Agroforesterie en zone tempérée

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Agroforesterie en zone tempérée

André Gavaland

To cite this version:

André Gavaland. Agroforesterie en zone tempérée. 2013. �hal-02805665�

Agroforesterie en zone tempérée

André Gavaland

Domaine expérimental grandes cultures – INRA Auzeville ENSAT

5 février 2013

Auparavant à l’UMR Dynafor :

Des recherches sur l’agri-sylviculture

E. U. Contract n° QLK5-CT-2001-00560 August 2001-January 2005

SAFE Grazac -Tarn

Pamiers - Ariège

Les Eduts - 17

et sur la conduite mixte fruit-bois du châtaignier

MANCHEST

E. U. contract n° QLK5-2001-00029 September 2001 - February 2005

Essai de Saint-Caprais - Lot

Châtaigneraie traditionnelle - Ardèche

L ’AGROFORESTERIE

‹

Qu’est-ce que l’agroforesterie ?

‹

Différentes formes d’agroforesterie

‹

Importance en France

‹

Formes les plus répandues en Europe

‹

Qu’est-ce qui est différent de la sylviculture ?

‹

Questions et méthodes de recherche

‹

Statut de la parcelle agroforestière

‹

Rentabilité de l ’agroforesterie

‹

Quelle vocation pour l ’agroforesterie en Europe ?

Qu’est ce que l’Agroforesterie ?

‹

C ’est la traduction du terme anglais

« agroforestry » inventé par l ’ICRAF - Nairobi (Kenya)

‹

L ’agroforesterie désigne tous les systèmes

d ’utilisation du territoire qui associent des arbres ou d ’autres végétaux ligneux pérennes et des

productions animales ou/et végétales sur la même

unité de surface (Nair, IUFRO)

Définition proposée par le World

Agroforestry Centre (Nairobi – Kenya)

• Agroforestry is using trees on farms.

• Agroforestry is a dynamic, ecologically based, natural resources management system that, through the

integration of trees on farms and in the agricultural landscape, diversifies and sustains production for

increased social, economic and environmental

benefits for land users at all levels.

L’agroforesterie selon les américains

What is Agroforestry?

« Agroforestry is new market opportunities.

Sustainable agriculture. Land stewardship.

Habitat for wildlife. Improved water quality.

Diversified farm income » Université du Missouri

http://www.centerforagroforestry.org/practices/index.asp

Comment classer les nombreuses formes d’agroforesterie

rencontrées dans le monde ?

1 – …suivant l’origine de la parcelle

• agrisylviculture Parcelle agricole + arbres plantés

• sylvopastoralisme

Parcelle forestière +

pâturage (ou culture)

exemples d’agrisylviculture

Merisiers + maïs (Pamiers)

Noyers noirs + blé

(Les Eduts – Charente maritime)

Autre exemple d’agrisylviculture ?

exemple de sylvopastoralisme

Les arbres fourragers + cultures

Mûriers sous climat

méditerranéen

2 – …suivant les produits de la parcelle

I- systèmes agrisylvicoles : culture + bois II- systèmes sylvopastoraux : animaux + bois III- systèmes agro-sylvo-pastoraux :

animaux + cultures + bois

IV- autres systèmes : arbres multi-usages, …

Exemples de systèmes agrosylvo-pastoraux

‹

Arbres + cultures + élevage

‹

Haies fourragères

La dehesa en Espagne et au Portugal

L’arganeraie au Maroc

3 – …suivant le type d’arbre planté

Associations

rencontrées en Chine

Arbres à bois

Arbres fruitiers

Arbres fruitiers × ~~

Céréales × ×

Plantes médicinales × ×

Thé × ×

Pâturage × ~~

Pâturage + volailles × ~~

Pisciculture × ×

Plantes de couverture ~~ ×

Exemples

d’agroforesterie en Chine

Paulownia

Blé et Coton

Paulownia et Thé

(Camellia

sinensis)

Peuplier + colza

Peuplier + blé

Arbres fruitiers + cultures légumières

4 – …aux USA

The five key practices of agroforestry:

• Alley Cropping

• Forest Farming

• Riparian Buffers

• Silvopasture

• Windbreaks

Dans quelle mesure une haie bordant une parcelle agricole est-elle un

système agroforestier ?

