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Description du sujet. Cet article présente les productions de biomasses aériennes et souterraines de jeunes taillis à très courte rotation, non fertilisés, plantés sur des sols marginaux.Objectifs. Deux sols contrastés ont permis de suivre la croissance de saule, peuplier et robinier pour estimer leur production de biomasse exportable, l’immobilisation de carbone et d’azote dans les racines, et quantifier les restitutions au sol par la sénescence foliaire. Une comparaison de deux densités de robinier (2 500 vs 5 000 pieds·ha-1) est également réalisée.Méthode. Les dispositifs sont instrumentés afin de quantifier le carbone (C) et l’azote (N) impliqués dans i) la sénescence foliaire retournant au sol, ii) les exportations et immobilisations de deux récoltes.Résultats. Le C total immobilisé en seconde récolte varie de 7,8 à 16,1 t·ha-1 et l’azote de 125 à 393 kg·ha-1. La sénescence foliaire restitue au sol 15 à 22 % du C total fixé, tandis que 17 à 31 % est immobilisé dans les racines. L’azote restitué au sol par la sénescence a varié de 48 à 79 kg·ha-1, soit respectivement 38 à 20 % du total, et celui retrouvé dans les racines a varié de 22 à 48 % du total. Nous n’avons pas constaté d’effet de la densité de plantation sur les différents compartiments des robiniers.Conclusions. Saule et robinier ont su mieux s’adapter que le peuplier aux conditions difficiles rencontrées. La fixation d’azote symbiotique du robinier pourrait être mieux exploitée pour accroitre la production de biomasse d’autres espèces, en cultures mixtes par exemple., Biomass production and immobilization of carbon and nitrogen on marginal soils: a case of very short rotation coppices established without fertilization Description of the subject. This article presents the aboveground and belowground biomass balances of young non-fertilized short-rotation coppices, planted on marginal soils.Objectives. On two contrasting soils, the growth of willow, poplar and black locust was monitored firstly, to estimate their harvested biomass production, and the immobilization of root-derived carbon and nitrogen, and secondly, to quantify the restitutions occurring at the soil surface through leaf senescence. A comparison of two densities of black locust (2,500 vs 5,000 feet·ha-1) was carried out.Method. The devices used were instrumented to quantify the levels of carbon (C) and nitrogen (N) involved in: i) leaf senescence returning to the soil, ii) exports by the two harvests.Results. The total C immobilized in the second harvest oscillated from 7.8 to 16.1 t·ha-1, and the total N from 125 to 393 kg·ha-1. Leaf senescence corresponded to 15 to 22% of the total C on the soil surface, while 17 to 31% was immobilized in the roots. The N released into the soil by senescence varied from 48 to 79 kg·ha-1, i.e. 38 to 20% of the total respectively, and ranged and the one in the roots ranged from 22% to 48% of the total. We did not find an effect of planting density on different compartments of black locust.Conclusions. Willow and black locust have adapted better to the difficult conditions encountered than poplar. The symbiotic nitrogen fixation of black locust should be better exploited to increase the biomass production of other species, in mixed crops for example.

National audience; Description of the subject. This article presents the aboveground and belowground biomass balances of young non-fertilized short-rotation coppices, planted on marginal soils. Objectives. On two contrasting soils, the growth of willow, poplar and black locust was monitored firstly, to estimate their harvested biomass production, and the immobilization of root-derived carbon and nitrogen, and secondly, to quantify the restitutions occurring at the soil surface through leaf senescence. A comparison of two densities of black locust (2,500 vs 5,000 feet·ha-1) was carried out. Method. The devices used were instrumented to quantify the levels of carbon (C) and nitrogen (N) involved in: i) leaf senescence returning to the soil, ii) exports by the two harvests. Results. The total C immobilized in the second harvest oscillated from 7.8 to 16.1 t·ha-1, and the total N from 125 to 393 kg·ha-1. Leaf senescence corresponded to 15 to 22% of the total C on the soil surface, while 17 to 31% was immobilized in the roots. The N released into the soil by senescence varied from 48 to 79 kg·ha-1, i.e. 38 to 20% of the total respectively, and ranged and the one in the roots ranged from 22% to 48% of the total. We did not find an effect of planting density on different compartments of black locust. Conclusions. Willow and black locust have adapted better to the difficult conditions encountered than poplar. The symbiotic nitrogen fixation of black locust should be better exploited to increase the biomass production of other species, in mixed crops for example.; Description du sujet. Cet article présente les productions de biomasses aériennes et souterraines de jeunes taillis à très courte rotation, non fertilisés, plantés sur des sols marginaux. Objectifs. Deux sols contrastés ont permis de suivre la croissance de saule, peuplier et robinier pour estimer leur production de biomasse exportable, l’immobilisation de carbone et d’azote dans les racines, et quantifier les restitutions au sol par la sénescence foliaire. Une comparaison de deux densités de robinier (2 500 vs 5 000 pieds·ha-1) est également réalisée. Méthode. Les dispositifs sont instrumentés afin de quantifier le carbone (C) et l’azote (N) impliqués dans i) la sénescence foliaire retournant au sol, ii) les exportations et immobilisations de deux récoltes. Résultats. Le C total immobilisé en seconde récolte varie de 7,8 à 16,1 t·ha-1 et l’azote de 125 à 393 kg·ha-1. La sénescence foliaire restitue au sol 15 à 22 % du C total fixé, tandis que 17 à 31 % est immobilisé dans les racines. L’azote restitué au sol par la sénescence a varié de 48 à 79 kg·ha-1, soit respectivement 38 à 20 % du total, et celui retrouvé dans les racines a varié de 22 à 48 % du total. Nous n’avons pas constaté d’effet de la densité de plantation sur les différents compartiments des robiniers. Conclusions. Saule et robinier ont su mieux s’adapter que le peuplier aux conditions difficiles rencontrées. La fixation d’azote symbiotique du robinier pourrait être mieux exploitée pour accroitre la production de biomasse d’autres espèces, en cultures mixtes par exemple.

