Introduction de Pachyrhizus erosus dans la zone des Niayes au Sénégal: Etude de sa composition chimique et de sa valeur fourragère

Saliou Ngom, Mamadou Bocar Thiam, El Hadji Traore et Djiby Manel Ndiaye

Institut Sénégalais de Recherches Agricoles/Laboratoire National de l’Elevage et Recherches Vétérinaires (ISRA/LNERV),
BP 2057, Dakar, Sénégal
ngomsaliou@gmail.com

Résumé

Pour apprécier son intérêt fourrager en zone sahélienne, Pachyrhizus erosus est introduit dans la zone des Niayes au Sénégal où des études sont menées sur sa production de biomasse, sa composition chimique et sa valeur alimentaire suivant différents stades phénologiques.

Les résultats obtenus ont révélé que la plante a un fort potentiel pour l’alimentation animale. Le Pachyrhizus a produit une phytomasse herbagère plus importante que celle de la plupart des légumineuses tropicales avec une production optimale au stade préfloraison (2,46 t/ha MS). La plus haute valeur fourragère (0,68 UFL et 0,52 UFV) de la plante a été obtenue au stade fin montaison avec des teneurs moyennes en protéines (17,68% MS) et en fibres (50,05%  et 12,05% MS pour NDF et ADL, respectivement) acceptables pour l’alimentation des ruminants. Seuls les matières grasses, la lignine, le calcium et le phosphore ont présenté des variabilités statistiquement significatives (p<0,05) entre les différents stades phénologiques.

Mots clés: alimentation animale, irrigation

Introduction of Pachyrhizus erosus in the Niayes region in Senegal: Study of its chemical composition and its fodder value

Abstract

In order to appreciate its forage interest in the Sahelian zone, Pachyrhizus erosus is introduce in the Niayes region in Senegal, where these studies are conducted on biomass production, chemical composition and nutritive value following different phenological stages.

Results have shown that the plant has a high potential for animal feeding. Pachyrhizus produced more biomass than most of tropical leguminous with optimum production in pre-flowering stage (2.46 t/ha DM). The highest fodder value (0.68 UFL and UFV 0.52) of the plant was obtained at the end of bolting stage with an average content of protein (17.68% DM), fiber (50.05% and 12.05% DM for NDF and ADL, respectively) acceptable for ruminants feeding. Only fat, lignin, calcium and phosphorus have shown statistically significant variability (p<0.05) between the different phenological stages.

