André Vézina contribue au développement de l’agroforesterie au Québec depuis 1985. À ce jour, il a réalisé une centaine de publications et d’exposés, supervisé près de 1 000 projets de plantation et collaboré à plusieurs études scientifiques sur le sujet.
David Rivest est professeur à l’Université du Québec en Outaouais. Il y enseigne notamment l’agroforesterie et la science des sols. Ses recherches s’intéressent à l’étude des interactions entre les arbres, les cultures et les sols dans les systèmes agroforestiers.
ISBN 978-2-7649-0658-3
PAGF0104
9 782764 906583
L'agroforesterie s'inscrit pleinement dans la transition vers des pratiques agricoles adaptées aux enjeux actuels. Elle compte parmi les plus importantes mesures agroenvironnementales au vu de ses nombreux bénéfices. Les systèmes agroforestiers peuvent répondre à des enjeux très locaux comme l’érosion des sols et la protection des milieux riverains tout en offrant des solutions à plus grande échelle, comme la gestion de l’eau par bassins versants et la connectivité écologique du paysage. Et s’il y a nécessité d’une plus grande présence des arbres, il y a aussi leurs bienfaits sur le plan psychologique ainsi que le plaisir et la satisfaction de les voir grandir. Bonnes plantations et que l’agroforesterie s’épanouisse au Québec!
Guide d'aménagement de
SYSTÈMES AGROFORESTIERS
Guide d'aménagement de SYSTÈMES AGROFORESTIERS
Alain Cogliastro, biologiste, a toujours eu un grand intérêt pour les arbres. Pendant plus de 30 ans, il a réalisé des travaux de recherche en sylviculture de plantation à des fins d’amélioration du fonctionnement des agroécosystèmes et de la restauration forestière. Il a publié de nombreux travaux de recherche et formé plusieurs étudiant(e)s sur l’effet environnemental des arbres et sur les facteurs qui assurent le succès des plantations.
Ce guide fournit un ensemble d’informations visant à promouvoir et à faciliter la conception et l’aménagement de différents systèmes agroforestiers susceptibles d’être adoptés avec succès dans toutes les régions agricoles du Québec. Les producteurs, conseillers et aménagistes du territoire y trouveront une synthèse des connaissances scientifiques les plus à jour sur les fondements de l’agroforesterie et ses multiples services écosystémiques ainsi qu’un large éventail de modèles d’aménagements agroforestiers spécifiques aux haies brise-vent, aux bandes riveraines, aux systèmes agroforestiers intercalaires et au sylvopastoralisme. Les principales caractéristiques écologiques de plusieurs dizaines d’espèces d’arbres et d’arbustes sont présentées pour faciliter le choix en fonction des conditions locales et des objectifs visés. Les travaux essentiels au succès de la mise en place des systèmes agroforestiers sont décrits, de la planification et la mise en terre jusqu’aux tâches d’entretien subséquentes.
Guide d'aménagement de
SYSTÈMES AGROFORESTIERS
Alain Cogliastro, Ph. D. André Vézina, M. Sc. David Rivest, Ph. D.
La réalisation de ce guide a été rendue possible grâce à l'appui financier obtenu dans le cadre de l'ENTENTE SECTORIELLE DE DÉVELOPPEMENT POUR LA FORÊT DANS LA RÉGION ADMINISTRATIVE DE LA MONTÉRÉGIE. Cette entente regroupe la Table régionale de concertation de la Montérégie, les 14 municipalités régionales de comté (MRC), l’agglomération de Longueuil, l’Agence forestière de la Montérégie, le ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs (MFFP), le ministère des Affaires municipales et de l'Habitation (MAMH) et le ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation du Québec (MAPAQ).
DROITS D’AUTEUR Il est interdit de reproduire, de traduire ou d’adapter cet ouvrage sans l’autorisation écrite du Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec et des partenaires de l'Entente sectorielle de développement pour la forêt dans la région administrative de la Montérégie afin de respecter les droits d’auteur et d’encourager la diffusion de nouvelles connaissances.
AVERTISSEMENTS Au moment de sa rédaction, l’information contenue dans le présent ouvrage était jugée représentative des connaissances acquises sur l’agroforesterie au Québec. Son utilisation demeure sous l’entière responsabilité du lecteur. Dans le présent document, le masculin englobe le féminin et est utilisé uniquement pour alléger le texte.
Pour citer cet ouvrage : Cogliastro, A., A. Vézina et D. Rivest. 2022. Guide d'aménagement de systèmes agroforestiers. Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec (CRAAQ). 97 p.