Bocage normand

Haie protectrice en Chine

Réponse :

“Il faut que les houppiers occupent au moins

10 % de la parcelle”

Effet des haies sur les cultures /le milieu

• « Dans la région de Valence, un brise-vent de 20m de hauteur, placé en travers du mistral, procure un gain moyen de 1t/ha sur les 200m protégés d’une parcelle de maïs irrigué » (Schmutz, 1997)

• En arboriculture fruitière, meilleure pollinisation par les insectes

• Les ripisylves ont un rôle d’épuration des eaux par

lessivage des phosphates, nitrates, pesticides

Evolution des boisements linéaires en France (Pointereau et Bazile, 1995)

• Haies :

¾1244000 km en 1975

¾707000 km en 1987

• Alignements bord de route :

¾- 42 % entre 1975 et 1987 (- 3,5 millions d’arbres)

¾Tendance inversée depuis 1992

Les haies sont productrices de bois de chauffage / bois d’oeuvre

• 3 t MS / km / an

• 8 à 15 stères / km / an

• 1,5 TEP / km / an

Importance de l’Agroforesterie

en France

Système agroforestier Régions Surfaces estimées (ha)

Nombre d’agric ulteurs Prés-vergers Bretagne, Normandie, Pays de Loire,

Lorraine , Alsace, Rhône-Alpes 170000 42000

Noyeraies double fin avec cultures intercalaires

Rhône-Alpes, Midi-Pyrénées, Aquitaine 15000 dont 4000 avec c. i.

1000

Oliveraies avec c. i. PACA, Languedoc-Roussillon 3000 1500

Autres vergers double fin avec c. i.

Rhône-Alpes, Midi-Pyrénées, Normandie,

Bourgogne 100 100

Vergers fruitiers avec c. i. Languedoc-Roussillon, Rhône-Alpes,

Guadeloupe, Martinique, Réunion 2000 730

Plantations d’arbres forestiers sur prairies

Aquitaine, Limousin, Auvergne, Rhône- Alpes, Midi-Pyrénées, Nord,

Languedoc-Roussillon 600 120

Noyeraies à bois avec c. i.

Rhône-Alpes, Midi-Pyrénées, Nord, Languedoc-Roussillon, Poitou-

Charente 200 75

Peupleraies avec c. i.

Nord-Pas de Calais, Champagne- Ardennes, Pays-de Loire, Poitou

Charente, Aquitaine, Midi-Pyrénées 6300 1000

Autres plantations d’arbres forestiers avec c. i.

Languedoc-Roussillon, Poitou-Charente,

Midi-Pyrénées 150 10-20

TOTAL FRANCE 180-190000 46-47000

Importance de l’agroforesterie en France

Avec arbres fruitiers :

Prés-vergers : Pommiers, poiriers …(170000 ha en France)

Avec arbres forestiers :

Peupleraie et culture associées (6000 ha en France)

Les formes d’agroforesterie les

plus répandues en Europe

La dehesa : système agroforestier le plus étendu en Europe

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 years

Open woodland (millions of hectares)

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Crop in open woodland (thousands of hectares) Open woodland

crop in open woodland

4 millions d’ha

en Espagne et au Portugal

Évolution des surfaces de la dehesa en Espagne

Les streuobst en Allemagne ( streuobstäker et streuobstwiesen )

800000ha vers 1930 Î 312000 ha en 1998

Les oliveraies en milieu méditerranéen

650000 ha en Grèce / 79000 ha en Sicile /

3000 ha en France / …

Finalement, pourquoi s’intéresse-t- on à l’agroforesterie ?

‹

Gérer des cultures intercalaires est un moyen d’entretenir les jeunes plantations forestières à large espacement (peupliers, noyers …)

‹

L’agroforesterie est un moyen de maintenir le milieu ouvert

¾

Lutte contre les incendies

¾

Évite la fermeture complète du paysage

‹

On veut diversifier les activités agricoles

¾

Production de bois de qualité

¾

Gestion du paysage

‹

On veut maintenir des emplois en milieu rural ?

Qu’est-ce qui change par rapport

à la sylviculture ?

Sylviculture = gérer la compétition entre les arbres

avant éclaircie après éclaircie

Plantation de chênes rouges

Règle de décision en sylviculture = ?

Facteur d’espacement de Hart-Becking :

¾15 % : sylviculture douce (éclaircie faible)

¾18-20 % sylviculture moyenne

¾22-25 % : sylviculture rapide

¾ plus de 26 % : sylviculture très rapide

(mise en lumière des arbres)

En agroforesterie, on est hors norme :

• Arbres de 14 m distants de 14 m=> FE= 100 % !

• Les arbres poussent en “croissance libre” =>

¾ Facteur d’élancement (H/D) faible

¾ Branchaison importante

• Chaque arbre est un arbre-objectif

(éclaircie éventuellement sur la ligne)

Conséquences sur la gestion des arbres

Utilisation de sources de graines et de plants de qualité

• Peuplements classés : 21 espèces, 80000 ha

• Vergers à graines : 8 espèces, 350 ha

• Clones et variétés multi-clonales :

peuplier merisier, épicéa

La protection des arbres est

indispensable

Il faut que l’arbre soit bien aéré dans

le tube-abri

On entretient la bande des arbres pour :

- éviter la concurrence herbacée vis-à-vis des arbres - éviter les hôtes alternants des parasites des cultures

