title: Contribution of agroforestry systems to sustainable cereal production in Sudano-Sahelian West Africa
Creators: name: Fané, Siriki
Publisher: name: KOBRA Universität Kassel
Year: 2025
Subjects: subject: arid zone
subject: biodiversity conservation
subject: climate smart agriculture
subject: land management
subject: nutrient cycling
subject: soil fertility
subject: Bodenfruchtbarkeit
subject: Klimafreundliche Landwirtschaft
subject: Erhaltung der biologischen Vielfalt
subject: Landmanagement
subject: Nährstoffkreislauf
subject: Trockenzone
subject: agriculture climato-intelligente
subject: conservation de la biodiversité
subject: cycle des nutriments
subject: fertilité des sols
subject: gestion des terres
subject: zone aride
classificationCode: 630
subject: 630
classificationCode: Westafrika
subject: Westafrika
classificationCode: Sahel
subject: Sahel
classificationCode: Trockengebiet
subject: Trockengebiet
classificationCode: Biodiversität
subject: Biodiversität
classificationCode: Agroforstwirtschaft
subject: Agroforstwirtschaft
classificationCode: Klimaänderung
subject: Klimaänderung
classificationCode: Landnutzung
subject: Landnutzung
classificationCode: Nährstoffkreislauf
subject: Nährstoffkreislauf
classificationCode: Bodenfruchtbarkeit
subject: Bodenfruchtbarkeit

description: <p>Agriculture and the exploitation of forest resources are the main economic activities of people in the Sahelian region. Because the majority of the Sahelian population relies on forest resources for its livelihoods, population pressure is leading to overexploitation. As a result, the Sahel has one of the highest deforestation rates in the world. To address this situation, agroforestry practices, which are known to conserve biodiversity, sequester carbon (C), and maintain soil fertility, are being promoted in many parts of the Sahel. Despite numerous benefits, adoption of such practices by farmers in the region remains limited. This thesis aims to apprehend the determinants of agroforestry system adoption (Chapter 2), to investigate how distance from the village influences parklands’ floristic diversity (Chapter 3), and to evaluate leaf decomposition and nutrient release patterns of commonly used trees and shrubs in Sahelian parklands (Chapter 4). Chapter 2 analyzes farmers’ socioeconomic characteristics and farm management practices influencing the adoption of agroforestry technologies at the Koulikoro and Saria research sites in the Sudano-Sahelian zone of Mali and Burkina Faso, using questionnaires with 103 farmers in Mali and 176 farmers in Burkina Faso. The results of a binary logistic regression show that income, off-farm activities, the average number of sheep-owned, cooperative membership, forage security, and the maintained trees and shrubs positively influence the adoption of agroforestry technologies, while increased household size and crop yield negatively influence adoption. Agroforestry parklands were found to be the most common management practice, with Vitellaria paradoxa C.F.Gaertn. being the most dominant tree species. Chapter 3 explores woody species density and carbon stocks in the agroforestry parklands across different disturbance levels, using a farm inventory approach in the villages of Mafèya, Fèya, and Tiètiguila in the Koulikoro region of Mali. Average tree density and Shannon-Weaner diversity index of agroforestry parklands at distances of 2000 m and 2500 m from settlements were with 98% and 70%, respectively, higher (p &lt; 0.05) than the averages of those at 0 m and 500 m. This could be due to high human disturbance in agroforestry parklands close to human settlements, which is detrimental to tree species density and diversity. Chapter 4 aims at estimating commonly used agroforestry trees and shrubs leaves decomposition and nutrient release patterns in Dahra in the Sahelian zone of Senegal, Katibougou, and Saria in the Sudano-Sahelian zone of Mali and Burkina Faso, respectively. To verify this, the decomposition of leguminous and non-leguminous tree/shrub leaves and their derived nutrient release patterns, were studied using the litterbag technique in a completely randomized design in each of the three countries over two years covering both dry and wet season. The average decomposition rate for this study was 0.23 k week-1, with decomposition rates in the rainy season being 155% higher than in the dry season. Across locations and seasons, tree and shrub leaves decomposed faster in the first 2-4 weeks after application. The decomposition and nutrient release rates of leguminous tree/shrub leafy biomass were higher than those of non-leguminous tree/shrub leaves, likely as a consequence of higher nutrient concentrations and lower total phenol concentrations found in legumes. Considering farmers’ socio-economic characteristics, farm management practices, and the quality of tree/shrub leaves across seasons and types, West African farmers should find it easy to effectively implement integrated tree/shrub-culture-livestock production for optimal crop productivity.</p>