Keywords: animal feed, irrigation

Introduction

Dans la zone des Niayes au Sénégal, l'élevage des ruminants occupe une place importante  dans l'approvisionnement des populations urbaines en protéines d'origine animale. Les effectifs d’animaux ont considérablement augmenté en dépit de la pression foncière pour l'urbanisation qui a fortement réduit les espaces agricoles y compris les pâturages naturels. Il en a résulté des phénomènes de surpâturage et de surexploitation des ligneux, avec une disparition progressive de nombreuses espèces fourragères, herbacées et arborées et un déficit nutritionnel des animaux. Un réel problème d’alimentation des ruminants se pose en saison sèche. La qualité et la quantité de fourrage disponible sont optimales pendant la saison des pluies, mais les pâturages se détériorent pendant la période de soudure. Les cultures fourragères ont été  expérimentées pour lever la contrainte alimentaire dans les systèmes d’élevage, mais leur adoption est freinée par les cultures de rente. Il est donc nécessaire d’introduire des espèces adaptées qui présentent un potentiel d’utilisation mixte agriculture-élevage et concevoir des technologies applicables en milieu réel pour leur utilisation optimale en alimentation animale. C’est dans ce cadre que Pachyrhizus erosus a été introduite dans la zone des Niayes pour une meilleure intégration entre l’horticulture et l’élevage. Pachyrhizus erosus encore appelée "Pois patate" est une légumineuse de la famille des Fabaceae originaire de l’Amérique centrale qui présente de multiples vertus (Khan 1978). Aujourd’hui, Pachyrhizus est introduite et cultivée en Amérique du sud (Sorensen 1990) et dans beaucoup de pays asiatiques (Vietnam, Thaïlande, Cambodge, etc.). C’est une plante à physiologie complexe pouvant se comporter comme une légumineuse à graine ou une plante à tubercules (Zinzou 1992). En Amérique, elle est cultivée prioritairement pour ses tubercules et jeunes gousses à haute valeur nutritionnelle en alimentation humaine mais la biomasse collectée après les récoltes est valorisée en alimentation animale. Les teneurs en sucre et en protéines des tubercules du Pachyrhizus sont plus importantes que celles du manioc et de la patate douce (Kawabata 1986). Selon Ratanadilok (1994), les jeunes gousses possèdent des propriétés comparables à celles des haricots verts. L'adaptation de Pachyrhizus à la sécheresse a été démontrée en conditions contrôlées dans différentes zones agroécologiques du Sénégal : dans les stations expérimentales de l’ISRA à Bambey et Nioro (zone centre), à Cambéréne (zone des Niayes), à Tambacounda et Djibélor (zone sud), à Thiago (zone nord), et à l’Ecole nationale supérieure d’agronomie (ENSA) de Thiès (Diouf 1993 ; Annerose et Diouf 1994). Par contre, peu d'informations sur les variations de la qualité et de la période optimale du fourrage de Pachyrhizus sont disponibles au Sénégal. Ce travail a donc pour objectif d’étudier l’évolution de la biomasse et de la composition chimique de Pachyrhizus à différents stades de développement pour sa meilleure exploitation et utilisation en alimentation animale dans les systèmes d’élevage du Sahel.

Photo 1 : Pachyrhizus erosus

Matériel et Méthode

Matériel biologique et conditions de culture

Le matériel utilisé est la variété EC550 appartenant à l’espèce P. erosus. Sa culture  a été conduite dans une exploitation privée située à Sebikotane dans le département de Rufisque au Sénégal.

Figure 1 : Carte de délimitation de la zone des Niayes

Sebikotane se trouve dans la zone des Niayes (Figure 1) où le maraîchage est fortement pratiqué (80 % de la production horticole nationale). Cette zone couvre une bande qui s’étend sur 185 km de long, large d’une dizaine à une vingtaine de kilomètres à l’intérieur des terres. Géographiquement elle s’inscrit entre les longitudes 17°26’ W et 16°15’ N et entre les latitudes 14°45’ N et 15°56’ N (Diao 2004). Administrativement, elle est incluse dans quatre régions (Dakar, Thiès, Louga et Saint-Louis). Sebikotane se trouve entre l’isohyète 700 mm au nord de Mbour et 400 mm au sud de Louga où régne un climat sahélo-soudanien.

Figure 2 : Dispositif expérimental pour la culture de Pachyrhizus.

La culture a été effectuée en micro irrigation intégrale « goutte à goutte » et installée selon un dispositif de bloc complet randomisé sur un terrain plat et protégé par des brise-vent en 5 blocs et 3 traitements (3 lignes), soit au total  15 unités expérimentales (TiBi) (Figure 2). Les graines ont été semées et disposées en quinconce et séparées de 20 cm sur chaque parcelle élémentaire de 2,5 m de long sur 2 m de large soit une surface de 5 m². Les prélèvements ont démarré 37 jours après le semis. Quatre prélèvements ont été effectués à la fréquence d’un prélèvement à une semaine d’intervalle correspondant chacun à un stade phénologique (fin montaison, préfloraison, pleine floraison, stade de remplissage des gousses). Les gousses ont été collectées un peu avant leur maturité (deux derniers prélèvements). L’échantillonnage a été réalisé de façon aléatoire avec 2 échantillons par bloc. Au total 120 échantillons ont été obtenus pour lesquels les tiges, les feuilles et les gousses ont été étudiées séparément. Les échantillons ont été séchés à l’étuve à 105°C avant d’être broyés et conditionnés dans des flacons en plastique.