Pour informations et commentaires Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec (CRAAQ) Édifice Delta 1, 2875, boulevard Laurier, 9 e étage Québec (Québec) G1V 2M2 418 523-5411 | 1 888 535-2537 | www.craaq.qc.ca | client@craaq.qc.ca
© Partenaires de l'Entente sectorielle de développement pour la forêt dans la région administrative de la Montérégie, 2022 PAGF0104 ISBN 978-2-7649-0658-3 (version imprimée) ISBN 978-2-7649-0659-0 (PDF) Dépôt légal Bibliothèque et Archives Canada, 2022 Bibliothèque et Archives nationales du Québec, 2022
AUTEURS Alain Cogliastro*, Ph. D., chercheur en sylviculture, Institut de recherche en biologie végétale (Jardin botanique de Montréal et Université de Montréal) et président du Comité agroforesterie du CRAAQ André Vézina, M. Sc., Aménagement forestier et sylviculture, consultant et professionnel de recherche en agroforesterie pour Biopterre David Rivest*, Ph. D., professeur, Département des sciences naturelles, Université du Québec en Outaouais
COLLABORATEURS Annie Goudreau, agr., conseillère en agroenvironnement, Direction régionale de la Capitale-Nationale et de la Chaudière-Appalaches, ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ) David Lapointe, ing.f., géographe, M.ATDR, Direction régionale du Centre-du-Québec, ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ) Frédéric Lebel*, agr., M. Sc., Institut de technologie agroalimentaire du Québec, campus de La Pocatière Charles Lussier*, géographe, consultant en agroforesterie, CLG AGFOR Benoit Poiraudeau*, tech. agricole, Direction régionale du Saguenay-Lac-Saint-Jean, ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ) Nicolas Tanguay*, DTA, Direction régionale de la Mauricie, ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ)
COORDINATION ET ÉDITION Alain Cogliastro*, Ph. D., chercheur en sylviculture, Institut de recherche en biologie végétale (Jardin botanique de Montréal et Université de Montréal) et président du Comité agroforesterie du CRAAQ (coordination de la rédaction et de la démarche liée au financement, représentation) Joanne Lagacé*, B. Sc., chargée de projets, CRAAQ Lyne Lauzon, B. Sc., chargée de projets aux publications, CRAAQ Danielle Jacques, M. Sc., chargée de projets aux publications, CRAAQ
Guide d'aménagement de SYSTÈMES AGROFORESTIERS
/ III
PHOTOGRAPHIES Emmanuelle Boulfroy (CERFO): figure 6; photo page 53 Alain Cogliastro* : photo de la page couverture; figures 4, 5, 9, 10 (2e), 12, 17, 18 (2e), 23, 24, 25, 28 (1re), 29 (1re), 30, 32, 33, 34, 36 (2e); photos pages 4, 8 (1re), 9, 36, 73, 74 (1re), 75 (1re), 76 (2e), 77 (2e, 3e), 78 (1re à 4e), 79 (1re), 80 (1re, 2e), 81 (1re), 82, 83 (2e), 84, 85, 86 (2e à 4e) Michel Fortin (Agriculture et Agroalimentaitre Canada) : photo page 5 Marie-Christine Gauvreau (Fertior) : photo page 79 (2e) Annie Goudreau (MAPAQ) : photo page 77 (1re) Fabien Liagre (Agroof, France) : figure 2d Odette Ménard (MAPAQ) : photo page 3 Benoit Poiraudeau* : photos pages 13, 74 (2e), 78 (5e), 79 (3e), 81 (2e), 86 (5e, 6 e) Catherine Richard (consultante) : photo page 12 David Rivest* : photos pages 75 (2e), 86 (1re) Yannick Rose : figure 2c; figure 28 (2e) Richard Shultz (Iowa State University) : figure 2b Cécile Tartera* (Groupe ProConseil) : figure 19; photo page 7 André Vézina : figures 7, 10 (1re), 11, 15, 18 (1re), 20, 21, 26, 27, 29 (2e), 35, 36 (1re); photos pages VIII, 8 (2e), 74 (3e), 76 (1re, 3e), 80 (3e), 83 (1re) Drone Deschamps : figure 2a Pixabay : photo page 6 foretouverte.gouv.qc.ca (licence CC-BY 4.0) : figure 1 google earth.com : figure 16 *
Membres du Comite agroforesterie du CRAAQ
Note au lecteur : les numéros en exposant et entre parenthèses dans le texte correspondent aux références listées à la fin du guide.
