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15 septembre 2014 1 15 /09 /septembre /2014 08:19

Grounded innovation: bridging participatory research and farmers’ novelty production.

Authors: Céline Huart, MSc Bio-engineering, Université Libre de Bruxelles huart.cel@gmail.com; Vincent Delobel, MSc Development and Rural Innovation, Wageningen University and organic goatherd at La Chèvrerie de la Croix de la Grise (Tournai) vdelobel@gmail.com; and Prof. Marjolein Visser, Unit of Landscape Ecology and Plant Production Systems of Université Libre de Bruxelles mavisser@ulb.ac.be.

Abstract:

As the modernization of agriculture is increasingly contested, a new discourse emerges and highlights the need of “participatory” research and “agroecological”, sustainable forms of agriculture. This paper sums up the learning points of an MSc thesis on the development of agroforestry through research-action methods.

 

The transition of agriculture requires getting out of innovation “packages” (ready-made ensembles of technologies) and innovation “lock-in” (Baret, Stassart et al. 2013). This new discourse says scientific institutions should build on local knowledge, skills and know-how, include and collaborate with people at stake in the knowledge-production process rather than preaching blueprints. In the same vein, “action-research” is more and more considered as a way to “un-lock” innovation processes (Stassart et al. 2008) and to develop new production systems that are adapted to specific, local contexts. Indeed, this approach considers the action as a source of learning and uses, as main tool, the implication of the concerned participants within the research process. However, examples of action-research are very few in the agricultural context of Belgium.

 

Besides this, looking more closely at farms teaches us that they are spaces of novelty production i.e. they are social places where new ways of doing things -novel practices- are elaborated and tried (Delobel, 2014). Today, farmers actively respond to interstices -i.e. regime failures (van der Ploeg, 2013)- by designing new production systems grounded on local resources, broadening farm activities (products and services), and by increasing the added value and the distinctiveness of farm’s products (van der Ploeg & Roep, 2003). Thus, scientists have to acknowledge the current re-peasantisation of agriculture as a self-organized, farmer-led form of rural development. Re-peasantisation brings about not only new materialities and new relationships with surrounding society (consumers, colleagues, tourists, restaurants, etc.), but also new knowledge and truths: other things become relevant, other things become true. Farmers start relying more and more on their own observations and they are eager to learn new things about soil, plants, animal feed, and selling products for instance. They bring about new ways of farming Science has not explored yet.

Grounded innovation: bridging participatory research and farmers’ novelty production

Indeed, the re-peasantisation of agriculture questions the definition of the “novel” and shows the need for new types of space and relationships between farmers and scientists. Actually, both categories of people often feel “alone”, struggling against conventional, modernization frames and looking for support from outside. Different initiatives are launched in this direction in neighboring European countries: BASE association in France, Kringloop Landbouw Netwerk in the Netherlands, and DOFF Field Labs in the United Kingdom. In the same vein, we launched a network of innovative farmers few months ago.

 

The goal of this "réseau de fermes novatrices" is to group together and provide technical support to a dozen of farm families willing to improve their practices in the directions they want i.e. “peasant” farming (economical, labour-intensive and autonomous - grounded in local communities) and “agro-ecological” farming (grounded in local ecosystems). Researchers from different disciplines and eager to support alternative forms of agriculture were invited to join the network.

 

Our methodology holds in three steps. The first step consists in listening farmers’ context -their situation and how they experience it-, their problems –their definition of issues to be addressed-, and the novelties -their ideas about potential solutions to be developed. Thus, the new themes to be tackled emerge from the multiple farm projects of peasant families. Secondly, this heterogeneous group of people shares information, knowledge and experience. We seek to make existing knowledge available to the different members. Thirdly, we organize to produce the knowledge that is missing through literature review, on-farm trials, observations, measurements and experiments.

Réseau de fermes novatrices (photos: Line Louah & Quentin Triest)Réseau de fermes novatrices (photos: Line Louah & Quentin Triest)Réseau de fermes novatrices (photos: Line Louah & Quentin Triest)
Réseau de fermes novatrices (photos: Line Louah & Quentin Triest)Réseau de fermes novatrices (photos: Line Louah & Quentin Triest)

Réseau de fermes novatrices (photos: Line Louah & Quentin Triest)

Celine’s MSc thesis project (Huart, 2014) was an opportunity to start and try the methodology. We grouped few farmers willing to plant more trees on their farms as well as few scientists working on agroforestry systems. They had the opportunity to meet an expert and to learn more about agroforestry. Celine visited the different farms and interviewed farmers about their ideas and expectations on agroforestry. We also organized a farm visit and an evening where members shared ideas, presented and discussed together their different plantation projects in their specific farms. These events happened in different farms but discussion and information-sharing take place on-line as well; we are developing a collaborative website (wiki) for the group. At the moment, four plantation projects are being elaborated and the group expands beyond her MSc project as we enlarged the scope to new socio-technical topics farmers said they want to tackle together.

 

To conclude, we encourage fellow scientists to relate directly with farm families and to listen to their problems, wishes and projects. While contesting agriculture modernization, it is of great importance to acknowledge the socio-political nature of science and technologies, legitimate our research activity on farmers’ multiple projects, and to value the diversity of practice and thinking among farmers and scientists.