On réduit progressivement la largeur cultivée

On peut entretenir seulement le tour

des arbres (pâturages)

On procède à des tailles de formation :

Bonne cicatrisation

Il faut éviter toutes les blessures pouvant

engendrer une perte de qualité du bois

On raisonne la distance entre lignes

en fonction de la largeur des outils …

L’élagage doit permettre le passage

des engins agricoles

Questions et méthodes de

recherche

Effet à long terme sur la croissance aérienne

Croissance du Noyer noir à Les Eduts (17)

Interaction espèce x Itinéraire technique

Ajustement des modèles de croissance

aux arbres hors compétition (large espacement)

0 10 20 30 40 50 60

050100150200250300

0 10 20 30 40 50 60

050100150200250300

--

- - -- -- - - --

-- - - --

-- --

- --- - -- --

--

- --- - - - ----

- - -

- -- - --

-- --

- - -- ---- --

- - --

-

- -- ---

- - - ---

0 10 20 30 40 50 60

050100150200250300

++

+++++++ + ++

+ ++

++

+

++ ++

++++ +

++ ++

++

+ ++ ++

+ + + ++ + + + +

+ ++ + ++

+ + +

+

+ ++ + + ++ +++

+

+ ++

+

+ + ++

++

+ + + ++ +

0 10 20 30 40 50 60

050100150200250300

age (ans)

circonference (cm)

0 10 20 30 40 50 60

050100150200250300 o isoles

- foret-moyens

+ foret-dominants plantations

Circonference du tronc, age, densite et vigueur

Analyse de tige pour reconstituer les

courbes de croissance

Croissance et qualité, duraminisation ?

Merisier de qualité : bois sans noeuds, cernes

larges et réguliers

Noyer noir - Les Eduts (17) Agroforestier / Forestier

Arbre agroforestier Arbre forestier

Effet de l’agroforesterie sur

la croissance racinaire

Numérisation de système racinaire

répartition spatiale des racines de structure

Interactions biophysiques entre arbres et culture

Growth of wildcherry in Forest stand or Silvoarable plot

0 100 200 300 400 500 600

0 1 2 3 4 5 6

year after plantation heigth (cm)

Forest Silvoarable Ag.

0.0

Lumière

Eau, Minéraux

Composés chimiques Vent

Pourquoi ?

Les interactions aériennes

Objectifs : - caractériser l’interaction couvert-microclimat

- caractériser l’espace aérien occupé par les arbres et la culture:

- dynamique de la distribution du feuillage (strate ligneuse en expansion interannuelle) : volume du houppier, indices de surface foliaire en fonction des ressources

- analyser, décrire et prévoir le partage de la lumière et de la transpiration (bilan radiatif, activité photosynthétique…)

- peut-on développer des cultures de demi-ombrage, favorables à une synergie arbre-herbe (ex : NZ avec le Maku/Pinus radiata) ?

Comment mesurer le rayonnement reçu par la culture ?

Appareil équipé d’un

objectif fish-eye Exemple de photo

Cartographie de la lumière incidente

(Les Eduts, juillet 2003)

Variation du rayonnement transmis au sol - pendant la saison - en fonction de la taille

du houppier

Établissement de relations allométriques

Modèle BFt' = f(DBH) chez le noyer en 2003 n = 15

y = 0.0564x^1.8953 R² = 0.9413

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 DBH (cm)

BFt' (kg matière sèche foliaire/arbre)

Estimation de la biomasse foliaire

0 1 2 3 4

2 3 4 5 6 2 3 4 5 6

years after planting tree foliar weight (kg.tree-1 )

intercrop control

wild cherry hybrid walnut

Etude du rendement des cultures intercalaires

0 5 10 15 20 25 30 35 40

-10 -5 0 5 10

Distance à la ligne de peupliers (m)

Rendement (Qx/ha)

C1 C2 C3 N4 N5 N6

I 214

Parcelle 97

Rendement agricole

SUD NORD

0 20 40 60 80 100 120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ligne de culture

rendemen t (Qx/ha)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 PMG (g) rendement

poids de 1000 grains

N O R D SU D 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95

année après plantation

unité arbitraire

DBH cm G m²/ha rendement relatif %

Variation du rendement des cultures dans l’espace et dans le temps

Entre 2 merisiers (Maïs – Pamiers -2002)

Pendant la révolution des arbres ?

(Méthode de Nissen et Midmore)

Les interactions souterraines

Objectif: caractériser la distribution spatiale et temporelle des

systèmes racinaires des arbres et des cultures en interactions pour l’acquisition des ressources

-Définir un modèle d’extraction de l’eau, en tenant compte de

l’interception par le couvert, la redistribution, la transpiration…de la colonisation du sol par les racines

-Vérifier l’hypothèse du « filet de sécurité » : amélioration de l’efficience d’utilisation des éléments minéraux ?