/ IV
TABLE DES MATIÈRES 1
INTRODUCTION................................................................................................................. 1
1.1
La multifonctionnalité de l’agroforesterie........................................................................................................1
1.2
Les motivations et l’objectif du guide..............................................................................................................1
1.3
L’agroforesterie dans les paysages agricoles intensifs....................................................................................1
2
LES SERVICES RENDUS PAR L’AGROFORESTERIE........................................................ 3
2.1
Des arbres qui aident à nourrir et à conserver les sols.....................................................................................3
2.2
Des arbres qui protègent les eaux....................................................................................................................4
2.3
Des arbres qui sont source de biodiversité......................................................................................................5
2.4
Des arbres pour lutter contre les changements climatiques............................................................................6
2.5
Des arbres qui protègent les cultures et les animaux dans un climat en changement.....................................7
2.6
Des arbres qui procurent des revenus .............................................................................................................7
2.7
Des arbres au service de l’attractivité des territoires ruraux...........................................................................9
3
LES HAIES........................................................................................................................ 10
3.1
Haies pour la protection des cultures et des sols .......................................................................................... 10
3.1.1
Bénéfices apportés par les haies. . ............................................................................................................... 10
3.1.2
Les haies et le réseau de drainage.........................................................................................................................................13
3.1.3
Aménagement de la haie pour la protection des cultures et des sols................................................................................14
3.1.4
Modèles de haies pour la protection des cultures et des sols............................................................................................15
3.2
Haies pour la protection des cours d’eau ....................................................................................................... 20
3.2.1
Bénéfices apportés par les haies en bandes riveraines......................................................................................................20
3.2.2
Aménagement de la haie en bande riveraine........................................................................................................................21
3.2.3
Modèles de haies en bandes riveraines................................................................................................................................22
3.3
Haies pour la protection des bâtiments et des chemins de ferme ................................................................ 27
3.3.1
Bénéfices apportés par les haies...........................................................................................................................................27
3.3.2
Aménagement de la haie pour la protection des bâtiments................................................................................................28
3.3.3
Modèles de haies pour la protection des bâtiments............................................................................................................29
Guide d'aménagement de SYSTÈMES AGROFORESTIERS
/V
TABLE DES MATIÈRES (suite)
4
LE SYSTÈME AGROFORESTIER INTERCALAIRE............................................................ 34
4.1
Description.................................................................................................................................................... 34
4.2
Pour quelles cultures?................................................................................................................................... 35
4.2.1
Le maïs, le soya, le blé, les plantes fourragères....................................................................................................................36
4.2.2
Cultures en terres noires........................................................................................................................................................37
4.3
Des rangs d’arbres dans les parcelles............................................................................................................ 38
4.3.1
L’idéal : des rangs orientés nord-sud.....................................................................................................................................38
4.3.2
De larges allées cultivées.......................................................................................................................................................38
4.3.3
La quantité de lumière recherchée........................................................................................................................................39
4.3.4
Espacer les arbres sur le rang................................................................................................................................................40
4.3.5
Une largeur de tournière adéquate........................................................................................................................................41
4.3.6
Ajouter des arbustes sur le rang d’arbres?...........................................................................................................................42
4.3.7
La précision du travail du sol et des épandages pour la survie des arbres........................................................................42
4.4
Différents modèles d’agroforesterie intercalaire........................................................................................... 42
4.4.1
Modèle agricole-sylvicole : effet agroforestier rapide, récolte hâtive de bois et culture sous faible densité d’arbres...................................................................................................................................................43
4.4.2
Modèle biodiversité : l’alternance d’arbres de plusieurs espèces.......................................................................................44
4.4.3
Modèle sylvicole : plus dense pour des bois d’éclaircies à venir.........................................................................................44
4.4.4
Modèle agricole : la culture domine et accueille quelques arbres......................................................................................45
4.4.5
Aller plus loin dans la diversification des productions........................................................................................................48
5
LE SYLVOPASTORALISME............................................................................................... 48
5.1
Bénéfices....................................................................................................................................................... 48
5.2
Aménagement de systèmes sylvopastoraux.................................................................................................. 50
5.2.1
Arbres en haies........................................................................................................................................................................50
5.2.2
Arbres répartis sur l’ensemble de la parcelle.......................................................................................................................52
5.2.3
Arbres en îlots..........................................................................................................................................................................52
5.2.4
Pâturage en milieu forestier...................................................................................................................................................52
5.2.5