Intervention présentée aux Journées de l'AFPF, "Les légumineuses fourragères et prairiales : quoi de neuf ?", les 21 et 22 mars 2016; Legumes play an essential role in ecosystems because of their ability to fix atmospheric N; N fixation is largely carried out by leguminous forage species. However, legumes also have other ecological benefits and can contribute to protein autonomy in livestock systems. The amount of N fixed varies across species and depends on growing conditions but can reach 300 kg N/(ha.year) for legumes such as lucerne and red clover. Such N, whose production does not require fossil fuels, is also at very little risk of leaching (some leaching can occur when cover crops are turned under). Perennial legumes can enhance biodiversity (e.g., of grassland plants, soil microflora, insects, and insectivorous animals) and provide nest sites. In short, they promote the persistance of low-input grassland systems and maintain ecosystem diversity at the landscape level.; Les légumineuses sont une composante essentielle des écosystèmes par leur capacité à fixer l'azote atmosphérique et donc à être une source d'azote pour les écosystèmes (variable selon les espèces et les conditions de culture ; elle peut atteindre 300 kg N/(ha.an) pour une luzerne ou un trèfle violet). Cet azote présente l'avantage d'être produit sans utilisation de combustibles fossiles. Dans le contexte des plantes fourragères, sur lesquelles se focalise cet article, les légumineuses permettent de maintenir des écosystèmes prairiaux à bas niveaux d'intrants qui ont en conséquence des pertes d'azote réactif (NH3, N2O, NO3-) limitées vers l'environnement. Des risques demeurent toutefois en cas d'exploitation intensive, ainsi qu'au moment du retournement des prairies contenant des légumineuses, où de grandes quantités d'azote sont alors libérées par la décomposition des matières organiques très dégradables qu'elles contiennent (résidus, fèces).Contribuant à la diversification des systèmes de culture, les légumineuses ont également un ensemble d'effets positifs sur la biodiversité à différents niveaux. Elles stimulent la microflore du sol et les prairies permanentes, qui contiennent généralement des légumineuses et ont habituellement une flore riche. Les légumineuses favorisent de manière générale les populations d'insectes et par conséquent les animaux insectivores, en particulier les oiseaux. Les légumineuses pluriannuelles constituent des refuges pour la nidification de certaines espèces d'oiseaux, pour l'alimentation d'insectes, d'oiseaux et de mammifères. Tous ces effets contribuent à la biodiversité générale à l'échelle du paysage.Les légumineuses prairiales présentent donc un faisceau convergent d'effets positifs pour l'environnement, agissant tant sur le changement climatique, la pollution des eaux et de l'air que sur la biodiversité. Les principaux effets sont sans doute de favoriser la pérennité d'écosystèmes prairiaux à bas niveaux d'intrants et de maintenir la diversité des écosystèmes à l'échelle du paysage.

