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Effet de la manipulation des litières aériennes sur les cycles du C et de N dans les sols en plantation d'Eucalyptus au Congo

Versini A.. 2012. Nancy : Université de Lorraine, 221 p.. Thèse de doctorat -- Géosciences.

Ces dernières décennies, les plantations a croissance rapide sont apparues comme un moyen de répondre a la demande croissante en produits forestiers ligneux et comme une alternative a l'exploitation des forets naturelles en zone tropicale. Un enjeu majeur est aujourd'hui de garantir la durabilité de ces plantations souvent installées sur sols pauvres et avec de fortes exportations de biomasse tous les 6-7 ans. Les litières présentes à la surface des sols peuvent jouer un rôle crucial sur la fertilité minérale et organique des sols qui conditionnent la productivité à court et long terme de ces écosystèmes tropicaux. L'objectif principal de ce travail était de comprendre par quels mécanismes le retrait complet ou l'ajout de litières aériennes influencent le développement de plantations d'Eucalyptus au cours des deux premières années. En parallèle de mesures de croissance des arbres, la dynamique de minéralisation d'azote (N) au cours de la décomposition des rémanents a fait l'objet de plusieurs expérimentations. Les flux de nutriments en solution ont été compares aux stocks initiaux dans les différents compartiments de l'écosystème et a la minéralisasse des arbres a la fin de l'étude. Un bilan de recouvrement de 15N apporte sous forme de rémanents lors de la plantation a été réalisé a l'échelle de la plantation. L'impact a plus long-terme de la manipulation des litières aériennes sur les stocks de MO du sol a également été évalué. Des analyses de sol (C&N) ainsi qu'un partitionnement complet des sources de CO2 émis a la surface du sol on été effectues. La dynamique quantitative et qualitative des flux de MO dissoutes a également fait l'objet d'une attention particulière. Les résultats montrent que la libération rapide du potassium et celle plus progressive du N contenu dans les litières aériennes expliquent en grande partie les différences de croissance observées entre différents modes de gestion des litières aériennes. Les Eucalyptus tirent pleinement profit de ces nutriments libères avec des pertes par drainage très faibles en raison de la profondeur de ces sols et d'un développement racinaire très rapide a la fois en profondeur et au sein même de l'horizon holorganique. Cette étude a également permis de mettre en évidence le rôle fondamental de la MO de l'horizon 0-15 cm pour la production de nitrates et de MO dissoute. L'utilisation du traceur 15N a montre que N est initialement retenu au sein de l'horizon holorganique probablement par immobilisation microbienne ; transféré de façon simultanée et équilibrée entre les différentes composantes de la litière (feuilles, écorces, branches); puis probablement transportée sous forme de MO particulaire dans l'horizon superficiel du sol par les eaux gravitaires, alimentant ainsi le pool de MO dont dépend la fertilité de ces sols. La présence de litière aérienne permet de maintenir les stocks de MO du sol après la coupe rase alors que son retrait entraine une baisse des stocks de MO du sol en début de rotation mais qui semble être compensée par la suite par des apports de chutes de litière. L'apport de litière aérienne entraine une augmentation de la MO dissoute dans les 15 premiers cm du sol qui reste négligeable face aux stocks de MO de ces sols et qui interagit peu avec cette dernière. Malgré la reconstitution rapide du pool de MO du sol, certains nutriments pourraient limiter la productivité de ces plantations après plusieurs rotations suite a l'exportation répétée de biomasse. En conséquence, la rétention des rémanents doit être optimisée et l'exportation de biomasse ligneuse compensée par l'apport de fertilisants, la pratique du brulage doit être prohibée et les feux sauvages évités. (Résumé d'auteur)

Mots-clés : fertilité du sol; analyse de sol; matière organique du sol; isotope; technique des traceurs; croissance; potassium; minéralisation; cycle du carbone; cycle de l'azote; litière forestière; sol tropical; plantation forestière; eucalyptus; congo

Thématique : Production forestière; Systèmes et modes de culture; Chimie et physique du sol; Fertilité du sol; Physiologie végétale : croissance et développement

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