Concernant le choix des végétaux..........................................................................................................................................53
/ VI
6
LE CHOIX DES ESPÈCES D’ARBRES ET D’ARBUSTES EN AGROFORESTERIE............. 54
6.1
Des espèces d’arbres suggérées ................................................................................................................... 54
6.2
Des espèces d’arbustes suggérées................................................................................................................ 56
6.3
Les caractéristiques des espèces proposées................................................................................................. 56
7
LA MISE EN PLACE DU SYSTÈME AGROFORESTIER.................................................... 72
7.1
Planification.................................................................................................................................................. 72
7.2
Choix des espèces.......................................................................................................................................... 73
7.3
Choix du matériel vivant................................................................................................................................ 73
7.4
Préparation du sol et paillage ........................................................................................................................ 74
7.5
Plantation...................................................................................................................................................... 75
7.6
Protection...................................................................................................................................................... 77
7.7
Gestion de la bande herbacée........................................................................................................................ 79
7.8
Tailles des arbres........................................................................................................................................... 80
7.9
Précisions sur les objectifs de taille des arbres et la valeur des bois............................................................. 84
7.10 Outils ............................................................................................................................................................ 86 7.11 Visites d’inspection....................................................................................................................................... 87 7.12 Renouvellement de la haie............................................................................................................................. 87
RÉFÉRENCES........................................................................................................................... 88
Guide d'aménagement de SYSTÈMES AGROFORESTIERS
/ VII
AVANT-PROPOS Nous réalisons tous que les écosystèmes subissent sans relâche une grave dégradation partout sur la planète. L’extinction d’un grand nombre d’espèces et la réduction des populations de plusieurs autres nous conduisent à parler « d’effondrement » de la biodiversité. Le mode de vie des pays riches, modulé sur la base d’une consommation excessive des ressources limitées de la Terre, ne peut se poursuivre indéfiniment. Une transition doit s’opérer et le secteur agricole est convié à faire sa part et à faire autrement. L’agriculture est en effet un important facteur de transformation des écosystèmes et d’altération des conditions de vie. En climat tempéré, comme au Québec dans la plaine du Saint-Laurent, l’habitat naturel des espèces a progressivement disparu au profit des surfaces agricoles et de l’urbanisation. Certes, sous notre climat, la forêt a longtemps dominé « naturellement » grâce aux précipitations fréquentes et abondantes, et aux jeunes sols riches issus d’une déglaciation récente. Avant les grandes phases de colonisation du territoire, les arbres étaient partout. Notre biodiversité du sud du Québec en était une forestière. Remplacer les forêts par des surfaces agricoles de plus en plus grandes, de plus en plus homogènes, de moins en moins bordées de haies ou interrompues par des boisés participe à cet effondrement de la biodiversité. Cette conversion des forêts en terres agricoles a engendré de nombreux impacts environnementaux. On n’a qu’à penser à la profonde modification de l’hydrologie et de l’écologie des bassins versants agricoles.
On observe depuis un certain temps une transition vers une agriculture plus respectueuse de l’environnement. Par exemple, de nombreuses entreprises agricoles adoptent de plus en plus des pratiques visant à accroître la santé des sols. On compte également sur des associations de plantes agricoles pour accroître les interactions positives entre elles. Les nouvelles initiatives sont multiples et participent à la transition vers une approche orientée vers « l’agroécologie ». L’agroforesterie s’inscrit pleinement dans cette transition et compte parmi les plus importantes mesures agroenvironnementales au vu des nombreux bénéfices documentés. L’agroforesterie propose ce retour essentiel de l’arbre dans l’environnement agricole. Au Québec, l’intérêt des arbres en agriculture s’est d’abord manifesté à des fins de brise-vent pour la protection des sols et des cultures. Plus récemment, les aménagements d’arbres et d’arbustes en bandes riveraines ont reçu davantage d’attention pour la protection de la qualité de l’eau. Bien que ces fonctions soient importantes, nous sommes maintenant conscients des autres enjeux primordiaux comme la biodiversité, la séquestration du carbone, l’adaptation aux changements climatiques et leur atténuation, la santé des sols, la diversification des productions et l’attractivité des territoires. L’agroforesterie propose des systèmes qui génèrent des bénéfices et apportent des solutions concrètes à ces défis de tous les instants. L’arbre possède des atouts uniques et, utilisé en
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association avec les nouvelles pratiques au champ, il permet un pas de plus en direction de l’agroécologie. Nous reconnaissons la difficulté rencontrée face à l’idée d’introduire des arbres en agriculture. Ce guide vise à accompagner les entreprises et les conseillers agricoles afin que cette intégration soit harmonieuse et efficace, et génère les bénéfices attendus. Sa parution est en phase avec une reconnaissance de plus en plus grande de la valeur de l’agroforesterie au Québec. Finalement, nous souhaitons remercier sincèrement les acteurs de la Montérégie d'avoir eu la vision et la confiance nécessaires à la priorisation de ce projet. Sans leur détermination à améliorer leur territoire grâce à ces connaissances vulgarisées, nous n'aurions pu mener à bien cet ouvrage. À toutes les organisations qui ont appuyé le projet, un grand merci! Un merci spécial aussi à tous les collaborateurs qui, par leur expertise, ont grandement contribué à enrichir le contenu de ce guide.
Alain Cogliastro Président du Comité agroforesterie du CRAAQ
1 INTRODUCTION 1.1 La multifonctionnalité de l’agroforesterie La transition vers l’adoption de pratiques agricoles durables est devenue une réalité incontournable du monde agricole. L’une de ces pratiques est certainement l’agroforesterie dont l’intérêt est en pleine croissance, partout sur la planète.
L'agroforesterie se définit comme un système intégré, qui repose sur l'association intentionnelle d'arbres ou d'arbustes à des cultures ou à des élevages, et dont l'interaction permet de générer des bénéfices économiques, environnementaux et sociaux (1).
Lorsqu’ils sont bien conçus et entretenus, les systèmes agroforestiers peuvent être très productifs. La complémentarité des arbres et des cultures permet une utilisation plus efficace et une valorisation plus importante de l'eau, des éléments minéraux du sol et de la lumière. L’une des grandes forces de l’agroforesterie est sa multifonctionnalité. Ce mode de production peut contribuer à améliorer la santé des sols, la qualité des eaux, la biodiversité et le bien-être des animaux au pâturage. Il est l’une des avenues les plus prometteuses pour faire progresser les efforts d’atténuation et d’adaptation aux changements climatiques. Il peut aussi participer à la création de magnifiques paysages, qui améliorent l’attractivité du territoire rural.
