Visite virtuelle - Parcelle expérimentale de La Bouzule

A la découverte du site expérimental de La Bouzule - Amance (54)

support créé par Anaïs THOMAS

on y va !

La plantation s'étend sur 3 hectares et est constituée de trois blocs, chacun divisé comme suit : - Agroforesterie aulnes / prairie temporaire - Agroforesterie peupliers / trèfle - Mélange forestier aulnes / peupliers - Monoculture d'aulnes - Monoculture de peupliers - Monoculture de prairie temporaire - Monoculture de trèfle

Pour plus d'informations Côté "Forestier" - Anaïs THOMAS (thèse en cours) : anais.grosjean@univ-lorraine.fr - Nicolas MARRON (croissance / production des arbres) : nicolas.marron@inrae.fr - Pierrick PRIAULT (échanges gazeux foliaires / potentiels hydriques foliaires) : pierrick.priault@univ-lorraine.fr - Caroline PLAIN (chambres gaz à effet de serre) : caroline.plain@univ-lorraine.fr - Damien BONAL (flux de sève) : damien.bonal@inrae.fr - Erwin DALLE (maintenance du site expérimental): erwin.dalle@inrae.fr Côté "Agro" - Séverine PIUTTI (sols et communautés microbiennes) : severine.piutti@univ-lorraine.fr - Alexandre LAFLOTTE (ferme expérimentale de La Bouzule) : alexandre.laflotte@univ-lorraine.fr

Nos valorisations scientifiques Thomas, A., Marron, N., Bonal, D., Piutti, S., Dallé, E., Priault, P., (2022) Leaf and tree water-use efficiencies of Populus deltoides × P. nigra in mixed forest and agroforestry plantations. Tree Physiol. https://doi.org/10.1093/treephys/tpac094 Thomas, A., Priault, P., Piutti, S., Dallé, E., Marron, N., (2021) Growth dynamics of fast-growing tree species in mixed forestry and agroforestry plantations. For Ecol Manag 480:118672. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118672 Clivot H, Petitjean C, Marron N, Dallé E, Genestier J, Blaszczyk N, Santenoise P, Laflotte A, Piutti S (2019) Early effects of temperate agroforestry practices on soil organic matter and microbial enzyme activity. Plant Soil 453: 189–207. https://doi.org/10.1007/s11104-019-04320-6

Gaz à effet de serre

Cabane

Chambres automatiques

Analyseur

Bilan GES

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L'objectif de ces mesures consiste à dresser un bilan annuel de flux de gaz à effet de serre (GES ; méthane, dioxyde de carbone, protoxyde d'azote). Au total, ce sont 42 chambres automatiques qui sont installées sur la plantation (6 chambres x 7 traitements). Ces dernières sont reliées par la même distance de câble à un analyseur, situé dans la cabane centrale. Aussi, chaque chambre est associée à une sonde de température et d'humidité du sol.

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Traitement agroforestier : association d'aulnes avec une prairie temporaire Agroforesterie : association d'arbres, de cultures et/ou d'animaux sur une même parcelle agricole

Entrée en dormance des bourgeons

Feuille d'aulne couverte de gel

Bourgeon d'aulne fermé

Les bourgeons ne sont plus actifs : l'arbre est entré en dormance

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Dualex

Nous suivons l'entrée en dormance des bourgeons dès la fin de l'été en utilisant une échelle de notation visuelle qui détermine à quel stade d'évolution en est le bourgeon terminal au moment où nous effectuons notre relevé. (échelle non publiée pour le moment) .

Le Dualex est une pince foliaire qui permet de mesurer la teneur en pigments foliaires. Grâce à cet appareil nous pouvons mesurer la teneur en chlorophylles, flavonols et anthocyanes des feuilles sélectionnées. L'objectif est de suivre l'évolution de ces pigments au cours de la sénescence foliaire, jusqu'à la chute des feuilles. Au total, ce sont 20 aulnes / 20 peupliers par traitement (monoculture, agroforesterie, mélange forestier) qui sont suivis. Pour chaque arbre, trois feuilles sont échantillonnées et la mesure est répétée deux fois / feuille en évitant les nervures principales. Dualex - force-a.com

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Mélange forestier : association d'aulnes et de peupliers (1 ligne sur 2)

Tréphor

Permet le prélèvement d'une micro-carotte de 1.5 cm de long et de 2 mm de diamètre

Limite de cerne(peuplier)

Prélèvements de micro-carottes

Des micro-carottes de tronc ont été prélevées en février 2021 à l'aide d'un Trephor pour analyser la composition en isotopes stables du carbone dans le cerne 2020 de chaque peuplier équipé d'un capteur de flux de sève (n=36). L'utilisation du Trephor permet de minimiser les dommages sur l'arbre. Les échantillons collectés ont séché à l'air ambiant pendant 72 heures avant d'être surfacés à l'aide d'un scalpel puis observés sous une loupe binoculaire (Leica MZ 12) afin de déterminer la longueur du dernier cerne. Les échantillons ont par la suite été micro-pesés afin d'effectuer une analyse isotopique pour déterminer la composition en carbone et en 13C du bois.

Densité de flux de sève

Capteur

Couverture isolante

Deux sondes de 2 cm de long insérées dans le bois du peuplier à environ 1 m de hauteur

Protège les sondes du vent, du rayonnement solaire et de la pluie.