References:

Baret, P. V., P. M Stassart, G. Vanloqueren, and J. Van Damme (2013). Dépasser les verrouillages de régimes socio-techniques des systèmes alimentaires pour construire une transition agroécologique. Quelle transition pour nos sociétés? : 5.

Delobel, V. J. (2014). Les Indomptables : an ethnography of niche novelty production in Walloon agriculture. MSc thesis. Wageningen University, the Netherlands. Available on-line via Organic Eprints (open access): http://orgprints.org/25218/

Huart, C. (2014). La recherche-action dans l’aménagement de parcelles agroforestières : deux approches contrastées en Flandre occidentale et Wallonie picarde. MSc thesis. Université Libre de Bruxelles, Belgium.

Stassart, P. M., M. Mormont, and D. Jamar (2008). "Recherche Intervention pour la Transition vers le Développement Durable." Économie rurale : 306.

van der Ploeg, J.-D. and D. Roep (2003). Multifunctionality and rural development: the actual situation in Europe. In G. van Huylenbroeck, and G. Durand, Multifunctional Agriculture; A new paradigm for European Agriculture and Rural Development. Hampshire, England: Ashgate.

van der Ploeg, J.-D. (2013). Peasants and the Art of Farming. A Chayanovian Manifesto. Nova Scotia, Canada: Fernwood Publishing.

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25 avril 2014 5 25 /04 /avril /2014 18:36
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)

Voici le compte-rendu de la deuxième rencontre de notre petit réseau de fermes novatrices intitulée

"L'Arbre dans la Ferme"

Compte-rendu rédigé par Céline Huart (ULB)

L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)
L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)L'Arbre dans la Ferme (2e rencontre)

Et après ? Une réunion aura lieu en juin pour définir ensemble le futur du groupe de travail:

  • Quels sujets techniques veut-on aborder ensemble?
  • Comment les aborder? Quelles activités? Quelle coordination entre nous?
  • Avec quel support extérieur?
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24 mars 2014 1 24 /03 /mars /2014 20:56

13 décembre 2013, Chèvrerie de la Croix de la Grise (Havinnes, Tournai)

 

Que s’est-il dit à

la journée autour de l’arbre ?

Sujets abordés – Liens et informations utiles – Et après ?

 

Compte rendu rédigé par Céline Huart (ULB)

Ce document est  à destination des agriculteurs présents à l’après-midi autour de l’arbre mais également tous ceux  intéressés par le thème. Il permet de prendre connaissance ou se rappeler de questions relevées, d’avoir accès à des sites et références dont nous avons parlé et vous propose également de donner suite à ces discussions très enrichissantes.

Les informations sont en liens avec le programme :

  • le mot d’introduction de Vincent,
  • le documentaire et les interactions avec Fabien Liagre
  • la présentation sur le projet agroforestier en Flandre occidentale

et également des discussions libres sur par exemple, le semis sous couvert de la ferme Demasy.

L'Arbre dans la Ferme (1ere rencontre)

Mot d’introduction

La démarche du jour a plusieurs objectifs :

  • Regrouper quelques agriculteurs intéressés par l’agroforesterie, qui plantent et entretiennent arbres et haies sur leur ferme afin de discuter de la place de l’arbre et des haies dans la ferme.
  • Faire évoluer la recherche
    • Éviter à tout prix l’extraction de données ; la réduction de situations concrètes en données formatées, la théorisation et la conceptualisation en milieu expert, la vulgarisation et la publicité « convaincre les agriculteurs » et tant bien que mal réintroduire ces idées dans un contexte dense
    •  ! Recherche participative ! c’est un beau mot utilisé un peu dans tous les sens : nous voulons aussi éviter d’enrôler les agriculteurs dans les projets des chercheurs, d’ imposer un langage, une façon de parler et d’analyser les choses

La recherche participative n’est qu’une étape qui appelle à aller plus loin : travailler et discuter avec un groupe hétérogène d’agriculteurs c’est-à-dire riche de contributions multiples, de différents types de connaissances, d’expériences, de sentiments, de façons de penser ; qui reflète la réalité de la ferme (croisement de multiples enjeux).

Objectif = créer un espace pour cet échange d’idées, d’expériences, de questionnements et de connaissances. Que ce groupe existe dans la durée et qu’il évolue en fonction des problèmes, questions, sujets, techniques, que nous croisons sur nos chemins respectifs.

L'Arbre dans la Ferme (1ere rencontre)

Discussions après le documentaire      (enjeux évoqués)

Les aspects légaux
  • Problème foncier

Le contrat de location et les échanges de parcelles rendent la plantation d’arbre difficile mais des solutions existent :

  • Accord entre propriétaire et locataire: le bois d’œuvre au propriétaire et le reste au locataire => production de BRF ou valorisation en chimie verte (bio composants pour remplacer le plastique).
  • En France, il existe un système de bourse d’arbre en fin de bail (=donner une valeur aux arbres d’une parcelle) et de bail à clause environnementale (=le fermier qui plante peut avoir une réduction de loyer).
  • En Belgique, concept de servitude environnemental (=restrictions dans l’acte de propriétaire, ex: conserver le taux d’humus).
  • En Flandre, l’Agence Nature et Forêts (ANB) rachète certains terrains agricoles et les agriculteurs cultivent les parcelles, l’agence étant propriétaire, cela facilite l’implantation d’arbre.

