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La production rapide de plants feuillus sur tourbe fertilisée : les bases de la technique
Jean Garbaye
To cite this version:
Jean Garbaye. La production rapide de plants feuillus sur tourbe fertilisée : les bases de la technique.
Revue forestière française, AgroParisTech, 1986, 38 (3), pp.213-219. �10.4267/2042/25644�. �hal-
03423829�
LA PRODUCTION RAPIDE DE PLANTS FEUILLUS SUR TOURBE FERTILISÉE LES BASES DE LA TECHNIQUE
J . GARBAYE
Au début des années 70, la demande en plants feuillus (essentiellement Chêne et Hêtre) a brutalement augmenté, alors que l'approvisionnement en graines et surtout leur conservation n'étaient pas encore maîtrisés . Il était donc nécessaire de tirer parti au plus vite des ressources instantanées en glands et en faines, c'est-à-dire de produire des plants dans l'année . Or, les techniques classiques de pépinière forestière telles qu'elles sont pratiquées en France entraînent un délai de 2 à 4 ans entre le semis et la commercialisation des plants . Le besoin s'est donc fait sentir de mettre au point une technique plus rapide, simple et facile à mettre en oeuvre, nécessitant peu de compétence technique et peu d'investissements lourds.
Il s'agissait d'accélérer la croissance des plants en optimisant les facteurs limitants essentiels que sont le sol et le climat . Les chercheurs de l'Institut national de la Recherche agronomique (Centre de Recherches forestières de Nancy) ont abordé le problème dès 1973 en adoptant aux conditions particulières de la pépinière forestière (production de masse, impératifs de bas prix de revient très stricts) une technique ayant fait ses preuves en horticulture : l'utilisation de tourbe blonde comme substrat . La production des plants en conteneurs a été évitée pour ne pas alourdir les coûts et pour s'affranchir des problèmes de déformation racinaire . De la même façon, l'irrigation fertilisante, bien que techniquement la solution idéale, a été écartée afin de ne proposer qu'une mise en oeuvre simple.
Le détail de ces recherches a été intégralement publié dans la Revue forestière française (Le Tacon 1974 ; Delran, Garbaye, Le Tacon 1975 ; Garbaye, Le Tacon 1978 ; Garbaye, Le Tacon 1979 ; Le Tacon 1980 ; Delran, Garbaye, Kabre, Le Tacon, Perrin 1982 ; Garbaye, Lainez, Le Ta- con 1983).
ORIGINE ET PROPRIÉTÉS DE LA TOURBE BLONDE
La tourbe blonde, ou ,, tourbe de sphaigne se forme sous les climats froids et humides par la lente accumulation de mousses du genre Sphagnum qui retiennent les eaux pluviales comme une éponge . Les tourbières à sphaignes sont des tourbières hautes, qui ne reçoivent pas d'eaux de drainage des terrains environnants .
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J . GARBAYE
La tourbe blonde est donc très acide et pauvre en éléments minéraux, et la végétation autre que la mousse y est très limitée et réduite à de petites espèces adaptées à la grande pauvreté du milieu . L'épaisseur de la tourbe peut atteindre plusieurs dizaines de mètres dans les pays nordiques, mais elle ne s'accroît que de quelques millimètres par an . La tourbe que l'on exploite actuellement est donc un matériau fossile comme le charbon, le lignite ou le pétrole.
La France est très pauvre en tourbières à sphaignes exploitables, et la plupart sont classées réserves écologiques du fait de leur rareté . La tourbe blonde est donc importée essentiellement des Pays-Bas, d'Irlande, de République fédérale d'Allemagne, de Scandinavie et d'U .R .S .S.
La tourbe blonde est un matériau variable selon sa provenance et le traitement subi (séchage, broyage, tamisage, compactage . . .), mais les propriétés essentielles pour l'usage en pépinière sont assez constantes:
— réaction acide (pH 4 environ),
— très grande pauvreté en éléments nutritifs,
— grande capacité d'échange cationique (aptitude à retenir les éléments nutritifs tels que l'ammonium, le potassium, le calcium et le magnésium, et à les recéder aux plants),
— microflore très pauvre . La tourbe blonde est en particulier pratiquement dépourvue de pathogènes et de symbiotes mycorhiziens,
— propriétés physiques très particulières qui en font un substrat idéal pour la culture des plants.
