Revue de presse – Septembre 2021

Une sélection des dernières publications scientifiques sur l’agroforesterie au sens large, dont nous traduisons les résumés.

Au sommaire de cette revue de presse de rentrée :

• Atténuation et adaptation au changement climatique : un numéro spécial rassemblant 14 contributions sur le sujet vient de paraitre dans la revue scientifique Agriculture, Ecosystems & Environment
• Stocks de carbone sous les haies : un article de Valérie Viaud et Tom Kunnemann (INRAE) qui quantifient les stocks de carbone additionnels sous les haies et à proximité dans des parcelles de l’Ouest de la France  
• Production vs. Stockage de carbone : une équipe autrichienne a étudié par simulation les effets de différents niveaux d’intégration de l’agroforesterie dans une région alpine sur la production primaire, la biomasse récoltée et la séquestration de carbone
• Arbres et arbustes fourragers : l’équipe INRAE de Lusignan a analysé la composition chimique et la digestibilité d’une cinquantaine d’espèces d’arbres, d’arbustes et de lianes, potentiellement intéressantes pour l’élevage en zone tempérée
• Linéaires fleuris sous les arbres : une équipe anglaise a regardé l’impact de la gestion de linéaires semés de mélanges fleuris sur la biodiversité et les coûts
• Agroforesterie à base de cacao – évaluer la biodiversité : ce papier propose une méthode simple et rapide d’évaluation de la diversité des arbres dans les agroforêts cacaoyères
• Agroforesterie à base de cacao – concevoir des parcelles : ce papier issu de la thèse de Martin Notaro (CIRAD) quantifie l’impact de la proximité et de la hauteur des arbres associés sur la productivité des cacaoyers.

Bonne lecture !

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Atténuation et adaptation au changement climatique dans l’agriculture : Pourquoi l’agroforesterie doit faire partie des solutions

Ce numéro spécial, lancé lors du 4e Congrès mondial sur l’agroforesterie qui s’est tenu en France, à Montpellier, du 20 au 22 mai 2019, met en lumière de nouvelles contributions sur le rôle des systèmes agroforestiers pour l’atténuation et l’adaptation au changement climatique dans différents contextes pédoclimatiques. Ce numéro spécial comprend huit articles sur l’atténuation du changement climatique par l’agroforesterie, et six articles sur l’adaptation au changement climatique. Les résultats de recherche présentés dans ce numéro spécial couvrent 10 pays différents (plus deux articles avec une perspective globale) et englobent une large gamme de systèmes agroforestiers, y compris les systèmes de cultures pérennes ombragés, les agroforêts, les sylvopâtures, les parcs, les haies et les ripisylves. Ce numéro a été coordonné entre autres par Rémi Cardinael (CIRAD), connu pour ses travaux sur le stockage de carbone en agroforesterie tempérée et tropicale, et Marie Gosme (INRAE) dont le projet de recherche porte sur l’adaptation au changement climatique.

L’article de V. Viaud et T Kunnemann ci-dessous est tiré de ce numéro spécial.

Edito de Rémi Cardinael, Georg Cadisch, Marie Gosme, Maren Oelbermann et Meine van Noordwijk pour le numéro spécial « Agroforesterie et Changement climatique » à paraître en octobre 2021 dans la revue Agriculture, Ecosystems & Environment (https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107555) (numéro réservé aux abonnés)

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Stocks de carbone organique du sol additionnels dans les haies des zones de culture et d’élevage de l’ouest de la France

L’atténuation du changement climatique est un défi majeur, et la plantation de systèmes agroforestiers est considérée comme une stratégie efficace pour augmenter la séquestration du carbone (C) dans les zones agricoles. Cependant, le potentiel de stockage de C des systèmes agroforestiers, en particulier l’agroforesterie de haies, doit encore être quantifié dans les zones tempérées. Cette étude a été réalisée dans trois zones de polyculture-élevage de l’ouest de la France et s’est concentrée sur des haies plantées il y a 20 ans et sur des haies héritées du paysage traditionnel bocager, plantées il y a 40-120 ans. Nous avons quantifié les stocks de carbone organique du sol (COS) jusqu’à 90 cm de profondeur dans 21 champs agricoles adjacents à une haie, à 1, 3, 6 et 18 m de la haie. Le stockage additionnel de COS par les haies a été estimé par rapport à une parcelle de référence, qui correspondait à la mesure à 18 m [ndlr : stockage sous la haie = stock sous la haie – stock parcelle de référence]. La dynamique du stockage du COS a été modélisée de manière empirique à partir des mesures de terrain. La distribution du COS par fraction granulométrique à 0-30 cm de profondeur a également été mesurée. Comparés à la parcelle de référence, les concentrations et les stocks de COS étaient significativement plus élevés dans le champ adjacent jusqu’à 1 m de la haie à une profondeur de 0-60 cm, et jusqu’à 3 m de la haie à 60-90 cm. Cependant, 56-65 % du COS additionnel était stocké à une profondeur de 0-30 cm et à moins de 1 m de la haie. Les stocks additionnels de C organique du sol équivalaient à 30-50 % du C stocké dans la biomasse non récoltée. Les estimations des taux d’accumulation du COS sur 30 ans après la plantation des arbres variaient de 0,034 à 0,096 tonne de C/an pour 100 m linéaires de haie. Dans les 30 premiers centimètres, 59-85 % du COS additionnel était stocké dans la fraction de matière organique particulaire labile. Notre étude a démontré le potentiel significatif des haies à stocker le COS localement autour d’elles ; combinées à d’autres pratiques de stockage de C, elles pourraient contribuer à augmenter le potentiel de stockage de C à l’échelle d’un paysage agricole. Les résultats soulignent également la grande variabilité du potentiel de stockage des haies, en fonction des caractéristiques des haies et des propriétés intrinsèques du sol, dont les processus de contrôle sous-jacents restent à comprendre.

