Ressources organiques en faveur de la santé des sols en Afrique

Pour obtenir et conserver une productivité élevée des sols et de bons rendements, il est indispensable d’investir dans la santé des sols. Les intrants organiques permettent de reconnecter les apports en carbone et en nutriments, ce qui est essentiel pour optimiser la réceptivité des cultures aux nutriments.

En apportant des ajustements à la gestion de la matière organique sur l’exploitation agricole, avec, par exemple, une bonne rotation des cultures avec des légumineuses, des pratiques d’agroforesterie telles que les cultures intercalaires, l’utilisation de compost et de fumier animal ou l’adoption de pratiques de travail du sol appropriées, il est possible de préserver la santé des sols et de gérer efficacement les nutriments.

Sans compter que les engrais organiques produits hors de l’exploitation à partir de déchets organiques sont utiles pour le compostage et la production de boues biologiques, qui permettent de lutter contre les carences en carbone et en nutriments des sols. Non seulement leur utilisation est bénéfique pour les exploitations, mais elle limite les problèmes d’environnement et de santé publique associés à leur mauvaise gestion dans de nombreuses régions.

Les engrais biologiques (basés sur les champignons et les bactéries), tels que les rhizobiums, et les amendements du sol (chaux, biochar, etc.) améliorent la disponibilité des nutriments, les caractéristiques du sol et la santé des cultures. En optimisant la santé des sols et donc leur réceptivité grâce aux mesures ci-dessus, il est possible d’utiliser les engrais minéraux de manière réfléchie et stratégique pour cibler des carences spécifiques en nutriments tout en fournissant de l’azote immédiatement disponible, ce qui permet d’améliorer à la fois les rendements et la santé des sols.

Situation actuelle des engrais organiques produits hors de l’exploitation agricole

En Afrique du Sud, certaines communautés détournent déjà jusqu’à 50 % des déchets organiques destinés aux décharges. En 2013, le pays s’est doté d’une stratégie nationale de compostage des déchets organiques. Le Nigeria dispose d’une des plus grandes capacités de production (environ 500 000 tonnes par an), mais 50 pour cent seulement de cette capacité sont actuellement utilisés. L’Égypte abrite une des plus grandes entreprises de production, dont la capacité atteint 120 000 tonnes/an.

Les principaux flux de déchets organiques sont les résidus alimentaires, les déchets verts, les résidus de la transformation agroalimentaire et les excréments humains. Ces différents éléments sont transformés en compost ou en engrais organiques liquides. Les composts de déchets organiques non triés à la source affichent généralement des concentrations en nutriments inférieures à 1 % pour l’azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K) et servent donc principalement de produits d’amendement du sol.

Le tri des déchets et leur traitement avec des biodigesteurs, des mouches soldats noires (digestats) ou des vers de terre (vermicompost) permettent d’obtenir des concentrations plus élevées en nutriments. Le co-compostage des déchets ménagers ou agricoles avec des excréments humains peut également améliorer la teneur en nutriments, mais les résultats varient en fonction de différents facteurs. Il arrive également que les composts soient enrichis en fumier de poulet ou en engrais minéraux pour optimiser la concentration en nutriments.

« Il existe plusieurs technologies efficaces, mais la difficulté consiste à générer des produits de qualité et à mettre en œuvre des politiques qui encouragent les agriculteurs à les utiliser. Le principal problème ne vient pas de la technologie en elle-même, mais de l’ensemble de la chaîne de valeur, depuis la récupération des déchets jusqu’à la livraison du produit final. Il faut notamment tenir compte de la qualité des déchets, des problèmes qui affectent la qualité des déchets et des difficultés logistiques associées à la collecte et au traitement des déchets. »
(Consultant international)

Durabilité économique et prix des engrais organiques

L’étude a montré que la connaissance, les financements, les technologies et les municipalités locales favorables (capables de fournir des terrains à proximité des flux de déchets, etc.) sont autant de facteurs de réussite pour les entreprises. L’implication de donateurs internationaux ou d’instituts de recherche joue un rôle crucial pour certaines entreprises, sans oublier l’engagement actif auprès des agriculteurs et la mise en place de démonstrations sur le terrain.

