Intensification agro-écologique du système intégré agriculture aquaculture au sein des petites exploitations agricoles en zone rurale et périurbaine de Kinshasa

I. Introduction

L’Afrique est confrontée à divers problèmes. Sa population de plus de 950 millions d’habitants, soit environ 13 % de la population mondiale, croît à un rythme sans précédent, 2,7 % par an. En 2050, les Africains représenteront près de 22 % de la population mondiale, soit 2,1 milliards de personnes (OCDE/FAO, 2016). La croissance démographique rapide est un défi majeur pour l’Afrique en général et l’Afrique subsaharienne en particulier. Il en résulte inévitablement une augmentation de la demande pour la production alimentaire. D’autre part, le changement climatique, la dégradation des sols avec un appauvrissement sévère en nutriments (azote, phosphore, etc.), de faibles rendements agricoles et la pauvreté due aux méthodes agricoles traditionnelles (Gravel, 2016) ne permettent pas de relever le défi posé par la croissance démographique. La plupart des habitants de l’Afrique subsaharienne sont engagés dans l’agriculture en tant que petits exploitants dont les parcelles moyennes sont inférieures à 2 hectares (FAO, 2017). Ils jouent un rôle clé en produisant 80 pour cent de l’approvisionnement alimentaire du continent (FAOSTAT, 2017).

Néanmoins, pour faire face à ces défis, l’agriculture en Afrique subsaharienne doit être plus productive et plus efficace dans l’utilisation des ressources disponibles (Darnhofer et al., 2010 ; Garnett et al., 2013).

L’intensification de la production agricole a été stimulée par l’utilisation massive de ressources non renouvelables qui nuisent souvent à la durabilité environnementale, ainsi que par une énorme simplification des systèmes agricoles à tous les niveaux d’organisation (Lemaire et al., 2014). Au cours des 40 dernières années, les rendements ont augmenté en raison de l’augmentation des apports d’engrais, d’eau, de pesticides, de nouvelles variétés de cultures et d’autres technologies de la fameuse « Révolution verte «, ce qui a augmenté l’approvisionnement alimentaire mondial par habitant, réduit la faim et améliore la nutrition (Tilman et al., 2002). Cependant, l’intensification et la spécialisation des systèmes agricoles, en particulier dans les pays industrialisés, se sont accompagnées d’impacts de plus en plus négatifs sur l’environnement (Pingali, 2012). Selon Bommarco et al (2013), ces impacts diminuent la fourniture de services écosystémiques non productifs et, par conséquent, limitent la production agricole potentielle à long terme.

Compte tenu des impacts négatifs de l’agriculture intensive, l’intensification écologique de la production alimentaire est un défi urgent pour l’Afrique subsaharienne (Dey et al., 2010). L’intensification écologique est un concept en agriculture qui répond au double défi de maintenir un niveau de production suffisant pour répondre aux besoins des populations humaines et de respecter l’environnement afin de préserver le milieu naturel et la qualité de vie humaine (Aubin et al., 2017). Il vise à atteindre une efficacité physique élevée tout en réduisant les impacts environnementaux et la dépendance vis-à-vis des ressources externes non renouvelables (Leterme & Morvan, 2010). Les acteurs de l’agriculture conçoivent de nouveaux systèmes alimentaires durables qui peuvent être considérés comme une réponse à l’insatisfaction des agriculteurs et des consommateurs face aux impacts négatifs de l’intensification industrielle et agricole dans les pays en développement (Dumont et al., 2013 ; Dorin, 2014). Parmi ces systèmes, les systèmes agricoles mixtes, représentent près de la moitié de la production alimentaire mondiale actuelle et sont présents dans presque toutes les régions agro-écologiques du monde, ils pourraient fournir des alternatives solides pour atteindre progressivement ces objectifs (González-García et al., 2012).

