Unravelling Farm-Level Constraints to Maize Productivity in northern Ghana

Dans les vastes paysages ensoleillés du nord du Ghana, le maïs est bien plus qu'une simple culture ; c'est le fondement de la vie quotidienne, la principale source de nourriture et un moteur essentiel pour le revenu des familles. Pourtant, pour les petits agriculteurs qui cultivent ces champs, la récolte est souvent un pari contre une réalité brutale. Le sol est naturellement pauvre, ne retenant que peu des nutriments essentiels dont les plantes ont besoin pour prospérer, et les pluies sont imprévisibles, arrivant tardivement ou disparaissant au milieu de la saison de croissance. Pendant des décennies, la solution prédominante face aux faibles récoltes a consisté à simplement ajouter plus d'engrais, supposant que le manque de nutriments était le seul obstacle pour les agriculteurs. Cependant, la relation complexe entre le sol, la météo et les pratiques agricoles suggère que la réponse est rarement aussi simple. Pour véritablement comprendre pourquoi les cultures échouent ou réussissent, les scientifiques doivent regarder au-delà de la surface, en examinant non seulement ce qui manque au sol, mais aussi comment l'ensemble du système agricole interagit avec un climat changeant.

Une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de percer ces mystères dans les régions du nord du Ghana, plus précisément dans les districts de Kpandai, de l'Est de Gonja et des zones de Nanumba. Ils voulaient dépasser les suppositions générales pour voir exactement ce qui se passait sur les fermes individuelles. Sur trois années consécutives, de 2020 à 2022, ils ont mis en place une expérience unique sur vingt-quatre fermes différentes. Au lieu de simplement observer ce que les agriculteurs faisaient déjà, les scientifiques ont travaillé directement avec eux pour créer des parcelles d'essai contrôlées au cœur même des champs. Dans chaque lieu, ils ont installé six scénarios différents pour tester la réponse du maïs à diverses combinaisons de nutriments. Certaines parcelles ne recevaient aucun engrais, servant de base de référence. D'autres recevaient des paires spécifiques de nutriments, comme l'azote et le potassium, ou le phosphore et le potassium. Un groupe recevait un ensemble complet d'azote, de phosphore et de potassium, tandis que le dernier groupe recevait ce paquet complet plus un mélange de nutriments secondaires et de micronutriments tels que le soufre, le magnésium, le zinc et le bore. Crucialement, les chercheurs géraient eux-mêmes ces parcelles, s'assurant que les graines étaient plantées à la bonne densité, que les mauvaises herbes étaient contrôlées et que les ravageurs étaient traités, ce qui permettait d'isoler l'effet des nutriments des autres variables.

Les résultats ont brossé un tableau clair et quelque peu sombre des défis auxquels ces agriculteurs sont confrontés. Lorsqu'ils étaient laissés à eux-mêmes sans la gestion intensive des chercheurs, le rendement moyen du maïs sur ces fermes n'était que de 1,7 tonne par hectare. En revanche, lorsque les chercheurs appliquaient une nutrition équilibrée et des techniques agricoles optimales sur le même type de terres, le maïs produisait près de 5,4 tonnes par hectare. Cet écart massif a révélé que si le potentiel de rendements élevés existe dans le sol, il est actuellement verrouillé par une combinaison de facteurs. La barrière la plus immédiate était le manque d'engrais. L'étude a confirmé que l'azote et le phosphore étaient les deux ingrédients manquants les plus critiques. Dans presque tous les champs, les cultures ont réagi de manière spectaculaire lorsque ces deux nutriments ont été ajoutés. Cependant, l'histoire ne s'arrêtait pas là. Les chercheurs ont découvert que l'ajout de simple d'azote et de phosphore ne suffisait pas à atteindre le plein potentiel. Dans de nombreux champs, les cultures étaient également freinées par un manque de potassium, de soufre, de magnésium, de zinc et de bore. Ces nutriments secondaires et micronutriments agissaient comme une seconde couche de contrainte, empêchant les plantes d'atteindre leur taille maximale même lorsque les nutriments primaires étaient présents.