 

  • Le statut agroforestier est reconnu comme statut agricole en France.

La Wallonie est en retard mais la plantation de 100 arbres/ha est autorisée (ce qui est suffisant en agroforesterie).

 

  • Les Haies on le même statut que les arbres par rapport au bail et à la PAC (cependant on ne compte plus par arbre planté mais par superficie boisée en fonction de la superficie totale)

 

  • La PAC, quant elle calcule les superficies des parcelles, ‘rabote’ les parcelles bordées d’arbres/haies. Du changement avec la nouvelle PAC?
L’amenagement des parcelles
  • Quelques idées de systèmes agroforestiers:

- Pour les fruitiers : Bruno Lateur de Gembloux conseille d’« aérer les vergers » avec des essences hautes tiges pour que le vent passe en dessous des houppiers ainsi que de réduire le nombre de tiges/ha pour limiter le risque de maladies. Les plants en gobelet sont déconseillés.

- « Remplir les lignes » par des haies, des petits fruits (myrtille, framboise), taillis linéaires ou cépées (bois biomasse) mais aussi sapin de noël, litière pour animaux,…

-  Vignes grimpantes sur des peupliers, érables et ormes résistants : vins au goût particulier

- Vignes fourragères pâturées l’été (avec ration équilibrée) ; haie agrémentée d’espèces « supports », légumineuses (fixatrices d’azote), fruitiers (chênes-> glands [jambon pata negra en espagne], féviers, châtaigner). Exemple de haie fourragère au CTA de Strée.

 

  • Quel écartement? Basé sur l’expérience française, l’idéal est un interligne de 25 et 50m et un intraligne d’environ 7-10m. On peut aussi planter plus d’arbres puis les choisir mais si on peut planter à densité définitive c’est l’idéal (économie)

 

  • Le mélange d’arbre permet d’éviter la monoculture -même en agroforesterie !- pour éviter les maladies. Ex: rouille des peupliers, 50% de perte en France (il s’agit de peupliers clonés donc il est plus facile pour le champignon de contourner les résistances et de se propager très vite)

 

  • Quelles modalités adaptées à de petites parcelles ? Tout est possible mais le temps de manœuvre des machines agricoles augmente. A petite échelle, il y a déjà des effets favorables sur la biodiversité.
Les filières en Agroforesterie
  • Le BRF comme couvert est une piste de valorisation des produits intermédiaires de l’agroforesterie. Cela permet de réduire les adventices et booster la vie du sol.

 

  • Propriétés médicinale/pharmacopée: des études existent sur les molécules du peuplier et du charme (produit de niche)

 

  • La création de stock de carbone peut être valorisé en agroforesterie. A titre d’exemple, la coupe à blanc d’une parcelle agroforestière représente 300 tonnes de carbone perdu accompagné d’une modification radicale de la faune du sol

 

Recherches et avancées actuelles
  • En France, il y a actuellement 10 000 ha de parcelles agroforestières installés depuis 5 ans et plus.

 

  • Un projet français (en lien avec Agroof) sélectionne des variétés d’arbres adaptés à l’agroforesterie. La sélection peut se faire, par exemple, en fonction de la date de sortie des feuilles.

Ex : un noyer qui démarre début juin (plutôt qu'avril) est complémentaire avec le développement des céréales.

 

  • La présence de détritivores a été expérimentée en France. Le taux de cloportes est beaucoup plus élevé en milieu agroforestier (38 000) par rapport à des témoins agricoles (7) et forestiers (15 000)

 

  • Quelques chiffres basés sur une parcelle agroforestière de 25 ans :

      Matière organique : 50% en plus par rapport au témoin

      Présence d’endomycorhizes : 3X plus par rapport au témoin agricole en milieu agroforestier au niveau des    racines des cultures intercalaires

      La mycorhisation est favorisée par un haut taux de matière organique

 

  • La recherche sur la faune associée trace les chauves-souris et analyse ce qu’elles mangent (idem pour les carabes). Le but est comprendre leur fonction et leur impact potentiel dans l’agroécosystème et faire un bilan énergétique

 

  • Les oiseaux :

- Les ramiers n’aiment pas spécialement l’ombrage (oiseaux qui mangent les graines semées), ils sont bien dans la plaine

- Les rapaces qui viennent se poser sur les jeunes branches peuvent faire des dégâts (plus que le gibier !)

          La solution peut être d’installer des perchoirs

 

  • Association BASE = Biodiversité Agriculture Sol et Environnement est une « association qui regroupe des professionnels passionnés par l’agriculture de conservation, soucieux de réfléchir à leurs pratiques et curieux de comprendre le fonctionnement de l’écosystème du sol agricole. » (France)

Exemple d’activité: suivi de biodiversité sur le plus grand nombre de parcelle possible.

 

  • Quelle valeur ont les arbres ? exemple de la famille Jollet : 5000 arbres de 35 ans sur 65ha (poussé 3X plus vite par rapport au témoin forestier), d’une valeur sur pieds de 200euros/arbre (50 000 à 150 000 euros/an en coupant 1 à 2ha/an).

