Fonctionnement des systèmes agroforestiers Yves BACHEVILLIER Ciney 25 Mars 2011
AGROFORESTERIE Principes Agroforesterie et Sol Agroforesterie et Eau Ciney 25 Mars 2011
Séparer ou mélanger? Ciney 25 Mars 2011
Ciney 25 Mars 2011
Ciney 25 Mars 2011
Ciney 25 Mars 2011
Ciney 25 Mars 2011
Ciney 25 Mars 2011
Agroforesterie moderne Ciney 25 Mars 2011
Recherche en agroforesterie tempérée 5 x 10 200 5 x 20 100 6 x 30 55 5 x 40 50 Ciney 25 Mars 2011
Agroforesterie moderne Ciney 25 Mars 2011
Modern agroforestry Ciney 25 Mars 2011
Modern agroforestry Ciney 25 Mars 2011
Ciney 25 Mars 2011
Modern agroforestry Ciney 25 Mars 2011
Ciney 25 Mars 2011
Recherche en agroforesterie tempérée >>> Des sites de réfèrences en France Restinclières (Hérault) Vézénobres (Gard) Ciney 25 Mars 2011
Recherche en agroforesterie tempérée Vézénobres Site expérimental INRA 15 ans 12 ha d agroforestrie Céréales Peuplier, noyers, paulownia Fermage SEA Mesurée: 1.34 Ciney 25 Mars 2011
Recherche en agroforesterie tempérée Restinclières Site expérimental INRA 12 ans 45 ha d agroforesterie Céréales et vigne Arboretum (30 essences) 3 agriculteurs (fermage) SEA Simulée :1.60 Ciney 25 Mars 2011
Ciney 25 Mars 2011
West 0,5 Distance from tree (m) E 0-7 -5-3 -1 1 3 5-0,5-1 La partie cachée des arbres -1,5 Ciney 25 Mars 2011-2 de (m
Surface équivalente assolée? Quelle surface nécessaire n pour obtenir la même m me production qu un un hectare agroforestier? Agriculture 0.8 ha Agroforesterie Forêt 0.6 ha 1 ha = 1.4 ha L association est plus productive que l assolement l Ciney 25 Mars 2011
Séparer ou mélanger? SEA = 1 SEA > 1 Ciney 25 Mars 2011
Comment arbre et culture cohabitent? Eau? Lumière? Azote? Ciney 25 Mars 2011
Hi-sAFe >>> modèlise les interactions arbres-cultures Ciney 25 Mars 2011
Interactions aériennes: lumière Arbres et cultures: partager les ressources Interactions souterraines: eau et azote Ciney 25 Mars 2011
AGROFORESTERIE Principes Agroforesterie et lumière Agroforesterie sol et Eau Ciney 25 mars 2011
Ciney 25 mars 2011
Sur une journée Ciney 25 mars 2011
Ombre moyenne sur une journée Ciney 25 mars 2011
Sur une année Ciney 25 mars 2011
10 arbres/ha 40 arbres/ha Composition des ombres Ciney 25 mars 2011
Au niveau de la parcelle >>> les ombres se chevauchent Est / Ouest Nord / Sud Ciney 25 mars 2011
Alignements Est Ouest Ciney 25 mars 2011
Ciney 25 mars 2011
Vers une sélection de variétés d ombre Ciney 25 mars 2011
Ciney 25 mars 2011
Evolution des rendements H/D H D Ciney 25 mars 2011
Evolution des rendements H/D>1 Ciney 25 mars 2011
Evolution des rendements Ciney 25 mars 2011
Evolution des rendements Ciney 25 mars 2011
0.79 3,70 3,56 3,52 3,50 3,30 3,31 0,00 3,16 3,41 3,42 3,48 3,51 3,63 3,19 3,53 3,48 3,45 3,39 3,12 3,06 0,00 3,06 3,19 3,42 3,47 3,46 3,65 3,10 3,50 3,45 3,44 3,41 3,12 3,06 0,00 3,12 3,25 3,46 3,48 3,50 3,64 3,11 3,45 3,38 3,34 3,34 3,19 3,07 0,00 3,15 3,46 3,44 3,50 3,60 3,56 3,12 3,59 3,45 3,40 3,38 3,41 3,40 0,00 3,58 3,56 3,63 3,59 3,56 3,56 3,24 3,67 3,65 3,65 3,61 3,66 3,59 0,00 3,57 3,59 3,57 3,62 3,62 3,66 3,34 3,70 3,65 3,68 3,70 3,63 3,44 0,00 3,46 3,45 3,44 3,49 3,52 3,67 3,29 3,59 3,52 3,50 3,48 3,35 3,28 0,00 3,30 3,41 3,48 3,52 3,54 3,63 3,20 Carte du rendement en blé dur dans la parcelle agroforestière (noyers de 8m de haut) Rendement de référence agricole : 4.0 t/ha Ciney 25 mars 2011
40 35 SUD NORD Rendement (Qx/ha) 30 25 20 15 10 5 0 I 214 Parcelle 97-10 -5 0 5 10 Distance à la ligne de peupliers (m) Rendement agricole C1 C2 C3 N4 N5 N6 Ciney 25 mars 2011
35 30 25 Lignes d arbres est-ouest Qx/ha 20 15 10 5 0 SUD Beaupré I214 0 10 20 30 40 NORD 45 40 Lignes d arbres nord-sud Qx/ha 35 30 25 20 15 10 5 0 OUEST Parcelle 96 I4551 I214 0 10 20 30 40 EST Ciney 25 mars 2011
Elagages aériens sévères Faibles densités et éclaircies définitives précoces Ciney 25 mars 2011
Prédiction de la productivité des cultures Plantation des arbres 100 Récolte des arbres 80 70 Rdt culture (%) 80 60 40 20 0 Culture pure Culture intercalaire Volume bois 60 50 40 30 20 10 0 Volume bois 0 Temps Ciney 25 mars 2011