« Nous sommes rentables principalement en raison de l’échelle à laquelle nous fonctionnons. Nos principaux coûts sont liés aux matières premières, à l’achat de matières organiques et à leur transport jusqu’à notre site. Il n’existe pas d’équipements de qualité suffisante dans le pays pour répondre à nos besoins, nous devons donc les importer. Il en va de même pour les pièces de rechange. Sans compter qu’il faut payer au moins 30 pour cent de taxe à l’importation sur un véhicule assemblé hors du pays. La principale difficulté a été de convaincre les agriculteurs et de leur expliquer l’importance et l’utilité du produit [compost enrichi]. »
(Producteur d’engrais organiques, Kenya)

Le prix des engrais organiques varie fortement selon les pays, entre 0,72 euro et 65 euros les 50 kg. Au Sénégal, une tonne d’engrais NPK (azote, phosphore, potassium ; 15:15:15) coûte entre 800 et 1 100 euros (2023). Pour atteindre des teneurs en nutriments équivalentes à celles de cet engrais, il faudrait quatre ou cinq fois plus de compost enrichi en fumier de poulet et en phosphate avec un NPK de 4:3:3, dont le prix a été évalué à environ 300 euros au Sénégal. Toutefois, ce calcul simpliste ne tient pas compte de tous les coûts et bénéfices associés, tels que l’amélioration potentielle de la santé des sols, des micronutriments et des niveaux de réceptivité des sols à différents types d’engrais.

Apports potentiels en micronutriments des déchets

Le potentiel de (re)circulation de la matière organique et de ses nutriments est très élevé. Dans de nombreux contextes, des quantités substantielles de matière organique et de nutriments pourraient être réintégrées à l’agriculture si les systèmes étaient correctement conçus ou ajustés.

« Avec une véritable restructuration du système, il serait possible de satisfaire de 20 pour cent à 40 pour cent des besoins en nutriments d’un système agricole dans des limites précises. Dans la plupart des cas, je pense qu’un quart environ des besoins en nutriments pourraient être satisfaits avec des nutriments recyclés. »
(Chercheur, ETH Zurich)

Les excréments humains contiennent des quantités importantes de nutriments qui, s’ils étaient récupérés, pourraient répondre à environ 28 pour cent de la consommation agricole mondiale de NPK ou à 22 pour cent de la demande mondiale de phosphore. Le potentiel de recirculation des excréments humains est substantiel, particulièrement en Afrique subsaharienne où 80 pour cent à 95 pour cent de la population utilisent des systèmes d’assainissement locaux qui doivent être fréquemment vidés. Contrairement à ceux des installations de traitement des eaux usées, les résidus des systèmes d’assainissement locaux ne sont généralement pas contaminés par des métaux lourds, sachant que le co-compostage permet d’éliminer efficacement les agents pathogènes.

L’évaluation du potentiel théorique de teneur en nutriments des excréments humains dans les douze pays de l’étude de cas a permis d’aboutir à une estimation de 3,4 millions de tonnes de NPK par an. Par comparaison, la consommation agricole totale d’engrais minéraux (NPK) a atteint 3,6 millions de tonnes dans ces pays en 2019. En outre, la collecte et le recyclage des déchets verts et alimentaires des ménages pourraient permettre de récupérer 71 000 t/N par an, 71 000 t/P par an et 141 000 t/K par an dans les douze pays (voir la figure).

En théorie, la quantité d’excréments humains et de déchets verts et alimentaires produite dans les pays de l’étude de cas est équivalente à la consommation actuelle de NPK. Il est toutefois important de noter que le taux actuel d’application d’engrais minéraux en Afrique est faible, à seulement 20 kg/ha environ. En conditions pratiques et en incluant les pertes potentielles, la contribution du NPK issu d’engrais organiques produits hors de l’exploitation pourrait atteindre entre 50 pour cent et 80 pour cent de la consommation actuelle d’engrais minéraux.

Il serait également possible d’utiliser d’autres sources potentielles, notamment les déchets des marchés, les résidus des abattoirs et d’autres produits dérivés de la transformation agroalimentaire. Les données à leur sujet sont toutefois limitées. Une étude de l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) estime que l’Éthiopie dispose chaque année d’environ 1 million de tonnes (de matière sèche) de produits dérivés de la transformation agroalimentaire inutilisés. En se basant sur une teneur en nutriments d’environ 1 pour cent, selon le type de déchet et le procédé de transformation, cela équivaut à environ 10 000 tonnes de NPK.