Viaud V, Kunnemann T, 2021. Additional soil organic carbon stocks in hedgerows in crop-livestock areas of western France. Agriculture, Ecosystems & Environment 305, 107174. https://doi.org/10.1016/j.agee.2020.107174 (texte intégral réservé aux abonnés).

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Compromis agroforestier entre la fourniture de biomasse et le piégeage du carbone aérien dans la région alpine d’Eisenwurzen, en Autriche

Les agroécosystèmes de montagne fournissent des services écosystémiques essentiels à la société, mais sont sujets au changement climatique ainsi qu’aux pressions socio-économiques, ce qui rend les systèmes fonciers multifonctionnels de plus en plus essentiels à la politique d’utilisation durable des terres de montagne. L’agroforesterie, la combinaison de la végétation ligneuse avec les cultures et/ou le bétail, est censée augmenter simultanément les services écosystémiques d’approvisionnement et de régulation, mais des lacunes dans les connaissances concernant les compromis existent, en particulier dans les régions tempérées industrialisées et alpines. Ici, nous quantifions la dynamique du carbone (C) aérien d’une hypothétique mise en œuvre de l’agroforesterie dans la région autrichienne de recherche et d’expérimentation socio-écologique à long terme Eisenwurzen de 2020 à 2050. Nous développons trois scénarios d’utilisation des terres pour différencier l’agriculture classique d’une mise en œuvre immédiate et progressive de l’agroforesterie, pour lesquels nous avons intégré les données de trois modèles distincts (Yield-SAFE, SECLAND, MIAMI), et amélioré les indicateurs socio-écologiques (indicateurs d’Appropriation humaine de la production primaire nette (HANPP)) pour évaluer les compromis entre la fourniture de biomasse et la séquestration du carbone. Les résultats indiquent que l’agroforesterie diminue fortement l’HANPP en raison d’une réduction de la récolte de biomasse allant jusqu’à – 47% et d’une augmentation simultanée de la production primaire nette réelle allant jusqu’à 31%, avec une grande quantité de carbone séquestrée dans la biomasse pérenne allant jusqu’à 3,4 t C/ha/an. Cela montre qu’une transition hypothétique vers l’agroforesterie dans l’Eisenwurzen soulage l’agroécosystème de la pression induite par l’homme mais entraîne des compromis importants entre la fourniture de biomasse et la séquestration du carbone. Nous concluons donc que,bien que les pertes de récolte empêchent une mise en œuvre à grande échelle dans les régions agricoles utilisées de manière intensive, l’agroforesterie constitue un complément précieux à la politique d’utilisation durable des terres, en particulier lorsqu’elle touche les prairies et pâturages extensifs dans les paysages alpins.

Bertsch-Hoermann, B., Egger, C., Gaube, V. et al. Agroforestry trade-offs between biomass provision and aboveground carbon sequestration in the alpine Eisenwurzen region, Austria. Reg Environ Change 21, 77 (2021). https://doi.org/10.1007/s10113-021-01794-y (texte intégral en accès libre)

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Diversité de la composition chimique et de la digestibilité des feuilles de cinquante espèces ligneuses en zone tempérée