L’agriculture intégrée à l’aquaculture (AAI) est l’un de ces systèmes agricoles mixtes qui ont renforcé les avantages de l’agriculture et de l’élevage intégrés sous les tropiques et en particulier en Asie de l’Est, où ils sont traditionnellement pratiqués (Schneider et al., 2005). La présence d’étangs couplés à des activités agricoles implique de nombreux échanges de ressources et des interactions cycliques entre sous-systèmes. Il répond au problème de la concurrence accrue pour la terre et l’eau (Ahmed et al., 2014).Adaptée aux différentes conditions tropicales et aux petits agriculteurs ruraux et périurbains des pays en développement aux ressources limitées (Rajee & Mun, 2017), l’IAA consiste à combiner différents types de cultures vivaces, de légumes et de vergers pour l’élevage et la pisciculture selon l’endroit où elle est pratiquée. Les avantages escomptés des systèmes de l’IAA sont une plus grande autonomie, une plus grande efficacité et une meilleure intégration en utilisant les ressources disponibles. Elle accroît également la stabilité globale de la production du système en réduisant l’ampleur du changement après une perturbation (résistance) et en augmentant sa capacité à se remettre rapidement d’une perturbation (résilience) (Tracy et al., 2018), et donc, moins vulnérable aux dangers (Darnhofer et al., 2010 ; Garnett et al., 2013).

Comme le montre la figure 1, le système fonctionne de telle sorte que les animaux mangent et transforment les produits, les sous-produits et les résidus qui ne sont pas propres à la consommation humaine et produisent des excréments et des urines. Les cultures sont produites par le recyclage des matières fécales (Taguchi et Makkar, 2015). Les résidus de récolte servent d’aliments pour les poissons et les animaux, tandis que les sédiments et l’eau des étangs sont respectivement utilisés comme engrais de culture et pour l’irrigation du sol (Murshed-E-Jahan & Pemsl, 2011 ; Zajdband, 2011). De plus, les digues d’étang sont également utilisées pour la culture de légumes comme les haricots, les concombres et les gourdes (Ahmed et al., 2014).

De cette manière, cela peut aider à fournir un revenu tout en réhabilitant le sol grâce à un meilleur recyclage et à une meilleure rétention des éléments nutritifs à la ferme (Tran et al., 2013). Le système contribue ainsi à améliorer l’utilisation efficace d’éléments nutritifs tels que l’azote (N) et le phosphore (P), qui sont les éléments les plus importants dans le processus de production et dans les flux et bilans de nutriments des systèmes agricoles. Étant donné que l’azote est le nutriment le plus limitant dans la production aquatique et terrestre en raison des grandes quantités récoltées avec les cultures, de la facilité des pertes gazeuses, du lessivage, du ruissellement ou de l’érosion, les systèmes IAA devraient idéalement permettre de conserver autant que possible l’azote et de le recycler à la ferme, réduisant les besoins externes en intrants, augmentant la fertilité des sols et améliorant la production (Nhan et al., 2007). L’AAI a été largement appréciée comme un moyen efficace pour les agriculteurs ruraux d’améliorer la performance économique et la production de leurs systèmes agricoles et de renforcer leurs moyens de subsistance (Brummett et Jamu, 2011).

En effet, la République démocratique du Congo (RDC) est susceptible d’accueillir ces systèmes AAI en raison de ses importantes ressources hydrologiques. L’approvisionnement alimentaire des villes congolaises est fortement tributaire des importations, en particulier pour la viande et les produits de la pêche. Cependant, à Kinshasa, dans les vallées, le long du fleuve Congo, plus de 15 000 professionnels et 100 000 maraîchers occasionnels exploitent des zones de 12 à 15 ares avec des vergers, des plantes médicinales associées à de petits élevages extensifs et des étangs qui ne sont pas pleinement exploités. Les agriculteurs de ces régions qui approvisionnent Kinshasa ne peuvent pas concurrencer les importations parce que la productivité de leurs exploitations est trop faible. Les bénéfices de ce système en termes de productivité, de risque sanitaire, de besoins en intrants et de fertilité ont été démontrés dans d’autres contextes tropicaux comme la Colombie et l’Asie du Sud-Est (Efole Ewoukem et al., 2012) avec un flux monétaire limité et des conditions pédoclimatiques similaires à la RDC, la présence de multiples sous-systèmes (poissons, légumes et bétail) dans les fermes de RDC devrait constituer un atout pour intensifier le système de production local. Comme la production de protéines et de produits d’origine animale est essentielle à l’amélioration de la nutrition en RDC et parce que l’azote et/ou les acides aminés sont souvent les nutriments les plus limitants pour les cultures et les animaux, y compris les poissons, une meilleure intégration de chaque sous-système d’élevage devrait être une alternative pour améliorer l’efficacité productive sans utilisation excessive des apports externes et fermer le cycle de l’azote au niveau des exploitations.

