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In sub-Saharan Africa, mineral fertilisation and agroecology are not incompatible
octobre 5, 2023
Should mineral fertiliser use be increased in sub-Saharan Africa? A team of African and European agronomists* provide a nuanced response to this question in an article published in Outlook on Agriculture. Their analysis is based on a review of the existing scientific literature and on years of field experience in sub-Saharan Africa. Are agroecological approaches, based for example on the use of legumes and manure, enough by themselves to ensure a long-term increase in annual crop yields in sub-Saharan Africa (SSA), without using more mineral fertiliser? The answer is no, according to a team of agronomists who have published an in-depth analysis of 150 scientific articles on annual crops (maize, sorghum, millet, rice, cassava, etc.) and tropical legumes, both annual grain legumes (cowpea, groundnut) and legume trees (acacia, sesbania) in tropical environments. These publications collate 50 years of knowledge on nutrient balances in sub-Saharan Africa, biological nitrogen fixation by tropical legumes, manure use in smallholder farming systems and the environmental impact of mineral fertiliser. “When we look at comparable climate conditions and physical soil constraints, yields of maize – the main source of calories for people – in sub-Saharan Africa are three to four times lower than elsewhere in the world. This is largely due to the fact that mineral fertiliser use (nitrogen, potassium) is on average four times lower there”, says Gatien Falconnier, a researcher at CIRAD based in Zimbabwe and lead author of the article. “On average, 13 kg of nitrogen are used per hectare and per year in sub-Saharan Africa, for all crops, bearing in mind that the poorest farmers have no access to nitrogen fertilisers and therefore do not use them. It is mainly agri-business and vegetable farmers that have access to fertilisers”, adds François Affholder, an agronomist at CIRAD based in Mozambique and co-author of the article. “Our objective is not to produce like Europe or North America, but to produce more and more regularly according to the seasons and the years, and thus to increase the economic sustainability of our farming systems. To do so, we must ensure a minimum level of nutrients for crops, which require essential mineral elements for efficient photosynthesis, and therefore growth. Soils are typically lacking in mineral elements in sub-Saharan Africa, and the largely insufficient organic inputs lead to nutrient deficiencies in crops. This is the main limiting factor for crop yields, excluding drought situations”, says Pauline Chivenge of the African Plant Nutrition Institute (APNI). “The work by Christian Pieri showed as early as 1989 that it is possible to restore high levels of fertility to African soils through a balanced approach to organic and mineral nutrient inputs”, says François Affholder. The article highlights five reasons why more mineral fertiliser is needed in sub-Saharan Africa:
  1. Farming systems are characterised by very low mineral fertiliser use, widespread mixed crop-livestock systems, and significant crop diversity, including legumes. Inputs of mineral elements to crops by farmers are insufficient, resulting in a widespread decline in soil fertility due to soil nutrient mining.
  2. The nitrogen requirements of crops cannot be met solely through biological nitrogen fixation by legumes and manure recycling. Legumes can only fix atmospheric nitrogen if symbiosis with soil bacteria functions correctly, which requires absorption of different mineral elements by the plant. Ken Giller of Wageningen University, highlights that the ability of legumes to capture nitrogen from the air through their symbiosis with rhizobium bacteria is a fantastic opportunity for smallholder farmers, “but the amounts on nitrogen fixed are very small unless other nutrients such as phosphorus are supplied through fertilisers”.
  3. Phosphorus and potassium are often the main limiting factors of the functioning of plants and living organisms, including symbiotic bacteria: if there is not enough phosphorus and potassium in soils, then there is no nitrogen fixation. These nutrient elements, phosphorus, potassium and micro-elements, need to be provided by fertilisers, since they cannot be provided by legumes, which draw these elements directly from the soil. In the case of manure, this is simply a transfer from grazing areas to cultivated areas, which gradually reduces fertility in grazing areas.
  4. If used appropriately, mineral fertilisers have little impact on the environment. The greenhouse gas emissions linked to nitrogen fertiliser use can be controlled through a balanced and efficient application. In addition, mineral fertilisers can be produced more efficiently in order to reduce the impact of their production on greenhouse gas emissions, keeping in mind that this impact is low, at around 1% of total anthropogenic emissions.
  5. Further reducing mineral fertiliser use in SSA would hamper productivity gains and would contribute directly to increasing food insecurity and indirectly to agricultural expansion and deforestation. Producing for a population that will double by 2050 is likely to require the use of more agricultural land. An extensive strategy thus harms biodiversity and contributes to increasing greenhouse gas emissions, contrary to an agroecological intensification strategy combined with efficient and moderate mineral fertiliser use.
If we take account of biophysical production factors, such as climate and soil, and shortages of land and agricultural workers, it will be impossible to reach a satisfactory production level by fertilising soils only with manure and using legumes”, says Leonard Rusinamhodzi, an agricultural researcher at the Ghana International Institute of Tropical Agriculture. However, “agroecological principles linked directly to improving soil fertility, such as recycling of mineral and organic elements, crop efficiency and diversity, with for example agroforestry practices and cereal-legume intercropping, remain essential to improve soil health. Soil fertility is based on its organic matter content, provided by plant growth that determines the biomass that is returned to the soil in the form of roots and plant residues. Efficient mineral fertiliser use starts a virtuous circle. These nutrients are crucial for the sustainability of agricultural productivity”, says Gatien Falconnier. The researchers therefore argue for a nuanced position that recognises the need to increase mineral fertiliser use in sub-Saharan Africa, in a moderate manner based on efficient practices, in conjunction with the use of agroecological practices and appropriate policy support. This balanced approach is aimed at ensuring long-term food security while preserving ecosystems and preventing soil degradation. Référence Falconnier, G. N., Cardinael, R., Corbeels, M., Baudron, F., Chivenge, P., Couëdel, A., Ripoche, A., Affholder, F., Naudin, K., Benaillon, E., Rusinamhodzi, L., Leroux, L., Vanlauwe, B., & Giller, K. E. (2023). The input reduction principle of agroecology is wrong when it comes to mineral fertilizer use in sub-Saharan Africa. Outlook on Agriculture, 0(0). https://doi.org/10.1177/00307270231199795 * CIRAD, International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), International Institute of Tropical Agriculture (IITA), Wageningen University and the African Plant Nutrition Institute (APNI) Contact presse@cirad.fr Scientists Gatien Falconnier gatien.falconnier@cirad.fr Pauline Chivenge P.CHIVENGE@apni.net Leonard Rusinamhodzi L.Rusinamhodzi@cgiar.org