 

  • Dans l’étude de systèmes complexes et multifactoriels comme l’agroécologie d’une ferme

           => Grande diversité d’un contexte à un autre

           => Importance d’avoir accès à un espace d’échange d’expériences

L'Arbre dans la Ferme (1ere rencontre)

Le Projet agroforestier en Flandre occidentale

Le projet en quelques mots 

Dans la commune de Heuvelland, à Westouter, deux parcelles agricoles seront plantées en 2014 avec des alignements de feuillus comprenant des merisiers, des sorbiers des oiseleurs, des aulnes glutineux (fixateurs d’azote) et des ormes résistants. Entre ces lignes seront cultivées des bandes intercalaires de culture conduites en agriculture conventionnelle sur une parcelle et en agriculture biologique sur l’autre.

Nous aimerions comparer ces deux parcelles pour vérifier une hypothèse: un milieu cultivé en biologique est plus favorable au démarrage et à la santé des arbres. Pour pouvoir comparer ces parcelles, tous les autres paramètres doivent être semblables (type de sol, disposition spatiale, essences, …)

Le projet a également pour objectif d’aménager ces parcelles agroforestières en attachant de l’importance aux aspects de compatibilité arbres-cultures et des filières existantes et potentielles pour les produits. Pour prendre en compte ces aspects, nous aimerions nous baser sur l’avis et la connaissance des agriculteurs de la région.

 

Réactions – Discussions

Il faut prendre en compte

  • L’historique des amendements (et leur nature)
  • La diversité des rotations
  • Le type de couvert lors de la plantation
  • Lors de la plantation, faut-il apporter des soins des deux côtés (compost) ou ne rien faire pour ne pas masquer des différences de sol ?

 

  • La différence de profondeur de labour peut influencer la profondeur des racines
  • Pour éduquer les racines : une solution est le trenching qui consiste à couper les racines à une profondeur maximale égale à celle d’un labour

 

  • Il faut des plants jeunes

 

  • Observation de Didier au niveau de la croissance des haies : une différence de mortalité et de croissance est observée entre les arbustes plantés en milieu de prairie et en bordure de prairie, proche des champs. Il y a donc des caractéristiques des sols spécifiques aux prairies permanentes qui sont bénéfiques à la croissance des arbres et qu’il faut prendre en compte.

 

  • Les fongicides  sont un grand facteur de détérioration des sols. Ils ont un impact sur la qualité de la paille : les observations sont une différence de décomposition, d’appétence et de digestibilité qui ont un impact direct sur la santé des animaux (diarrhée des veaux).

 

  • Idée de valorisation : remplacer l’achat de paille (par les éleveurs) par des plaquettes à partir des sous-produits de taille

 

Le Témoignage d’Emmanuel

  • Couverts diversifiés (11 espèces différentes: légumineuses, crucifères,… généralement des plantes gélives) installés après la récolte / moisson pour profiter du meilleur potentiel de la terre (aout-septembre) et restituer la fertilité au sol => production de 10T de MS/ha en quelques mois
  • Le couvert est écrasé par un Rouleau Faka fait maison puis on sème dans le couvert gélif avec un semoir Semeato
  • Consommation: 25L/ha au total, dont 3,5l/ha pour le semis
L'Arbre dans la Ferme (1ere rencontre)
Liens et informations utiles

 

Nous avons repris les sites internet dont nous avons parlé durant cette après-midi mais n’hésitez pas à nous demander d’autres informations. Sachez aussi que ce document est publié sur le site de la chèvrerie http://researches.chevreriedelobel.over-blog.com/

Fabien Liagre

e-mail : liagre@agroof.net

site Agroof: http://agroof.net/

site BASE : http://asso-base.fr

Le DVD « Agroforesterie, produire autrement » est disponible à la chèvrerie Delobel

Semence d’arbre et arbuste autochtone

Site INBO http://inbo.be/content/page.asp?pid=EN_SUS_FOR_FRM_autochthony (Bart Decuyper)

Reference livre sur les microorganismes du sol

« Collaborer avec les bactéries et autres microorganismes. Guide du réseau alimentaire du sol à destination des jardiniers » de Jeff Lowenfels et Wayne Lewis, éditions du Rouergue  ISBN: 978 2 8415 6927 4

Plus d'infos: http://jardinonssolvivant.fr/lowenfiel-lewis-bacteries/

Centre des Technologies Agronomiques de Stree

Site : http://www.cta-stree.be/ (pour l’expérience de haie fourragère)

Autres sites 
L'Arbre dans la Ferme (1ere rencontre)
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23 décembre 2012 7 23 /12 /décembre /2012 13:39

FEM - 22803 Agroforestry   Period 2   Academic Year 2012-2013 Wageningen University


The Potential of Agroforestry

for Soil Quality Improvement in European Temperate Agroecosystems


Literature Research

 
Jelte van 't Foort and Vincent Delobel                                       Prof.  Dr. Frans Bongers 

MSc Development & Rural Innovation                    Forest Ecology and Management Group

 

                                                

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Before going into the content of our literature research, we would like to answer three fundamental questions and by doing so, get the purpose and the frame of this paper clear.


What is Agroforestry?

