Impact de l’ombre sur la croissance et la productivité des cultures, perspectives de l’agroforesterie en zone tempérée
En juin 2017, Sidonie Artru défendait sa thèse de doctorat à Gembloux Agro-Bio Tech – ULiège sous la supervision du Pr Sarah Garré et de Ludivine Lassois, sa co-promotrice. L'objectif était de mieux comprendre les mécanismes biologiques sous-jacents au développement du froment d'hiver et de la betterave à sucre, ainsi que quantifier la productivité finale de ces cultures dans des conditions d'ombrage d'un système agroforestier en Belgique.
P
our répondre à cet objectif, une approche d’expérimentation en plein champs et une approche de modélisation ont été menées en parallèle.
In situ, un système d'ombrage artificiel a été développé afin d'isoler la composante lumineuse des autres compétitions possibles entre les arbres et les cultures (eau, nutriments ...). De plus, la conception de ce système vise à reproduire l'environnement lumineux hétérogène observé au sein des systèmes agroforestiers composés d'arbres à phénologie tardive tel que le noyer hybride. Pour le froment d'hiver, l'application d'un ombrage tardif au cours de la saison induit une réduction significative de rendement en grains (nombre de grains par m² et poids des grains), partiellement compensée par une augmentation de la teneur en protéines. La betterave sucrière quant à elle répond aux conditions d'ombrage par des adaptations morphologiques de sa partie aérienne, ainsi que par une réduction importante de la biomasse racinaire et du rendement final en sucre. Globalement, pour les deux cultures, la diminution du rendement final sous ombrage varie en fonction de la quantité ainsi que de la durée de lumière reçue et du stade phénologique de la culture au cours de laquelle l'ombrage est appliqué.
En parallèle, une expérimentation a été menée sur une parcelle bordée de peupliers afin d'évaluer la croissance et la productivité du froment d'hiver dans un contexte où la lumière ne serait plus l'unique ressource potentiellement limitante. La présence d'arbres induit une diminution du rendement final en grains suivant un gradient allant de l'arbre au centre de la parcelle. Même lorsque d'autres interactions peuvent se produire, en plus de la compétition lumineuse, la perte de rendement maximum sous les arbres n'atteint jamais le niveau de réduction des rendements observé sous les systèmes d'ombrage artificiel.
Afin d’extrapoler les résultats observés en plein champs et prédire à long terme la productivité du froment d’hiver en condition ombragée, une approche de modélisation a été menée avec le modèle de culture STICS. Globalement, le modèle STICS simule de manière satisfaisante la production totale de biomasse sèche aérienne de froment sous ombrage. Cependant, malgré l’ajustement de certains paramètres, le modèle surestime le rendement final en grains sous condition ombragée.
Pour finir, une réflexion transversale a été menée proposant l’agroécologie comme modèle de développement de projet agroforestier en région tempérée. Cette approche agroécologique vise à l’intégration de l’ensemble des parties prenantes de la fourche à la fourchette dans la conception de projet agroforestier et met en avant l’importance du contexte naturel, social et économique pour assurer la viabilité de tels systèmes.