Il est nécessaire d'insister sur ces caractéristiques physiques qui conditionnent pour une grande part la conduite des cultures . Du fait de la structure cellulaire des mousses mortes qui constituent la tourbe blonde, la porosité est très élevée avec à la fois des pores grossiers assurant l'aération et une porosité fine retenant l'eau.
Le diagramme de la figure 1 compare, pour la tourbe et pour un sol de culture limono-argileux, la répartition des phases solides, liquides et gazeuses dans un volume donné du matériau à la capacité au champ, c'est-à-dire après saturation et libre écoulement de l'eau par gravité . On voit que l'avantage est très nettement à la tourbe pour le volume d'air et le volume d'eau, mais
aussi pour la proportion d'eau utili- sablepar la plante, c'est-à-dire celle qui n'est pas trop fortement retenue par le matériau.
Enfin, la tourbe est légère et meuble, ce qui facilite sa manutention, les façons culturales et l'arrachage des plants.
Figure 1
COMPOSITIONS CHIMIQUES COMPARÉES DE LA TOURBE BLONDE ET D'UN SOL LI- MONO-ARGILEUX À LA CAPACITÉ AU CHAMP. D'après DELRAN, 1975.
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Production rapide de plants feuillus sur tourbe fertilisée
FERTILISATION DE LA TOURBE
La tourbe étant pratiquement dépourvue d'éléments nutritifs, il est nécessaire de la fertiliser en début de culture . II est donc possible d'ajuster la fertilité en fonction des besoins spécifiques de la plante à cultiver, après avoir déterminé cet optimum expérimentalement.
La façon la plus simple et la plus économique d'apporter ces éléments nutritifs est d'utiliser des engrais facilement solubles et de compter sur la forte capacité d'échange cationique de la tourbe pour en réguler la fourniture aux racines . Par exemple, pour le Chêne et le Hêtre, Delran et al . (1975) sont arrivés aux formules données dans le tableau I.
Tableau I FERTILISATION DE LA TOURBE BLONDE POUR LA PRODUCTION RAPIDE DE PLANTS FEUILLUS (d'après Delran et al ., 1975)
Espéces fertilisant (N P+
Pourcentage +K2O
du
900
total g) g/m 3 Engraisdu commerce
N 55 495 1 500 g d'ammonitrate à 33 %
CHÊNE P 2 O 5 22 198 440 g de supertriple à 45 %
K 2 O 23 207 410 g de sulfate de potasse à 50 %
N 40 360 1 100 g d'ammonitrate à 33 %
HÊTRE P 2 O 5 42 378 840 g de supertriple à 45 %
K 2 0 18 162 320 g de sulfate de potasse à 50 %
On peut aussi utiliser des engrais à libération lente (type « Osmocote ») qui assurent une fourniture régulière d'éléments nutritifs . Le coût est cependant plus élevé, et l'apport de calcaire
magnésien et de microéléments reste nécessaire . La dose optimale doit être déterminée expéri- mentalement dans chaque cas, en fonction du type d'engrais.
Quel que soit le type d'engrais utilisé, ceux-ci doivent être mélangés à la tourbe.
Après une année de culture, il est nécessaire de renouveler la fertilisation . Une grande partie des éléments apportés a en effet disparu par lessivage et par exportation avec les plants . Ce renouvellement est surtout nécessaire pour l'azote, le phosphore et le potassium . Le calcium et le magnésium (apportés par le calcaire magnésien) et les microéléments restent plusieurs années en quantité suffisante.
CONDUITE DE L'ARROSAGE
La croissance des plants est optimale lorsque l'humidité de la tourbe est proche de la capacité au champ . La figure 2 montre que la hauteur des plants est réduite de part et d'autre de cette valeur . Au-dessous, l'alimentation en eau est insuffisante . Pour une humidité de 30 % de la capacité au champ, le flétrissement apparaît, accompagné de nécroses foliaires irréversibles.
Cette limite de 30 % correspond à l'épuisement de l'eau « utile » (cf . figure 1).
Au-dessus de la capacité au champ, la croissance est également réduite pour deux raisons : lessivage accru des éléments nutritifs (une carence en azote est particulièrement visible) et mauvaise aération des racines (une partie de la porosité grossière est occupée par l'eau).
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R .F .F.
