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Une étude ménée au Burkina Faso, au Ghana, au Mali et au Nigeria (Afrique de l’Ouest), ainsi qu'en Éthiopie, au Kenya, en Tanzanie, en Ouganda et en Zambie (Afrique de l’Est) démontre que la production moyenne de 1,7 t / ha de maïs en 2010 atteindra 6,8 t / ha pour pouvoir répondre à la demande prévue en 2050. 

Pour atteindre cet objectif, la production de maïs par hectare doit augmenter d'environ 3,5% par an, un taux jamais observé aux échelles nationales ou supranationales dans le monde en ce qui concerne l'agriculture pluviale.

Les apports en éléments nutritifs correspondants doivent, quant à eux, augmenter de plus de 7% par an pour éviter un épuisement et une dégradation supplémentaires des sols.

Est-il possible d'augmenter le rendement? 

La production de maïs par hectare doit croître à un rythme jamais vu en ce qui concerne l'agriculture pluviale

Notre réponse est un oui retentissant. À l'aide de Global Yield Atlas Gap, nous avons calculé un plafond de rendement moyen pluvial de 9,2 t / ha pour le maïs dans les neuf pays, les moyennes pondérées en fonction de la superficie variant de 6 t / ha en Tanzanie à plus de 12 t / ha en Éthiopie.

En moyenne, les rendements actuels du maïs représentent 20% du potentiel pluvial. Ils doivent augmenter à 75% du potentiel pluvial pour atteindre l'autosuffisance régionale d'ici à 2050.

Dans l'un de nos scénarios, nous faisons des interprétations selon lesquelles les pays concernés commercialisent le maïs en Afrique de l'Ouest ou de l'Est; et que le maïs remplacerait d’autres céréales dans l’alimentation dans les cas où leur production ne pourrait pas satisfaire la demande des consommateurs, comme le l'indique la figure ci-dessous. La gestion du maïs devra considérablement devenir de plus en plus efficace.

Scénario selon lequel les rendements de maïs ciblés et les besoins en intrants correspondants permettent d’atteindre l’autosuffisance en 2050 pour l’Afrique de l’Ouest et l’Afrique de l’Est. (Adapté de la figure 4 dans ten Berge et al.) 

Rendements cibles et besoins minimaux en éléments nutritifs correspondants

Les techniques classiques de production de maïs dans la plupart des neuf pays sont de nature à appauvrir rapidement le sol. La demande alimentaire future ne fera qu'aggraver la situation. Selon les statistiques de la FAO, afin de pouvoir maintenir les rendements moyens de 2010, il faudra au moins trois fois plus d'apport en azote et en phosphore par rapport à ce qui est actuellement utilisé. Les apports moyens actuels en potassium sont négligeables et doivent augmenter fortement pour éviter un épuisement futur des sols.

La figure 4 de l'article, simplifiée ci-dessus, résume les rendements cibles pour l'Afrique de l'Ouest et de l'Est et les besoins en potassium correspondants. L'apport en Potassium requis varie en fonction du niveau d'efficacité de son utilisation. En minimisent les pertes en azote et assurent une bonne gestion des cultures, des sols et des éléments nutritifs de manière à améliorer la fertilité des sols au fil des années, les agriculteurs n’auront plus besoin que de la «quantité minimale d’azote» (indiquée en vert).

Cela suppose une efficacité d'utilisation élevée de l'azote d'environ 50 kg de grains par kg d'azote appliqué. A défaut d'améliorer la fertilité des sols, cela augmentera les besoins en intrants annuels (en jaune). Actuellement, cependant, l'efficacité d'utilisation de l'azote est très faible, avec seulement 14 kg de grain par kg d'intrant d'azote. À ce stade, une quantité encore plus importante d'intrants serait nécessaire (en bleu), mais il est subsiste un doute quant à la possibilité d'atteindre un niveau de rendements cibles élevés sans une amélioration radicale de la gestion des sols et des cultures actuelle. Par conséquent, vue la gestion actuelle, ces taux élevés d'azote devraient être considérés comme inutiles.

Mesure d'émission de gaz à effet de serre

En Afrique subsaharienne, l'utilisation accrue d'engrais azotés est associée à l'atteinte des objectifs de développement durable visant à éliminer la pauvreté et la faim

Nous sommes conscients du fait que  l'utilisation excessive d'engrais azotés occasionnent des coûts importants pour les agriculteurs et cause des problèmes environnementaux, notamment des émissions de gaz à effet de serre et la pollution de l'eau. Ceci n'est pas le cas en Afrique subsaharienne, où une utilisation insuffisante d'intrants agricoles entraîne des rendements médiocres, une perte de fertilité des sols et une dégradation des sols.

En Afrique subsaharienne, une utilisation accrue d’engrais azotés est associée à l'atteinte des objectifs de développement durable visant à éliminer la pauvreté et la faim. 

Notre objectif est d'identifier les besoins optimaux en nutriments et en engrais. Nous aspirons également à améliorer la gestion intégrée de la fertilité des sols afin de réaliser des gains de productivité tout en minimisant les émissions de gaz à effet de serre et autres impacts négatifs sur l'environnement.

Sans un investissement dans la fertilité du sol, les terres cultivées existantes se dégraderont davantage. Cela pourrait augmenter la pression pour la conversion des paysages naturels en terres cultivées, au détriment des immenses stocks de carbone et de la valeur de la biodiversité des terres naturelles.

Nous analysons actuellement les effets de l’utilisation accrue de nutriments sur les émissions de gaz à effet de serre. Ensuite, nous les comparerons aux émissions associées à la conversion de forêts et de paturages en terres cultivées.

Il est temps d'agir de mettre à l'échelle

Les agriculteurs, à eux seuls, ne peuvent pas atteindre des augmentations de productivité aussi ambitieuses. Ils ont besoin de politiques nationales et régionales favorables qui permettent une gestion intégrée rentable de la fertilité des sols. Par exemple, des infrastructure agricoles et des mécanismes financiers améliorés sont nécessaires pour garantir la disponibilité et l'accessibilité économique des intrants agricoles. Les gouvernements, les agences de développement et de vulgarisation ainsi que le secteur privé doivent intensifier leur soutien à la gestion des cultures et des sols ainsi  qu'à la gestion des risques qui y est associée. Leur action devrait s'étendre de la plantation (génotypes adaptés, semences traitées, préparation du sol en temps voulu et débit de semences approprié) à une croissance saine (lutte contre les mauvaises herbes et protection contre les parasites et les maladies), jusqu'aux technologies de récolte et post-récolte. Ils doivent également s'attaquer aux installations de stockage de céréales qui évitent les pertes post-récolte qui permettent aux agriculteurs de devenir compétitifs sur les marchés. 

Le Global Yield Gap Atlas contient des cartes et des données évaluant le potentiel de rendement de différentes cultures à l'aide de données météorologiques et pédologiques locales et de modèles de croissance des cultures validés aux niveaux locaux. Les ressources et les méthodes décrites dans notre étude peuvent être appliquées à d’autres pays pour affiner les objectifs de rendement et les besoins en éléments nutritifs de plusieurs cultures clés. De même, au lieu de recourir à des extrapolations, les chercheurs peuvent utiliser les mécanismes et hypothèses explicites disponibles dans Global Yield Gap Atlas pour améliorer les études d'évaluation intégrées (à l'aide de modèles tels qu'IMPACT, IMAGE, etc.). 

En savoir davantage:

• Article scientifique (en anglais): Maize crop nutrient input requirements for food security in sub-Saharan Africa
• Données et cartes: Global Yield Gap Atlas