JAS</caption><thead><tr><th></th><th>Enherbement 15 JAS(%)</th><th>Enherbement 30 JAS(%)</th><th>Enherbement 60 JAS(%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>A</td><td>13,4 ab</td><td>27,0 ab</td><td>10,2</td></tr><tr><td>B</td><td>10,2 bc</td><td>21,0 bc</td><td>08,6</td></tr><tr><td>C</td><td>08,6 c</td><td>27,0 ab</td><td>07,0</td></tr><tr><td>D</td><td>08,6 c</td><td>18,0 c</td><td>08,6</td></tr><tr><td>E</td><td>08,6 c</td><td>18,0 c</td><td>08,6</td></tr><tr><td>F</td><td>13,4 ab</td><td>18,0 c</td><td>08,6</td></tr><tr><td>G</td><td>15,0 a</td><td>30,0 a</td><td>10,2</td></tr><tr><td>ddl</td><td>6</td><td>6</td><td>6</td></tr><tr><td>Pr > F</td><td>0,017</td><td>0,017</td><td>0,820</td></tr><tr><td>Significatif</td><td>S</td><td>S</td><td>NS</td></tr></tbody></table>

NB : Les traitements du même groupe d'histogramme affectés de la même lettre ne sont pas significativement différents au seuil de 5%. NS= Non Significatif ; S= Significatif ; ddl=degré de liberté

- Traitement A : biochar (1 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement B : biochar (1 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement C : biochar (3 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement D : biochar (3 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement E : biochar (0 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement F : biochar (0 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement G : biochar (0 kg/m²) + NPK (0 g/m²) + urée (0 g/m²).
### 3.1.3 Effet du biochar sur la croissance en hauteur

L'évolution de la hauteur des plants est donnée dans le Tableau IV. Ces résultats montrent qu'il n'y a pas de différences significatives entre les traitements et par rapport aux témoins à 15, 30 et 60 JAS. Mais on constate que les plus fortes hauteurs le 15ᵉ et 30ᵉ JAS sont rencontrées dans le traitement A (24,53 cm et 63,71 cm) et plus faibles dans le traitement B (19,97 cm) et G (54,93 cm) pour les mêmes périodes. A 60 JAS, la hauteur moyenne des plantes est plus forte pour les traitements A (263,67 cm) et F (268 cm), et plus faibles hauteurs pour les traitements D (243,22 cm) et E (242,92 cm).

<table><caption>Tableau V : Hauteurs moyennes des plantes à 15, 30 et 60 JAS</caption><thead><tr><th>Traitements</th><th>Hauteurs moyennes des plantes 15JAS (cm)</th><th>Hauteurs moyennes des plantes 30JAS (cm)</th><th>Hauteurs moyennes des plantes 60JAS (cm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>A</td><td>24,53</td><td>63,71</td><td>263,66</td></tr><tr><td>B</td><td>19,97</td><td>60,11</td><td>255,33</td></tr><tr><td>C</td><td>22,95</td><td>60,26</td><td>248,00</td></tr><tr><td>D</td><td>23,40</td><td>62,51</td><td>243,22</td></tr><tr><td>E</td><td>18,62</td><td>58,45</td><td>242,91</td></tr><tr><td>F</td><td>21,62</td><td>62,33</td><td>268,00</td></tr><tr><td>G</td><td>20,53</td><td>54,93</td><td>246,44</td></tr><tr><td>ddl</td><td>6</td><td>6</td><td>6</td></tr><tr><td>Pr > F</td><td>0,100</td><td>0,639</td><td>0,287</td></tr><tr><td>Significatif</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr></tbody></table>

NB : Les traitements du même groupe d'histogramme affectés de la même lettre ne sont pas significativement différents au seuil de 5%. NS= Non Significatif ; ddl=degré de liberté

- Traitement A : biochar (1 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement B : biochar (1 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement C : biochar (3 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement D : biochar (3 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement E : biochar (0 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement F : biochar (0 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement G : biochar (0 kg/m²) + NPK (0 g/m²) + urée (0 g/m²).

### 3.1.4 Effet du biochar sur l'humidité du sol

Les résultats ne sont pas significativement différents entre les traitements et par rapport aux témoins. Les traitements pour lesquels l'humidité du sol ont été les plus faibles sont B (8,1%), F (5,7%) et G (10,9%) respectivement pour les 15ᵉ, 30ᵉ et 60ᵉ JAS. Les traitements pour
lesquels l'humidité du sol ont été les plus élevés sont C (10,1%), D (8,2%) et G (28,1%) respectivement pour les 15e, 30e et 60e JAS. Le taux d'humidité a varié de 1% à 2% pour les périodes de 15, 30 et 60 JAS. Nous avons observé que le traitement F à 60 JAS avait un taux d'humidité très différents des autres traitements.