Ce qui a rendu cette étude particulièrement révélatrice, c'est sa capacité à montrer comment ces problèmes évoluent dans le temps et selon les lieux. Les chercheurs ont découvert que le besoin en nutriments n'était pas statique. La première année, les cultures avaient principalement soif d'azote et de phosphore. Mais au fil des saisons, alors que la même terre était cultivée de manière répétée sans reconstitution du sol, la demande de potassium a augmenté de manière significative. À la troisième année, le manque de potassium était devenu un goulot d'étranglement majeur, montant que les réserves du sol étaient épuisées plus rapidement qu'elles ne pouvaient être naturellement remplacées. De plus, la réponse aux engrais n'était pas uniforme dans toute la région. Certains champs réagissaient vigoureusement à l'ajout de nutriments, tandis que d'autres ne montraient qu'une amélioration modeste. Cette variation était liée à ce que les chercheurs ont appelé la « qualité du champ ». Les champs qui commençaient avec des conditions de sol légèrement meilleures ou un historique de meilleure gestion étaient plus réactifs aux engrais, tandis que les champs les plus pauvres peinaient souvent à utiliser efficacement les nutriments ajoutés, suggérant que le sol lui-même présentait des problèmes structurels, tels qu'une faible rétention d'eau, que l'engrais seul ne pouvait pas corriger.

La découverte la plus significative fut sans doute le pouvoir écrasant de la météo, capable de supplanter même les meilleures pratiques agricoles. La troisième année de l'étude a été marquée par une sécheresse sévère et des régimes de précipitations irréguliers. Même dans les parcelles où les chercheurs fournissaient l'équilibre parfait de tous les nutriments et géraient les cultures avec des soins experts, les rendements ont chuté. Dans certains cas, les cultures ont totalement échoué. Cela a démontré qu'aucun engrais ne peut pleinement compenser un manque d'eau. La nature erratique des pluies dans le nord du Ghana agit comme un plafond de productivité, limitant ce que les agriculteurs peuvent accomplir, quelle que soit la qualité de la gestion de leur sol. L'étude a également souligné que les pratiques actuelles des agriculteurs, qui consistent souvent à planter des graines trop espacées ou à utiliser des variétés de semences locales non améliorées, réduisaient davantage le potentiel de récolte. La densité des plantes dans les champs des agriculteurs était inférieure à la moitié de ce qui est recommandé, ce qui signifie que même si le sol était parfait, la terre n'était pas utilisée efficacement.

Les chercheurs ont conclu que la voie à suivre pour augmenter la production de maïs dans le nord du Ghana ne peut reposer sur une solution unique. Distribuer simplement plus d'engrais aux agriculteurs ne résoudra pas le problème si le sol est trop dégradé pour retenir les nutriments ou si les pluies ne viennent pas. Au lieu de cela, la solution nécessite une approche holistique qui traite l'ensemble du système. Cela signifie combiner le bon mélange de nutriments adaptés aux besoins spécifiques de chaque champ, plutôt que d'utiliser une recommandation universelle. Cela signifie également intégrer de la matière organique dans le sol pour améliorer sa capacité à retenir l'eau et les nutriments, et adopter des pratiques agricoles qui travaillent avec le climat local, comme la rotation du maïs avec des cultures de légumineuses comme l'arachide. Ces légumineuses peuvent naturellement ajouter de l'azote au sol, réduisant ainsi le besoin d'engrais chimiques et améliorant la santé globale de la ferme. En comprenant les contraintes spécifiques de chaque champ et la nature imprévisible de la météo, les agriculteurs et les scientifiques peuvent travailler ensemble pour construire un système agricole plus résilient et productif, capable de soutenir les communautés qui en dépendent.