1.2 Les motivations et l’objectif du guide Bien que ses bénéfices potentiels soient de plus en plus avérés, le déploiement à grande échelle de l’agroforesterie au Québec demeure un défi de tous les instants. Le manque d’outils d’informations pratiques et synthétiques proposant un large éventail de modèles de production n’est sans doute pas étranger à la présence encore très discrète des systèmes agroforestiers en territoire québécois. Le présent guide a été pensé et
rédigé pour combler cette lacune. Il s’adresse donc avant tout aux intervenants agricoles et aux aménagistes du territoire. Il offre une synthèse approfondie des connaissances scientifiques les plus à jour dans le domaine de l’agroforesterie. L’objectif de cet ouvrage est de fournir un ensemble d’informations techniques visant à faciliter la conception et l’aménagement de différents systèmes agroforestiers susceptibles d’être adoptés avec succès au Québec. Certes, ces systèmes évoluent dans le temps. Tout au long de leur développement, les arbres sont appelés à modifier les conditions microclimatiques et édaphiques de leur milieu, ce qui se traduit souvent par des effets positifs sur les productions agricoles et parfois aussi par des effets négatifs. Pour tirer profit des aménagements agroforestiers, les intervenants agricoles doivent apprendre à maîtriser de façon dynamique les interactions entre les arbres et les cultures. Ils doivent, bien entendu, faire les bons choix d’espèces d’arbres, mais aussi saisir l’importance de les entretenir convenablement, en respectant les règles de l’art qui s’imposent.
1.3 L’agroforesterie dans les paysages agricoles intensifs Ce guide s’intéresse surtout aux systèmes agroforestiers qui intègrent la plantation d’arbres dans les champs. En effet, bien que l’agroforesterie soit pertinente dans différents contextes, nous croyons qu’un retour bien réfléchi des arbres est particulièrement souhaitable dans les grandes régions agricoles du Québec comme la Montérégie, où le potentiel agronomique des terres est favorable aux grandes cultures. Malheureusement, ces régions, où se pratique une agriculture intensive, sont souvent associées à des paysages dénudés d’arbres et de boisés, parfois sur plusieurs kilomètres à la ronde (Figure 1). Des systèmes agroforestiers judicieusement établis dans ces agroécosystèmes largement perturbés peuvent venir répondre à des enjeux très locaux qui préoccupent les entreprises agricoles, comme l’érosion des sols et la protection des milieux riverains.
Guide d'aménagement de SYSTÈMES AGROFORESTIERS
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Figure 1. Paysage agricole intensif en Montérégie marqué par la disparition au fil des dernières décennies des arbres isolés, des haies naturelles et des boisés c
Ils peuvent aussi offrir des solutions à des enjeux sur une plus grande échelle, qui préoccupent les aménagistes du territoire, comme la gestion intégrée de l’eau à l’échelle du bassin-versant ou la connectivité écologique du paysage. Ce guide présente trois grandes familles de systèmes agroforestiers (Figure 2) : les haies agroforestières, les systèmes agroforestiers intercalaires et les systèmes sylvopastoraux. Il décrit d’abord brièvement certains bénéfices documentés que ces systèmes agroforestiers peuvent apporter aux producteurs agricoles et à la société dans son ensemble (chapitre 2). Il fournit ensuite, pour chacun des trois types de systèmes agroforestiers ciblés, des précisions sur leurs fonctions spécifiques ainsi que des conseils techniques et des exemples de modèles concrets, qui peuvent être adoptés pour réussir l’aménagement agroforestier (chapitres 3, 4 et 5). Enfin, ce guide s’attarde au choix des espèces d’arbres et d’arbustes (chapitre 6) et présente une mise à jour des principales activités associées à l’implantation et à l’entretien des arbres et des arbustes en champ (chapitre 7).