Prédiction de la productivité des cultures Plantation des arbres Récolte des arbres 80 100 70 Rdt culture (%) 80 60 40 20 0 Culture pure Culture intercalaire Volume bois 60 50 40 30 20 10 0 Volume bois 0 Temps Ciney 25 mars 2011
Evolution des marges Ciney 25 mars 2011
Impact positif sur les animaux Plusieurs études mettent en évidence l intérêt des parcours arborés: le bien être des volailles : ombrage, protection contre les rapaces, contre le vent, des repères pour les déplacements, l environnement : limiter l accumulation des déjections en certaines zones du parcours. (gestion de pathogènes vivants selon le cycle féco-oral des volailles), recyclage des minéraux par les arbres, création de zones tampons et diminution de l érosion des sols. A 9 h du matin A midi Ciney 25 mars 2011
De la compétition pour la lumière Une limite avérée Les pertes de rendements sont essentiellement conséquences de la compétition pour la lumière au moment de la mise en place du nombre d épillets et de grains/épillet! Ciney 25 mars 2011
De la compétition pour la lumière Une limite avérée En système pâturé, l ambiance agroforestière est un avantage pour la gestion de la production fourragère ou du nombre de jours pâturés. Ciney 25 mars 2011
Une limite avérée Mais une compétition pour la lumière qui se gère 6 m 10 m Par la taille des arbres répondant partiellement à la baisse de l efficience d utilisation du rayonnement (RUE)! Ciney 25 mars 2011
Une limite avérée Mais une compétition pour la lumière qui se gère Par des distance inter-rangs > à la hauteur attendue des arbres en fin de cycle d exploitation! Par une orientation Nord sud des arbres Ciney 25 mars 2011
AGROFORESTERIE Principes Agroforesterie et lumière Agroforesterie sol et Eau
West 0,5 Distance from tree (m) E 0-7 -5-3 -1 1 3 5-0,5-1 La partie cachée des arbres -1,5-2 de (m
Un enracinement plus profond 0 m 1 m 2 m
Consommation d eau >>> l arbre a des besoins différents suivant son âge 9 8 3 Transpiration des arbres (mm) 7 6 5 4 3 2 1 2 1 0 00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20
Densité de racines fines de peuplier (m -2 ) 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Profondeur 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 ligne des arbres 2 m 8 m
Mais des prélèvements en profondeur 0% 10% 20% 30% 40% 50% 0 Agroforesterie -0,5 Profondeur (m) Culture pure Peupleraie -1-1,5-2 Sec Humide -2,5 Humidité du sol (% volume) -3
Agroforestier Forestier
0.0 Agroforestier Forestier Zone pratiquement sans racines d arbres
Cernage racinaire mécanique profond (90 cm) Cernage racinaire mécanique superficiel (labour)
Effet des céréales d hiver
Effet des cultures de printemps
Cernage mécanique, avec précautions
Piloter le système racinaire >>> les racines des arbres sont très réactives!
Un climat apaisé Augmentation de l humidité Réduction du rayonnement Réduction de la vitesse du vent Réduction de l évaporation du sol Moins d évapotranspiration
Impact sur la qualité de l eau? >>> Est-ce que cela influence le cycle de l azote? Réduction de la minéralisation dans les horizons asséchés températures plus fraîches! Reduction de la dénitrification Capacité de stockage des pluies à l automne Moins de productions de nitrates
Protéger les nappes et les cours d eau >>> prélèvements directs lors de transferts
Un véritable filet de sécurité
Efficace suivant le climat
Autres conséquences sur le cycle de l eau
Transports des sédiments et érosion Infiltration (matière organique, bande enherbée, ver de terre) Capacité de stockage Impact sur les écoulements et le transport: réduction de l érosion
A l échelle de la parcelle Terrassement progressive par formation de banquettes
A l échelle du paysage Largeur des alignements < largeur d une haie Disposition régulière Orientation Courbes de niveaux Effet maillage
Stabilité des pentes
Protection contre les crues Stockage temporaire pendant les crues Freine les courants et agit comme un filtre (embâcles) Cultiver tout en protégeant ses cultures
Perte de carbone dans les sols
S inspirer des écosystèmes naturels?