Agroforestry is an agricultural practice and a scientific field that bridges the worlds of forestry and agriculture. World Agroforestry Center defines agroforestry as “a deliberate integration of woody components with agricultural and pastoral operations on the same piece of land either in a spatial or temporal sequence in such a way that both ecological and economic interactions occur between them.’’ In the first section of this paper (Context), we will explain that the pursuit of a broad range of goals and functions can result in the intentional presence of trees in agroecosystems. In Europe, agroforestry belongs to a set of practices labeled “conservation agriculture” including complex crop rotations, cover crops, crop associations (Labant, 2012).


What is soil quality improvement?

In organic farming systems, soil fertility is defined as the “ability of a soil to provide the conditions required for plant growth” (Stockdale et al. 2002). In the same vein, we do not want to focus only on the improvement of the nutrients content of the soil but also on the effects of trees on its structure and its biology. The soil is not only seen as a substrate for crops but also as a key-component of the ecosystem services supply chain. Thus, Larson and Pierce (1994) suggest the concept of soil quality, “represented by a range of physical, chemical and biological properties of the soil within its particular environment that together provide a medium for plant growth and biological activity, regulate and partition water flow and storage in the environment, and, serve as a buffer in the formation and destruction of environmental hazardous compounds”.


Why focus on European Temperate Agroecosystems?

Although the literature on tropical Agroforestry is extensive, we decided to focus on the potential of agroforestry in the agroecosystems of our region, Western Europe. Thus, although we gathered literature on agroforestry worldwide in order to understand its mechanisms and the various functions of the trees in agroecosystems, we also gathered information about the characteristics of temperate tree species, climate and soils in our region in order to study the actual potential of this practice in European temperate agroecosystems.

 

Context of Agroforestry

 

 From the very beginning of the existence of agriculture as a human social and economic practice, humans have cultivated crops and trees together throughout the globe. In Europe, until the middle ages and in some areas even up to the early twentieth century (King, 1968), people clear- felled derelict forests for agriculture, used the slash- and burn technique, cultivated their lands for food crops for varying periods on cleared areas and planted, or sowing trees before, along with or after sowing agricultural crops. The shifting cultivation of early civilizations evolved into a more settled systems of agriculture and involved woodland grazing and silvopasture with transfer of fertility of the soil from woodlands to cultivated crops via manure. (More on pdf file)

 

 

The general/non-specific effects of trees

As we explained above, we want to go beyond the strict definition of soil fertility based on nutrient content and to consider the soil quality in a broader frame. Thus, we want to study the effects of trees on the soil that we consider as a key-component of the ecosystem services supply chain. The trees have three main types of effects on the soil quality. They influence the soil structure, the soil fauna and flora, and the nutrients content of the soil. In this section, we will tackle successively these three categories by gathering information on the trees in general. The characteristics of different tree species will be detailed in the next section. These three subsections have the same structure: we first explain the functions of trees, their effects on the soil properties and the possible benefits for the crops.

The presence of trees in a crop field influences soil structure via two main phenomena. Firstly, the trees bring organic matter to the soil (litter fall, twigs, roots turnover, pruning by-products); important increases (+4-7%) have been observed in alley cropping systems planted with red alders (Seiter et al., 1999b).  Secondly, the trees develop important root systems that explore and improve notably deep and compacted soil layers that crop roots do not reach (Schroth, 1999). These two phenomena have seven major effects on soil structure. By increasing the cover of the soil, the presence of the trees limits the effects of wind and rain erosion (Rigueiro-Rodriguez et al., 2009). The increase of organic matter and the development of root system limits soil compaction (del Castillo et al., 1994), improves the water infiltration in (Chander et al., 1998, Jose et al. 2008) and the porosity of the soil (Jose, 2009) and increases basal soil respiration (Chander et al., 1998). Moreover, they increase the weight diameter of soil aggregates and so, increase soil stability and decrease erosion risks in response to rainfall (Gupta et al., 2009). Finally, the trees improve the soil holding capacity for water and nutrients (Jose et al., 2008). These seven effects can be beneficial for the crops because the roots ability to permeate the soil and the plant capacity to uptake and export water and nutrients from the soil are improved (Jose et al., 2008). Moreover, they can create better conditions for soil biology.

Different observations of microbial community dynamics in ecosystems characterized by the presence of trees (Lejon et al. 2005, Seiter et al. 1999a) showed a correlation between the proximity to trees and an increase of both fungal and bacterial active biomass in the top fifteen centimeters of the soil. Moreover, the fungi/bacteria ratio and the number of earthworms are higher close to the trees because of the increased C-rich organic matter input. A likely conclusion from these observations is that the trees provide physical habitat and nutrient-rich substrate for fungi and bacteria. Actually, the supply of organic matter in the topsoil creates a better environment for microorganisms in the rooting zone (Jose et al. 2008) but the latter are essential actors of the biochemical degradation of organic matter. As part of the recycling process, the soil microorganisms convert pruning by-products, litter fall and crop residues into crops-available and mineralized-form nutrients (Lejon et al. 2005). 

Seiter et al. (1999a) and Lejon et al. (2005) focused on the composition of microbial biomass and the types of mycorrhizal associations. The authors say that although the trees are influenced notably by the acidity, the quality and the quantity of organic matter input and the root exudates that differ between conifer and hardwood species, they themselves influence the speed of organic matter decomposition and the type of nutrients that are released. Among the microbial, rhizospheric and mycorrhizal organisms that interact with tree root systems, two distinct groups are particularly relevant in relation to their influence on the nutrient availability: the nitrogen-fixing and phosphorus-solubilising organisms and/or associations (Schroth 1999); we come back to these two nutrients in the next section.