-Dans quelle mesure l’amélioration de la fertilité par les arbres (litière, exsudation racinaire et effet ascenseur) permet-elle de réduire les besoins en intrants organiques et minéraux de la culture ?

Distance à l'arbre (m)

1 2 3

0

Profondeur (m)

0.2

1.0

1.8

A B

A

N+

H

O-

N- H

O+

2

2 : Transfert d ’azote

1

1 : Ascenseur hydraulique

Effet « filet de sécurité »

FERTILISATION

Travail du sol

Répartition des racines fines

assimilation racinaire

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Densité de racines fines de peuplier (m ^-2)

Profondeur

ligne des arbres 2 m

8 m

Répartition des racines fines

Effet des cultures intercalaires sur

l’alimentation azotée des arbres

(méthode thermique du flux radial)

Statuts hydriques du sol / de la plante : -Flux de sève, potentiel foliaire Ψ

-Tensiométrie, potensiométrie…

Flux d’eau et de minéraux : -Isotopes stables H, O, N…

Densité racinaire et front racinaire : -Carottage, excavation, minirhizotron

Manchon mycélien sur une racine de merisier

Diversité des spores dans divers échantillons

(MVA type Acaulospora, Scutellospora et Gigaspora ordre des Glomales)

En collaboration avec l’équipe de mycologie du Pôle de Biotechnologie Végétale, CNRS de

Toulouse

Mycorhization des arbres et des plantes (1)

• Quel est le potentiel mycorhizogène d’un sol agroforestier ?

• Quelle est l’influence des conditions édaphiques (pH, température, éclairement, humidité du sol, aération…) ?

• Quelle est l’influence des pratiques culturales (fertilisation, pesticides, travail du sol, rotations, désinfection du sol…) ?

• Existe-t-il des interconnections entre plantes ?

• Une plante peut-elle inoculée une autre plante ?

Des peupliers plantés sur précédent oignon présentent une meilleure croissance (R. Perrin, INRA de Dijon).

Mycorhization des arbres et des plantes (2)

Les arbres fixateurs d’azote et les légumineuses

Ex: luzerne, trèfle, sainfoin, vesce, lupin…aulne, robinier

Comment l’azote protéique de la plante/arbre fixateur passe-t-il sous

forme d’azote minéral du sol assimilable par la plante/arbre non fixateur ? (transfert ou faible compétition ?)

D Obtention d’association graminées-bactéries fixatrices d’azote: même intérêt que les légumineuses tout en ayant d’autres avantages (résistance à la sécheresse) ?

Inhibitions allélopathiques

Effets parfois plus négatifs que la compétition pour les éléments:

- cas de la juglone du noyer, un exsudat foliaire et racinaire D effets sur Frankia, le cycle de l’azote…

- cas des phénols foliaires phytotoxiques du peuplier

Stimulation favorable des hyper-parasites des parasites des cultures

par la présence d'arbres (Hérault)

La biodiversité est-elle supérieure

dans les plantations agroforestières ?

Biodiversité stimulée par les effets de lisière au contact des arbres et des cultures (Hérault)

Quelle biodiversité ?

Agroforesterie et lutte biologique ?

Episyrphus

balteatus

Syrphidés : auxiliaires des cultures

Statut de la parcelle

agroforestière

Quel statut pour les parcelles agroforestières ? Quelles aides ?

Quelles mesures PAC ?

MSA ?

Régime de succession ?

On découpe la parcelle en deux parties :

FORESTIER AGRICOLE

Rentabilité de l ’Agroforesterie ?

Effet du mode de conduite des arbres sur la

gestion à court et moyen terme

0 100 200 300 400 500 600

0 1 2 3 4 5 6

taux d'actualisation Annuité Eq. (€)

Noyer

Agroforesterie

Noyer+aulne

Effet du mode de conduite sur la rentabilité à long

terme des peuplements arborés

Comparaison cultures annuelles/ boisements

Conclusion : quelle vocation pour l’Agroforesterie en Europe ?

‹

Production agricole extensifiée et de meilleure qualité

‹

Reconstituer le patrimoine ligneux des E. A.

‹

Maintenir un paysage rural ouvert

‹

Réapprendre « l ’arbre » et l’environnement à

l ’agriculteur

Un renouveau pour les systèmes agroforestiers traditionnels ?

Développement de filières de

commercialisation de produits de terroirs

http://www.uco.es/organiza/departamentos/prod-animal/economia/dehesa/

http://www.nabu.de/m06/m06_06/

http://www.marche-du-moulin.org/producteurs/producteur_rives.htm

Des élevages avicoles plus durables :

L’agroforesterie permet de limiter les effets des caprices

climatiques sur les volailles

Limiter la fermeture des paysages :

Faciliter la prévention contre les incendies de forêts

Merci de votre attention