Résumé

En Afrique Sub-saharienne, plus particulièrement dans la province du Kasaï-Oriental (RD. Congo), le maïs revêt une grande importance car il intervient comme denrée alimentaire de base qui est consommée par plus de 80% de la population vivant dans cette région. Cependant, sa production fait face à quelques contraintes notamment le niveau bas de fertilité du sol, qui occasionne la baisse de rendements et la chute de la production. Ainsi pour l’amélioration de ces sols pauvres en vue de soutenir l’agriculture et l’augmentation de rendement du maïs, l’utilisation de fumures organiques serait un palliatif aux fumures minérales difficilement accessible aux producteurs. D’où l’objectif de cette étude qui est d’évaluer l’effet de la biomasse foliacée de Tithonia diversifolia et de la bouse de vache comparativement à l’engrais minéral recommandé sur la croissance et la production de la culture du maïs. Pour atteindre cet objectif, un dispositif expérimental complètement randomisé a été utilisé. Les traitements étaient constitués de témoin sans fertilisation (T0), Bouse de vache: 10 t/ha (T1), Biomasse foliacée de T. diversifolia: 10 t/ha (T2), Engrais minéral (NPK 10-20-10 + Urée-46%) à la dose recommandée (T3). A l’issue des résultats obtenus, il ressort que le maïs sous apport de la bouse a donné un rendement supérieur (1,02 t/ha) par rapport au maïs sous effet de T. diversifolia (0,75 t/ha) suivi du maïs sous NPK+urée (0,64 t/ha) et enfin du témoin sans fertilisant (0,58 t/ha). Eu égard aux résultats obtenus, la bouse de vache (10 t/ha) peut être recommandée comme fertilisant dans la production de maïs au Kasaï-Oriental. Une deuxième étude s’avère utile afin de quantifier la durabilité des effets fertilisants de la matière organique seule et en combinaison avec les engrais minéraux à différentes saisons agricoles pour optimiser les intrants et maximiser la production du maïs à grande échelle dans la région d’étude.


Mots clés: Maïs, bouse de vache, engrais minéral, Tithonia diversifolia

INTRODUCTION 

En République Démocratique du Congo en général, et au Kasaï-Oriental en particulier, l’agriculture est à plus de 90% dominée par le secteur traditionnelle qui pratique une agriculture pluviale de type extensif sur brûlis caractérisée généralement par un rendement faible dû au niveau bas de fertilité du sol. Ce mode d’agriculture conduit à la dégradation du sol qui s’en trouve très appauvri en éléments nutritifs au fur et à mesure de la culture (Muyayabantu, 2010 et 2013; Nkongolo et al., 2016).

L’épuisement et la dégradation du sol sont donc des problèmes énormes qui contribuent à l’accroissement de la faim et de la pauvreté en Afrique subsaharienne. Depuis déjà plusieurs années, la production alimentaire, dans le monde, n’a pas suivi la courbe démographique. Dans certains pays, la productivité des systèmes agricoles traditionnels, avec la culture sur brûlis a chuté. Il en est de même de l’accès aux subventions pour l’achat des produits chimiques agricoles qui n’a fait que devenir difficile (Pongi, 2010).

FAO (1986) affirme que l’insuffisance de production locale due essentiellement au niveau faible de fertilité du sol constitue la cause de la hausse du prix de maïs et sa rareté sur le marché en RD Congo surtout dans sa partie méridionale. Pour pallier à cette impasse et combler les déficits en production vivrières locales de maïs, essentiellement dans cette région, le recours aux techniques d’amélioration de la fertilité du sol et aux systèmes agricoles les plus productifs serait l’une des options palliatives en vue de relever le rendement du maïs.

Bien que plusieurs pratiques agricoles développées à ce jour permettent la restitution de la fertilité du sol, comme c’est le cas pour la jachère, apport de fumiers de fermes, apport des engrais chimiques et enfouissement de biomasses. La pratique de la jachère devient difficile actuellement suite à la croissance démographique, alors que l’utilisation du fumier de bétail pose problème en dépit de l’insuffisance d’intégration de l’élevage à l’agriculture en RD. Congo ; en effet, le bétail étant élevé en divagation. Quant à l’utilisation des engrais chimiques, porteuse des espoirs depuis les années 50 à nos jours, la plupart des producteurs congolais n’ont pas assez de moyens financiers pour s’en procurer et ceux qui en ont, ont souvent besoin d’une formation supplémentaire pour leur utilisation adéquate (Bado, 2002; Kaho et al., 2011; Mokuba et al., 2013; Thinyangu et al., 2017).

