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Comment concilier récolte de la biomasse et fertilité des sols ? Emmanuel CACOT Responsable CIAT Approvisionnement FCBA Délégation Centre-Ouest 87430 Verneuil-sur-Vienne.

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1 Comment concilier récolte de la biomasse et fertilité des sols ? Emmanuel CACOT Responsable CIAT Approvisionnement FCBA Délégation Centre-Ouest Verneuil-sur-Vienne Rencontres techniques « Sols et Forêts » - 21/11/2012

2 Introduction Thématique principale : intensification de la récolte liée notamment au bois énergie (raccourcissement des révolutions, récolte des menus bois…) et gestion de la fertilité des sols Présentation basée sur plusieurs études et recherches, récemment terminées et en cours => conseils de récolte basés sur les connaissances techniques et scientifiques actuelles Ne pas oublier la prise en compte de la biodiversité fortement liée au mode de gestion forestière et aux bois morts

3 Plan de la présentation Bref rappel historique sur la gestion des forêts Les techniques de récolte du bois énergie Biomasse et minéralomasse, deux notions bien distinctes Cycle biogéochimique Les conseils pratiques de prévention (dans létat actuel des connaissances techniques et scientifiques)

4 Bref rappel historique Des sols forestiers globalement pauvres du fait de la gestion forestière très intensive jusquau début du XXe siècle : –Bois = seule ressource énergétique jusquau XIXe siècle –Pratiques du soutrage (récolte humus), du pâturage, de la récolte du sous-bois (pour la litière des animaux domestiques)… Faible pression sur la fertilité des sols depuis une cinquantaine dannées

5 Bref rappel historique Des forêts conservées globalement sur les sols les plus pauvres peu propices à lagriculture

6 Quelques notions de vocabulaire Tronc découpe 7 cm Cime Branches vivantes Branche morte Feuillage Souche et racines Bois fort Arbre entier Arbre complet

7 Les techniques actuelles de récolte du bois énergie : la récolte par arbres entiers Système le plus utilisé Ne laisse pas beaucoup de biomasse au sol

8 Les techniques actuelles de récolte du bois énergie : la récolte séparée des menus bois ou Système moins utilisé car moins efficient Récolte de 40 à 70% des menus bois

9 Les techniques actuelles de récolte du bois énergie : la récolte des souches En France, système utilisé essentiellement dans les Landes, dans les coupes rases

10 Biomasse et minéralomasse Biomasse : ensemble de la matière organique d'origine végétale ou animale présente dans un milieu naturel donné Minéralomasse : contenu en éléments minéraux de la biomasse (Azote N, Phosphore P, Potassium K, Calcium Ca, Magnésium Mg et autres oligoéléments) Les petits compartiments de la biomasse (brindilles, feuillage), les jeunes arbres et lécorce sont plus concentrés en éléments minéraux que le tronc :

11 Exemple dun bilan de minéralo-masse : Douglas, 38 ans (données en kg/ha) CompartimentsBiomasseNPKCaMg Troncs découpe 7 cm ,443,0168,6278,936,0 Cime2 0882,30,41,42,10,3 Branches ,912,243,5114,210,1 Feuillage ,413,544,578,312,6 Arbre Entier (sans souches ni racines) ,969,2257,9473,558,9 Sol de 0 à 40 cm11 475,058,7231,55 013,0234,9 Sol de 40 à 100 cm5 580,016,7217,23 668,066,0 Total sol (éléments assimilables) ,075,4448,78 681,0300,9

12 Exemple dun bilan de minéralo-masse : Châtaignier, 25 ans (données en kg/ha) CompartimentsBiomasseNPKCaMg Troncs découpe 7 cm96,9141,39,361,0353,332,7 Cime4,25,50,32,47,60,9 Branches19,3108,19,851,8240,925,0 Feuillage2,847,56,235,431,28,4 Arbres vivants (total)123,2302,425,7150,6632,967,0 Arbres morts27,747,52,09,2100,510,2 Biomasse aérienne totale (sans souches ni racines) 150,9349,827,6159,7733,477,2 Sol de 0 à 75 cm4 195,126,7499,81780,4125,5 Sol de 75 à 100 cm1 218,813,9183,32094,264,8 Total sol (éléments assimilables) ,075,4448,78 681,0300,9

13 Récolte de larbre entier et exportation minérale Du fait des concentrations minérales dans les petits compartiments de la biomasse, lexportation minérale est accrue par lexploitation par arbre entier La récolte par arbre entier (troncs + menus bois) = Une exportation de biomasse légèrement accrue = Une exportation minérale 1,5 à 3 fois supérieure à une exploitation conventionnelle (bois fort) Est-ce que les sols forestiers peuvent supporter une telle intensification de la récolte, sans remettre en question leur fertilité chimique et donc leur productivité?

14 Réponse donnée par lanalyse du cycle biogéochimique Cycle biogéochimique : circulation permanente des éléments minéraux entre les compartiments de lécosystème, les végétaux et les horizons prospectés par la végétation totale (incluant les différentes strates), les couches humifères localisées à la surface du sol et à nouveau le sol minéral Ce cycle se mesure à léchelle spatiale soit de la parcelle, soit du bassin versant, et pour un pas de temps correspondant à un cycle végétatif complet (un an sous nos climats). Le bilan le plus important pour la gestion des écosystèmes forestiers est celui établi pour la révolution complète.

