Agroforesterie – combiner les arbres et l’agriculture pour améliorer la conservation des sols et de l’eau

Photo de couverture : Ceinture d’abris comme brise-vent. Il s’agit d’une forme d’agroforesterie où l’on utilise des interactions entre les arbres ou les arbustes et les cultures.

L’agroforesterie ne signifie pas nécessairement que le champ doit ressembler à une forêt ou à un jardin forestier.

Il peut s’agir de systèmes essentiellement agricoles avec des haies, des arbres épars ou de nombreux arbres le long des limites et des bâtiments. Pour la conservation des sols, il est toutefois important qu’au moins les ceintures en travers de la pente soient couvertes près de la surface – en particulier sous les arbres.

L’agroforesterie peut être constituée d’arbres fruitiers, de noix et d’arbres à usages multiples établis dans les forêts. Il peut s’agir de jardins forestiers établis conjointement. Il peut s’agir de l’établissement, du désherbage et de la protection de jeunes forêts ou de plantations parmi les cultures pendant les premières années. Il peut également s’agir d’une jachère d’arbres ou d’arbustes qui peut être combinée avec des cultures au cours des premières saisons. Les pâturages avec des arbres sont également de l’agroforesterie. Les zones disponibles pour les forêts naturelles diminuent.

Une forêt naturelle est généralement efficace pour couvrir la surface du sol, conserver le sol et laisser l’eau atteindre le sol pour le pénétrer. Cependant, de grands arbres sur des surfaces de sol nues peuvent augmenter la taille et l’énergie des gouttes de pluie et par conséquent l’érosion.

Avec une couverture près de la surface, l’agroforesterie peut aider à la conservation du sol et à l’infiltration de l’eau en :

• Ajoutant de la valeur et de la matière organique comme les feuilles aux bandes de contour, aux bords de terrasse et aux limites de champ avec une végétation permanente près de la surface comme les herbes, les herbes et les arbustes bas.
• Des haies ensemencées avec une distance proche en ligne de, par exemple, 10 cm et qui attrapent les brindilles et les feuilles à la surface, de sorte que l’eau de ruissellement est ralentie et s’infiltre bien. Les haies avec, par exemple, un espacement de 50 cm et un désherbage intensif sont beaucoup moins efficaces si elles sont beaucoup désherbées.

En tant que haies taillées, les légumineuses fixatrices d’azote peuvent perdre leurs feuilles riches en protéines, ce qui favorise l’activité biologique en dessous d’elles et l’ombrage près de la surface. Ainsi, l’eau s’infiltre rapidement, provoquant la sédimentation et la formation de terrasses. Par exemple, les feuilles de l’espèce Calliandra calothyrsus peuvent couvrir le sol pendant quelques semaines et libèrent progressivement leur azote grâce à leur contenu en polyphénols liant les protéines. Ceux-ci sont également appelés tannins et peuvent faire en sorte que la langue colle légèrement à la bouche lorsqu’on mâche une feuille. Les fibres des feuilles peuvent également augmenter la durabilité (écrasez les feuilles séchées pour le tester). Dans l’ouest du Kenya, je pouvais enfoncer mon doigt de 8 cm dans le sol sous de telles haies semées directement par les agriculteurs et des terrasses formées en quelques années.

En revanche, elles n’avaient aucun effet apparent là où la surface du sol en dessous était maintenue dégagée (par exemple, au siège de la recherche agroforestière internationale à Nairobi). Une réduction d’environ 50 % de l’érosion au cours des premières années est typique des études menées sous les tropiques sans qu’il soit fait mention de l’attention portée au sous-bois et transplanté avec une distance d’environ 50 cm. Avec des directives standard, l’établissement suffisant est un défi pour les agriculteurs (Mandal (2010).  Voir la figure 1.