Ainsi donc, l’utilisation de la fumure organique serait l’une des meilleurs pratiques pour améliorer la fertilité du sol. C’est dans cette optique que s’inscrit ce présent travail qui entend évaluer l’effet des apports organiques (T. diversifolia et bouse de vache) comparativement au NPK (10-20-10) + Urée (46%) sur la croissance et la production de Maïs (Zea mays) à Mbujimayi. Le choix de ces deux matières organiques comme fertilisants se justifie par le fait que le Tithonia est une espèce rudérale poussant spontanément aux alentours des cases (haie vive) et des routes; produisant une biomasse abondante facilement décomposable et pourvoyeuse des éléments minéraux aux sols pauvres et améliorant par conséquent, le rendement de cultures dans le contexte d’une agriculture durable (Molard, 2004; Kaho et al., 2011; Edoukou et al., 2013; Kasongo et al., 2013).

A côté de la matière organique d’origine végétale, on peut citer celle d’origine animale, notamment la bouse de vache qui présente beaucoup d’avantages dans la fertilisation de sol (FAO 2000; Ripusondum, 2002; Mokuba et al., 2013).

Ainsi, nous estimons que l’utilisation de la biomasse de Tithonia et de la bouse de vache améliorerait la croissance et la production de maïs comparativement à l’engrais minéral (NPK 10-20-20/Urée) dans les conditions édapho-climatique de Mbujimayi.

D’où, l’objectif poursuivi dans cette étude est d’évaluer l’effet de la biomasse foliacée de T. diversifolia L. et de la bouse de vache comparativement à l’engrais minéral (NPK 10-20-10) sur la croissance et la production de la culture du maïs dans la ville de Mbujimayi.

MATÉRIEL ET MÉTHODES 

Situation géographique

L’essai a été installé dans la ville de Mbujimayi, chef-lieu de la province du Kasaï-Oriental, dans la commune de Kanshi, quartier Bonzola, avec comme coordonnées géographiques: S6°7’24,8’’ E 23°35’48,5’’ altitude: 614m.

La ville de Mbujimayi est géographiquement située entre 6°10’ Latitude Sud et 23°37’ Longitude Est avec une déclinaison magnétique de 6°27’ Ouest. Cette ville est située à 666 Km de l’équateur. Elle se trouve dans la zone à convergence intertropicale humide avec une précipitation annuelle d’au moins 1500 mm d’eau. Ses limites administratives englobent une superficie de 133,4 Km2 et se trouve environ à 950 Km de Kinshasa (Kambi, 2014).

Climat

Le climat de la Ville de Mbujimayi est du type Aw3 selon la classification de Köppen, c’est-à-dire un climat tropical chaud et humide avec deux saisons : la saison de pluies qui dure neuf mois subdivisé en deux saisons agricoles du point de vue agronomique: la saison A du 15 août au 15 décembre et la saison B couvrant la période du 15 janvier au 15 Mai. La saison sèche dure trois mois de mi-mai et à Août (Kambi, 2014).

La température moyenne journalière avoisine 25°C, une pluviométrie bimodale de moyenne annuelle de 1500 mm d’eau avec deux pics des pluies observées au mois de Novembre pour la saison A et au mois de Mars pour la saison B avec respectivement une moyenne de précipitations de 230,4 mm, l’humidité relative moyenne est de 77,7% (Anonyme, 2015).

Les sols de la Ville de Mbujimayi sont constitués de 85% du sable et 15% d’argile, contiennent une quantité des matières en décomposition. Ces sols sont rendus favorables à l’infiltration et au phénomène d’érosion grâce à leurs structures et textures (Kambi, 2014).

Matériel végétal

Pour cette étude, nous avons utilisé la variété MUS en provenance de l’Institut National pour l'Étude et la Recherche Agronomique de Gandajika.

Fertilisants

Trois fertilisants ont été utilisés dans cet essai. Il s’agit d’une part de biomasse foliacée de T. diversifolia (Planche 1), de la bouse de vache et d’autre part de l’engrais minéral NPK (10-20-10) couplé à l’urée.

La méthode hypothético-déductive a été utilisée consistant à la mise en place d’un dispositif expérimental enfin de comparer les effets de différents fertilisants soumis à l’étude.