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Olaosebikan, Olamide

Olamide Deborah Nwanze est une chercheuse principale spécialisée dans la recherche sur l'approche "genre" afin d'éclairer les politiques de sélection participative et inclusive, de développement de variétés et de systèmes semenciers concernant les cultures de racines, tubercules et bananes (RTB) au siège de l'Institut International d'Agriculture Tropicale, à Ibadan, au Nigeria. Elle est candidate au doctorat à l'Université d'Ibadan et titulaire d'un master et d'un diplôme d'ingénieur agronome en vulgarisation agricole et développement rural. Olamide est membre du programme African Women in Agricultural Research and Development – Gender Responsive Agricultural Systems Policy (SAISIE DE RÉCOMPENSEet les Chercheuses Sensibles au Genre Équipées pour la Transformation Agricole (SUPER. Elle cherche à appliquer ses apprentissages en matière d’approche genre, recherche sensible au genre, et expertise en développement et examen de politiques pour faciliter l’accès et l’adoption par les femmes, les jeunes, les enfants et les groupes sociaux vulnérables aux innovations agricoles qui garantissent la sécurité alimentaire, nutritionnelle, des revenus et des moyens de subsistance en Afrique. Ses rôles actuels comprennent le mentorat de chercheurs stagiaires, le développement de guides et manuels de formation, la mise en œuvre et l'adaptation de cadres et d'outils genre, l'engagement des acteurs de la chaîne de valeur en tant que partenaires de la science citoyenne, l'examen et la refonte des politiques, la gestion et l'analyse des données. Ses recherches actuelles portent sur les méthodes mixtes ainsi que sur les approches participatives et interdisciplinaires pour saisir et mettre en évidence les dynamiques de genre, les besoins, les préférences et les défis rencontrés par les parties prenantes au sein de la chaîne de valeur des moyens de subsistance agricoles afin de prioriser des stratégies axées sur le genre dans les programmes de sélection, la conception et la mise en œuvre des politiques.