The presence of trees in the ecosystem can influence the nutrient content of the soil via its impacts on the soil structure and on the soil biology but also due to the particular functioning of trees. We distinguish three levels of interactions.

First of all, trees can be providers of new inputs for the nutrient cycle. For instance, tree canopies collect atmospheric depositions that are incorporated into the soil when the leaves fall. Thus, in the forests next to the sea, the Na content in the soil is particularly high (Augusto et al. 2004). Also, deep roots of the trees can capture nutrients and minerals from the rock and the subsoil; pump it to the canopy so that it is an input in the nutrient cycle (Chander et al. 1998). As well, certain tree species associate with nitrogen-fixing or phosphorus-solubilising mycorrhizal or rhizospheric organisms and make these nutrients available for the plants of the entire ecosystem (Chander et al. 1998).

Secondly, trees can be active drivers in the nutrient (re)cycling processes. Kho (2008) studied the nitrogen cycle in agroforestry. In such agroecosystems, nitrogen is supplied to the topsoil by the fertilizer and/or the manure applied in the alleys (Jose et al. 2000), the biological fixation from atmosphere (N-fixing tree species) and the mineralization of organic matter (which is also influenced by the trees) (notably by root exudates, improved soil conditions and root turnover) (Lehmann et al. 1995). According to Kho (2008), the problem is that nitrates are highly soluble and easily transported by runoffs and leaching through soil layers. They contaminate the water table and the rivers which make the water unsuitable for drinking and cause eutrophication of downstream ecosystems. To avoid such seepages, trees are helpful thanks to their “safety net”, i.e. their vast root system that can uptake nutrients in the deeper soil layers where crop roots cannot (Rowe et al. 1999, Jose et al. 2004, Jose et al. 2008). By actively capturing leached nutrients and pumping them back to the canopy and then, to the topsoil, the trees decrease the erosion and nutrient losses (Chander et al. 1998), help to maintain nutrient pool and the soil fertility (Young 1997), and improve the efficiency of nutrients use in the agroecosystems (Rigueiro-Rodriguez et al. 2009).

Finally, some tree roles in the nutrient cycle can be improved by human intervention.  As we said below, litter fall and pruning by-products are major organic matter inputs and their decomposition releases nutrients in the topsoil (Chander et al. 1998, Jose et al. 2008). But what we do with the pruning by-products really matters to avoid nutrient losses at the ecosystem level (Kho 2008, Seiter et al. 1999b). If they are used as ramial chipped wood or mulch (cf. “Agroforestry practices” section), the nutrients are recycled in the agroecosystem. According to Kho (2008), in certain conditions and with particular species, tree prunings content in nutrients can meet crops requirements in N, Ca, Mg and K.

In addition, root turnover can enrich soil with nutrients (Jose et al. 2004) and notably with carbon (Schroth 1999, Gupta et al. 2009) such as trees influence C/N ratio (Augusto et al. 2004). But the root management practices such as root prunings accelerate the root turnover and enhance the redistribution of nutrients through lateral roots (Chander et al. 1998). In fact, the roots contain a lot of nutrients that travel easily along the whole root system. By pruning the roots, agroforesters induce root decomposition and the release of nutrients in the topsoil throughout the entire crop field (cf. Root management practices, next section).

Characterization of eight species

Different species have been found to impact the soils in a positive manner. Based on existing literature about the tree species that are already used in temperate agroforestry, the aim of this section is to find which species characteristics are beneficial for the soil quality (its structure, biology and nutrients content) and so, for the crops. In the following subsections, we gather information successively about Alder (Alnus), Wild Cherry (Prunus avium), Common Hornbeam (Carpinus betulus), Walnut (Juglans), White Willow (Salix alba), Poplar (Populus), Lime (Tilia) and finally Maple (Acer). (More on pdf file)

 

 

Agroforestry ecosystems, characterized by the coexistence or succession of trees and crops, are particularly dependent on human action to remain stable. Their productivity is dependent on the balance between the positive (complementarity) and negative (competition) interactions among their different components (Jose et al. 2004). Thus, human action is central to regulate these interactions and enhance the productivity toward selected goals by converting physical, chemical and biological processes into beneficial inputs for crops and wood production. In this part, we aim to gather information about specific “agroforestry practices” related to the improvement of soil quality and below-ground interactions.

The presence of tree roots in the soil can be very beneficial for fertility and nutrient cycling. Schroth (1995 & 1999) lists several expected benefits: enriching the soil with organic matter, maintaining the soil biomass and improving of nutrient cycling through root production and turnover; reducing leaching losses through the uptake of mobile nutrients; pumping up nutrients from subsoil layers to the topsoil; improving soil penetrability for crop roots; fixing atmospheric N; creating appropriate conditions for the development of mycorrhizal and rhizospheric microorganisms (N-fixing and P-solubilising). Nevertheless, tree roots may compete with crop roots for water and nutrients. In order to avoid such competition and yields decrease, farmers can intervene in such a way that crop and tree roots are complementary and that the soil resources use is enhanced (Schroth, 1999). The nearness between tree and crops roots can have both positive and negative effects - this is why agroforesters have developed root management practices to play with these interactions. These practices differ in terms of labour intensity and we distinguish two main groups: those which require intervening directly on the soil and those which rely on species selection.

