Irrigated agriculture in Niayes region of Senegal is constrained by high energy costs and inefficient water resource management, compounded by climate-related vulnerabilities. This study explores the potential for transitioning from fossil fuel dependence to renewable energy as a pathway to sustainable agricultural systems and improved food security. A comprehensive evaluation of irrigation and water-pumping practices was conducted, focusing on energy sources and the feasibility of renewable energy integration. Data were collected through surveys of 300 market gardeners across the northern, central, and southern zones of the region, with statistical analyses (Chi2 tests at 5% significance and Cramer’s V index) used to identify key drivers of producer choices. Results reveal significant spatial variability in practices: in the northern zone, 61% of farmers employ drip irrigation and 44% utilize solar pumps, while in the southern zone, 38% rely on hose irrigation and 48% on fuel pumps. Energy costs remain a major constraint across all zones, cited by 61% of producers. The findings highlight the critical role of renewable energy, particularly solar, in building climate-resilient production systems and promoting sustainable resource management within the water-energy-food nexus. This study provides actionable insights for policymakers and stakeholders aiming to improve agricultural productivity and sustainability in similar agroclimatic contexts.
References
[1]
ILOSTAT: The Leading Source of Labour Statistics (2017) Indicateurs Clés du Marché du Travail. Emploi par secteur. Base de données statistiques.
[2]
Agence Nationale de la Statistique et de la Démographie (2020) Situation Économique et Sociale du Sénégal Ed. 2017/2018. N° Agriculture.
[3]
Misselhorn, A., Aggarwal, P., Ericksen, P., Gregory, P., Horn-Phathanothai, L., Ingram, J., et al. (2012) A Vision for Attaining Food Security. Current Opinion in Environmental Sustainability, 4, 7-17. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2012.01.008
[4]
Sagna, P., Dipama, J.M., Vissin, E.W., Diomandé, B.I., Diop, C., Chabi, P.A.B., et al. (2021) Climate Change and Water Resources in West Africa: A Case Study of Ivory Coast, Benin, Burkina Faso, and Senegal. In: Diop, S., Scheren, P. and Niang, A., Eds., Climate Change and Water Resources in Africa, Springer International Publishing, 55-86. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61225-2_4
[5]
Khouma, M. (2002) Les grands types de sols du Sénégal. Rapport sur les Ressources en Sols du Monde, FAO, 17 p.
[6]
Faye, A., Tounkara, A., Ciss, P.N., Ngom, M. and Camara, I. (2022) Évaluation de la vulnérabilité du secteur agricole aux changements climatiques et identification d’options d’adaptation dans la zone des Niayes au Sénégal. FAO. https://doi.org/10.4060/cc0688fr
[7]
Ndiaye, O., Diallo, A., Matty, F., Thiaw, A., Fall, R. and Guisse, A. (2012) Caractérisation des sols de la zone des Niayes de Pikine et de Saint Louis (Sénégal). International Journal of Biological and Chemical Sciences, 6, 519-528. https://doi.org/10.4314/ijbcs.v6i1.46
[8]
Diallo, M.D., Ndiaye, O., Saleh, M.M., Tine, A., Diop, A. and Guisse, A. (2015) Étude comparative de la salinité de l’eau et des sols dans la zone nord des Niayes (Sénégal). African Crop Science Journal, 23, 101-111.
[9]
Diallo, M.D., Wood, S.A., Diallo, A., Mahatma-Saleh, M., Ndiaye, O., Tine, A.K., et al. (2016) Soil Suitability for the Production of Rice, Groundnut, and Cassava in the Peri-Urban Niayes Zone, Senegal. Soil and Tillage Research, 155, 412-420. https://doi.org/10.1016/j.still.2015.09.009
[10]
Food and Agriculture Organization of the United Nations (2011) Energy-Smart Food for People and Climate. Issue Paper. Food and Agriculture Organization of the United Nations.
[11]
Hartung, H. and Pluschke, L. (2018) The Benefits and Risks of Solar-Powered Irrigation—A Global Overview. The Food and Agriculture Organization of the United Nations and Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit.
[12]
Dugué, P., Kettela, V., Michel, I. and Simon, S. (2017) Diversité des processus d’innovation dans les systèmes maraîchers des Niayes (Sénégal): Entre intensification conventionnelle et transition agroécologique. Technologie et innovation, 17, 1-16. https://doi.org/10.21494/iste.op.2017.0112
[13]
Sall, M. and Vanclooster, M. (2009) Assessing the Well Water Pollution Problem by Nitrates in the Small-Scale Farming Systems of the Niayes Region, Senegal. Agricultural Water Management, 96, 1360-1368. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2009.04.010
[14]
Seck, M.S., Mateos, L., Gomez-Macpherson, H., Bodian, A., Mbaye, M., Sy, K. and Ly, B. (2017) Étude de la durabilité des systèmes de production et de la gestion de l’eau dans le Gandiolais. Rapport Final Provisoire, 73.