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La technique de dissipation thermique (Granier, 1985) est utilisée pour mesurer le débit de sève, c'est-à-dire le flux de sève par unité de surface d'aubier (kg H2O dm − 2 h − 1) pour les arbres équipés de ce capteur. Les thermocouples mesurent la différence de température entre la sonde chauffée (sonde supérieure) et la température ambiante de l'aubier en dessous. Au total, 36 peupliers sont mesurés en continu de juin à septembre (6 peupliers x 2 topographies x 3 traitements).

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Monoculture de peupliers

Débourrement

Rupture du bourgeon

Jeune feuille

Feuille en croissance

Bourgeons de peupliers

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Le débourrement, tout comme l'entrée en dormance des bourgeons, est suivi chez les peupliers et les aulnes. Le développement des bourgeons est suivi en utilisant une échelle de notation visuelle de l'espèce étudiée. Dans l'exemple présenté ci-dessous, le stade 1 correspond à un bourgeon encore fermé ; le stade 4 correspond, quant à lui, à l'éclatement du bourgeon : c'est le débourrement. Echelle de notation visuelle des bourgeons de peupliers (Populus deltoides x Populus nigra) Le même protocole est appliqué pour les aulnes avec l'échelle correspondante.

Suivi de croissance

Diamètre

Hauteur

La hauteur est déterminée à l'aide d'une perche de mesure graduée

Le diamètre est mesuré à hauteur de poitrine (1m30) à l'aide d'un pied à coulisse digital

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Au cours de la saison de croissance, qui s'étend d'avril à septembre, ce sont environ 360 arbres (peupliers et aulnes) qui sont suivis en hauteur et en diamètre mensuellement. Les arbres suivis sont reconnaissables et identifiés grâce à cette étiquette jaune qui indique le numéro de ligne et la position de l'arbre sur cette dernière. Pendant que nous effectuons les mesures, il arrive parfois que nous fassions de belles rencontres ...

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Monoculture d'aulnes

Architecture du houppier

Mètre ruban

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Perche graduée

Les rayons de la couronne ont été mesurés suivant les 8 axes cardinaux (figure ci-dessous) afin de déterminer la surface de projection de la couronne (CPA, m²) de chaque arbre. Ces mesures ont été effectuées sur les individus suivis pendant la saison de croissance de 2020 (~ 360 arbres). (Pretzsch et al., 2015)

La hauteur de la première branche vivante de la totalité des arbres (~ 3600) a également été mesurée à l'aide d'une perche graduée lors de l'inventaire hivernal de 2020-2021. L'objectif était de déterminer le ratio de la couronne vivante (LCR), c'est à dire la partie de l'arbre qui porte le feuillage vivant (en % de la hauteur totale de l'arbre). Le LCR nous permettra de mettre en évidence l'existence ou non d'une stratification des deux espèces dans les mélanges, comparativement aux monocultures d'arbres respectives. x = hauteur de la plus haute tige - hauteur de la première branche vivantey = hauteur de la plus haute tige Nous avons considéré la première branche vivante à partir de 1m10 de hauteur, correspondant à la hauteur de la gaine.

Echanges gazeux foliaires

Feuille échantillonnée

Licor 6800

La feuille choisie est enserrée dans l'appareil afin d'effectuer les mesures

Les mesures sont effectuées à l'aide de la Licor 6800

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La présence d'une espèce fixatrice d'azote atmosphérique dans les mélanges peut favoriser les capacités photosynthétiques de l'espèce non-fixatrice ainsi que son développement foliaire. L’azote atmosphérique fixé par l’aulne ou la luzerne pourrait constituer une source d’azote supplémentaire pour le peuplier pouvant mener à une augmentation de l’allocation au niveau foliaire. En outre, les mesures effectuées dans le cadre de cette expérience vont nous permettre de déterminer une efficience d’utilisation de l’azote chez des peupliers et les aulnes dans les différents traitements.

Chaque année de juin à septembre, des mesures d’échanges gazeux sont effectuées sur des feuilles matures et de pleine lumière afin de pouvoir déterminer leurs capacités photosynthétiques. Ces feuilles sont ensuite prélevées et pesées (masse fraiche), puis placées à l’étuve (60°C pendant 48h) afin de déterminer d'autres traits foliaires, comme par exemple la surface foliaire spécifique (specific leaf area, SLA), la masse sèche, et la concentration en azote et carbone foliaires (après broyage et analyse élémentaire) mais aussi l'efficacité d'utilisation de l'eau au niveau foliaire (WUEi).

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Traitement agroforestier : peupliers en association avec du trèfle

Conditions environnementales

Data logger

Station météo

Eau du sol

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La teneur volumétrique en eau du sol (SWC) est enregistrée toutes les heures avec des sondes de teneur en eau qui sont insérées dans le sol à égale distance entre deux arbres de la rangée et à différentes profondeurs : 10, 20, 30, 50 et 80 cm.

La station météo, installée depuis 2014, est composée : - d’un pluviomètre, - de sondes mesurant la température - l’humidité de l’air - l’humidité du sol, - d’un anémomètre, - et d’un capteur PAR au dessus du couvert végétal

Les données météorologiques et de teneurs en eau du sol (volumetric soil water content) sont enregistrées et stockées sur des enregistreurs de données (data loggers).

Potentiel hydrique de base foliaire

Chambre à pression (Scholander)

Observateur

Azote comprimé

Le potentiel de base est mesuré avec cette chambre à pression munie d’une source d’azote comprimée

Observation à la loupe de l'apparition d'humidité au niveau du pétiole de la feuille prélevée

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