Cependant, la complexité du système peut devenir un piège pour les agriculteurs car chaque transfert d’azote dans le système agricole comporte un risque d’inefficacité, en raison des pertes qui peuvent survenir entre les étapes de transfert d’un sous-système à un autre. Il ressort clairement de ce qui précède que les questions liées au développement de ce système en RDC demeurent un problème et que des progrès considérables sont encore nécessaires pour accroître la productivité de ce système. Les avancées de ce système n’étant pas encore clairement établies en Afrique subsaharienne (RDC en particulier) et encore mal documentées, il n’est pas aisé d’y parvenir.

C’est dans ce contexte que l’Université de Kinshasa en collaboration avec l’Université pédagogique nationale de la RDC et les universités de Liège, catholique de Louvain, ont mis en place une réflexion sur l’intensification écologique des systèmes de production agricole intégré dans le but d’intensifier et de rendre durable les systèmes de production.

D’où l’importance de pouvoir comprendre pleinement le fonctionnement des exploitations de l’AAI, d’identifier ces faiblesses et de tracer les flux d’azote en identifiant les étapes critiques ou l’efficacité de l’azote dans les systèmes de l’AAI afin d’améliorer le système en lui permettant de relever les défis de la production et de la productivité et améliorer sa stabilité en RDC et en ASS en général.

Pour y parvenir, nous nous sommes posé plusieurs questions à savoir :

– comment fonctionnent les petites exploitations agricoles impliquées dans le système de l’IAA dans la banlieue de Kinshasa ?

– quels composants sont présents et comment sont-ils combinés ?

– Les systèmes actuels de l’AAI permettent-ils aux fermes d’être rentables et stables ou offrent-ils des possibilités d’amélioration ?

– les types de systèmes et de pratiques de gestion varient-ils selon l’emplacement des fermes ? – quels sous-systèmes sont réellement impliqués dans les flux d’azote entre les composants de l’exploitation et comment sont-ils gérés ?

– la gestion des flux d’azote permet-elle de répondre aux besoins des animaux (poissons et animaux terrestres) en termes de quantité et de qualité ?

Existe-t-il une marge d’amélioration ou des flux novateurs qui permettraient d’améliorer cette efficacité ?

L’objectif de cette recherche est de comprendre quels leviers peuvent être utilisés pour optimiser la production globale dans les petites fermes de l’AAI sous les tropiques, en utilisant la périphérie de Kinshasa comme étude de cas.

II. Matériel et méthodes

Pour réaliser cette étude, une analyse documentaire a été effectuée pour fournir une évaluation de la situation actuelle de l’AAI au sein des petits exploitants en Afrique subsaharienne. Une enquête auprès de 150 petites fermes avec au moins un étang fonctionnel a ensuite été menée dans les zones rurales et périurbaines de Kinshasa pour quantifier l’étendue de la pisciculture en étang et pour comprendre si la gestion des étangs dépend de l’intégration avec d’autres sous-systèmes. Sur la base de cette enquête, onze fermes de l’AAI ont fait l’objet d’un suivi pendant une période pouvant aller jusqu’à deux ans pour caractériser les aspects techniques et économiques afin d’améliorer la compréhension de la complexité des systèmes de l’AAI et l’impact de l’intégration des différents sous-systèmes sur la rentabilité des fermes piscicoles. Un modèle a été développé afin de quantifier le flux d’azote et de prédire son évolution au sein du système puisqu’il est l’élément limitant majeur des productions aquatiques et terrestres sous les tropiques. Ce modèle envisage la possibilité de conserver autant d’azote que possible dans les exploitations agricoles. Enfin, pour améliorer le cycle de l’azote au niveau des exploitations agricoles et répondre à la question de la qualité de la source d’azote pour les étangs piscicoles, l’ajout d’un nouveau sous-système a été testé à travers trois expériences sur des aspects complémentaires de la production de larves de mouches domestiques (Musca domestica) avec des substrats disponibles localement (sous-produits industriels, déchets animaux). Cela a permis de mettre à contribution des mouches naturellement présentes autour des exploitations dans les zones tropicales et produire les protéines dans la ferme intégrée.