Outre la recirculation des macronutriments, il faut également tenir compte de la valeur associée à l’ajout de matière organique et de micronutriments issus des déchets organiques recyclés.

Situation actuelle de la production et de l’utilisation des bioengrais

Le terme « engrais biologique » ou « bioengrais » (biostimulant) désigne une large gamme de produits microbiens qui englobe les tisanes, les champignons mycorhiziens et les bactéries bénéfiques telles que les bactéries fixatrices d’azote et les bactéries solubilisant le phosphate. Capables de stimuler les processus de nutrition des plantes, les bioengrais sont utilisés comme fortifiants pour améliorer les mécanismes de défense des plantes. Ils ont également le pouvoir d’améliorer les rendements, particulièrement dans les climats secs et tropicaux et sur les sols pauvres en carbone et en nutriments.

« Notre étude, comme celles d’autres chercheurs, montre que le rendement de nombreuses cultures progresse de 16 pour cent à 52 pour cent après application des doses recommandées de bioengrais. »
(Chercheur, université Heliopolis, Égypte)

Parmi les bioengrais produits dans le monde, les produits qui possèdent des propriétés de fixation de l’azote représentent environ 80 pour cent, ceux possédant des propriétés de solubilisation du phosphate environ 14 pour cent et les autres 6 pour cent. En Afrique, la part de marché des bioengrais est estimée à environ 5 poiur cent.

Le marché africain le plus avancé en termes de production et d’utilisation de bioengrais est l’Afrique du Sud. L’Égypte, le Kenya, le Malawi et le Zimbabwe affichent un niveau de production et d’utilisation assez avancé et s’appuient principalement sur des produits à base de rhizobiums. L’Afrique centrale et l’Afrique de l’Ouest sont les régions où la production et l’utilisation de bioengrais sont les moins développées. Mais il faut savoir que la plupart des bioengrais commercialisés en Afrique subsaharienne sont importés et que leur qualité est souvent mauvaise.

Un des principaux problèmes associés à la production et à l’utilisation des rhizobiums est la difficulté d’accès à des technologies modernes. Une entreprise du Malawi fait preuve d’exception puisqu’elle produit actuellement suffisamment de rhizobiums pour couvrir une superficie de 50 000 ha. Il est également à noter que de nombreux pays ne disposent ni de normes ni de procédures de contrôle qualité, deux éléments pourtant cruciaux pour donner confiance aux consommateurs et donc accroître les parts de marché. La plupart des pays de l’étude ont commencé à introduire des politiques sur les engrais organiques et biologiques. Mais ces politiques sont souvent incomplètes et ne sont que partiellement appliquées dans la pratique.

« Nous manquons de normes et de tests de qualité. Or, l’application des normes est ce qui compte le plus, car avoir une norme sans l’appliquer revient à ne pas avoir de norme du tout. De nombreux produits arrivent [de l’extérieur de l’Afrique] mais on ne sait pas s’ils ont été testés, s’ils sont bons et s’ils fonctionnent vraiment. Il est possible qu’ils soient vendus à un prix inférieur, ce qui finit par nuire au développement de produits qui coûteraient peut-être plus, mais qui fonctionneraient. »
(Producteur de bioengrais/rhizobiums au Malawi)

Parmi les difficultés associées à l’utilisation des bioengrais figure notamment le non-respect des conditions de stockage, des dosages et des technologies d’application, ce qui entraîne des incertitudes et des résultats variables. Les contaminants microbiens nuisent souvent à la qualité des bioengrais, ce qui signifie que les propriétés des substrats doivent être parfaitement préservées si l’on veut garantir la durée de conservation des bioengrais et donc la qualité du produit.

Les problèmes rencontrés résultent du manque de connaissances sur la multifonctionnalité des bactéries, sur les interactions complexes à l’œuvre dans les sols et sur les réactions variables aux facteurs biotiques et abiotiques, auquel viennent s’ajouter les difficultés techniques liées à la formulation et le manque d’homogénéité des résultats pratiques. Toutefois, au vu des progrès réalisés en recherche et développement, les bioengrais sont amenés à jouer un rôle croissant dans l’agriculture.