[15]
Venot, J., Zwarteveen, M., Kuper, M., Boesveld, H., Bossenbroek, L., Kooij, S.V.D., et al. (2014) Beyond the Promises of Technology: A Review of the Discourses and Actors Who Make Drip Irrigation. Irrigation and Drainage, 63, 186-194. https://doi.org/10.1002/ird.1839
[16]
OCDE/FAO (2019) Perspectives agricoles de l’OCDE et de la FAO 2019-2028. https://doi.org/10.1787/agr_outlook-2019-fr
[17]
Youssfi, L.E., Doorsamy, W., Aghzar, A., Cherkaoui, S.I., Elouadi, I., Faundez, A.G. and Salazar, D.S. (2020) Review of Water Energy Food Nexus in Africa: Morocco and South Africa as Case Studies. E3S Web of Conferences, 183, 17 p. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202018302002
[18]
Gaye, A.T., Lo, H.M., Sakho-Djimbira, S., Fall, M.S. and Ndiaye, I. (2015) Sénégal: Revue du Contexte Socioéconomique, Politique et Environnemental. IED: Dakar, Sénégal, 87.
[19]
Diaw, E.H., Lo, M.L., Wade, M., Ndao, S., Diallo, A. and Sissoko, G. (2016) Modélisation numérique du transport de solutés: Prévision des risques de contamination de la nappe des Niayes (Sénégal) par les pesticides. International Journal of Innovation and Applied Studies, 17, 1358-1372.
[20]
Sarr, A., Diop, L., Diatta, I., Wane, Y.D., Bodian, A., Seck, S.M., et al. (2021) Baseline of the Use of Solar Irrigation Pump in the Niayes Area in Senegal. Natural Resources, 12, 125-146. https://doi.org/10.4236/nr.2021.125010
[21]
Thioune, P.B., Ndao, S., Diouf, M., Diallo, M.S. and Diaw, E.H.B. (2019) Evaluation de la vulnérabilité de la nappe libre de la zone des Niayes (Sénégal) par les mé-thodes DRASTIC, SINTACS et Index de Susceptibilité (SI). International Journal of Innovation and Applied Studies, 26, 965-984.
[22]
Touré, O. and Seck, S.M. (2005) Exploitations familiales et entreprises agricoles dans la zone des Niayes au Sénégal. IED, Dossier n°133.
[23]
Diallo, M.D., Ngamb, T., Tine, A.K., Guisse, M., Ndiaye, O., Saleh, M.M. and Guisse, A. (2015) Caractérisation agropédologique des sols de mboltime dans la zone des Niayes (Sénégal). AgronomieAfricaine, 27, 57-67.
[24]
Seck, A. (1965) Le “Heug” ou pluie de saison sèche. Annales de géographie française. LXXI, n° 385.
[25]
Fare, Y. (2018) Origine et transformation d’un système agraire au Sénégal: La zone des Niayes. Thèse de doctorat, AgroParisTech.
[26]
Niang, S., Sy, A.A. and Sy, B.A. (2016) Évolution spatiale et hydrochimique de la salinité de l’eau d’irrigation dans le Gandiolais, littoral nord du Sénégal. Revue de géographie du laboratoire Leïdi, 241-257.
[27]
Dieng, B. (1987) Paléo hydrogéologie et hydrogéologie quantitative du bassin sédimentaire du Sénégal. Essai d’explication des anomalies piézométriques observées. Thèse de Doctorat, École Nationale Supérieure de Mines, 172 p.
[28]
Faye, A. (2018) Climat et agriculture au Sénégal: Analyse économique de la disponibilité de l’eau d’irrigation dans un contexte de variabilité des précipitations dans les Niayes. Thèse de doctorat, Université Cheikh Anta Diop de Dakar, 217 p.
[29]
Thiam, E. (2005) La problématique des eaux douces dans l’estuaire du fleuve Sénégal: l’exemple de la zone du Gandiolais. Mémoire de DEA, Université Cheikh Anta Diop de Dakar.
[30]
Dieng, P.M., Thioune, P.B.D., Mahecor, D., Dallo, M.S. and Diaw, E.H.B. (2020) Estimation de la recharge de la nappe libre de la zone des Niayes (Senegal) par la méthode du bilan de thornthwaite. International Journal of Advanced Research, 8, 1344-1355. https://doi.org/10.21474/ijar01/11405
[31]
Tawiah, V., Zakari, A. and Adedoyin, F.F. (2021) Determinants of Green Growth in Developed and Developing Countries. Environmental Science and Pollution Research, 28, 39227-39242. https://doi.org/10.1007/s11356-021-13429-0
[32]
Abric, S. (2019) Solutions de pompage solaire pour l’irrigation à des profondeurs intermédiaires pour les petits producteurs de la région des Niayes. PRACTICA Foundation.
[33]
Sow, A.A., Mane, P.Y.B., Sawaneh, M. and Kafando, H. (2024) Adoption of Solar Pumping Systems by Vegetable Farmers in Niayes Agro-Ecological Zone of Senegal: Adoption as a Sequential Process. Journal of Power and Energy Engineering, 12, 19-36. https://doi.org/10.4236/jpee.2024.129002