15 Représentation du cycle biogéochimique

16 Une méthode plus « simple » : lanalyse des bilans minéraux sur une révolution complète Bilan minéral = flux entrants – flux sortants Tout déséquilibre de ce bilan se rétablira au détriment de la productivité 3 éléments minéraux sont les plus susceptibles dêtre en déficit : Ca, N, P

17 Une intensification de la récolte à raisonner suivant les sols La capacité des sols à supporter une intensification de la récolte dépend de la dynamique du cycle biogéochimique et de ses réserves Sensibilité dun sol à lintensification suivant différents paramètres (Augusto et al., 2000) : Composition du solVariable Catégorie de sol Très sensibleIntermédiairePeu sensible Composition de la roche mère (a) (teneurs en % doxydes) Si (Si + Al) / (Fe + Mg) (Na + Ca + Fe + Mg) > [65 ; 52[ [10 ; 5[ ]15 ; 25] 52 5 > 25 CEC et taux de saturation du solCEC (cmol c /kg) Taux de saturation (%) ]10 ; 25] ]20 ; 70] > 25 > 70 Acidité du sol (b) pH eau 4,2]4,2 ; 5,0]> 5,0 Présence de carbonatesEffervescence à lacide (HCl) NulleFaibleNotable à forte Recyclage des nutrimentsAccumulation de litière (t/ha) --Mull < 5,0

18 Guide sur la récolte raisonnée des rémanents en forêt Guide publié en 2004 par lADEME Objectif : avoir un guide national simple dutilisation Il existe des guides similaires dans dautres pays en lien avec les systèmes de certification PEFC/FSC (USA, Canada, Suède, Finlande, Royaume-Uni, Autriche…)

19 Classification des sols S Pôle sableux L Pôle limoneux A Pôle argileux Calcaire actif Pas deffervescence de la terre fine à HCl dilué Efferves- cence pH horizon A < 4]4-4,5]]4,5-5[[5-5,5[[5,5-6[[6-6,5[[6,5-7[> 7 Humus Mor Dysmoder ModerDysmull Oligo-mullMéso- mull Eumull Mull calcique Mull carbonaté S1S2 L1L2L3 A1A2 K Sensibilité forteSensibilité moyenneSensibilité faible 123 S/T

20 Récolte raisonnée par type de sol Sols faiblement sensiblesSols moyennement sensiblesSols fortement sensibles Bonne richesse minérale Sol pouvant supporter une sylviculture relativement intensive Rester vigilant lors de la récolte des rémanents Pratiquer une seule récolte des rémanents dans la vie du peuplement Sols très pauvres Accompagner toute récolte de rémanents dune fertilisation compensatoire au risque sinon de voir la production du peuplement forestier baisser Pas de fertilisation compensatoire nécessaire Au-delà dune récolte des rémanents par révolution, fertiliser avec une quantité minérale égale aux exportations Fertiliser après récolte des rémanents avec une quantité égale à 1,5 fois les exportations + Conseils par essence et type de peuplement : sur la durée minimale entre 2 récoltes de rémanents sur les quantités minérales éventuelles à rapporter en fertilisation

21 Conseils de récolte Laisser sécher les rémanents sur la parcelle 4 à 6 mois avant leur récolte ou récolter les rémanents de feuillus en hiver : –Les feuillages et les brindilles, très concentrés en éléments minéraux, restent sur le sol de la parcelle –Le PCI des rémanents est augmenté –La proportion de « fines » dans les plaquettes, dont le taux de cendre est élevé, est réduit Selon la sensibilité du sol, récolter les rémanents jusquà 2 fois maximum dans la vie du peuplement, sans apport de fertilisants : –Les risques dappauvrissement des sols et les autres conséquences potentielles (sur la faune et flore) sont limités

22 Des conseils affinés par une modélisation sous Excel (projet FORGECO)

23 Les limites du bilan minéral => Etre modeste dans les conclusions avancées Grande variation : suivant le peuplement (feuillus/résineux) et au cours de la vie du peuplement (hauteur des arbres, évolution des apports) Idem pour le drainage avec moins dimprécision toutefois sur la quantification de ce flux Pertes dexploitation largement sous-estimées dans les études Quel suivi assurer sur une révolution forestière ? Difficulté et imprécision sur la quantification de laltération Quelle profondeur de sol prendre en compte ?

24 En conclusion Des conseils de récolte des menus bois dans le guide ADEME : –Précautionneux par rapport à la fertilité des sols (hors fertilisation) –Qui mériteraient dêtre affinés régionalement en fonction des conditions pédoclimatiques locales, des essences et des sylvicultures pratiquées –Déjà intégrés dans les études de ressource sur le bois énergie (www.dispo-boisenergie.fr)www.dispo-boisenergie.fr Un besoin détudes complémentaires : –Avoir des méthodes plus précises pour quantifier les flux du cycle biogéochimique –Mener un observatoire de peuplements et sylvicultures types (intégrant différents scénarios dintensification), à suivre dans le temps (> 10 ans) –Etudier les compensations minérales par apport de cendres des chaudières bois (cf. Suède, Finlande)


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