Dans les régions tempérées, les feuilles d’arbres pourraient être une bonne source d’énergie, de protéines, de vitamines et de minéraux pour les ruminants. Notre objectif était d’étudier la diversité de la composition chimique et de la digestibilité des feuilles sur un panel d’espèces ligneuses indigènes ou potentiellement adaptées aux régions tempérées. Les feuilles de 28 espèces d’arbres, 14 espèces d’arbustes et 8 espèces de lianes ont été collectées en été sur plusieurs sites en France.Les pousses de 8 espèces herbacées ont également été collectées pour comparaison. Les échantillons de fourrage ont été analysés pour la digestibilité in vitro (IVDMD), la teneur en matière sèche et les concentrations en protéines brutes (CP), en fibres à détergent neutre et acide, en lignine à détergent acide, en cendres, en tannins condensés (CT), et en macro et micro minéraux. Toutes ces variables, exprimées sur la base de la matière sèche (MS), variaient largement selon l’espèce (P < 0,001) et la forme de vie (P < 0,001). La teneur globale en MS (moyenne = 375 g par kg de matière fraîche), l’IVDMD (66%), les concentrations en CP (145 g/kg) et en Ca (18 g/kg) des feuilles des espèces ligneuses étaient similaires à celles observées dans les fourrages herbacés traditionnels. La concentration en CP des feuilles de 44% des espèces ligneuses était de plus de 140 g/kg et 34% des espèces ligneuses présentaient un IVDMD supérieur à 70%. La concentration en CT des feuilles variait de 0,1 à 190 g/kg selon les espèces. La concentration moyenne en CT des lianes (52 g/kg) était significativement plus élevée (p < 0,001) que celle des arbres (28 g/kg) et des arbustes (25 g/kg). Trois groupes d’espèces ont été identifiés par un classement hiérarchique sur les composantes principales. Les espèces appartenant à la même famille phylogénétique ont souvent été rassemblées dans le même groupe et il n’y avait aucune preuve d’un effet de la forme de vie (herbacée, lianes, arbustes ou arbres) sur la classification des espèces. Des espèces telles que Morus alba, Sambucus nigra, Ficus carica, Prunus spinosa ou Passiflora edulis ont montré des valeurs élevées en concentrations de CP, Ash, Ca, K, Mg, IVDMD et P et pourraient être utilisées comme compléments alimentaires. Cette étude est l’une des premières à rapporter en détail la composition chimique et l’IVDMD d’un grand nombre d’arbres, d’arbustes et d’espèces de lianes.

Mahieu S, Novak S, Barre P, Delagarde R, Niderkorn V, Gastal F & Emile J, 2021. Diversity in the chemical composition and digestibility of leaves from fifty woody species in temperate areas. Agroforestry systems https://doi.org/10.1007/s10457-021-00662-2 (texte intégral réservé aux abonnés).

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Gestion de linéaires sous-arborés fleuris pour la diversité des ennemis naturels, la suppression des pucerons et les revenus dans un système agroforestier

Les systèmes agroforestiers, dans lesquels des arbres productifs sont intégrés aux terres agricoles, peuvent présenter des avantages pour la biodiversité, la lutte biologique et la pollinisation, mais les effets sont très variables. Les progrès récents dans notre compréhension des bandes fleuries dans les systèmes agricoles suggèrent que la gestion des linéaires sous-arborés (LSA) pourrait être un facteur important de cette variation. Ici, nous comparons deux régimes de tonte du LSA, initialement ensemencé avec le même mélange de fleurs, dans les rangées d’arbres d’un système agroforestier de pommiers : (i) une végétation non coupée pour promouvoir un sous-étage fleuri, et (ii) une végétation régulièrement fauchée. [Ndlr : point de vigilance, l’expérimentation ne s’appuie que sur 1 seule et même parcelle]. Nous avons enregistré les effets de la gestion sur les invertébrés nuisibles, les ennemis naturels et les pollinisateurs, à la fois dans le compartiment des pommiers et dans le compartiment des cultures arables. Les pommiers au-dessus des LSA fleuris ont favorisé de manière significative : (i) plus d’ennemis naturels en début de saison, (ii) moins de colonies de pucerons, (iii) moins de fruits endommagés par les pucerons, et (iv) une plus grande fréquentation des pollinisateurs, par rapport à ceux situés au-dessus des LSA fauchés. Dans les allées de cultures arables, la richesse taxonomique et la diversité de Shannon (diversité taxonomique) des ennemis naturels au sol étaient significativement plus élevées à proximité des LSA en fleurs, par rapport à celles des LSA fauchés, au début de la saison. La modélisation financière basée sur les dommages causés par les pucerons aux pommes, les coûts de fauchage et les revenus provenant des subventions de la Countryside Stewardship, a indiqué que les LSA fleuris augmentaient les revenus agricoles de 231,02 GBP par ha d’agroforesterie par rapport aux sous-bois fauchés. Nos résultats fournissent la première démonstration empirique que la gestion visant à promouvoir les LSA fleuris dans les systèmes agroforestiers peut être une option gagnant-gagnant pour améliorer la diversité des invertébrés, les services écosystémiques associés et les revenus agricoles. texte. »

Staton T, Walters R, Smith J, Breeze T, Girling R, 2021. Management to Promote Flowering Understoreys Benefits Natural Enemy Diversity, Aphid Suppression and Income in an Agroforestry System. Agronomy, 11, 651. https://doi.org/10.3390/agronomy11040651 (texte intégral en accès libre).