III. Résultats et discussions

Les résultats indiquent que 79 % des étangs piscicoles de Kinshasa associent des poissons avec du bétail (principalement des porcs) et/ou des légumes et que 21 % des étangs quoique ayant un potentiel d’intégration ne sont associés à aucune autre activité. L’AAI est généralement appliquée dans les petites exploitations agricoles aux ressources financières limitées et certaines d’entre elles ne sont pas en mesure de générer des bénéfices, bien qu’elles aient toutes une marge brute positive. En raison de l’absence d’aliments commerciaux complets pour l’alimentation des poissons, les fermes utilisent les déchets d’élevage et les sous-produits agro-industriels qui sont soit récoltés dans des environ des fermes (ressources locales 6- 39%) ou achetés (ingrédients achetés chez des commerçant 31-94 %) comme aliments pour poissons tels que l’Oreochromis niloticus et le Clarias gariepinus qui sont des poissons avec un profil en acides aminés assez élevé. Cependant, ces déchets d’élevage et sous-produits agro-industriels ont une faible valeur nutritionnelle, notamment en ce qui concerne la teneur en protéines et la valeur nutritive des poissons. Au moins onze flux possibles peuvent être exploités avec les trois principaux sous-systèmes, à savoir les étangs piscicoles, les porcheries et les cultures maraîchères, présents dans une exploitation. Cependant très peu des fermes sont capables d’exploiter ces flux d’interaction possible en présence de ces 3 sous-systèmes au sein de la ferme. Le lisier de porc est relativement utilisé comme engrais pour les cultures maraîchères et comme apport indirect de protéines alimentaires par la production primaire dans la chaîne alimentaire des poissons. Le niveau d’études et l’implication du propriétaire de l’exploitation se sont avérés être des facteurs cruciaux qui peuvent permettre une meilleure organisation technique et financière de l’exploitation. Ils permettent aussi de tirer le meilleur parti de la complémentarité des flux au niveau des exploitations. Des pertes d’azote dues à une mauvaise gestion de certains flux entre les composants ont été constatées, en particulier lors de la récolte et du stockage du lisier de porc qui nécessite souvent du travail supplémentaire. Néanmoins, une gestion plus appropriée des sorties d’azote des porcs, qui sont évaluées quotidiennement à 14 gN/porc et 20 gN/porc respectivement, pour les formes fécales et urinaires par le modèle mathématique, peut aider les agriculteurs à réduire les pertes d’azote. Par exemple, l’élevage des porcs au-dessus des étangs s’est avéré beaucoup plus efficace pour minimiser les pertes de flux d’azote. Mais aussi pour minimiser les besoins de manipulation en raison de la collecte naturelle des excréments et de l’urine, qui est souvent difficile à collecter dans les porcheries rurales et péri-urbaines. Il permet également aux éleveurs de réduire la densité de porcs par étang dans l’exploitation. Les excréments peuvent également être récoltés et utilisés efficacement comme substrats pour la production de larves d’insectes, en mélange avec des déchets agro-industriels. En effet, les matières fécales contiennent non seulement de l’azote, mais aussi des protéines et des bactéries non digérées. Elles peuvent être utilisées plus efficacement pour produire une source de protéines et mènent à la conception d’un nouveau système de l’AAI. Dans ce système, la production naturelle de larves de mouches, dont le facteur limitant la croissance est la lysine, pourrait être améliorée en mélangeant du lisier de porc avec des grains de brasserie et/ou du sang de vache comme substrats disponibles localement. Les larves produites avec un bon profil d’acides aminés peuvent alors être utilisées en complément de l’alimentation des poissons. A l’échelle de la ferme, une infrastructure prototype pour la production d’asticots a été construite directement sur les étangs et a permis une production intensive, la récolte naturelle d’asticots dans les étangs et une réduction des besoins de manutention du fumier par les agriculteurs.

