Cycle de l'azote et rôle des légumineuses d'ombrage dans les systèmes caféiers au Costa Rica

En Amérique Centrale, les systèmes agroforestiers représentent une alternative à la monoculture intensive de café fondée sur l'utilisation importante d'intrants et qui peine à concilier à la fois production, respect de l'environnement et rentabilité économique. Les systèmes agroforestiers ont un potentiel de stockage de carbone mais aussi de réduction du lessivage de nitrates et d'émissions d'oxyde nitreux, un important gaz à effet de serre. Néanmoins, au Costa Rica, beaucoup de plantations caféières en monoculture ou sous ombrage de légumineuses fortement taillées sont encore gérées conventionnellement et reçoivent de grandes quantités d'engrais azoté (200 kg N/ha/an). Des pratiques alternatives utilisant des engrais organiques ainsi qu'une gestion plus raisonnée des légumineuses d'ombrage sont toutefois en expansion. Comprendre les mécanismes et quantifier les changements dans la dynamique de l'azote en fonction de l'espèce ligneuse associée, de sa conduite, des apports d'engrais et des conditions de site est de première importance pour évaluer l'efficience d'utilisation de l'azote et la contamination des nappes par les nitrates et les émissions d'oxyde nitreux. Pour évaluer l'impact des pratiques sur la dynamique de l'azote, l'UR " Ecosystèmes de Plantations " du CIRAD (UMR Eco&Sols) a établi en collaboration avec ses partenaires, le CATIE et l'ICAFE des bilans de flux d'azote dans différents systèmes agroforestiers caféiers de référence comparés à des monocultures. Les études ont montré pour les systèmes conventionnels en général une faible efficience d'utilisation de l'engrais par le caféier et l'arbre d'ombrage ainsi qu'un fort potentiel de pertes de nitrates dans les eaux de drainage et des émissions d'oxyde nitreux non négligeables. Les travaux ont montré également par rapport à la monoculture un effet très positif de la légumineuse d'ombrage (Erythrina poeppigiana) sur la disponibilité en azote du sol, et la production de café en particulier dans les systèmes organiques. Ainsi la légumineuse d'ombrage permet un niveau élevé de fixation d'azote atmosphérique et un recyclage important de cet azote lors de l'élagage des branches feuillées. (Texte intégral

Caractériser les services rendus par les forêts plantées : l'écologie fonctionnelle [fiches de compétences forêts SIA 2011]

Comment, à la fois, préserver les forêts natives tropicales, lutter contre les changements climatiques et satisfaire les besoins grandissants en bois ou en énergie ? Les forêts plantées, outre leur vocation économique, remplissent certaines de ces fonctions. Elles jouent notamment un rôle majeur dans la fertilité des sols, la séquestration du carbone atmosphérique et le cycle de l'eau. L'écologie fonctionnelle vise à comprendre les lois biologiques et physiques qui assurent la pérennité de ces systèmes. Elle permet d'améliorer les pratiques, qui renforcent leurs fonctions environnementales. (Résumé d'auteur

Effets de jachères agroforestières sur les propriétés d'un sol ferrugineux et sur la production céréalière

Cette étude, réalisée en zone soudanienne du Cameroun sous 1 050 mm de pluie annuelle, a pour objectif d'évaluer les effets de diverses jachères sur les caractéristiques du sol et sur la production de céréales. Sont comparées à une jachère naturelle herbacée protégée contre le feu et le pâturage, des jachères plantées en Acacia polyacantha, Senna siamea et Eucalyptus camaldulensis. E. camaldulensis a montré, après 6 ans de plantation, une évolution plutôt défavorable des caractéristiques du sol ¿ mauvaise incorporation de matière organique du sol, plus faible porosité du sol que dans les autres jachères. La jachère herbacée et la plantation de S. siamea ont eu un effet favorable superficiel sur la teneur en carbone du sol, mais seule la plantation d'A. polyacantha a permis une amélioration nette des teneurs en carbone et azote du sol après 6 ans de plantation (4 ans de jachère). L'action sur la matière organique du sol, en particulier A. polyacantha, se manifeste surtout par l'augmentation des débris végétaux grossiers (> 50 m) peu efficaces dons les propriétés d'échange cationique ; l'effet sur la capacité d'échange cationique n'est pas visible après 4 ans de jachère. La plus grande capacité d'A. polyacantha, espèce fixatrice d'azote, à stocker de I'azote facilement minéralisable dans la matière organique du sol et dans la phytomasse racinaire, explique son effet supérieur sur le comportement des cultures suivantes après 2 et 5 ans de jachère. Différents scénarios d'utilisation des espèces étudiées sont proposés. (Résumé d'auteur

Faidherbia albida : interaction avec la culture cotonnière et la constitution de parc