Analyses chimiques

Les analyses chimiques ont été réalisées au Laboratoire national d’élevage et de recherches vétérinaires (LNERV) de l’ISRA. Les échantillons collectés, séchés à l’ombre jusqu’à un poids constant et finement broyés (passés à un tamis de 1 mm) ont été analysés selon les méthodes approuvées par l’AOAC (1990). La matière sèche a été obtenue par dessiccation à l’étuve à 105 °C pendant 24 heures (MS), la teneur en cendres totales (MM) par calcination à 550 °C et les matières azotées totales (MAT) par la méthode de Kjeldahl. La cellulose brute (CB) a été mesurée selon la méthode de Weende et les constituants pariétaux dont les parois totales ou NDF (neutral détergent fiber) et la ligno-cellulose ou ADF (acid detergent fiber) par la méthode Van Soest et al (1991).

Equivalents énergétiques

Pour mieux estimer le potentiel alimentaire de la biomasse de Pachyrhizus, les unités fourragères viande et lait (UFV et UFV) ont été calculées en utilisant les équations de Sauvant et al (2004), rapportées par Chapoutot et al (2009). La valeur nutritive de Pachyrhizus a été comparée avec celle des résidus de cultures maraîchères et des fourrages traditionnels (fane d’arachide et de niébé) utilisés en alimentation animale dans la zone des Niayes. 

Analyse statistique

Les tests statistiques pour l’analyse de la variabilité de la production de biomasse et des valeurs bromatologiques ont été effectués à l’aide des logiciels XLSTAT-Pro6.1.9 et SPSS. Le modèle d’analyse de variance type ANOVA a été appliqué aux valeurs obtenues pour les composantes déterminées. 

Résultats et discussion

Etude quantitative de la biomasse produite par Pachyrhizus

La Figure 3 représente les variations de la biomasse produite par Pachyrhizus au cours de différents stades phénologiques.

Figure 3. Variations de la biomasse produite par Pachyrhizus au cours de différents stades phénologiques.

En saison sèche et conduit sous micro irrigation goutte à goutte, le Pachyrhizus a donné en 37 jours (stade fin montaison), après mise en place de la culture, 5,58 t/ha de matière verte (1,56 t/ha MS) (feuilles et tiges) et a atteint le pic de production de biomasse au 44^ème  jour (stade préfloraison), soit 8,62 t/ha de matière verte (2,46 t/ha MS). La production totale en phytomasse herbagère décroît progressivement pour atteindre la valeur de 5,36 t/ha de matière verte (1,50 t/ha MS) 58 jours après le semis (remplissage gousses) (Figure 3). La production en feuilles varie de 4,19 t/ha de matière verte (1,20 t/ha MS) au premier prélèvement, pour atteindre le pic au deuxième prélèvement correspondant au 44^ème jour après semis (stade préfloraison) à 6,30 t/ha de matière verte (1,83 t/ha MS). Elle baisse par la suite jusqu'à une valeur de 3,72 t/ha de matière verte (1,05 t/ha MS) à 58 jours après semis qui correspond au stade de remplissage des gousses.

L’évolution de la quantité des tiges est comparable à celle des feuilles. Au premier prélèvement, il a été enregistré 1,39 t/ha de matière verte (0.36 t/ha MS) au premier prélèvement, 2,32 t/ha de matière verte (0,60 t/ha MS) au pic et 1,64 t/ha de matière verte (0,48 t/ha MS) au 4^ème  prélèvement qui correspond au 58^ème  jour après semis.

Cependant, les études statistiques ont révélé une variation non significative (P > 0,05) de la quantité de biomasse totale produite, des feuilles prises individuellement et des tiges entre les différents stades de prélèvements.