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Une méthode rapide d’évaluation de la diversité des arbres pour les systèmes agroforestiers à base de cacao

La biodiversité est reconnue comme un élément essentiel des efforts de développement durable, mais la réduction de la perte de biodiversité est un défi mondial majeur qui nécessite des données actualisées sur l’état de la biodiversité à différentes échelles. Les agroforêts cacaoyères comprennent des espèces d’arbres autres que le cacao, une pratique bénéfique pour la biodiversité, la conservation des écosystèmes et les ménages agricoles. Nous présentons une procédure par étapes pour tester et sélectionner une méthode qui évalue rapidement la biodiversité dans les agroforêts cacaoyères en se basant principalement sur la richesse en espèces et le nombre d’arbres non cacaoyers. Trois méthodologies d’évaluation rapide (RapidBAM) avec différentes procédures d’échantillonnage ont été testées en trois phases : calibration, test et évaluation. Les résultats ont montré que la méthode utilisant le plus petit nombre de parcelles d’échantillonnage avec une couverture de surface minimale et un temps d’échantillonnage constant (indépendamment du contexte de l’exploitation) fournissait l’évaluation la plus précise et la plus simple. Les agriculteurs ont fait des rapports qualitatifs précis sur les espèces, complétant les données quantitatives produites par RapidBAM. La collecte de données sur la biodiversité à l’aide de RapidBAM s’est avérée utile pour recueillir des données à grande échelle et est applicable à différents paysages. Le suivi de la biodiversité avec moins de ressources que les méthodes conventionnelles est un élément intéressant, qui peut aider à définir des pratiques agricoles efficaces et respectueuses de la biodiversité.

López-Sánchez A, Roig S, Dirzo R & Perea R, 2021. « Effects of Domestic and Wild Ungulate Management on Young Raneri J, Oliveira S, Demers N, Asare R, Nuamah S, Dalaa M, & Weise S, 2021. A rapid tree diversity assessment method for cocoa agroforestry systems. Ecological Indicators,130. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.107993 (texte intégral réservé aux abonnés)

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La distribution spatiale et la hauteur des cultures associées influencent la productivité des cacaoyers dans les systèmes agroforestiers complexes

Les connaissances manquent sur les effets des cultures associées sur la productivité du cacaoyer dans les systèmes agroforestiers complexes à base de cacao. Par le biais d’un modèle linéaire généralisé mixte, nous avons analysé l’influence de (i) la densité et (ii) la hauteur des espèces associées sur la productivité des cacaoyers le long d’un gradient de distance de 0 à 5 m entre les cacaoyers et les plantes associées. Nous avons cartographié 34 systèmes agroforestiers matures dans des parcelles d’agriculteurs afin de localiser la position des différentes espèces cultivées les unes par rapport aux autres. La production de chaque plante a été suivie à intervalles de quinze jours pendant un an. Les principaux résultats ont montré que la productivité du cacaoyer augmentait en présence de Fabaceae, même à faible distance (< 3 m), et dans une moindre mesure en présence d’arbres à bois. Toutes les autres espèces, c’est-à-dire les arbres à vocation alimentaire, ont eu un effet négatif sur la productivité du cacaoyer, qui diminue avec la distance jusqu’à une distance allant de 3 à 5 m selon les espèces. La hauteur des plantes associées a également un effet négatif significatif sur la productivité du cacao à une distance inférieure à 3 m, au-delà de laquelle l’effet négatif diminue. A notre connaissance, il s’agit de la première étude qui analyse finement l’effet des cultures associées sur la productivité du cacao selon l’usage des agriculteurs et pour de courtes distances. Ces résultats sont particulièrement intéressants pour la reconception structurelle des systèmes agroforestiers, afin d’optimiser leurs performances agro-économiques, et peuvent être utilisés pour recommander la distance à respecter entre cacaoyers et plantes associées ainsi que la hauteur des différentes cultures ou arbres forestiers.

Notaro M, Collado C, Depas JK, Dumovil D, Denis A J, Deheuvels O, Tixier P & Gary C, 2021. The spatial distribution and height of associated crops influence cocoa tree productivity in complex agroforestry systems. Agronomy for Sustainable Development 41, 60. https://doi.org/10.1007/s13593-021-00716-w (texte intégral réservé aux abonnés)

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