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Introduction
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Figure 2. Différents systèmes agroforestiers : les haies brise-vent (a), les bandes riveraines agroforestières (b), les systèmes agroforestiers intercalaires (c) et les systèmes sylvopastoraux (d)
2 LES SERVICES RENDUS PAR L’AGROFORESTERIE 2.1 Des arbres qui aident à nourrir et à conserver les sols La rentabilité et la qualité des productions agricoles dépendent directement de la santé des sols cultivés. L’état de santé des sols demeure toutefois préoccupant dans plusieurs régions agricoles du Québec (2). L’effet positif des systèmes agroforestiers sur la santé des sols fait l’objet d’un large consensus dans la communauté scientifique et apparaît certainement comme un de leurs plus grands atouts. Lorsqu’ils atteignent un stade de développement avancé, les arbres agroforestiers peuvent générer des quantités considérables de litières sous forme de feuilles, de racines fines et de rhizodépôts, qui contribuent à enrichir le taux de matière organique du sol (3). Leurs racines profondes et étendues peuvent également prélever des éléments minéraux qui ne sont pas accessibles aux cultures et qui sont ensuite redistribués à la surface du sol par leur litière (4). Ce mécanisme est connu sous le nom de « pompe à nutriments ». Plusieurs dizaines d’études réalisées au Canada et dans d’autres régions tempérées ont montré que les systèmes agroforestiers (haies agroforestières, systèmes agroforestiers intercalaires et systèmes sylvopastoraux) peuvent freiner significativement l’érosion des sols et augmenter les contenus en carbone organique de même que la disponibilité des éléments nutritifs (5; 7). Les systèmes agroforestiers vont généralement accroître l’abondance et la diversité des communautés microbiennes et fauniques du sol, qui sont essentielles aux cycles des nutriments et à la nutrition des cultures (8; 9). Des chercheurs ont démontré que les mycorhizes connectent l'espace entre les zones racinaires des arbres et des cultures via leur mycélium, ce qui permet de transférer des quantités significatives
d’azote provenant des arbres vers les cultures (10). Ce transfert s’opère directement via un réseau mycorhizien qui relie l’arbre et la culture, et indirectement le sol et les racines de la plante cultivée. Dans différents contextes, on a observé que les racines des arbres et la matière organique qui en est issue peuvent aider à améliorer certaines propriétés physiques du sol, comme la stabilité des agrégats, la porosité et la capacité d’infiltration de l’eau (11).
Guide d'aménagement de SYSTÈMES AGROFORESTIERS
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2.2 Des arbres qui protègent les eaux L’amélioration de la qualité de l’eau et des milieux riverains constitue un enjeu primordial en zone agricole. Pour éviter de contaminer davantage l’eau et de dégrader encore plus le milieu aquatique, la conservation des sols et une utilisation optimale des matières fertilisantes sont essentielles. La recherche indique aussi que l’intégration de systèmes agroforestiers peut aider considérablement. L’enracinement profond des arbres agroforestiers permet de récupérer une partie des éléments minéraux, notamment ceux provenant de la fertilisation et qui échappent aux cultures en raison de la lixiviation ou du ruissellement. Ce rôle de « filet de sécurité souterrain » contribue à atténuer la pollution des eaux souterraines et des cours d’eau. Par exemple, au Québec, un système de culture intercalaire composé de peupliers âgés de 7 ans a réduit jusqu’à près de 80 % la quantité de nitrates lixiviés dans
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Les services rendus par l'agroforesterie
le profil du sol (12). Dans le cadre d’une autre étude québécoise, des bandes riveraines composées de peupliers de 9 ans ont piégé de 4 à 10 fois plus d’azote et de 3 à 7 fois plus de phosphore que des bandes riveraines herbacées conventionnelles (13). Des études réalisées dans différentes régions tempérées ont montré que des arbres agroforestiers ont réduit jusqu’à 90 % les pertes de pesticides par ruissellement de surface ou lixiviation (14). Les arbres agroforestiers peuvent aussi limiter la migration vers les cours d’eau de certaines bactéries dommageables pour la santé humaine, comme Escherichia coli (15). En améliorant la macroporosité, l’infiltration et la capacité de stockage des eaux de surface, les systèmes agroforestiers peuvent protéger les sols contre les inondations (11). En somme, les arbres agroforestiers ont des rôles hydrologiques multiples et avérés qui peuvent être très avantageux dans un contexte de gestion de l’eau, autant à l’échelle de la parcelle agricole qu’à celle du bassin versant.
2.3 Des arbres qui sont source de biodiversité La conservation de la biodiversité apporte de précieux bénéfices aux entreprises agricoles. Ceux-ci peuvent se manifester notamment par le maintien ou l'amélioration de la santé des sols, la lutte contre les ravageurs des cultures et la pollinisation de nombreuses plantes. Plusieurs recherches ont montré qu’une plus grande biodiversité sur les fermes favorise la résilience des cultures face à des perturbations pouvant être causées par des ravageurs, des maladies ou les changements climatiques (16; 17).
régions où la matrice forestière est grandement fragmentée (p. ex. en Montérégie), les systèmes agroforestiers peuvent faciliter la mobilité de la faune en créant des corridors qui améliorent la connectivité entre les îlots forestiers (18). Les arbres plantés en bande riveraine peuvent créer de l’ombrage sur le cours d’eau et accroître la biodiversité terrestre et aquatique (19). Des dizaines d’études scientifiques à travers le monde ont démontré que les systèmes agroforestiers peuvent jouer un rôle de premier plan dans la conservation et la restauration de plusieurs groupes d’espèces qui sont particulièrement sensibles aux pratiques agricoles intensives, dont les amphibiens, les oiseaux, les chauves-souris, les insectes pollinisateurs, certains petits mammifères et les champignons mycorhiziens (8). Les systèmes agroforestiers peuvent participer très efficacement aux approches de lutte intégrée. Par exemple, une méta-analyse d’une douzaine d’études menées en régions tempérées a révélé une augmentation de 24 % des insectes prédateurs des ravageurs des cultures et une diminution de 25 % de ces ravageurs dans les systèmes agroforestiers, comparativement à ce qu’on a observé dans des systèmes agricoles dépourvus d’arbres (20). Or, comme l’a démontré une étude aux États-Unis (21), la présence accrue d’insectes bénéfiques dans les systèmes agroforestiers peut amener à réduire l’usage de certains insecticides, ce qui peut entraîner des bénéfices économiques pour les entreprises agricoles.