<table><caption>**Tableau VI : Taux d'humidité du sol à 15, 30 et 60 JAS**</caption><thead><tr><th>Traitements</th><th>Humidité du sol 15JAS(%)</th><th>Humidité du sol 30JAS(%)</th><th>Humidité du sol 60JAS(%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>A</td><td>08,6</td><td>06,8</td><td>11,2</td></tr><tr><td>B</td><td>08,1</td><td>07,5</td><td>11,4</td></tr><tr><td>C</td><td>10,1</td><td>06,9</td><td>12,4</td></tr><tr><td>D</td><td>09,8</td><td>08,2</td><td>11,1</td></tr><tr><td>E</td><td>08,2</td><td>05,9</td><td>11,1</td></tr><tr><td>F</td><td>08,5</td><td>05,7</td><td>28,1</td></tr><tr><td>G</td><td>08,6</td><td>06,9</td><td>10,9</td></tr><tr><td>ddl</td><td>6</td><td>6</td><td>6</td></tr><tr><td>Pr > F</td><td>0,192</td><td>0,457</td><td>0,444</td></tr><tr><td>Significatif</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr></tbody></table>

NB : Les traitements du même groupe d'histogramme affectés de la même lettre ne sont pas significativement différents au seuil de 5%. NS= Non Significatif ; ddl=degré de liberté

- Traitement A : biochar (1 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement B : biochar (1 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement C : biochar (3 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement D : biochar (3 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement E : biochar (0 kg/m²) + NPK (15 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement F : biochar (0 kg/m²) + NPK (10 g/m²) + urée (5 g/m²);

- Traitement G : biochar (0 kg/m²) + NPK (0 g/m²) + urée (0 g/m²).
## 3.2 Discussion

### 3.2.1. Effet du biochar sur le taux de levée du maïs

Les résultats ont montré que dans les parcelles amendées avec le biochar, les taux de levée étaient les plus faibles (de 94,1% à 97,0%). Cependant les résultats obtenus ne sont pas significativement différents par rapport aux témoins. Des résultats similaires ont été obtenus par FREE et al. (2010) qui ont montré que le biochar n'avait pas d'influence sur la germination des graines de maïs. Des résultats contraires ont cependant aussi été reportés. En effet, les travaux de ROGOVSKA et al. (2012), ont montré que le biochar avait réduit de 6% le taux de germination du maïs. Nos travaux n'ayant porté que sur une seule campagne agricole, il n'est pas possible de tirer des conclusions. Toutefois, compte tenu du fait que les taux de levée obtenus sont supérieurs à 85% qui est le seuil pour de bonne semence (AGROBIO, 2013), nous pouvons relever l'absence d'effet du biochar sur la levée du maïs.

### 3.2.2. Effet du biochar sur le niveau d'enherbement

Les résultats de l'enherbement des parcelles nous montrent que les traitements avec biochar sont en général moins enherbés que les parcelles témoins. Les résultats obtenus les 15e JAS et 30e JAS montrent des différences significatives entre les traitements ayant reçu du biochar et les témoins. Nos résultats vont dans le même sens que ceux de NAISSE (2014) qui a montré que le biochar permet d'éliminer les adventices et leurs graines. Le biochar pourrait donc constituer une barrière mécanique au développement des adventices. Cependant les résultats entre les traitements ne sont pas significativement différentes le 60e JAS, cela s'expliquerait par le fait que les cultures étant assez grand et développer leurs fortes compétitivités ne permet pas le développement des adventices.

### 3.2.3. Effet du biochar sur la croissance du maïs

Les résultats sur la hauteur des plantes sont assez variés dans les différents traitements : les plus hautes et les plus basses se retrouvent dans les traitements avec biochar mais aussi dans les traitements témoins. Cependant les résultats ne sont pas significativement différents entre les traitements et par rapport aux témoins. De ces résultats nous ne pouvons pas nous prononcer sur l'effet du biochar pour ce paramètre. Des résultats controversés sont donnés
dans la littérature. En effet, si TIAN *et al.* (2012) ont trouvé que le biochar permettait une croissance plus poussée des plantes, PETRUCELLI *et al.* (2013) ont trouvé par contre que le biochar avait une influence négative sur la croissance des plantes.