J . GARBAYE
Il est donc important de bien maîtriser les quantités d'eau apportées en surveillant l'humidité de la tourbe . L'utilisation des sondes de mesures habituellement employées pour régler l'irrigation des sols est difficilement applicable à la tourbe (rupture de capillarité au contact de la surface de la sonde) . Mais une observation empirique est suffisante : on doit pouvoir exprimer l'eau d'une poignée de tourbe prélevée en profondeur en la serrant fortement dans la main.
30
20 -
10-
63 H (cm)
Capacité au champ 30 87 % 100 % EXCÈS
Figure 2
HAUTEURS DES PLANTS DE HÊTRE ÉLEVÉS SUR TOURBE FERTILISÉE MAINTENUE À DIFFÉRENTS NIVEAUX D'HUMIDITÉ (exprimée en pourcentage de la capacité au champ) . D'après DELRAN, 1975.
H (cm)
50
40
HÊTRE CHENE
30
20
10
Figure 3
HAUTEURS DES PLANTS DE HÊTRE ET DE CHÊNE ÉLEVÉS SUR TOURBE FERTILISÉE EN PLEIN AIR (blanc) ET SOUS TUNNELS PLASTIQUE (hachures) . D'après RIEDACKER, 1978.
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Production rapide de plants feuillus sur tourbe fertilisée
MAÎTRISE DE LA TEMPÉRATURE
Le climat, et en particulier la température, est le facteur limitant essentiel de la croissance des plants lorsque la nutrition minérale et le régime hydrique ont été optimisés.
La figure 3 montre l'efficacité de l'effet de serre provoqué par un tunnel plastique analogue à ceux utilisés en horticulture (polyéthylène) . Toutes les expériences ont montré que I'« effet ,> était plus marqué pour le Chêne que pour le Hêtre, et que le Chêne pouvait tolérer une faible humidité atmosphérique accompagnant l'élévation de température (sans dommages jusqu'à 40°C), alors que le Hêtre exigeait la saturation de l'air au-delà de 30°C, surtout au stade 2 feuilles ou premières pousses . Des nécroses irréversibles de la pousse terminale ont été observées sur Hêtre dans de grands tunnels où il était difficile de maintenir l'humidité atmosphé- rique à un haut niveau . Dans le cas du Hêtre, il est donc préférable d'enlever la couverture plastique très tôt dans la saison, après avoir semé précocement pour allonger la période de végétation.
Dans le cas des Chênes, la couverture doit être retirée au plus tard fin août afin de permettre l'arrêt de la croissance et l'aoûtement.
RÉUTILISATION DE LA TOURBE
Les propriétés physico-chimiques de la tourbe ne sont pas modifiées de façon significative après plusieurs années de culture répétée (Delran et al 1982) . Cependant, surtout dans le cas du Hêtre, on observe un net déclin de la croissance des cultures successives, après un nombre d'années variable selon la pépinière . Dans le pire des cas, ce déclin peut être apparent dès la deuxième année, malgré un renouvellement correct de la fertilisation.
Delran et al (1982) ont montré que l'infestation de la tourbe par des champignons pathogènes des racines (surtout Pythiumsp .) était la cause de ce déclin . Ces parasites, absents de la tourbe neuve, proviennent des graines ou du sol et trouvent dans ce milieu très fertile des conditions idéales de prolifération.
Plusieurs techniques culturales, utilisées seules ou associées, peuvent contrecarrer la pullulation de ces pathogènes dans la tourbe :
— renouvellement fréquent de la totalité de la tourbe,
— renouvellement partiel chaque année, en évitant de mélanger la couche superficielle (neuve et exempte de parasites) avec la couche profonde,
— désinfection périodique à la vapeur ou au bromure de méthyle,
— alternance Hêtre-Chêne . Le Chêne est en effet beaucoup moins sensible à ces parasites et ne favorise pas leur multiplication.
Une discussion détaillée du problème est donnée par Delran et al (1982).
MISE EN ŒUVRE DE LA TOURBE
Pour présenter une croissance optimale, chaque plant doit disposer d'un volume de tourbe d'un litre environ . En pratique, afin de ne pas avoir de système racinaire trop profond lors de la plantation, une épaisseur de tourbe de 20 cm et une densité finale de 200 plants par m 2 constituent un compromis satisfaisant . Il est impératif d'avoir un substrat très drainant (remblais grossier, graniers, etc . . .) .