Dispositif expérimental

Le dispositif complètement randomisé été utilisé (Figure 2). Il a comporté 3 répétitions ou blocs séparés de 1 m l’un de l’autre. Chaque bloc contenant 4 parcelles de 4m x 3 m ou unités expérimentales séparées de 0,50 m l’une de l’autre et sur lesquelles étaient affectées les différents traitements. La superficie totale de l’essai était de 253,5 m2 soit 19,5 m de long et 13 m de large et la superficie utile pour tout l’essai était de 57,6 m2. Les traitements utilisés étaient constitués de témoins sans fertilisation (T0), Bouse de vache à la dose de 10 t/ha soit 12 Kg/12 m2 (T1), Biomasse de Tithonia à la dose de 10 t/ha soit 12 Kg/12 m2 (T2), NPK + Urée (46%) à la dose économique recommandée par l’INERA/Ngandajika (T3).

Notre essai a été conduit dans la saison culture B 2022 du 01 Mars 2022 au 20 Juin 2022.

Variables observées

Les variables aussi bien végétatives que liées à la production ont été utilisées pour apprécier les effets des différents fertilisants apportés au sol dans le cadre de cette étude.

Variables végétatives

Comme variables végétatives sous étude, il a été question d’observer le taux de levée une semaine après levée, prélever le diamètre au collet à l’aide du pied à coulisse, la hauteur de plant en cm, la hauteur d’insertion, la longueur et le diamètre de la feuille à l’aide du mètre ruban à 45 jours après semis.

Variables de production

Comme variables de production, nous avons pris en compte les paramètres suivants: le nombre de carottes par plant, la hauteur et le diamètre de la carotte à l’aide du mètre ruban, le nombre des rangées par carotte, nombre de grains par rangée et le poids de 100 grains ainsi que la production parcellaire à l’aide d’une balance de précision.

Analyse statistique des données

L’analyse statistique de données récoltées a été réalisée à l’aide du logiciel Statistix 8.0. L’analyse de la variance (ANOVA) associée au test de LSD au seuil de 5%, nous ont permis d’évaluer la différence des moyennes des traitements, d’identifier les traitements qui diffèrent significativement des autres.

RÉSULTATS ET DISCUSSION

Effets de l’application des fertilisants sur les paramètres de développement

Le taux de levé enregistré était uniformément similaire dans toutes les unités expérimentales avec une moyenne de 96,6%. Ce qui présagerait un bon pouvoir germinatif de la semence du maïs utilisée.

Le tableau 1 présente les résultats de l’application des fertilisants sur les paramètres de développement du maïs. Il en résulte que tous les traitements se sont comportés de la même manière quant au diamètre au collet. Le maïs sous apport de bouse de vache a significativement (p=0,05) augmenté la surface foliaire (753,1 cm2), la hauteur de plant (181,3 cm) et par conséquent la hauteur d’insertion (99,8 cm) comparativement aux autres traitements sous étude.

Effets de l’application des fertilisants sur les paramètres de rendement

Le tableau 2 présente les résultats de l’apport des fertilisants sur les paramètres de rendement du maïs. Il découle que le maïs sous l’apport de bouse a significativement (p=0,05) fleuri 46 jours plus tôt que le maïs sous autres traitement dont la floraison est intervenue après 4 (T0) à 5 (Tithonia et NPK +urée) jours d’écart. Concernant le nombre de carotte par plant et la hauteur de carotte la tendance a été généralement la même pour tous les traitements. Par contre pour le diamètre de carotte, le nombre d’épis par parcelle, nombre de grains/ligne et le nombre de rangs par carotte le traitement sous apport de la bouse de vache a donné de grandes valeurs significativement (p=0,05) supérieures aux autres traitements ce qui a par conséquent augmenté le poids de 100 grains, la production parcellaire (1,27 kg/12 m2) ainsi que le rendement (1,02 t/ha) au même traitement

DISCUSSION

De manière générale, l’apport des fertilisants organiques a eu des effets variés sur la croissance et la production du maïs au cours de notre expérimentation.

