Effet des intrants biologiques sur les rendements et le transfert du cadmium dans le système sol-plante lors de la production de cacao biologique en Équateur et Côte d'Ivoire

Effect of organic inputs on yields and cadmium transfer in the soil-plant system in organic cocoa farming in Ecuador and Côte d'Ivoire

• Auteur / Autrice : Laudine Marchive
• Direction : Laurence Maurice, Eva Schreck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie
• Date : Soutenance le 27/06/2024
• Etablissement(s) : Université de Toulouse (2023-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de délivrance conjointe : Université Toulouse 3 Paul Sabatier (1969-2024)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences Environnement Toulouse (2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean Riotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Camille Dumat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Yves Cornu, Christian Cilas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations plante-sol

Cadmium

Côte d'Ivoire

Équateur

Plantations de cacao

Mots clés libres

Theobroma cacao L.

Cadmium

Amendements organiques

Sol

Equateur

Côte d'Ivoire

Theobroma cacao L.

Cadmium

Organic amendments

Soil

Ecuador

Côte d'Ivoire

Résumé

La production mondiale de cacao repose aujourd'hui sur 5 millions d'agriculteurs dont la plupart sont des petits producteurs dans des situations socioéconomiques précaires. Ces derniers font face à plusieurs enjeux qui limitent la commercialisation de leur production : en Amérique latine, la dernière régulation européenne sur les teneurs en cadmium (Cd) dans les produits chocolatés affecte une grande partie des fèves de cacao des pays andins, et en Afrique de l'Ouest, la faible productivité à l'hectare limite les revenus des producteurs. Pour répondre à cette double problématique, l'utilisation d'intrants organiques et biologiques couplée à de bonnes pratiques agricoles apparaissent comme des leviers nécessaires pour améliorer la fertilité des sols, immobiliser les éléments toxiques et réduire leur translocation vers les organes aériens mais aussi contrôler les maladies et les ravageurs du cacao. C'est dans cette démarche agroécologique que nous avons conduit une recherche participative de terrain en Équateur et en Côte d'Ivoire, en collaboration avec la SCOP ETHIQUABLE® pour tester les effets du biochar, du bokashi (type de compost), de biofertilisants et de solutions de microorganismes pour améliorer la santé des cacaoyères. Pour cela, nous avons établi des essais agronomiques chez 25 producteurs répartis entre les deux pays, où nous avons régulièrement effectué des analyses physico-chimiques de sols, des fèves, des feuilles et de litière. Au terme de 1 an et demi en Côte d'Ivoire et 2 ans et demi en Équateur, nous avons constaté que les intrants testés, dans le temps imparti, n'ont pas pu répondre à tous les objectifs. En Équateur, les concentrations en Cd dans les différentes matrices agronomiques sont extrêmement variables spatialement et les processus physiologiques de cette espèce cauliflore jouent un rôle clé dans la mobilité du Cd au sein de l'arbre, qui n'ont pas été modifiés par l'applications d'intrants organiques et biologiques. Ceci peut être partiellement expliqué par le fait que les paramètres physicochimiques des sols (CEC, Corganique, pH, nutriments, etc.) ont été influencés par la période d'échantillonnage plus que par les traitements et qu'ils sont supposés gouverner la biodisponibilité du Cd. Cependant, nous avons tout de même observé une tendance à l'amélioration des rendements en Côte d'Ivoire et en Équateur suite à l'application de bokashi ou de biochar avec un biofertilisant liquide et aux doses les plus faibles, ainsi qu'à la réduction des maladies (jusqu'à 900 kg ha-1 de plus que les parcelles témoins). Il s'avère également que l'utilisation de bokashi et de biofertilisants était rentable pour les producteurs dans certains scenarios de prix et de rendements. Par cette étude, nous avons réussi à susciter un intérêt fort de la part des producteurs vis-à-vis de l'utilisation d'intrants organiques dans les cacaoyères, leur apportant plus d'autonomie financière ce qui est prometteur dans un contexte de transition agroécologique de la culture du cacao.

Worldwide cocoa production today relies on 5 million farmers, most of whom are small-scale producers in precarious socio-economic situations. In Latin America, the latest European regulation on cadmium (Cd) levels in chocolate products affects a large proportion of cocoa beans from Andean countries, while in West Africa, low productivity per hectare limits producers' income. In response to this dual problem, the use of organic and biological microbiological inputs coupled with good agricultural practices appear to be the necessary levers for improving soil fertility, immobilizing toxic elements and reducing their translocation to aerial organs, as well as controlling cocoa diseases and pests. With this agroecological approach in mind, we conducted participatory field research in Ecuador and Côte d'Ivoire, in collaboration with SCOP ETHIQUABLE®, to test the effects of biochar, bokashi (a type of compost), biofertilizers and microorganism solutions to improve the health of cocoa plantations. To do this, we set up agronomic trials at 25 growers in the two countries, where we carried out regular physicochemical analyses of soil, beans, leaves and litter. After 1.5 years in Côte d'Ivoire and 2.5 years in Ecuador, we found that, within the time available, the inputs tested were unable to meet all the objectives. In Ecuador, Cd concentrations in the various agronomic matrices are extremely variable spatially, and the physiological processes of this cauliflorous species play a key role in Cd mobility within the tree, which were not altered by the application of organic and biological inputs. This can be partly explained by the fact that soil physicochemical parameters (CEC, Corganic, pH, nutrients, etc.) were influenced more by the sampling period than by the treatments and they are supposed to drive Cd bioavailability. However, we did observe a trend towards improved yields (up to 900 kg ha-1 more than the control treatment) in Côte d'Ivoire and Ecuador following the application of bokashi or biochar with a liquid biofertilizer and at the lowest doses, as well as a reduction in disease. It also turns out that the use of bokashi and biofertilizers was profitable for growers in certain price and yield scenarios. Through this study, we have succeeded in arousing strong interest among growers in the use of artisanal organic inputs in cocoa farms, bringing them greater financial autonomy