Figure 1.  Haie polyvalente de la famille des légumineuses. Haie de l’arbre fourrager Calliandra calothyrsus, fixateur d’azote et polyvalent, avec sous-bois protégeant le sol, stabilisant la pente avec des feuilles proches de la surface du sol, des feuilles tombantes, des racines, un enrichissement en nutriments, et ajoutant de la valeur aux zones non cultivées (labourées). Les grands arbres dans les exploitations agricoles peuvent également constituer un défi car les gouttes de pluie qui les touchent tombent avec plus d’énergie érosive par mètre carré si la surface du sol n’est pas couverte comme dans une forêt naturelle. Leur poids et le mouvement du vent peuvent être un problème sur les pentes raides, mais les racines peuvent stabiliser le sol. Photo de T Mandal 2019, Kitale Kenya à Vi Agroforestry.

• Les racines ligneuses des arbustes et des petits arbres peuvent stabiliser l’édification des terrasses, mais les racines seules peuvent concentrer et accélérer certains flux d’eau.
• Les haies de contour, les lignes d’arbres, etc. peuvent obliger les laboureurs engagés, à bœufs ou à tracteurs, à conduire de manière responsable en travers de la pente. Toutes les haies ne doivent pas nécessairement atteindre les bords des champs, ce qui permet de tourner.
• Les arbres et les arbustes peuvent fournir du combustible, du bois et parfois du fourrage nutritif. Cela réduit la nécessité de brûler les résidus de culture, car le bois peut être utilisé comme combustible et parce que les résidus de culture peuvent être enrichis de feuilles d’arbres vertes et rendus utiles. Utilisées seules, les tiges de maïs, par exemple, sont trop pauvres, principalement en protéines ou en azote, pour être bonnes pour le fourrage ou la fertilité du sol. Un mélange avec des feuilles et des brindilles d’arbres riches en protéines peut être utile. En particulier, les légumineuses arborescentes (de la famille des haricots ou des pois) sont riches en protéines et peuvent généralement fixer l’azote de l’air du sol.
• Plus d’éléments nutritifs peuvent améliorer la couverture végétale et la teneur en matière organique, comme mentionné. Les arbres fixateurs d’azote peuvent mieux utiliser les sources de phosphate à libération lente comme la cendre ou la plupart des phosphates naturels. Les cultures saisonnières ont besoin de niveaux relativement élevés de phosphate directement biologique disponible lorsque la longueur de leurs racines est encore faible et qu’elle n’a pas été entièrement étendue par les champignons symbiotiques (mycorhize) qui sont courants dans les sols contenant des résidus végétaux. Les arbres et les arbustes peuvent également absorber des nutriments, par exemple N et K, dans les couches profondes des sols où ils ont été lessivés (lessivage) ou lorsqu’une couche profonde de terre végétale est déposée par sédimentation sous les haies.
• Les arbres et arbustes agroforestiers peuvent ajouter de la valeur aux ceintures de contour non labourées, aux bords de terrasse, aux drains coupés, au contrôle des ravines, aux clôtures, aux pâturages, aux berges des rivières et aux zones protégées. Les arbres et arbustes fixateurs d’azote peuvent être de bonnes et précieuses plantes pionnières pour commencer – si l’on utilise des méthodes et des espèces appropriées. De nombreuses espèces fruitières et de haute futaie sont difficiles à cultiver, au départ, sur des terres ouvertes et infertiles. Clôturer et interdire l’utilisation d’une zone pendant de nombreuses années peut être coûteux et difficile à faire accepter. Des accords locaux peuvent être conclus et respectés dans les années moyennes si le bénéfice local est important et arrive tôt. Le simple fait d’attendre le rétablissement « naturel » de la végétation peut donner des résultats variables. Dans les zones les plus dégradées, surpâturées et érodées, seules les espèces les moins précieuses peuvent avoir survécu, ainsi que des graines dures, et on peut trouver des racines et des tiges viables. Les graines des arbres de la forêt tropicale et des arbres fruitiers ne survivent généralement que quelques semaines et meurent si elles se dessèchent. De telles graines sont dites récalcitrantes par opposition aux graines orthodoxes. Elles peuvent également dépendre d’animaux spécialisés pour la pollinisation et la dissémination des graines. Sans un apport minimal et régulier de nutriments sur les terres dégradées, il peut être lent et coûteux d’établir même les herbes les plus rustiques et peu adaptées aux animaux de pâturage (comme les espèces de vétiver souvent utilisées). L’agroforesterie avec, par exemple, des arbres fruitiers ou fourragers, est essentielle pour ajouter de la valeur aux bandes de contour avec une végétation protectrice permanente, y compris les bords de terrasses, et importante pour que les agriculteurs utilisent les terres sur celles-ci, par exemple au Kenya.
• Les brise-vent et les brise-vent d’arbres peuvent réduire les vitesses de vent érosives environ 30 à 40 fois plus loin que la hauteur d’un brise-vent approprié. Il est le plus efficace lorsqu’il est moyennement dense, par exemple, 30 à 70% ouvert au regard dans les zones tempérées.
• Les incendies de forêt dégradent et érodent les paysages. L’agroforesterie peut parfois être utilisée pour des coupe-feu verts en utilisant des espèces qui : entrent en concurrence avec les types inflammables, ajoutent des nutriments pour que les matériaux flétris et inflammables puissent pourrir, et restent verts et humides pendant les saisons chaudes et sèches, et/ou réduisent la vitesse du vent. Ils ne laissent pas le feu monter de l’herbe vers le haut (peut-être vous aux animaux mangeurs de feuilles) ou laisser les parties en feu voler loin.
• La couverture sur ou près de la surface du sol est essentielle pour la conservation de l’érosion hydrique. Les arbres agroforestiers peuvent ajouter de la valeur à l’herbe, aux herbes et à la litière de plantes mortes couvertes sous les arbres. Cependant, les arbres sur un sol travaillé intensivement et sans feuilles près du sol peuvent augmenter l’érosion car les gouttes de pluie se rejoignent sur les feuilles et tombent avec plus d’énergie par unité de surface après avoir accéléré d’environ 0,5 m ou plus.

