Influence of early growth on interplant yield variability of the two main yam species in West Africa
Influence des premiers stades de croissance sur la variabilité du rendement parcellaire de deux espèces d'igname (Dioscorea spp.) cultivées en Afrique de l'Ouest
Résumé
In West Africa, shifting cultivation using the slash and burn technique is the traditional yam cropping system. Current knowledge is insufficient to elaborate and recommend sustainable alternatives to this cropping system, which threatens the environment. Recent studies have shown unexplained interplant yield variability to be an important brake on the improvement of yam production system that hinders intensification attempts. In this context, the objective of the thesis was to study yield interplant variability of the two main yam species (Dioscorea alata and D. rotundata) and more specifically to quantify this variability, to identify its causes and to estimate its physiological, agronomic and economic consequences. A set of 11 experiments carried out between 2006 and 2009 at two locations in Benin, enabled us to demonstrate that interplant variability of yam yield is much higher than that of similar tuber crops, such as potato (CV > 40% and CV < 20%, respectively) and that it appears at an early growth stage. Causes of this variability were identified and their direct and indirect effects were quantified using a Bayesian network. At common planting densities (0.4-1 plants m-²), these results showed that there was no competition between plants. In contrast, the use of traditional planting material introduced important initial variability between individual plants, especially in the observed emergence date and seed-tuber weight. We developed a plant model to simulate yam growth as a function of factors affecting yield variability and yam development as a function of daily photoperiod and temperature. The model gives good estimates of observed plant yield. Observations and simulations both demonstrate that delayed emergence and lower seed-tuber quality (lower weight) lead to a slower vegetative growth, unduly early tuber initiation and finally a lower yield. In comparison with the use of a theoretical planting material based on the potato, the use of traditional planting material resulted in a 22 and 27% yield loss for D. alata and D. rotundata respectively. Taking into account the seasonal selling price of the crop and the cost of the seed tubers, the yield loss represents a decrease of 30 and 40% in profit for the producer. Agronomic and economic consequences of the interplant yield variability would suggest the development of a quality seed-tuber production system to the benefit of yam cropping in West Africa.
En Afrique de l’Ouest, l’igname est traditionnellement une culture itinérante, installée après défriche-brûlis d’une jachère longue. L’état actuel des connaissances sur le fonctionnement de la culture est insuffisant pour permettre d’élaborer des alternatives durables à ce mode de conduite pénalisant pour l’environnement. Des études récentes montrent que la variabilité du rendement entre plantes d’une même parcelle constitue un verrou majeur à l’amélioration de la culture d’igname. Actuellement, la cause de cette variabilité reste inexpliquée et freine les tentatives d’intensification des systèmes de culture. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse était d’étudier la variabilité interplante des deux espèces majeures d’igname en Afrique de l’Ouest (Dioscorea alata et D. rotundata), et plus particulièrement : de la quantifier, d’en identifier les causes et d’en estimer les conséquences physiologiques, agronomiques, et économiques. Une série de 11 expérimentations menées de 2006 à 2009 sur deux sites au Bénin nous a permis de démontrer que la variabilité de rendement entre plantes d’igname était nettement supérieure à celle des autres cultures à tubercules, telles que la pomme de terre (CV > 40% et CV < 20%, respectivement) et s’exprimait dès les premiers stades de croissance. Les causes de cette variabilité ont été identifiées et leurs effets directs et indirects ont été quantifiés en utilisant un modèle graphique de type réseau bayésien. Ces résultats montrent qu’aux densités de plantations traditionnelles en Afrique de l’Ouest (0,4 à 1 plante m-²), il n’y a pas de compétition entre plantes. En revanche, le matériel de plantation utilisé introduit une forte variabilité initiale entre individus via la taille des semenceaux et la date d’émergence. Nous avons mis au point un modèle à l’échelle de la plante permettant de simuler la croissance de l’igname en fonction des facteurs responsables de la variabilité du rendement, et son développement en fonction de la photopériode et de la température. Le modèle prédit bien les rendements individuels observés. Les observations ainsi que les prédictions montrent clairement que les plantes émergées plus tardivement, ou issues de semenceaux de faible qualité, auront une croissance ralentie, une tubérisation initiée trop rapidement et finalement, un rendement plus faible. En comparaison avec l’utilisation d’un matériel de plantation théorique, plus homogène, calqué sur celui de la pomme de terre, ces pertes sont estimées, en moyenne, à 22 et 27% du rendement pour D. alata et D. rotundata respectivement. En tenant compte du prix de vente saisonnier et du coût des semenceaux, cette perte de rendement se traduit par une réduction du profit de l’agriculteur de 30 et 40%, respectivement. Pour la culture d’igname en Afrique de l’Ouest, les conséquences agronomiques et économiques de la variabilité de la croissance et du développement entre plantes d’une même parcelle, plaident en faveur du développement d’une filière de production de semenceaux de qualité.
Domaines
Sciences agricoles
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...