À l'IITA, elle contribue à la mise en œuvre du CGIAR Initiative d'Élevage Accéléré et Innovation génétique Programmes ; recherche participative et genre au sein des Prochaine Génération ManiocHarvestPlusRTBAliments, et Tricot-ClimMob 1000Fermes Projets ; et la communication des connaissances sur le genre via le Série de webinaires G-LENS, vidéo documentaire, notes de politiquepublications, et blogs.

 

Publications récentes

de Sousa, K., van Etten, J., Manners, R. Bello, A., Teeken, B., Olaosebikan, O., et al. 2024. L'approche tricot : un cadre agile pour les essais décentralisés à la ferme soutenus par la science citoyenne. Une rétrospective. Agron. Sustain. Dev. 44, 8. https://doi.org/10.1007/s13593-023-00937-1

Madu, T., Onwuka, S., Nwafor, S., Onyemauwa, N., Ejechi, M., Ofoeze, M., Ukeje, B., Eluagu, C., Olaosebikan, O., Okoye, B., 2024. Les études sur les consommateurs inclusifs en matière de genre améliorent l'amélioration du manioc au Nigeria dans : Frontiers in Sociology, volume 9, numéro : 1224504, doi : 10.3389/fsoc.2024.1224504

Olaosebikan, O. ; Bello, A. ; Utoblo, O. ; Okoye, B. ; Olutegbe, N. ; Garner, E. ; Teeken, B. ; Bryan, E. ; Forsythe, L. ; Cole, S. ; Madu, T. 2023. Facteurs de stress et résilience au sein de la chaîne de valeur du manioc au Nigeria : Caractéristiques préférées des variétés de manioc et stratégies de réponse des hommes et des femmes pour informer l'amélioration variétale. Sustainability 15, 7837. https://doi.org/10.3390/su15107837

Okoye, B., Ofoeze, M., Ejechi, M., Onwuka, S., Nwafor, S., Onyemauwa, N., Ukeje, B., Eluagu, C., Obidiegwu, J.*, Olaosebikan, O., Madu, T.* 2023. Priorisation des traits préférés dans la chaîne de valeur de l'igname au Nigeria : une analyse de la situation en matière de genre in: Frontiers in Sociology, volume 8, numéro : 1232626, pages 1 – 9, ISSN 2297-7775, 2023. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsoc.2023.1232626/full

Olaosebikan, O., Bello, A. A., de Sousa, K., Ndjouenkeu, R., Adesokan, M., Alamu, E. O., Agbona, A., van Etten, J., Kegah, F. N.*, Dufour, D., Bouniol, A., Teeken, B. 2023. Acceptabilité par les consommateurs des produits alimentaires à base de gari-eba de manioc dans des contextes culturels et environnementaux variés en utilisant l'approche triade de comparaison des technologies (tricot) dans : Journal of the Science of Food and Agriculture,

Teeken, B., Olaosebikan, O., Bello, A. A., Madu, T.*, Cole, S. M. 2023. Évaluation qualitative de la positionnalité et des préférences des dyades en relation avec les activités liées au manioc : travailler avec des scientifiques citoyens du procès tricot https://hdl.handle.net/10568/138326 Type : Manuel