La biomasse fourragère produite (2,46 t/ha MS en 44 jours) par le Pachyrhizus n’est pas négligeable, comparée à l’arachide et le niébé fourragers expérimentés au Sénégal et ayant montré des rendements respectifs optimaux compris entre 3 et 4 t/MS/ha (Morou et Rippstein 2004). Il convient de préciser que le Pachyrhizus, dans la plupart des cas (en Amérique latine), après la récolte des tubercules, est utilisé comme un aliment de lest (paille) pour l’alimentation des ruminants domestiques. Cependant, à la phase maturité complète des gousses, en raison de la présence de composés toxiques (érosone et roténone), il n’est pas recommandé comme affouragement en vert ou en pâturage direct sur parcours (Diouf 1993). La valeur de la MS de la biomasse du Pachyrhizus est comparable à la plupart des fourrages verts et des résidus de cultures maraîchères disponibles au Sénégal. La valeur élevée de la MS au stade juvénile constitue un atout majeur, dans la mesure où elle contribue à satisfaire les besoins quantitatifs des animaux.  

Par ailleurs, dans la zone des Niayes,  plus particulièrement dans la localité de Sebikotane,  les  exploitations sont exposées à la rareté et à l’insuffisance des ressources hydriques.  Pour parer à ces difficultés, elles font recours au réseau d’adduction d’eau de la Société des Eaux du Sénégal (SDE) trop onéreux, ce qui justifie le recours à la micro irrigation goutte à goutte.

Ainsi, les rendements obtenus ont révélés que la micro irrigation appliquée  dans le cadre cette étude apparait comme l’une des technologies les plus appropriées pour améliorer la productivitè. La micro irrigation goutte à goutte a permis une production de biomasse importante pour le Pachyrhizus (2,46 t/ha MS en 44 jours) comparée et celle généralement obtenue pour les fourrages herbacées des parcours naturels en milieu tropical (0,5 à 2 t/ha MS) (Coulibaly et al 2009).

Il convient d’ajouter que compte tenue de la diversité des types et de modes d’irrigation recensés dans la zone des Niayes (irrigation à la lance, aspersion, irrigation par arrosage à partir des puits traditionnels ou « céanes », etc.) le Pachyrhizus pourrait parfaitement s’intégrer aux systèmes culturaux existants.

Composition chimique et valeur alimentaire

Les résultats obtenus sur la composition de la biomasse de Pachyrhizus (Tableau 1) montrent son intérêt en alimentation du bétail. Le Pachyrhizus présente un taux de matière sèche élevé (91,7 - 92,6 % MS) avec des teneurs en protéines (15,4 – 17,6 % MS) comparables à celles des légumineuses fourragères à forte valeur azotée traditionnellement utilisées dans l’alimentation animale en Afrique de l’Ouest dont le niébé (Vigna unguiculata) (17,0 % MS), Clitoria ternatea (17 - 20% MS) et  Dolichos lablab (16 - 17 % MS) (Pozo et Dehareng 1996). Les teneurs en protéines du Pachyrhizus sont supérieures à celles de la plupart des fourrages ligneux (Alchornea cordifolia, Flemingia macrophylla, Gliricidia sepium ou Leucaena leucocephala, etc.) exploités en saison sèche pour nourrir le bétail dans la zone soudano-sahélienne (Arab et al 2009 ; Ickowicz et al 2005 ; Le Houérou 1980 ; Kaboré-Zoungrana et al 2008).

Les teneurs moyennes en constituants pariétaux (49,6 - 52,4 % MS pour NDF et 34,3 - 36,4 % MS pour ADF) dans la biomasse totale sont faibles comparativement à celles de la paille sèche de brousse de saison sèche (75 % MS) mais comparables à celles des feuilles de  certains ligneux tels que  Leucaena (47,8 % MS) et Balanites aegyptiaca (34,6 % MS).