Ainsi, il a été observé que le maïs fertilisé à base de la bouse de vache (T1) ont présenté une grande vigueur de croissance tant en hauteur, diamètre au collet, surface foliaire qu’en hauteur d’insertion comparativement aux plants sous apport de T. diversifolia, NPK + Urée et du témoin. Cette situation s’expliquerait par le fait que la bouse contiendrait une forte teneur en azote, élément essentiel au développement des végétaux (Anonyme, 2002). En effet, les mêmes auteurs précisent que l’azote est un facteur essentiel de croissance des plants, surtout au niveau des feuilles et des tiges. La décomposition de la bouse de vache donne de l’humus ce qui permettrait au sol d’avoir une grande capacité de rétention des éléments nutritifs et de l’eau et une grande capacité d’échange cationique par conséquent les pertes par lessivage sont négligeables.

Les résultats trouvés au traitement à base de la biomasse de T. diversifolia ne corroborent pas ceux trouvés par Mukadi (2010) qui, dans son étude évaluait l’impact des doses croissantes de Tithonia diversifolia sur la culture du Maïs (Zea mays) à Mbujimayi. Au terme de son essai à la dose de 10 t/ha par exemple, les paramètres tels que la longueur de feuilles, la hauteur d’insertion et la hauteur de plant étaient respectivement de 91,0 cm, 82,0 cm, et 216,3 cm jugés supérieurs par rapport aux valeurs enregistrées au cours de notre étude. Cette différence de valeur serait parfois dû au niveau initial bas de fertilité du sol du milieu de notre étude et aux variations climatiques étant donné que lui a travaillé en début de la saison A où les maïs ont bénéficié les maximum des pluviométries alors que notre essai a été conduit dans l’intercalaire de la saison B où les pluies étaient reparties irrégulièrement.

En plus, les valeurs moyennes des paramètres de productions, dont la longueur, diamètre, nombre de rangées de l’épi et poids de cent grains observés sous de divers traitements organiques et inorganique, sont liés d’une part à la propriété intrinsèque de la variété utilisée et d’autre part aux propriétés du sol sous étude. Les moyennes de rendements en grains de maïs obtenues suivant la source et la nature de la matière fertilisante apportée au sol dans la présente expérimentation diffèrent significativement (p=5%) la bouse (10 t/ha) avec des grandes valeurs, suivies de T. diversifolia (10 t/ha), de l’engrais minéral (230 kg/ha de NPK et 89,13 kg/ha d’Urée) enfin de témoin. Ces résultats approchent ceux trouvés par Ognalaga (2007) qui a travaillé sur le Manioc au Gabon et a trouvé que la bouse de vaches, apportée à 4 kg/m² ou associée au NPK et surtout à l’urée a produit la meilleure croissance observée sur les paramètres: diamètre de tiges, surface foliaire et nombre de feuilles, favorisant une bonne production et induisant des rendements importants par rapport aux autres traitements. Plusieurs explications justifieraient ces résultats. Cette bouse de vaches présente un pH alcalin qui a pu améliorer celui du sol (Mulaji, 2011; Andriamananjara, 2011; Ognalaga et Itsoma, 2014) cité par Maurice Ognalaga et al., (2007). Cela peut avoir comme effet bénéfique de favoriser l’assimilabilité, par les plants, des éléments minéraux libérés dans la solution du sol. Par ailleurs, la bonne réaction de la culture test peut être liée à la richesse chimique de la fumure organique apportée.

Ceci suggère aussi que la synchronisation de la libération des éléments nutritifs par les fumures organiques pendant leur décomposition et leur assimilation par les plantes ont coïncidé avec le moment où l’assimilation des nutriments est au pic. En effet, Kaho et al. (2011) ont montré que le taux de décomposition de la matière organique et l’augmentation des rendements était étroitement lié à la synchronisation entre la libération des nutriments et leur assimilation par la plante.

La faible production du traitement minéral peut être attribuée aux facteurs caractéristiques des sols acides : pH acide, toxicité Al et Mg, déficiences en nutriments (Ca, Mg, P, K, B et Zn) et une réduction de la biomasse et de l’activité microbienne (Nyembo et al., 2012). Or les effets bénéfiques de la fertilisation chimique ont été prouvés par de nombreuses recherches (Batiano et al., 2004 ; FAO, 2005; Tshibingu et al, 2017 ; Tshimbombo et al, 2018) et Muyayabantu, (2017) affirme que l’engrais chimique contient une forte concentration en élément nutritif (N, P et K) et une fois au contact de la solution du sol, libère ses éléments nutritifs qui sont immédiatement utilisés par les plantes

Contrairement aux observations de Muyayabantu (2010), Mukadi (2010), Tshibingu et al, (2017), Tshinyangu et al, (2017) et Tshimbombo et al., (2018), le niveau de fertilité du sol bas et la période de l’expérimentation marquée par une déficience de pluviométrie en forte corrélation avec le rendement, justifierait les résultats au nombre d’épis récoltés et le rendement brut obtenus. En effet, Muyayabantu (2010), a trouvé que l’augmentation du rendement du maïs sous T. diversifolia était la conséquence de l’amélioration des propriétés du sol et de l’augmentation de la solubilisation de P disponible.

