Etude de l'impact du chaulage sur les propriétés physico-chimiques du sol et les cycles biogéochimiques en écosystème forestier

Abstract

Contexte et objectifs : De nombreuses études se sont intéressées aux dépérissements des peuplements. Ceux-ci se traduisent par un jaunissement et une défoliation importante des arbres. Elles mettent en avant les effets bénéfiques de l'amendement calco-magnésien pour remédier à ce problème. En effet, le chaulage prouve que son application permet d'améliorer les paramètres de fertilité du sol et de soutenir la croissance des peuplements. Dans ce travail, nous analysons ces impacts mais également l'évolution des propriétés physico-chimiques des sols au cours du temps. L'influence du chaulage sur les cycles biogéochimiques est aussi examinée. Cet aspect est abordé par l'analyse du cycle du silicium : l'hypothèse de ce projet est que le chaulage réduit le taux d'altération de la phase minérale silicatée puisque le flux d'altération est majoritairement employé à la dissolution de l'amendement. Méthodes : Le site expérimental sélectionné se trouve à Manhay, en Belgique. Il se compose de plusieurs parcelles forestières : trois pessières âgées de plus de cinquante ans (dont un témoin, une parcelle chaulée en 1989 et une autre en 2014) et de deux jeunes plantations composées d'épicéas et de douglas (un témoin et une parcelle amendée en 2011). Sur les échantillons de sol, des analyses physico-chimiques sont réalisées ainsi qu'une extraction du silicium au CaCl2. La teneur en silicium est aussi mesurée dans les aiguilles. Un inventaire forestier et une analyse phytosociologique sont également effectués pour chacun des peuplements. Résultats et discussion : Les analyses du sol montrent une réduction de l'acidité de celui-ci et une meilleure biodisponibilité des éléments suite au chaulage. Cela se confirme par l'analyse phytosociologique. Néanmoins, la disponibilité du phosphore est réduite par l'amendement. Ces impacts sont marqués immédiatement après l'amendement et décroissent au cours du temps. Quant à l'inventaire forestier, il témoigne de l'effet du chaulage sur la croissance de l'arbre à la fois dans les vieux et dans les jeunes peuplements. Pour ce qui est des retombées sur les cycles biogéochimiques, l'analyse du silicium n'indique pas d'influence de l'amendement sur l'altération des minéraux silicatés. Conclusion : L'utilisation d'un amendement a des répercussions positives sur l'écosystème forestier (amélioration des paramètres de fertilité et de la croissance des arbres, etc.) ou négatives (diminution de la concentration en phosphore, impact sur la phytosociologie, etc.). Il est donc primordial de l'employer de manière raisonnée. L'hypothèse formulée dans cette étude n'est pas confirmée. Il est néanmoins intéressant de la tester dans d'autres conditions.

Context and aims: Many studies have been interested in the dieback of stands corresponding to a yellowing and defoliation of trees. They show the benefits of calc-magnesian amendment to resolve this problem. Indeed, the liming has proved his ability to improve soil fertility and to increase the growth of trees. In this project, we will study these impacts but also the evolution of soil physicochemical properties through time. The effects of liming on biogeochemical cycles will be also study. Thereby, we will analyse the silicon cycle: the hypothesis of this project is that the liming would reduce the alteration of the silicate mineral phase because the alteration flux is used to dissolve the amendment. Methods: The experimental site is located in Manhay, in Belgium. It consist of different forest plots: three spruce stands aged over fifty years (one witness, one plot limed in 1989 and another in 2014) and two young plantations composed of spruce and Douglas (one witness and one plot limed in 2011). On soil samples, we did some physicochemical analyses and we extracted the silicon with a solution of CaCl2. The silicon content is also measured in the needles. In each stands, a forest inventory and a phytosociological analysis are made. Results and discussion: The soil analyses show a reduction of the soil acidity and a better bioavailability of elements due to the liming. The phytosociological analysis confirms these results. However, the bioavailability of phosphorus was reduced by the liming. These impacts are important shortly after the liming and they decrease in time. For the forest inventory, the effect on growth has been shown for both old and young stands. Finally, for the impacts on biogeochemical cycle, the silicon analysis didn't show any influence of the amendment on the alteration of silicate minerals. Conclusion: The application of an amendment has implications on the forest ecosystem. It could be positive (improve of soil fertility, growth of trees...) or negative (decrease of phosphorus concentration, impact on the phytosociology...). It is therefore essential to use it with reason. The hypothesis formulated in this study has not been confirmed. It would be nevertheless interesting to test it under other conditions.