IV. Conclusion

En conclusion, le système intégré tel qu’il est pratiqué dans les zones périurbaines et rurales de Kinshasa présente encore de nombreux défis à relever pour égaler les succès obtenus en Asie du Sud-Est, en Amérique et ailleurs. Il est clair que, en se concentrant à la fois sur la quantité et la qualité de l’azote produit à la ferme et en limitant les pertes d’azote grâce aux différentes méthodes novatrices indiquées dans cette recherche, les fermes utilisant le système AAI peuvent relever la plupart des défis auxquels le système est confronté. Pour assurer la viabilité économique de l’agriculture, il faut des stratégies d’application efficaces pour maximiser les profits à la ferme. Parmi ceux qui ont été décrits dans ce travail, les plus importants sont : une gestion de la main-d’œuvre, utilisant une main[1]d’œuvre qualifiée comme main-d’œuvre salariée temporaire uniquement pour des activités qui nécessitent une intervention d’un expert et une main[1]d’œuvre familiale pour les autres activités, car elle est peu coûteuse et constitue une alternative viable en raison des faibles possibilités d’emplois disponibles pour les membres des familles dans les secteurs autres que l’agriculture. Les petites exploitations agricoles travaillant avec le système AAI dans les zones périurbaines et rurales de Kinshasa peuvent décider d’effectuer conjointement des dépenses communes telles que le transport de nourriture, une visite chez le vétérinaire ou une consultation d’experts, la location de machines spéciales, etc. Ces dépenses encourues par un seul agriculteur peuvent avoir un effet bénéfique sur l’exploitation agricole alors qu’entre plusieurs exploitations, elles seraient réduites au minimum.

L’intensification écologique nécessite une gouvernance territoriale pour l’améliorer dans une perspective de développement durable (Aubin et al., 2017). Les organismes compétents peuvent vulgariser les pratiques d’amélioration du système IAA afin d’attirer l’intérêt des exploitations agricoles susceptibles d’abriter les pratiques de ce système, car on a noté un manque d’enthousiasme dans l’application du système.

En résumé, des propositions peuvent être faites pour une intensification écologique du système existant déjà en vue de réduction des pertes et des gaspillages au sein des fermes en intégrant mieux les composantes pour augmenter la production globale au sein des fermes et mieux approvisionner les ménages congolais. Il s’agit de :

– Mieux exploiter des flux tels que, les boues d’étang pour la fertilisation des légumes (20 %), le fumier utilisé pour le compostage (4 %), etc., qui sont mal exploités par les agriculteurs et pourtant sont importants pour renforcer l’autonomie de l’exploitation.

– Bien gérer quantitativement les flux d’azote en plaçant les porcs au-dessus (ou à défaut très proche) des étangs afin de limiter les pertes en azote volatil et récupérer le maximum d’azote urinaire (20gN/ jour/porc) et /ou fécal (14gN/porc/jour).

– Bien gérer qualitativement le flux d’azote qui est l’élément limitant dans la production en utilisant l’azote urinaire directement dans les étangs et l’azote fécal pour une production d’une autre source de protéines de qualité.

– Mettre à contribution les mouches naturellement présentes dans des fermes pour la production des larves des mouches (asticots) qui sont une source de protéines supplémentaires avec un profil en acides aminés élevé.

– Utiliser les larves des mouches comme complément à l’alimentation selon le système que nous proposons en vue d’accroître la production des poissons au sein de la ferme.

– Utiliser le reste de substrat de production de larves des mouches comme fertilisant pour les légumes en plus de la boue des urines et autres.

Enfin, nous encourageons la suite des recherches qui pourront s’appesantir sur des questions fondamentales qui ont été partiellement ou non traitées lors de ces recherches faute de financement et de temps. Par exemple, la plus-value de l’utilisation d’un tel système au sein de la ferme, la mesure économique de la production de 1 kg de poisson dans ce système, les aspects hygiéniques de l’utilisation des asticots dans l’alimentation des poissons, etc

Patrick. MAFWILA, D. BWABWA, D. BISIMWA, G. KALALA, B. KAMBASHI, R. NTOTO, C. KINKELA, J. MAFWILA, D. DOCHAIN, X. ROLLIN, T. DOGOT, et J. BINDELLE.

Source : Les actes des conférences de 2019 à l’Université de Kinshasa et l’Université Mariste de Kisangani