description: <p>Landwirtschaft und die Nutzung von Waldressourcen sind die wichtigsten wirtschaftlichen Aktivitäten der Menschen in der afrikanischen Sahelzone. Da die Mehrheit der Bevölkerung in der Sahelzone ihren Lebensunterhalt durch die Nutzung forstlicher Ressourcen sichert, führt der Bevölkerungsdruck zu deren Übernutzung. Infolgedessen weist die Sahelzone eine der höchsten Entwaldungsraten der Welt auf. Um diese Situation zu verbessern, werden in weiten Teilen der Sahelzone Agroforstpraktiken gefördert, die zum Erhalt der Biodiversität beitragen, Kohlenstoff binden und die Bodenfruchtbarkeit bewahren sollen. Trotz dieser Vorteile ist ihre nachhaltige Nutzung noch nicht weit verbreitet. Diese Arbeit zielt daher darauf ab, die Faktoren für eine bessere Nutzung von Agroforstsystemen (Kapitel 2), den Einfluss der Entfernung vom Dorf auf die floristische Vielfalt von Agroforstparklandschaften (Kapitel 3) und die Bewertung der Blattzersetzungs- und Nährstofffreisetzungsmuster von häufig verwendeten Baum-/Straucharten in Agroforstparklandschaften der Sahelzone (Kapitel 4) zu erfassen. Kapitel 2 analysiert sozioökonomische Eigenschaften der Landwirte und ihre Bewirtschaftungspraktiken, die die Annahme von Agroforsttechnologien an den Standorten Koulikoro und Saria in der Sudano-Sahelzone von Mali und Burkina Faso beeinflussen. Hierfür wurden Befragungen mit 103 Landwirten in Mali und 176 Landwirten in Burkina Faso durchgeführt. Das Ergebnis einer binären logistischen Regression zeigt, dass Einkommen, außerlandwirtschaftliche Aktivitäten, die durchschnittliche Anzahl von Schafen, die Mitgliedschaft in einer Genossenschaft, Futtersicherheit und die Erhaltung von Bäumen und Sträuchern die Einführung von Agroforsttechnologien positiv beeinflussen, während der große Haushalt und der Ernteertrag einen negativen Einfluss auf die Einführung haben. Die Nutzung von Parkländern ist die beliebteste Agroforst-Praktik, wobei Vitellaria paradoxa die dominierende Baumart war. Kapitel 3 untersucht die Dichte der Baumarten und die Kohlenstoffvorräte in den Parklandschaften der Dörfer Mafèya, Fèya und Tiètiguila in der Koulikoro-Region in Mali in Abhängigkeit von ihrem Störungsgrad. Die durchschnittliche Baumdichte und der Shannon-Weaner-Diversitätsindex der agroforstlichen Parklandschaften in 2000 m und 2500 m Entfernung von der Siedlung waren um 98% um 70% höher (p &lt; 0,05) als die Durchschnittswerte in 0 m und 500 m Entfernung. Dies könnte auf die starken menschlichen Störungen in den Parklandschaften in Siedlungsnähe zurückzuführen sein, die sich nachteilig auf die Dichte und Vielfalt der Baumarten auswirken. In Kapitel 4 werden die Zersetzungs- und Nährstofffreisetzungsmuster der häufig verwendeten agroforstlichen Baum- und Straucharten um Dahra in der Sahelzone von Senegal und um Saria in der Sudano-Sahelzone von Mali und Burkina Faso untersucht. Dazu wurde die Zersetzung der Blätter von Leguminosen und Nicht-Leguminosen, sowie die Nährstofffreisetzung mit Hilfe der Netzbeutel-Methode in einem vollständig randomisierten Design in jedem Land und jeder Jahreszeit gemessen. Die durchschnittliche Zersetzungsrate in dieser Studie betrug 0,23 k pro Woche, wobei die Zersetzungsrate in der Regenzeit um 155 % höher war als in der Trockenzeit. Unabhängig vom Standort und der Jahreszeit zersetzten sich die Blätter von Bäumen und Sträuchern in den ersten 2-4 Wochen nach der Ausbringung schneller. Die Zersetzungs- und Nährstofffreisetzungsraten der Blattbiomasse von Leguminosen waren höher als die der Blätter von Nicht-Leguminosen, was auf höhere Stickstoffkonzentrationen und niedrigere Gesamtphenolkonzentrationen in Leguminosen zurückzuführen ist. In Anbetracht der sozioökonomischen Merkmale der Landwirte, der Bewirtschaftungspraktiken und der Qualität und Arten der Blätter von Bäumen und Sträuchern in den verschiedenen Jahreszeiten sollte es für westafrikanische Landwirte möglich sein, den Anbau von Baum- und Strauchkulturen mit Viehhaltung zu kombinieren, um eine optimale Flächenproduktivität zu erreichen.</p>