Luzerne références. Edition 2016-2018

La fertilité des sols, notion centrale pour accroître la production des écosystèmes cultivés, est une réalité complexe : elle résulte de l'expression des composantes biologiques, physiques et chimiques des sols et de leurs interactions. Comprendre les mécanismes impliqués permet d'envisager les effets de modifications de pratiques ou de système de culture sur la fertilité. La fertilité est ici décrite comme la capacité des sols à fournir les éléments nutritifs nécessaires à l'alimentation des plantes. Le cycle de l'azote et ses relations avec la dynamique des matières organiques y joue un rôle central ; il est couplé au cycle du carbone par l'activité microbienne hétérotrophe qui minéralise (parfois très rapidement) les résidus de récolte. Les interactions entre processus chimiques, physiques et biologiques du sol sont décrites. Il est ainsi possible d'analyser l'influence de pratiques culturales comme la simplification ou la suppression du labour, l'insertion ou la destruction de prairies temporaires dans les rotations et d'envisager une agriculture reposant davantage sur le recyclage des matières organiques et le fonctionnement biologique du sol., In this study, soil fertility is defined as the ability of soils to furnish necessary nutrients to plants. It is a consequence of the biological, chemical, and physical properties of soils and their interactions. The nitrogen cycle and its relationship with soil organic matter dynamics play a key role; the nitrogen cycle is linked to the carbon cycle by the activity of soil bacteria. Here, we describe the interactions between various biological, chemical, and physical processes that take place in the soil. It is thus possible to examine the effects of cultivation practices, such as limiting or eliminating ploughing, including temporary pastures in rotations, and destroying temporary pastures as part of the rotation cycle. One can also envision an agricultural approach that promotes the recycling of organic matter and the soil's biological functions.

La quantification des feuilles sénescentes de plantes de grandes cultures (i.e. céréales) est aisée parce qu'elles sont à taille humaine. Elle devient difficile lorsqu'il s'agit de plantes pérennes présentant des hauteurs importantes (i.e. arbres). De plus, des cultures de type taillis à courte rotation ou miscanthus présentent des densités de plantation très différentes de celles rencontrées en grandes cultures : elle est généralement inférieure à une plante par mètre carré ; ce qui rend possible, sous l'action d'agents climatiques (i.e. vent) la dispersion des feuilles, et ce d'autant plus lorsque les plantations sont récentes. Cet article a pour objectif de présenter un dispositif de mesures qui s'adapte à des densités de plantation et des hauteurs d'arbre différentes. Il a pour avantage de permettre une évaluation quantitative de la matière sèche sénescente en prenant en compte plusieurs arbres.

absent

La luzerne est cultivée sur environ 300 000 hectares en France. Dont 70 000 hectares pour la déshydratation dans des régions dites de grandes cultures plus exposées aux nitrates et pesticides en raison d’une forte pression de pollution, de la quasi-absence de prairies permanentes et de la rareté d’infrastructures écologiques (bois, haies, zones humides, parcours…). C’est donc dans ces régions qu’elle présente le plus d’intérêt au regard de la qualité de l’eau. Aux dires des professionnels de l’eau eux-mêmes, sa disparition serait une catastrophe. Or, pour l’agriculteur, cette culture n’est plus compétitive avec les céréales. De fait, depuis 10 ans ses surfaces ont chuté de 30 % dans une région comme la Champagne Ardenne qui concentre l’essentiel de la production. Il est donc urgent de trouver des mécanismes de soutiens équitables et efficaces pour maintenir l’attractivité de la luzerne dans ces régions. L’expérience du bassin de Vittel est significative en cela qu’elle démontre année après année que la luzerne est efficace pour obtenir des eaux de qualité ; mais elle n’est pas reproductible à grande échelle car l’eau potable de Champagne Ardenne n’est pas valorisée au même prix qu’une eau minérale. Il n’empêche que les sommes en jeu pour inciter au maintien de cette culture sont bien inférieures aux coûts (traitements, interconnexion) à mobiliser pour faire face à d’inévitables nouveaux flux de nitrates et de pesticides.

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La région Champagne-Ardenne est la première région de France de culture de luzerne pure, dont l'exploitation et la valorisation sont permises par la présence d'une industrie de déshydratation. Cette industrie prend en charge la récolte de la luzerne, sa déshydratation à haute température et sa commercialisation. Les fours utilisés dans ce processus utilisent beaucoup d'énergie non-renouvelable (ENR), essentiellement d'origine fossile (charbon), riche en carbone (C), pour évaporer l'eau du fourrage. À la récolte, le préfanage à plat de la luzerne permet de gagner plus de 7 points de teneur en matière sèche pour le fourrage acheminé à l'unité de production. Ceci se traduit par une réduction de 25 % de la quantité des émissions de C liées à la déshydratation, sans incidence sur la qualité protéique par rapport à la technique du préfanage en andain. Par ailleurs, la substitution de 10 à 15 % de l'ENR par des plaquettes de bois forestières permet une réduction supplémentaire de 10 % des émissions de C non renouvelable. Le gain global est donc de 35 %. Le bilan environnemental de la production de luzerne déshydratée (LD) montre qu'elle a un bilan C excédentaire (la culture fixe plus de C atmosphérique que la production de LD n'émet de C d'origine fossile), tandis que le bilan énergétique arrive à un état proche de l'équilibre. Si de gros efforts ont été consentis ces dernières années pour réduire cette empreinte, il reste des marges de progressions à exploiter. Les efforts en ce sens doivent être poursuivis.