Une partie de l’eau de pluie s’évapore directement des surfaces de l’arbre ou s’écoule lentement le long de la tige. Cependant, l’écoulement concentré à partir des tiges peut déclencher l’érosion des ruisseaux, et parfois le sol ombragé par les arbres est nu sur les pentes. En revanche, par exemple, une moustiquaire testée à 20 cm de hauteur a stoppé l’érosion.

Les difficultés rencontrées principalement avec les Eucalyptus (ou parfois les pins) ont malheureusement donné une mauvaise réputation à tous les arbres « exotiques ». De même, l’arbre légumineux Leucaena leucocephala a été présenté comme un arbre miracle. Pourtant, en 1990, ses nouvelles pousses ont été sévèrement touchées par les cicadelles du Leucaena qui se sont répandues dans le monde avant que les ennemis naturels ne se multiplient localement.

Les références:

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• Muriuki JP, Macharia PN 2011 Green Water Credits Report K12: Inventory and Analysis of Existing Soil and Water Conservation Practices in Upper Tana, Kenya. https://www.isric.org/documents/document-type/green-water-credits-report-k12-inventory-and-analysis-existing-soil-and Open access.
• Mandal T. 2010. Low-cost soil and water conservation with many early benefits. Presentation Researchers’ Day: Climate Change Impact, Adaptation and Mitigation GEUS, Inst. of Geography, University of Copenhagen. 7 October 2010. Arranged by the Climate Change Task Force. https://www.yumpu.com/en/document/view/35209735/present-danish-water-forum
• Thomas DB et al. 1997. Soil and water conservation manual. Soil and Water Conservation Branch, Min. Agric. Livestock Dev. and Marketing, Nairobi Kenya.
• Watene G and others 2021 Water Erosion Risk Assessment in the Kenya Great Rift Valley Region Sustainability 2021, 13(2), 844; https://doi.org/10.3390/su13020844
• Yoshinori et al. 2018 Factors influencing the erosivity indices of raindrops in Japanese cypress plantations. Catena 171, 54-61, December 2018, DOI：10.1016/j.catena.2018.06.030  +http://www.ffpri.affrc.go.jp/ffpri/en/research/results/2018/20180910-06.html