Opportunités de développement à grande échelle

Les engrais organiques et biologiques produits hors de l’exploitation pourraient ainsi permettre d’améliorer la santé des sols et les rendements des cultures, de réduire la pollution environnementale et les effets délétères sur la santé humaine et de créer des opportunités d’emploi et des revenus supplémentaires. Pour réussir à tirer parti de leur potentiel de développement à grande échelle, il faudra travailler sur plusieurs domaines clés :

Politiques, réglementations et normes

• Institutionnaliser la gestion des déchets en introduisant des politiques, des lois et des réglementations sur le recyclage.
• Garantir la cohérence des politiques et la coordination intersectorielle : déchets, assainissement, agriculture.
• Élaborer des politiques claires et explicites visant à autoriser et à guider l’utilisation sécurisée des boues de vidange (p. ex. sous la forme de co-compost) dans l’agriculture.
• Créer des normes cohérentes et instaurer un contrôle qualité sur les engrais organiques et biologiques. Pour gagner la confiance des consommateurs et favoriser ainsi la croissance du marché, il est important de proposer des produits vérifiés affichant une qualité et une fiabilité constantes.
• Harmoniser les normes entre les pays pour favoriser le commerce et créer un environnement commercial favorable.
• Recueillir des données régionales sur les différentes sources de biomasse.
• Fournir des directives sur le traitement hygiénique des déchets ménagers et des engrais à base d’excréments humains.
• Soutenir la collecte (réduction des coûts pour les entrepreneurs, production décentralisée) et promouvoir le tri des déchets au sein de partenariats public-privé.
• Augmenter les incitations avec, entre autres, des financements mixtes, des taux d’intérêt favorables, une réduction des taxes à l’importation et des subventions équivalentes à celles accordées aux engrais minéraux.
• Réduire et optimiser la bureaucratie, particulièrement pour les petites entreprises et les start-ups.
• Les municipalités peuvent soutenir les entrepreneurs en leur fournissant des terres pour la transformation.
• Les communes peuvent instaurer des tarifs de prise en charge pour les installations de traitement, comme elles le font pour les décharges, afin de soutenir la gestion des déchets et de couvrir le coût des installations de traitement.

Économie et marchés

• Lors des évaluations économiques, internaliser les coûts externes de l’absence de gestion des déchets (pollution, santé publique, etc.) ; et incorporer la valeur d’autres nutriments et du carbone.
• Favoriser la pensée commerciale, en mettant l’accent à la fois sur la réduction des décharges et sur les besoins du marché des engrais.
• S’appuyer sur les circuits de commercialisation des engrais minéraux et garantir des prix abordables aux petits exploitants.

Recherche, enseignement et formation

• Tester des combinaisons optimales d’engrais minéraux et organiques, d’amendements du sol et de bioengrais associées à des légumineuses fourragères/polyvalentes et à des cultures intercalaires.
• Mener des recherches systématiques sur les inoculants bactériens et fongiques et sur les combinaisons optimales.
• Intensifier la recherche sur les rhizobiums pour toutes les espèces de légumineuses ; créer un marché pour les semences de légumineuses fourragères.
• Améliorer la sensibilisation : créer des services de conseil, des cours et des formations sur les engrais organiques et biologiques.

Pierre Ellssel est chercheur au sein du projet Horizon 2020 « SustInAfrica » à l’Institut d’agronomie de l’Université des ressources naturelles et des sciences de la vie (BOKU) de Vienne en Autriche.

Stéphanie Saussure est chercheuse à l’Institut des ressources naturelles (LUKE) en Finlande.

Fortunate Nyakanda est spécialiste du développement de l’agriculture biologique et membre du Conseil mondial de l’IFOAM – Organics International, basé au Zimbabwe.

Ancien enseignant à l’université BOKU à Vienne en Autriche, Bernhard Freyer est actuellement chercheur à l’université de formation continue de Krems en Autriche.

Contact:  pierre.ellssel@boku.ac.at

Le rapport d’étude complet assorti d’un aide-mémoire est disponible à l’adresse : https://www.desiralift.org/resources/

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