Mise en place d’un dispositif atelier agro-forestier à Champenoux : optimiser la productivité et la durabilité des systèmes intensifs de culture grâce à la fixation symbiotique de l’azote
Responsable scientifique : Nicolas Marron (UMR 1137 « Ecologie et Ecophysiologie Forestières »)
Partenaires Labex : D. Epron, B. Amiaud, S. Chauchard, D. Gérant (EEF), A. Deveau (IaM), L. Saint-André (BEF)
Collaboration :
S. Piutti (UMR 1121 Laboratoire Agronomie et Environnement (LAE))
B. Fabre (UE 1261 Unité Expérimentale Forestière de Lorraine (UEFL))
J. Gauvin (UE 1261 Unité Expérimentale Forestière de Lorraine (UEFL))
J.M. Escurat (Etablissement Public Local d’Enseignement et de Formation Professionnelle Agricole des Vosges (EPLEFPA des Vosges))
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Contexte – Les plantations d’arbres intensives à vocation de production de biomasse énergie n’ont pas bonne presse à l’heure actuelle : elles épuisent les sols, ne sont pas respectueuses de l’environnement et ne sont pas concurrentielles par rapport aux espèces herbacées. Elles représentent pourtant un atout important pour atteindre les 20% de la consommation d’énergie issus de ressources renouvelables, objectif fixé par l’Union Européenne pour 2020. L’association d’espèces capables de fixer l’azote de l’atmosphère aux espèces d’intérêt économique peut être un moyen de pallier à plusieurs des inconvénients posés par les plantations d’arbres à rotations courtes. La fixation biologique de l’azote réduit en effet les coûts financier et environnemental d’une fertilisation chimique. Les espèces fixatrices d’azote peuvent être ligneuses (robinier, aulne) ou herbacées (luzerne).
Objectifs – L’objectif du projet est la mise en place d’une plantation atelier associant des espèces fixatrices d’azote (aulne, luzerne) aux espèces d’intérêt économique (peuplier, blé) sur une parcelle agricole de l’exploitation expérimentale de la Bouzule située sur la commune d’Amance.
Démarche — La plantation est composée (1) de placettes strictement « forestières » (peuplier pur, aulne pur, mélange peuplier / aulne), (2) de placettes strictement agricoles (blé pur, luzerne pure) et (3) de placettes agroforestières associant les arbres aux cultures agricoles (mélange peuplier/luzerne, mélange aulne/blé) de façon à pouvoir évaluer l’effet fertilisant des fixateurs d’azote sur les non fixateurs. L’expérimentation a débuté en avril 2014.
Résultats marquants —
- La prolongation du projet en 2015 a permis d’effectuer un important regarni des arbres n’ayant pas survécu en 2014. Environ 500 peupliers (≈18% du total) et 600 aulnes (≈30% du total) ont été plantés à nouveau en avril 2015.
- L’instrumentation du dispositif s’est poursuivie par l’installation d’une station météo et de six profils supplémentaires humidité / température du sol dans les parcelles forestières (mélange et monoculture des deux espèces). Les premiers résultats ont montré que l’assèchement du sol s’effectuait plus en profondeur pour les aulnes en raison de leur plantation sous forme de plants déjà racinés, contrairement au peuplier (stage de Master 1 de Mathilde Chardon).
- Un suivi de croissance en hauteur d’une sélection d’arbres des deux espèces, au sein des trois traitements (forestier pur, forestier mélangé et agroforestier) et des trois blocs a été effectué au cours de la saison de végétation 2015 (360 arbres). Des différences sont d’ores et déjà visibles, les arbres en traitement agroforestier présentant une croissance en hauteur plus faible. Le troisième bloc, situé sur un sol très superficiel, présente également des arbres moins développés en hauteur que les deux autres (stage de Master 1 de Guillaume Sabourin).
- L’effet des traitements (agricole, forestier et agroforestier) sur les indicateurs microbiens fonctionnels (en lien avec les cycles biogéochimiques) est encore peu marqué. Néanmoins, ces indicateurs semblent pertinents pour évaluer la demande en nutriments des micro-organismes et donc potentiellement leur disponibilité dans les sols. En parallèle, des analyses au cours du temps vont permettre de modéliser l’acquisition, l’allocation du carbone et de l’azote dans les plantes en lien avec la dynamique de ces éléments dans le sol (séjour postdoctoral d’Hugues Clivot).
Principales conclusions —
Deux ans après la mise en place de l’essai, la plantation est encore trop jeune pour envisager d’y développer des projets de recherche. Aucun effet de facilitation n’est encore détectable. Par contre, dans les parcelles agroforestières, les arbres sont très contraints par la compétition avec les herbacées au niveau racinaire.
Perspectives —
Le dispositif est candidat pour intégrer le SOERE F-ORE-T en 2016. Malgré la pose de paillage, de protections anti-gibier et l’arrosage des arbres lors du pic de sécheresse de l’été 2015, un regarni sera sans doute encore nécessaire en 2016. L’instrumentation va se poursuive avec l’installation d’un mat portant un anémomètre, un pluviomètre, un pyranomètre, etc. Des discussions à propos du développement de futurs projets ayant pour l’objet le dispositif vont être initiées au cours de l’hiver avec les partenaires du présent projet.