La présence des arbres (racines, tiges, feuilles) offre des habitats multiples, qui permettent d’accueillir un cortège diversifié d’espèces (p. ex. des microorganismes du sol ou une faune réfugiée dans les cimes). Les arbres, les arbustes et la végétation herbacée le long des rangées des systèmes agroforestiers procurent et soutiennent une grande diversité biologique, alors qu’elle a été considérablement réduite dans les milieux agricoles très ouverts et homogènes. Dans les
Un nombre grandissant d’études à travers le monde indiquent que les systèmes agroforestiers attirent des communautés d’insectes pollinisateurs plus abondantes et diversifiées que celles dans les systèmes agricoles dénudés d’arbres (22; 23). Différents mécanismes peuvent expliquer un tel phénomène : déplacements facilités sous un vent réduit, ressources alimentaires et sites de reproduction accrus, connectivité améliorée et exposition aux pesticides atténuée. En conséquence, les services fournis par les pollinisateurs dans les systèmes agroforestiers pourraient entraîner des bénéfices économiques pour plusieurs entreprises agricoles, grâce à des rendements accrus ou à la réduction des frais de location de ruches.
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2.4 Des arbres pour lutter contre les changements climatiques Le secteur agricole peut participer significativement à l’effort collectif de réduction des gaz à effet de serre (GES) par l’adoption de nouvelles pratiques. Le Groupe intergouvernemental d'experts sur l'évolution du climat (GIEC) a identifié l'agroforesterie comme l’une des pratiques les plus prometteuses pour accumuler du carbone dans les agroécosystèmes et pour réduire les GES émis par les sols (24). Le grand potentiel de séquestration du carbone des systèmes agroforestiers tempérés, bien que très variable selon les systèmes et les conditions pédoclimatiques, a été reconnu par plusieurs dizaines d’études menées à travers le monde. Une métaanalyse mondiale de ces études a mesuré que les stocks de carbone dans la biomasse des arbres (à 38 ans) des systèmes agroforestiers étaient de 74 t/ha (25). Les stocks de carbone dans les sols des systèmes agroforestiers (arbres de 35 ans) étaient, quant à eux, supérieurs de 34 % à ceux dans des champs cultivés ou en prairie.
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Les services rendus par l'agroforesterie
Comme ailleurs dans le monde, les systèmes agroforestiers implantés au Québec offrent un grand potentiel de séquestration du carbone. Sur un horizon de 40 ans, Boulfroy et coll. (26) ont évalué, dans la biomasse des arbres plantés dans des bandes riveraines agroforestières du Bas-Saint-Laurent, des taux de séquestration par arbre de 0,41 t de carbone pour les conifères, de 0,46 t pour les feuillus à bois dur et de 0,71 t pour des peupliers hybrides. Une autre étude conduite au Québec a montré que des bandes riveraines composées de peupliers de 9 ans ont séquestré de 9 (site le plus pauvre) à 31 fois (site le plus riche) plus de carbone que des bandes riveraines herbacées (13). L’accumulation de carbone dans les sols des systèmes agroforestiers résulte en partie de l’incorporation de la litière de feuilles mortes des arbres au sol, mais surtout de la mortalité de leurs racines fines, en particulier dans les horizons profonds, où l’activité microbienne est faible. Comme l’ont révélé certaines recherches effectuées au Québec, en modifiant les conditions microclimatiques et édaphiques, les systèmes agroforestiers peuvent aussi contribuer à réduire significativement les émissions d’oxyde nitreux (N2O) et de dioxyde de carbone (CO2) des sols (27; 28).
Le potentiel de réduction des GES des aménagements agroforestiers pourrait constituer un avantage économique intéressant pour les entreprises agricoles, notamment dans le contexte actuel du développement des marchés volontaires et règlementés du carbone. Les revenus obtenus sur ces marchés pourraient servir à rétribuer les entreprises agricoles qui s’engagent à installer des systèmes agroforestiers.