Améliorer la structure du sol, l arbre source d amendement Photo de l exploitation de François Gardey de Soos (Aude)
L arbre source de fertilité des sols Feuilles, branches Racines fines
Des prélèvements en profondeur >>> l arbre agit comme une «pompe à nutriments»
Autant de biomasse, moins d arbres >>> comparaison de 2 parcelles agroforestières et forestières Référence des arbres F1 F2 AF1 AF2 Age en années 27 29 26 24 Diamètre (cm) 18,3 18,5 24,2 27,2 Hauteur (m) 9,24 9,6 11,92 11,7 Circonférence (m) 0,575 0,581 0,76 0,855 Volume aérien m 3 0,223 0,161 0,561 0,622 Biomasse aérienne totale (t) 0,085 0,092 0,195 0,259 Volume racinaire m 3 0,15 0,242 Biomasse racinaire (t) 0,052 0,056 0,109 0,14 Infradensité 0,463 0,467 0,493 0,512 Biomasse calculée totale de l'arbre 0,138 0,148 0,303 0,399 < 200 arbres Boisement 70 arbres Agroforesterie
Sur une année? >>> comparaison de 2 parcelles agroforestières Vézénobres (Gard) Eduts (Charente Maritime) Caractéristiques Essence Sol Climat Age Peupliers Sols sableux Mediterranéen 12 ans Noyers Limono-argileux Tempéré 30 ans Biomasse aérienne (Kg C/arbre) 300 190 Nombre d arbres / ha 140 70 Biomasse annuelle (T C/ha/an) 4.1 0.48 A nombre d arbres égal 2.05 0.48
et la litière souterraine? Feuilles, branches Racines fines
Interactions aériennes: lumière Que se passe-t-il sous nos pieds? Interactions souterraines: eau et azote
>>> le partage de l eau Interactions souterraines
Un travail de fourmi >>> racines de structure et racines fines
Racines de structure >>> ancrage, exploration et support Vézénobres (Gard) Eduts (Charente Maritime) Caractéristiques Essence Sol Climat Age Peupliers Sol sableux Mediterranéen 12 ans Noyers Limono-argileux Temperé 30 ans Ration biomasse souterraine 15 % 35 % Nombre d arbres / ha 140 70 Biomasse annuelle (Kg C/ha/an) 600 130 A nombre d arbres équivalent 300 130
350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 Comme les feuilles, les racines meurent Somme Somme totalrootlength Som 0/0/0 26/04/1996 15/11/1996 13/06/1997 03/01/1998 01/08/1998 20/02/1999 18/09/1999 07/04/2000 27/10/2000 25/05/2001 22/12/2001 20/07/2002 08/02/2003 06/09/2003 26/03/2004 15/10/2004 20/05/2005 09/12/2005 30/06/2006 26/01/2007 24/08/2007 13/03/2008 02/10/2008 30/04/2009 20/11/2009 18/06/2010 07/01/2011 05/08/2011 24/02/2012 21/09/2012 19/04/2013 09/11/2013 07/06/2014 27/12/2014 25/07/2015 Date Longueur totale de racines fines
Racines fines : 50 % du carbone des parties ligneuses 200 kg de carbone /arbre 150 100 50 Cumul racines fines Total parties ligneuses Cumul feuilles Total litières 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
Amélioration du taux de matière organique Carbone orga. et Mat. Orga. (T/ha) 250 200 150 100 50 48 4,5 83 69 6,4 Plus 2 % en 30 ans 6,2 5,6 118 118 111 65 69 88 7,1 151 135 8,9 232 10 8 6 4 2 N orga. (T/ha) 0 TA AF-Foi AF-Ch1 AF-Ch2 TF-Foi Forêt-Foi 0 C Organique Taux MO N Organique
Amélioration du taux de matière organique Carbone orga. et Mat. Orga. (T/ha) 250 200 150 100 50 48 4,5 83 69 6,4 Plus 2 % en 30 ans 6,2 5,6 118 118 111 65 69 88 7,1 151 135 8,9 232 10 8 6 4 2 N orga. (T/ha) 0 TA AF-Foi AF-Ch1 AF-Ch2 TF-Foi Forêt-Foi 0 C Organique Taux MO N Organique
Amélioration du taux de matière organique Carbone orga. et Mat. Orga. (T/ha) 250 200 150 100 50 48 4,5 83 69 6,4 Plus 2 % en 30 ans 6,2 5,6 118 118 111 65 69 88 7,1 151 135 8,9 232 10 8 6 4 2 N orga. (T/ha) 0 TA AF-Foi AF-Ch1 AF-Ch2 TF-Foi Forêt-Foi 0 C Organique Taux MO N Organique
Amélioration du taux de matière organique Carbone orga. et Mat. Orga. (T/ha) 250 200 150 100 50 48 4,5 83 69 6,4 Plus 2 % en 30 ans 6,2 5,6 118 118 111 65 69 88 7,1 151 135 8,9 232 10 8 6 4 2 N orga. (T/ha) 0 TA AF-Foi AF-Ch1 AF-Ch2 TF-Foi Forêt-Foi 0 C Organique Taux MO N Organique
De l arbre au sol les BRF >>> stimulation de la vie biologique des sols par l apport de bois raméaux fragmentés (diam. < 7cm)