### 3.2.4. Effet du biochar sur l'humidité du sol

Les taux d'humidités des sols ne sont pas significativement différents dans les parcelles ayant reçu du biochar et dans les parcelles témoins. Cependant, le biochar mis en place favoriserait l'infiltration en diminuant la vitesse de ruissellement des eaux. Les travaux de BADJI (2011) nous rapportent que le biochar peut agir sur la capacité de rétention en eau. Cette affirmation est soutenue par BRODOWSKI et al. (2006) et LIANG et al. (2006) qui disent que le biochar ayant une structure poreuse, cela lui confère des propriétés d'absorption et de rétention en eau. Nos résultats pourraient s'expliquer par la forte pluviosité à cette période ne permettant pas d'avoir des échantillons de sol ou la percolation est terminée.
Conclusion

Notre étude visait à déterminer l'effet du biochar sur la production du maïs dans la commune rurale de Koumbia. On peut retenir que le biochar permet la rétention de l'eau dans le sol ce qui permettrait une plus grande disponibilité de celle-ci pour les cultures. Les résultats montrent aussi que le biochar freine le développement des adventices. Le biochar n'a pas eu un effet important sur le taux de levée et la croissance du maïs. Ces résultats, bien que préliminaires, ouvrent des perspectives de recherche sur le biochar dans le contexte du Burkina Faso. Les travaux doivent donc se poursuivre pour :

- voir l'effet du biochar issu de différents types de matières organiques sur le sol et les cultures ;

- évaluer l'impact à long terme du biochar sur le sol et les cultures ;

- évaluer l'effet du biochar sur la qualité de l'environnement.
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# Annexe

**Annexe 1** : Fiche technique de la variété du maïs SR 21 (SANOU, 1993)

**Dénomination** : Streak Resistant n° 21 (SR 21)

**Synonyme** : EV 8421 SR

**Origine génétique** : Blanco cristallino

**Origine géographique** : Ibadan, Nigéria (IITA)

**Type variétal** : Variété composite

## Caractères agro-morphologiques :

- Cycle semis-floraison mâle : 59 jours après semis

- Cycle semis-maturité : 95 jours en grain

- Hauteur de la plante : 180 cm

- Hauteur d'insertion de l'épi : 90 cm

- Résistance à la verse : Bonne

- Résistance à la casse : Bonne

- Maladies et ennemis des cultures :

- Helminthosporiose : Tolérante

- Rouille : Tolérante

- Viroses : Résistante

- Foreurs : non testée

- Insectes de stock : Test en cours

- Striga : Test en cours

## Caractères du grain :

- Couleur : Blanc

- Texture : Semi-corné

## Semis :

- Période : Juin – 15 Juillet, après 20 mm de pluie

- Dose : 20-25 kg/ha à 3 graines/poquet

- Ecartement : 0,80 m entre les lignes et 0,40 m entre les poquets

0,80 m entre les lignes et x 0,30 m entre les poquets (Pour le fourrage)

**Densité finale** : 62 500 plantes/ha ; 83 333 plantes/ha pour le fourrage

**Démariage** : démarier à 2 plantes/poquet entre le 15ème et le 20ème jour après semis

**Fumure** : 200 kg/ha de NPK à appliquer du semis au 15ème jour après semis et
100 kg/ha d'Urée à fractionner en deux et appliquer au 30ème et 40ème JAS.

Rendement : 5,1 t/ha

Utilisation :

· Humaine : Tô, couscous, bouillie, maïs à griller

· Animale : Fourrage, grain

· Industrielle : Semoulerie

Vocation :

- aire de culture : * Pluviométrie à 900 mm

* Périmètres irrigués

- intensification : * Agriculture semi intensive

* Agriculture intensive

Points forts de la variété :

· Résistance au virus de la striure du maïs

· Potentialités de rendement élevées

· Adaptation à l'intensification de la culture

Points faibles de la variété :

· Exige de bonnes conditions de culture

Caractéristiques de l'épi

· Longueur moyenne de l'épi : 16,17cm

· Nombre moyen de rangs de grain par épi : 14

· Nombre de grains par rang : 38

· Nombre de grains par épi : 552
<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Annexe 2 : Four pour la fabrication du biochar</figcaption></figure>
<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Annexe 2 : Biochar mis à sécher</figcaption></figure>
<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Annexe 4 : Biochar intégrer dans la parcelle C5</figcaption></figure>
<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Annexe 5 : Four pour la fabrication du biochar</figcaption></figure>
Annexe 6 : Four en activité

<figure><img src="image_16.png" /></figure>