National audience

National audience; Harvesting lucerne fields follows an industrial logic : the dates are chosen in order to optimize the forage production as well as the efficiency of the harvesting operations and of the factories. The impact of the traffic during harvesting is often visible, especially if the weather has been wet. The effect of the passage of the wheels on the forage production and on the perennity of the lucerne crop remains to be determined. This effect has been measured on 27 couples of lucerne fields ('Rolled' - 'Control') ; the fields were pure lucerne crops, 2 years old. The impacts of the wheels were quantified as regards the soil structure, the state of the pivot roots and the dry mater (DM) production of the current year. Four types of soil structure were defined, depending on the thickness of the compacted layer, a typology that explained well the increase in soil bulk density, which ranged between 0.25 and 0.45. Whatever the type of structure, and independently of the soil water status at the time of the harvest, the rolling led to a decrease of the DM yield of between 15 and 20% in the first re-growth after the harvest, and from 10 to 30% in the second. The number of lucerne plants and of stems per plant were significantly lower in the 'Rolled' zones than in the controls. Three types of effects of the wheels on the pivot roots were defined, of which one led to the death of the plant. The leaf/stem ratio was significantly reduced in the rolled zones. The nitrogen content appeared to conform on an average to Lemaire’s dilution curve, but in the more compacted zones, there seemed to appear nitrogen deficiencies. The quality of the harvested forage was identical between zones, notwithstanding the loss in DM yield. Lastly, the extrapolating of these data to the whole field gives a yield reduction of 1 to 3% in the next two cuts following the passage of the wheels.; L’impact des passages de roues sur l’état des pivots de luzerne et la production de l’année en cours est quantifié sur 27 couples de stations (“Roulé” - “Témoin”). Quel que soit l’état hydrique du sol lors des chantiers, la production des surfaces tassées est réduite de 15 à 20% lors de la première repousse qui suit la récolte, et de 10 à 30% lors de la seconde repousse. La qualité du fourrage récolté est inchangée. Les nombres de pieds de luzerne et de tiges par pied sur les zones “roulées” diminuent significativement par rapport au témoin. L’analyse de l’action des roues sur les pivots racinaires a permis d’identifier 3 types d’effets, dont l’un entraîne la mort du pied. Les passages de roues réduisent globalement de 1 à 3% la production des 2 repousses suivantes, selon les largeurs de travail des machines.

L’impact des passages de roues sur l’état des pivots de luzerne et la production de l’année en cours est quantifié sur 27 couples de stations (“Roulé” - “Témoin”). Quel que soit l’état hydrique du sol lors des chantiers, la production des surfaces tassées est réduite de 15 à 20% lors de la première repousse qui suit la récolte, et de 10 à 30% lors de la seconde repousse. La qualité du fourrage récolté est inchangée. Les nombres de pieds de luzerne et de tiges par pied sur les zones “roulées” diminuent significativement par rapport au témoin. L’analyse de l’action des roues sur les pivots racinaires a permis d’identifier 3 types d’effets, dont l’un entraîne la mort du pied. Les passages de roues réduisent globalement de 1 à 3% la production des 2 repousses suivantes, selon les largeurs de travail des machines., Harvesting lucerne fields follows an industrial logic : the dates are chosen in order to optimize the forage production as well as the efficiency of the harvesting operations and of the factories. The impact of the traffic during harvesting is often visible, especially if the weather has been wet. The effect of the passage of the wheels on the forage production and on the perennity of the lucerne crop remains to be determined. This effect has been measured on 27 couples of lucerne fields ('Rolled' - 'Control') ; the fields were pure lucerne crops, 2 years old. The impacts of the wheels were quantified as regards the soil structure, the state of the pivot roots and the dry mater (DM) production of the current year. Four types of soil structure were defined, depending on the thickness of the compacted layer, a typology that explained well the increase in soil bulk density, which ranged between 0.25 and 0.45. Whatever the type of structure, and independently of the soil water status at the time of the harvest, the rolling led to a decrease of the DM yield of between 15 and 20% in the first re-growth after the harvest, and from 10 to 30% in the second. The number of lucerne plants and of stems per plant were significantly lower in the 'Rolled' zones than in the controls. Three types of effects of the wheels on the pivot roots were defined, of which one led to the death of the plant. The leaf/stem ratio was significantly reduced in the rolled zones. The nitrogen content appeared to conform on an average to Lemaire’s dilution curve, but in the more compacted zones, there seemed to appear nitrogen deficiencies. The quality of the harvested forage was identical between zones, notwithstanding the loss in DM yield. Lastly, the extrapolating of these data to the whole field gives a yield reduction of 1 to 3% in the next two cuts following the passage of the wheels.

National audience