Tree and crop species selection

 (More on pdf file)  

Root pruning: trenching and tillage

Besides species selection, agroforesters have developed other root management practices that require more interventions throughout the entire tree life. These labour intensive practices seek to decrease competition, to benefit from the root turnover and to maintain the positive interactions at the same time. We distinct three ideal-type practices: trenching, deep ploughing and superficial tillage.

The first practice consists of digging open trenches to separate the alley and the trees in order to reduce root competition and to avoid yield decrease near the trees. Even if the first goal is often reached, the latter may not follow because this practice negates the positive benefits of roots in nutrient cycling (Schroth, 1995). This practice can be effective only if the trees are able to develop their roots below the crop rooting zone sufficiently.

Instead of digging open trenches, it is also possible to plough deeply between the trees and the crops for instance, at the beginning of the cropping season. This practice requires less effort but needs to be repeated several times during the tree’s life. The efficacy of this practice relies on the mineralization of organic matter but it has also a side effect: ploughing increases soil erosion and so, decreases soil fertility (Schroth et al. 1995). Another problem is that the roots take time to decompose and they are not immediately available nutriments for crops.

Finally, the superficial tillage destroys the tree roots present in the topsoil just before sowing the crops. Doing so temporarily protects the crops from tree root competition but does not force the trees to develop their root system exclusively in the lower layers of the soil. Repeating superficial tillage regularly increases the root turnover (C input into the soil), the release of nutrients from the decomposing tree roots and maintains the “safety net”, i.e. the root system below crop rooting zone that uptakes the leached nutrients (Schroth, 1995). Enacting superficial and regular tillage avoid erosion phenomena and respond to the need of time for root decomposition.


 (More on pdf file)

 (More on pdf file)

 

The aim of this literature research is to evaluate the potential of Agroforestry for soil quality improvement in European temperate agroecosystems. To do so, on the one hand, we gathered literature on Agroforestry worldwide in order to understand its mechanisms and the various functions of the trees in agroecosystems. On the other hand, we also gathered information about the characteristics of temperate tree species, climate and soils in order to study the actual potential of this practice in European temperate agroecosystems.

To conclude, we would like to focus on three main points. First of all, from the several articles we gathered, we can assert that agroforestry practices have an actual potential in the improvement of soil quality. Indeed, the effects of trees and hedgerows on soil structure, biology and nutrient content are significant. Secondly, humans play a central role in the combination of the biochemical processes, in the improvement of their functioning and in the design of new ecosystems for sustainable agriculture. In fact, human action is central to regulate the interactions between the different components of agroecosystems and enhance its productivity toward selected goals by converting physical, chemical and biological processes into beneficial inputs for crops and wood production as well as for other ecosystem services. Finally, the existing literature already brings evidence that Agroforestry embodies the idea of multifunctional agriculture and constitutes a promising way to value biodiversity. In fact, by mixing species, Agroforestry fulfil several functions at the ecosystem level. Thus, this single practice can be concretized in various ways, adapted to different ecological and socioeconomic contexts.

________________________

References

 –(See pdf file) 

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11 mai 2012 5 11 /05 /mai /2012 23:16

Afin d'illustrer notre gestion "écosystémique" et conjointe de l'élevage et des cultures et d'y intégrer la dernière innovation que nous expérimentons,  l'agroforesterie,  je vous propose ce schéma de synthèse du système agraire vers lequel nous tendons actuellement. Comme son nom l'indique, ce système a trois composantes: les cultures, les ligneux & arbustifs et l'élevage. Afin de répondre aux défis du XXIe siècle, notre système agraire doit être repensé de fond en comble. En effet, notre objectif n'est non pas de savoir nourrir 20 milliards de personnes dans les dix prochaines années mais d’encore savoir nourrir 9 milliards d’êtres humains en 2050, avec de la nourriture de grande qualité à bas prix (accessible à tous). Pour ce faire, nous devons mieux observer et comprendre le fonctionnement des agroécosystèmes et redéfinir notre rôle-clef au sein de celui-ci. Comme dit la vielle maxime forestière, " imiter la Nature, hâter son oeuvre ".

Modele-agraire-copy.jpg

Schéma disponible en version PDF (HD) [en cliquant ici]

NB: Peu à peu, le cheval de trait retrouvera sa place dans ce système (cf. l'article "Hersage des prairies & traction chevaline"). En effet, les 3 rôles classiques des animaux domestiqués dans les systèmes agraires depuis le néolithique sont la production alimentaire (viande, lait, oeufs,...), la production de fumier et la force de travail (à lire: Histoire des agricultures du monde, L. Roudart - M. Mazoyer, Le Seuil, Poche, 2002).

 

Système agraire = écosystème cultivé et un système social productif (sphère écologique et économique). “ Le concept de système agraire est l’outil intellectuel qui permet d’appréhender la complexité de toute forme d’agriculture réelle par l’analyse méthodique de son organisation et de son fonctionnement” (Mazoyer).