2.5 Des arbres qui protègent les cultures et les animaux dans un climat en changement L'agriculture au Québec doit s'adapter à une hausse progressive de la température, à des vagues de chaleur et à des précipitations estivales erratiques. Ces changements affecteront de plus en plus les sols et les cultures. Les grandes cultures, comme le maïs et le soya, sont particulièrement vulnérables face aux extrêmes climatiques (29). Les changements climatiques devraient aussi influer négativement sur les rendements et la valeur nutritive des principales plantes fourragères (p. ex. la luzerne et la fléole des prés) produites au Québec (30). Les animaux au pâturage risquent pour leur part d’être de plus en plus indisposés par les stress thermiques. Or, les systèmes complexes et diversifiés (p. ex. agroforestiers) semblent plus résilients face aux changements climatiques que les systèmes de cultures peu diversifiés (p. ex. les cultures en rotations courtes) (31; 32).
L’effet brise-vent des arbres est un des principaux mécanismes qui favorisent, au sein des systèmes agroforestiers, une adaptation aux changements climatiques. Lorsque le vent est réduit, l’humidité relative de l’air augmente, les fluctuations de la température de l’air diminuent, l’eau du sol s’évapore plus lentement, les cultures transpirent moins et se dessèchent plus lentement, ce qui peut avoir des effets positifs sur les rendements (33; 34). Des chercheurs ont mesuré une plus grande tolérance des cultures face à de fortes canicules ou à des périodes de sécheresse en agroforesterie intercalaire (35; 36). Ce résultat a notamment été attribué à une réduction de la température de l’air, laquelle découlait de l’ombrage modéré des arbres, pendant les stades d’élaboration du rendement sensibles à la chaleur ou au stress hydrique. Les systèmes agroforestiers peuvent en outre faire office de « trappes à neige » dans les champs (37). Il s’agit d’un avantage pour les cultures fourragères et les céréales d’hiver, qui risquent de souffrir de plus en plus de la diminution du couvert neigeux. Par ailleurs, en procurant de l’ombrage, les arbres agroforestiers peuvent réduire les stress thermiques et accroître la zone de confort thermique des animaux au pâturage (38). La main-d’œuvre agricole grandement impliquée dans les travaux au champ (p. ex. en production maraîchère) deviendra, elle aussi, de plus en plus vulnérable face à la hausse des températures et des épisodes de chaleur extrême (39). Dans ce contexte, la protection climatique de la main-d’œuvre grâce à la présence des arbres est un avantage évident des systèmes agroforestiers.
2.6 Des arbres qui procurent des revenus La perspective d’obtenir des revenus de la récolte du bois représente une forme de compensation pour la réduction de l’espace cultivable que les arbres occupent. Des bois de qualité peuvent être récoltés à maturité et, selon la densité initiale d'arbres, des éclaircies peuvent produire des bois de petite dimension, par exemple pour le chauffage. Les bois de qualité des arbres feuillus ont généralement une plus grande valeur que les bois de conifères.
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résultats qu’en plantations forestières (43). La fertilisation des cultures profite aux arbres. Par ailleurs, les arbres qui se développent avec beaucoup d’espace disponible, comme les arbres agroforestiers, ont toujours et rapidement une plus forte croissance, notamment en diamètre. Ainsi, la faible densité d’arbres, en agroforesterie, produit des arbres plus trapus (rapport hauteur : diamètre plus faible, surtout chez les feuillus) avec un système racinaire mieux ancré, deux critères qui les rendent plus résistants aux vents (44; 45). La croissance rapide des arbres est accompagnée par un grossissement rapide des branches. La valeur des bois produits sera proportionnelle à la qualité des interventions de tailles de formation et d’élagage des arbres (voir chapitre 7).
Des études menées en Europe et aux États-Unis ont montré que les systèmes de cultures intercalaires peuvent présenter une rentabilité équivalente ou supérieure à celle des systèmes agricoles conventionnels lorsque du bois d’arbres feuillus de grande valeur est produit (40; 41). Si la valeur du bois de qualité est demeurée assez stable au cours du temps, il est difficile cependant de l’anticiper pour les prochaines décennies. Reste que, pour les producteurs, savoir que leurs bois agroforestiers pourraient être transformés dans leur localité et devenir de beaux produits durables, tels que des armoires, des tables et des planchers, peut être très satisfaisant et leur procurer de la fierté. À plus forte raison si un label pouvait être apposé sur ces bois agroforestiers afin de valoriser les répercussions environnementales favorables engendrées au cours de leur croissance. Les arbres agroforestiers présentent de bons résultats de croissance en agroforesterie (42), sinon de meilleurs
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Les services rendus par l'agroforesterie
Une autre avenue souvent proposée pour obtenir des revenus des arbres est la production de noix ou de petits fruits. La densité d'arbres étant relativement faible dans les systèmes agroforestiers, la productivité en fruits et en noix ne pourra toutefois pas se comparer à celle des vergers spécialisés. Il ne faut pas non plus négliger que des travaux d’entretien et de protection sont importants pour de telles productions. Aussi, des arbres aux branches basses sont généralement favorisés en production fruitière, ce qui est souvent contraire à l’objectif de faire pénétrer un maximum de lumière pour la culture ou à celui de permettre le passage de la machinerie.