description: <p>L’Agriculture et l’exploitation des ressources forestières constituent les principales activités économiques des populations dans la zone sahélienne. Comme la majorité des populations Sahélienne dépendent des ressources forestières pour leur subsistance, la pression démographique entraine une surexploitation. Par conséquent, le Sahel a l’un des taux de déforestation les plus élevés au monde. Pour remédier à cette situation, les pratiques agroforestières, connues pour conserver la biodiversité, séquestrer du carbone (C) et maintenir la fertilité des sols, sont vivement vulgarisées dans de nombreuses régions du Sahel. Malgré de nombreux avantages, l’adoption de ces pratiques par les agriculteurs dans la région est limitée. Toutefois, cette thèse a pour but d’appréhender les déterminants de l’adoption des systèmes agroforestiers (Chapitre 2), investiguer comment la distance par rapport au village influence la diversité floristique des parcs agroforestiers (Chapitre 3) et évaluer les modes de décomposition et de minéralisation des feuilles des arbres/arbustes couramment utilisés dans les parcs agroforestiers du Sahel (Chapitre 4). Le Chapitre 2 analyse les caractéristiques socio-économiques et pratiques agricoles influençant l’adoption des technologies agroforestières dans les sites de recherche de Koulikoro et de Saria en zone Soudano-Sahélienne du Mali et du Burkina Faso, respectivement en utilisant des questionnaires avec les agriculteurs au Mali (103) et au Burkina Faso (176). Les résultats de la régression logistique binaire révèlent que le revenu, les activités non agricoles, le nombre moyen de moutons possédés, l’adhésion à une coopérative, la sécurité fourragère et les arbres et arbustes maintenus au champ influencent positivement l’adoption des technologies agroforestières. Par contre, la taille du ménage et le rendement des cultures influencent négativement son adoption. Les parcs agroforestiers se sont révélés d’être les pratiques agroforestières les plus populaires, avec Vitellaria paradoxa comme l’espèce d’arbre la plus dominante. Le Chapitre 3 explore la densité des espèces ligneuses et les stocks de carbone dans les parcs agroforestiers en fonction du niveau de perturbation au travers de l’approche d’inventaire floristique des champs dans les villages de Mafèya, Fèya et Tiètiguila dans la région de Koulikoro au Mali. La densité moyenne et l’indice de diversité moyen de Shannon-Weaner des parcs agroforestiers aux distances de 2000 m et 2500 m des habitations étaient de 98% et 70%, respectivement, plus élevés qu’aux moyennes de ceux à 0 m et 500 m. Cela pourrait être due à l’intensité de perturbation anthropique élevée dans les parcs à proximité des habitations gage de dégradation de la densité et la diversité ligneuse. Le Chapitre 4 est consacré aux modes de décomposition et de libération des nutriments des feuilles d’arbres/arbustes agroforestières communément exploitées à Dahra dans la zone Sahélienne du Sénégal, Koulikoro et Saria dans la zone Soudano-Sahélienne du Mali et du Burkina Faso respectivement. Pour le vérifier, la décomposition des feuilles d’arbres/arbustes légumineuses et non légumineuses, et de libération de nutriments dérivés ont été étudiées en utilisant la technique des sacs de décomposition dans un dispositif complètement randomisé dans chacun des trois pays, sur deux années avec une saison sèche et une saison pluvieuse. Le taux moyen de décomposition de cette étude était de 0,23 k semaine-1, avec un taux de décomposition de la saison de pluies supérieures de 155% à celui de la saison sèche. Quel que soit le site ou la saison, la décomposition des feuilles d’arbres et arbustes s’est révélée plus rapide au cours des 2 à 3 premières semaines suivant leur application. Le taux de décomposition et de libération des nutriments des biomasses foliaires d’arbres/arbustes légumineux étaient supérieur qu’à ceux des feuilles d’arbres/arbustes non légumineux, probablement due aux concentrations plus élevées de nutriments et de faibles teneurs de composés phénoliques totaux chez les légumineux. Considérant des caractéristiques socio-économiques des agriculteurs, des pratiques de gestion agricoles et de la qualité des feuilles d’arbres/arbustes selon les saisons et les types d’espèces, les agriculteurs d’Afrique de l’Ouest devraient être en mesure de mettre facilement et efficacement en œuvre la pratique d’intégration arbres/arbustes-culture-bétail pour une production agricole optimale.</p>