 

Pour en savoir plus:

  • "Agroécologie et droit à l'alimentation", O. de Schutter, Rapporteur Spécial au Droit à l'Alimentation ONU, 2010. ici
  • "Pour une pluralité d'agricultures", P. Baret, Professeur à l'Université catholique de Louvain (UCL), ici
  • "Première rencontre européenne d'Agroforesterie, Synthèse de la rencontre", 2011. ici
  • "L'Agroforesterie: une voie de diversification écologique de l'agriculture européenne?", Christian Dupraz & Alain Capillon, ici
  • "L'Agroforesterie: un outil de séquestration du carbone en agriculture", Xavier Hamon, Christian Dupraz, Fabien Liagre, 2009, ici
  • "L'agriculture biologique au Sénégal", Food and Agriculture Organization for the United Nations (FAO), Dpt Développement Durable, 2001, ici

mdl---Flatten.jpg

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5 mars 2012 1 05 /03 /mars /2012 12:23
Notre première parcelle d'essai

       Voici le plan de la première parcelle aménagée en agroforesterie. La ‘difficulté’ a été de concilier au mieux l’axe Nord-Sud que les lignes d’arbres doivent respecter pour minimiser l’ombrage et le sens de culture habituel (haut - bas). Nous avons planté (3.3.2012) quatorze jeunes arbres sur cette parcelle de 0,75ha soit une densité approximative de 19 arbres/ha, ce qui est assez faible. La disposition des arbres a été pensée pour préserver une circulation acceptable des machines. Les essences choisies sont le charme, l’aulne et le merisier pour leur tolérance à ce type de terrain argileux.

Altitude : 50 à 55m.

DSC00236---Copie---Schema.JPG 

Le Sud se trouve en bas à gauche et le Nord en haut à droite. La disposition en quinconce alterne les essences.

Données sur le sol :

·         à 40cm de profondeur, il y a de l'eau. (en période pluvieuse)

·         l'argile jaune apparait entre 45 et 50cm de profondeur

·         zone "KOR(Formation de Kortrijk) ORC (Membre d'Orchies)" [Argiles plastiques gris bleuâtres à nodules carbonatés et gréseux, argile sableuse à nodules carbonatés, siltites à débris de plantes ("durots"). ]


Geologie-AF.jpg

Notre plus grande préoccupation est de toujours savoir cultiver cette parcelle sans trop de manœuvres, fourrières, coins perdus malgré l'agencement en quinconce nécessaire à la conciliation de l'axe N-S (input soleil) et du sens de la parcelle (culture). C'est pourquoi, pour ce premier essai, nous envisageons un nombre d'arbres limité et de grands espacements entre les lignes.

Compo-speci-des-lignes.jpg

 

 

Schema-copie-1.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Pourquoi planter des arbres dans les champs?

agrof racines leg

Le but pour nous est, dans un premier temps, l'amélioration du sol (matière organique et ligneuse) donc de la "digestion" du fumier et donc amélioration des cultures, grâce aux arbres (feuilles mortes, racines, protection, etc...).


Partie de l'arbre
Fonctions pour l'arbre
Fonctions pour l'écosystème
Services pour l'agriculture
Autres productions
Système racinaire Pivot

Ancrage, stockage, transport & synthèse de composés organiques

Absorption & transport de l'eau

Cohésion terre-arbre (stabilité)

Symbiose avec mychorizes

Exsudats

Fixation de l'azote (Aulne)

Macroporosité et structuration des sols

 

Flux et physico-chimie des eaux (ascenseur hydrolique)

Pédogenèse

Porosité et remontées capillaires

Stabilité du sol et prévention de l'érosion

 
Charpentières  
Racines fines

Renouvellement racinaire

Apport en M.O., minéraux & matière ligneuse (humus)

Entretien des mychorizes

 
 Tronc

Support (mât)

Conduction (sèves brute et élaborée)

Stockage de l'eau & nutriments

Support & habitat (champignons, animaux, végétaux)

Régulation des flux (eau-matière-énergie)

  Fût, bois d'oeuvre
Houppier  Produit de taille

Exploration & exploitation des ressources aériennes (photosynthèse)

Multiplication végétative

Support, habitat, alimentation

Régulation des flux

Interception du rayonnement solaire & précipitations

Bois Raméal Fragmenté (qui peut être intégré au compost)
Branchage

Renouvellement foliaire annuel (pompage des nutriments [>< lessivage], apport en M.O. & nutriments, couvert hivernal, microbiologie)

Transpiration (régulation de l'humidité)

Frein du vent, des pluies et rayons solaires (tout est une question de dosage)

Abri pour les animaux

 

Bois énergie
Feuilles  D'après le cours de Sciences forestières du Pf. Q. Ponette (entre autres)


 

 

 

 

~> Pour en savoir davantage sur l'avenir de l'Agroforesterie en Europe cliquez ici.  La revue française d'Agroforesterie est très bien faite et très intéressante: "Agroforesteries".


DSC00357

~> Lien vers l'album photo

~> Première coupe de luzerne sur la parcelle récemment aménagée [VIDEO]

 

~> Analyse de sol lors de la plantation

Analyse-sol-Risselin-1-001-copie-1.jpg

Clic droit "Afficher l'image" pour l'agrandir.

NB: Cette parcelle est certifiée Bio depuis plus de dix ans. Elle n'a donc reçu, comme amendement, que de notre fumier. Aucun engrais chimique de synthèse.

 
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