Le parc arboré à #F. albida#, régénéré par les populations dans leurs champs, est présent au Nord-Cameroun principalement sur les sols alluviaux au Nord de Garoua. Cependant, l'espèce est quasiment absente des terres plus récemment mises en valeur par l'agriculture. Plusieurs aspects du parc à #F. albida# ont été étudiés. En milieu réel, on observe pour la culture cotonnière, sous le houppier de l'arbre, une plus faible densité de plants, un développement végétatif plus important, un retard de floraison, un poids moyen capsulaire plus élevé et un effet variable du rendement en coton graine en fonction de la fertilité du sol de la parcelle. L'effet dépressif, serait dû à l'ombrage et non à une concurrence pour l'eau ou les éléments nutritifs. Des résultats de ces travaux, on peut déduire des pratiques de gestion des parcs arborés à #F. albida# basées sur l'émondage raisonné des gros houppiers et sur le remplacement des vieux arbres par de jeunes sauvageons. On peut recommander la densification du parc arboré dans le système de culture coton-céréale. Cette densification se fera à partir de la régénération naturelle. Le démarrage lent de l'espèce constitue une entrave à la plantation de #F. albida#. Après cette période de 3 ans, on peut considérer que le parc arboré s'est installé et on constate que la croissance des arbres dominants s'accélère. Les provenances soudano-sahéliennes de #F. albida# constituent le meilleur choix pour le reboisement en zone soudano-sahélienne du pays. En revanche, pour la zone soudano-guinéenne, où l'espèce n'est pas encore présente à l'état spontané, le choix de provenances étrangères de la même zone écologique (sud du Tchad, Sud du Sénégal) est largement préférabl

Restauration de la fertilité des sols ferrugineux dégradés par la jachère ligneuse en zone soudanienne du Cameroun

En zone soudanienne du Cameroun, les sols ferrugineux dégradés par 10 à 15 ans de culture continue à base de cotonnier et céréales posent le problème de la restauration de leur fertilité. En s'appuyant sur un dispositif, mis en place en 1989, à Ngong, dans la région de Garoua (1 000 mm de pluviométrie annuelle), la présente étude compare la dynamique de l'azote dans des jachères très différentes par la nature de leur végétation : une plantation d'#Acacia polyacantha#, une plantation de #Cassia siamea#, une plantation d'#Eucalyptus camaldulensis#, une jachère herbacée protégée conte le feu et le bétail et une jachère herbacée dégradée surpâturée. Cette analyse permet d'expliquer l'effet des différentes jachères sur le statut organique du sol, bon indicateur de sa fertilité chimique. Chez #A. polyacantha#, la fixation symbiotique de l'azote permet d'améliorer le bilan du système de plus de 550 kg/ha en 7 ans. Cette espèce, présentant un recyclage actif de l'azote par l'intermédiaire du sol, apporte également la plus forte accumulation d'humus. #C. siamea#, dont la litière est moyennement riche en azote présente un effet favorable sur la matière organique du sol. Les flux d'azote étant faibles dans la jachère herbacée protégée malgré sa forte production de biomasse, l'accumulation d'humus est assez superficielle. #E. camaldulensis#, âgé de 7 ans, présente un bilan négatif sur le statut azoté du sol, dû à l'immobilisation de l'azote dans la biomasse et la litière sur le sol au détriment du sol lui-même. Le piétinement du sol par le bétail dans la jachère dégradée a un effet défavorable sur le comportement de la culture suivante. Enfin, des recommandations techniques sont faites pour le développement

Nitrogen fixing shade trees in coffee agroforestry: Quantification of nitrogen transfer to the coffee plant

Nitrogen-fixing shade trees in coffee agroforestry systems are assumed to provide an alternative nitrogen source for the coffee crop when fertilizer applications are low, but the transfer of nitrogen from shade trees to the coffee crop has not yet been quantified directly. We present a case study for coffee agroforestry systems with Erythrina poeppigiana as a shade tree. The transfer of nitrogen from the N2 fixing tree to coffee plants was measured through a stable isotope pulse and chase experiment. Shade trees that had been labelled with a 15N-enriched nitrate solution, were pruned, and the prunings were subsequently laid out below coffee crops under conventional or organic management. Significant fractions of nitrogen ended up in the coffee plants 5 months after the deposition of 15N labelled prunings on the plantation floor (figure 1). More nitrogen from prunings was found in the soil under organic management than under conventional management. This finding was associated with higher macrofauna abundance, particularly earthworms, in the organic system. Coppicing of the shade tree and subsequent decomposition of the pruned material was the dominant mechanism for nitrogen transfer to the coffee plant, while other mechanisms only affected coffee plants directly neighbouring the tree. In conclusion, the pruning of shade trees in coffee agroforestry systems is an important pathway for the transfer of fixed N to the coffee plants and seems to be essential in organic systems