Bouniol, A., Ceballos, H., Bello, A. A., Teeken, B., Olaosebikan, O., Owoade, D., Agbona, A., Fotso Kuate, A., Madu, T.*, Okoye, B.*, Ofoeze, M.*, Nwafor, S.*, Onyemauwa, N.*, Adinsi, L.*, Forsythe, L., Dufour, D. 2023. Impact variétal sur le travail des femmes, la charge de travail et la pénibilité associée dans le traitement des plantes à racines, tubercules et bananes : focus sur le manioc en Afrique subsaharienne dans : Journal of the Science of Food and Agriculture, pages 1 – 25, ISSN 0022-5142,

Bello, A. A., Agbona, A., Olaosebikan, O., Edughaen, G., Dufour, D., Bouniol, A., Iluebbey, P., Ndjouenkeu, R.*, Rabbi, I. Y., Teeken, B. 2023. Effets génétiques et environnementaux sur la productivité de la transformation et le rendement des produits alimentaires : la pénibilité du travail des femmes dans : Journal of the Science of Food and Agriculture, pages 1 – 32, ISSN 0022-5142, 5

Cavicchioli, M., Zimbiti, T., Teeken, B., Nwanze, D.O., Liani, M., Parkes, E. & Bello, A. 2023. Rapport sur la formation en sélection génétique sensible au genre à l'IITA. Genetic Resources Center, IITA-HQ, Ibadan, 21-23 septembre 2022. Ibadan, Nigéria : IITA, (34 p.).https://hdl.handle.net/10568/131368

Agbona, A. Peteti P., Teeken B., Olaosebikan O. Bello, A. A., Parkes, E., Rabbi, I. Y., Mueller, L., Egesi, C., Kulakow, P. 2022. Gestion des données dans les programmes d'amélioration des cultures RTB africaines multidisciplinaires. In : Williamson, H.F., Leonelli, S. (eds) Towards Responsible Plant Data Linkage: Data Challenges for Agricultural Research and Development. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-13276-6_5

Lora Forsythe, Pricilla Marimo, Sarah Mayanja, Olamide D. Olaosebikan, Esme Stuart, Bela Teeken, Benjamin Okoye, Tessy Madu, (2021). Analyse transversale du genre dans RTBfoods Étape 2 Cartographie des genres sur les produits RTB. Comprendre les moteurs des préférences en matière de traits et le développement de profils de produits RTB multi-utilisateurs, WP1. Londres, Royaume-Uni : Rapport scientifique de terrain RTBfoods, 30 p.

Teeken, B., Garner, E., Agbona, A., Balogun, I., Olaosebikan, O., Bello, A., Madu, T., Okoye, B., Egesi, C., Kulakow, P. et Tufan, H.A. 2021. Au-delà des “ traits des femmes ” : explorer comment le genre, les différences sociales et les caractéristiques des ménages influencent les préférences pour les traits. Frontiers Systèmes alimentaires durables 5:740926. https://doi.org/10.3389/fsufs.2021.740926

Teeken, B., Agbona, A., Bello, A., Olaosebikan, O., Alamu, E., Adesokan, M., Awoyale, W., Madu, T., Okoye, B., Chijioke, U., Owoade, D., Okoro, M., Bouniol, A., Dufour, D., Hershey, C., Rabbi, I., Maziya‐Dixon, B., Egesi, C., Tufan, H. et Kulakow, P. (020. Comprendre les préférences variétales du manioc par le classement par paires du gari-eba et du fufu préparés par des agriculteurs-transformateurs locaux. Int J Food Sci Technol. https://doi.org/10.1111/ijfs.14862

Bela Teeken, Olamide Olaosebikan, Ireti Balogun, Benjamin Okoye, Tessy Madu, Steven Cole, Abolore Bello, Elizabeth Parkes. (2020). Pilotage des outils de profil client et produit G+ pour l'amélioration sensible au genre du manioc au Nigeria. Nigeria : Institut international d'agriculture tropicale (IIAT). https://hdl.handle.net/20.500.11766/13000