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J . GARBAYE QUALITÉ DES PLANTS PRODUITS SUR TOURBE
Du fait de la croissance accélérée, les plants obtenus sont très différents des plants classiques élevés au champ en plusieurs années . La tige est plus longue et légèrement plus grêle, très peu ramifiée.
Le système racinaire est caractérisé par un très gros pivot et un chevelu très abondant de racines fines qui retiennent de la tourbe lors de l'arrachage . C'est là l'atout essentiel des plants produits sur tourbe : le gros pivot contient beaucoup de réserves nutritives, le grand nombre d'extrémités racinaires accélère l'exploitation du sol après transplantation, et la tourbe, si les plants ne sont pas vigoureusement secoués à l'arrachage, protège les racines fines et maintient l'humidité pendant le conditionnement, le transport et la plantation.
Garbaye et al (1983) ont montré que la reprise et la croissance initiale de ces plants étaient meilleures que celles de plants classiques de même taille.
Mais il est évident que cet avantage peut être perdu si les plants sont soumis aux pratiques désastreuses que sont les mauvaises conditions de transport, la mise en jauge prolongée et surtout l'« habillage >, des racines avant plantation, qui détruit la partie la plus utile du système racinaire.
Les plants produits sur tourbe sont aussi caractérisés par l'absence ou la pauvreté du système mycorhizien, ce qui rend la phase de plantation plus délicate . L'infection naturelle est en effet très aléatoire, car elle doit se faire à partir du sol sous-jacent ou des spores apportées par l'air.
Cette absence de symbiotes mycorhiziens n'est pas un handicap lorsque la plantation a lieu sur un sol non perturbé après coupe à blanc d'un peuplement feuillu préexistant : l'infection a lieu dès la première saison de végétation à partir des champignons présents dans le sol . Par contre, des échecs ont été observés sur ancienne prairie ou sur sol très perturbé, par exemple nivelé au bulldozer (Garbaye et al 1983) . Dans ce cas, les plants produits sur tourbe sont inférieurs aux plants classiques, ce qui justifie l'effort actuel de recherche consacré à l'inoculation des pépinières sur tourbe par des champignons performants.
MATÉRIAUX DE SUBSTITUTION OU DE DILUTION
La tourbe, nous l'avons vu, est un produit fossile d'importation dont le prix augmente plus vite que le prix des plants . Il serait donc intéressant de trouver un matériau de substitution (ou de dilution) permettant de faire des économies, à condition que la qualité du substrat soit mainte- nue . Ce problème n'est pas spécifique aux pépinières forestières : il est aigu pour toute l'industrie horticole et maraîchère . De nombreuses recherches sont en cours, accompagnées d'essais empiriques de la part des praticiens . À ce jour, ' l'ersatz ' miracle n'a pas été trouvé, mais un certain nombre de résultats permettent de guider les expériences futures :
— Utilisé pur, aucun matériau de substitution n'égale la tourbe . Par contre, les meilleurs peuvent être utilisés en mélange avec la tourbe, dans une proportion n'excédant pas 50 (dilution).
— Certaines tourbes « brunes >, françaises (mésotrophes) peuvent être utilisées, mais les tourbes < . noires ,, (eutrophes) sont à écarter absolument (pH trop élevé, minéralisation rapide, très mauvaises propriétés physiques).
— La plupart des matériaux proposés sont des déchets industriels ligno-cellulosiques : écorce de pin brute ou compostée, fibres végétales, sciure ou copeaux de bois plus ou moins traités, etc . . . Certains, comme les écorces, sont relativement inertes du point de vue biologique mais ne retiennent pas l'eau ; d'autres, comme les fibres, ont de bonnes propriétés hydriques mais se décomposent rapidement, induisant une carence azotée des plants.
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Production rapide de plants feuillus sur tourbe fertilisée
En matière de matériaux de dilution, dont le marché est encore limité et très ponctuel, le facteur essentiel est la disponibilité.
Chaque pépinière peut expérimenter avec les ressources de la région pour alléger son poste de dépenses tourbe tout en maintenant la qualité des plants .
J . GARBAYE
Laboratoire de Microbiologie forestière CENTRE DE RECHERCHES FORESTIÈRES
(I .N .R .A .) B .P .35
CHAMPENOUX 54280 SEICHAMPS
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