Les paramètres tels que la longueur d’épi, diamètre de carotte et le poids de 100 grains, n’épousent pas ceux trouvés par Tshibingu et al, 2017, qui ont travaillé sur l’évaluation de la productivité du maïs (Zea mays) sous amendements organique et minéral dans la province de Lomami, République Démocratique du Congo. Comparativement à la variété Mus et la variété Musangana utilisée dans leur expérience sous l’influence des matières organiques d’E. abyssinica et T. diversifolia et l’engrais NPK (17-17-17) avait servi de fertilisant minéral a donné les valeurs suivantes: Diamètre épi variant de 3-4 cm, longueur épi de 10,0-14,3 cm, poids de 100 grains de 22,0-27,7 g.

Le nombre de rangées par carotte serait un facteur intrinsèque de chaque variété. Plenet et al. (1989) cité par Muyayabantu (2010) avaient observaient que le nombre de rangées par épis (R/E) apparaît comme peu modifié par l’assimilation azotée et donc par le niveau initial de fertilité du sol. Cet effet de l’azote sur le nombre de R/E a été aussi signalé. Ils attribuent par ce fait, la diminution de R/E à un avortement des grains après la floraison plus qu’à une réelle réduction du nombre de rangées d’ovules avant l’anthèse. Certains épis présentent en effet des rangées stériles sur une face de l’épi. Plus la hauteur est réduite, plus la carotte contient moins de rangs possibles et donc moins de grains à récolter.

CONCLUSION

Cette étude intitulée «effet des apports organiques (T. diversifolia et bouse) et minéral (NPK 10-20-10 +Urée-46%) sur la croissance et la production du Maïs (Zea mays) à Mbujimayi» l’objectif poursuivi dans cette étude était d’évaluer l’effet de la biomasse foliacée de T. diversifolia et de la bouse de vache comparativement à l’engrais minéral (NPK 10-20-10) sur la croissance et le rendement de la culture du maïs dans la ville de Mbujimayi.

L’utilisation de la biomasse de T. diversifolia et de la bouse de vache indurait de différences significatives comparativement à l’engrais minéral (NPK 10-20-20/Urée) dans le développement et la production de maïs telle était l’hypothèse émise dans cette étude.

Pour vérifier cette hypothèse, nous avons procédé à l’expérimentation au champ, et le dispositif complètement randomisé a été utilisé comprenant trois blocs et quatre traitements qui sont les suivants : le traitement témoin sans fertilisant, le fumier à la dose de 10t/ha soit 12 Kg/12 m2 (T1), la biomasse de T. diversifolia à la dose de 10t/ha soit 12 Kg/12 m2 (T2), m’engrais minéral 230 kg/ha de NPK et 89,1 kg/ha d’Urée (T3).

La hauteur et diamètre au collet de plant, longueur et largeur de la feuille, le nombre de jours à 50% de l’anthèse, la longueur et diamètre de la carotte et le rendement brut ont servi des variables d’observation durant cette étude.

Au terme de cette étude, il ressort que le rendement en maïs grains était de 1,02 t/ha pour l’apport au sol de 10 t/ha de la bouse, 0,75 t/ha pour la biomasse de T. diversifolia à la dose de 10 t/ha, 0,64 t/ha pour NPK + Urée (46%) et 0,58 t/ha pour le témoin sans fertilisant.

Ainsi donc, notre hypothèse est confirmée et l’effet bénéfique de l’apport de la Bouse de vache et de T. diversifolia, dans la fertilisation du sol paraît comme un moyen accessible et le moins coûteux de corriger la fertilité du sol et accroître par conséquent le rendement du maïs plus ou moins dans les mêmes proportions qu’avec les engrais minéraux tels que prouvés par d’autres chercheurs mais qui restent un moyen onéreux pour les pauvres paysans dans notre région.

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