Toutefois, une réduction des quantités de tiges essentiellement constituées de fibres (64,7 % MS) par rapport aux feuilles qui sont riches en protéines (21,6 % MS) avec un taux moyen de lignine acceptable (10,9 % MS) permettrait une amélioration de la valeur alimentaire du fourrage de Pachyrhizus.

L’analyse bromatologique du Pachyrhizus a révélé des teneurs en matières grasses (0,96 – 2,38 % MS), calcium (1,05 – 3,57 % MS) et phosphore (0,42 – 2,51 % MS) très variables entre les différents prélèvements. Ces variations pourraient s’expliquer par le remplissage des gousses. En effet, le stade début de formation des gousses correspond physiologiquement au démarrage du phénomène de translocation ou de chargement du phloème, c’est à dire une alimentation intensive des gousses et des tubercules en éléments nutritifs. Le calcium et le phosphore participent significativement à ce processus, d’où leur évolution en fonction du stade phénologique. Les jeunes gousses ont montré des teneurs en protéines (28,5 % MS) similaires à celles des gousses d’autres légumineuses et des fruits de Faidherbia albida présentant un intérêt particulier en alimentation animale au Sénégal selon Fall et al (1997). Cependant, ces gousses se sont formées au stade où la plante a perdu une bonne partie de sa biomasse et aussi de sa valeur alimentaire. Le niveau des UFL est passé de 0,62 à 0,49/kg MS entre le premier et le dernier prélèvement (entre la fin de montaison et le stade de remplissage des gousses) et celui des UFV de 0,52 à 0,35/kg MS (Tableau 2).

Par contre, pour les teneurs en MAT, ADF et CB, les tests statistiques n’ont pas révélé de différences significatives (P > 0,05) entre la fin montaison et le stade de remplissage des gousses.

Comparé aux résidus de cultures maraichères utilisés aussi en alimentation du bétail au niveau de la zone des Niayes, le Pachyrhizus renferme plus de protéines que le fourrage obtenu à partir des résudus de la récolte du chou (14,6 % MS), de l’aubergine (12,44 % MS) et de la tomate (14,6 % MS) (Fall et al 2002, Fall 2001). La valeur en ADF du Pachyrhizus en croissance est assimilable à celle des résidus de cultures maraîchères qui sont relativement faibles par rapport aux fourrages conventionnels.

Conclusions

• A la lumière des résultats obtenus dans cette étude, le Pachyrhizus a montré un potentiel fourrager important en zone sahélienne surtout pendant la période de soudure (saison sèche). La plante produit une biomasse importante avec une valeur alimentaire appréciable pour l’alimentation du bétail. Dans la zone des Niayes, le Pachyrhizus cultivé en micro irrigation goutte à goutte  pourra se substituer aux fourrages conventionnels peu disponibles dans un système d’exploitation mixte horticulture-élevage. Pour l’affouragement en vert chez les ruminants domestiques, la phase entre le stade fin montaison et la préfloraison (entre 37 et 44^ème jour après le semis) est recommandée pour la coupe à cause non seulement de l’importante de la biomasse générée, mais aussi de sa haute valeur alimentaire. 

  
  

• Cependant, cette étude gagnerait à être approfondie par  des essais  de performances chez des animaux alimentés à base de Pachyrhizus selon des niveaux d’incorporation croissants pour la confirmation du haut potentiel fourrager de la plante. Par ailleurs, des études relatives à la présence des composés toxiques contenus dans la plante en fonction du stade phénologique, permettraient d’apporter des recommandations pratiques sur les stades de pâtures ou périodes d’affouragement en vert. 

  
  

• Outre la contribution à l’alimentation animale, il est nécessaire d’étudier les possibilités d’une éventuelle intégration des tubercules du Pachyrhizus dans l’habitude alimentaire des populations de la zone au même titre que la pomme de terre, la patate douce et le manioc.

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Received 21 October 2012; Accepted 23 March 2013; Published 1 May 2013

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