Báo cáo khoa học: "Fertilisation sur résineux adultes (Picea abies Karst et Abies alba Mill) dans les Vosges : composition foliaire en relation avec la défoliation et le jaunissement"

Chia sẻ: Nguyễn Minh Thắng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tuyển tập các báo cáo nghiên cứu về lâm nghiệp được đăng trên tạp chí lâm nghiệp quốc tế đề tài: "Fertilisation sur résineux adultes (Picea abies Karst et Abies alba Mill) dans les Vosges : composition foliaire en relation avec la défoliation et le jaunissement...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Fertilisation sur résineux adultes (Picea abies Karst et Abies alba Mill) dans les Vosges : composition foliaire en relation avec la défoliation et le jaunissement"

Article original Fertilisation sur résineux adultes (Picea abies Karst et Abies alba Mill) dans les Vosges : composition foliaire en relation avec la défoliation et le jaunissement M Bonneau INRA, centre de Nancy, Champenoux, 54280 Seichamps, France (Reçu le 22 juin 1992; accepté le 23 novembre 1992) Résumé — Des essais de fertilisation ont été installés dans 8 peuplements plus ou moins dépéris- d’épicéa (Picea abies Karst) ou de sapin (Abies alba Mill) dans les Vosges en 1985 (tableau I). sants Cinq traitements, témoin, Ca, CaMg, NPKCaMg, KMg ont été appliqués. Le jaunissement et la perte d’aiguilles ont été suivis de 1986 à 1990 en même temps que la composition minérale des aiguilles. La défoliation et le jaunissement ont diminué spontanément dans les placeaux témoins (tableaux II et III) tandis que les teneurs en calcium et en magnésium des aiguilles augmentaient (tableaux VI, VII, VIII). Ces améliorations ont été renforcées par les fertilisations Ca, CaMg et NPKCaMg (ta- bleaux II et IV). On peut penser que les fortes pertes d’aiguilles et le fort jaunissement de 1985/1986 étaient les conséquences des conditions climatiques de 1983 et 1984 : printemps très pluvieux sui- vis d’étés chauds et secs. Les corrélations entre la teneur des aiguilles en Ca et Mg et la défoliation ou le jaunissement étaient meilleures en période de crise en 1985/1986 que plus tard en 1989/1990 (tableau IX, figs 1 et 2). Des corrélations entre la teneur en calcium et magnésium des aiguilles en 1989 et la défoliation ou le jaunissement en 1986 pourraient être utilisées pour déterminer quels peuplements on doit fertiliser si l’on veut éviter un dépérissement sévère en cas de nouvelle crise cli- matique (figs 3-5). Par exemple, des peuplements contenant moins de 0,47% de Ca dans les ai- guilles de l’année courante ou moins de 0,08% de Mg dans les aiguilles de quatrième année de- vraient être fertilisés si l’on veut éviter une défoliation moyenne le plus de 20% et un nombre d’arbres jaunissants de plus de 15% en cas de crise. sapin (Abies alba Mill) / épicéa (Picea abies Karst) / dépérissement / fertilisation / analyse fo- liaire / Vosges of adult coniferous stands in the Vosges: mineral composition of Summary — Fertilization needles in relationship to needle loss and yellowing. Fertilizer experiments were set up in 8 more or less declining stands of spruce (Picea abies Karst) or fir (Abies alba Mill) in the Vosges mountains in 1985 (table I). Five treatments, ie a control, Ca, CaMg, NPKCaMg, and KMg were ap- plied. Needle yellowing and needle loss were recorded from 1986-1990 as well as needle mineral composition. Needle loss and yellowing decreased spontaneously from 1986-1990 in the control plots (tables II, III) while the Ca and Mg contents of the needles increased (tables VI, VII, VIII).
These improvements were reinforced by Ca, CaMg or NPKCaMg fertilizers (tables II and IV). The strong defoliation and yellowing in 1985-1986 were probably due to the climatic conditions: very wet springs and hot and dry summers in 1983 and 1984. Correlations between Ca and Mg concentrations in the needles and needle loss or yellowing were higher during the climatic crisis period in 1985-1986 than later in 1989-1990 (table IX, figs 1, 2). Correlations between Ca and Mg concentrations in the needles in 1989 and needle loss or yellowing in 1986 might be used to determine which stands it is advisable to fertilize if one intends to avoid severe decline in the case of another climatic crisis (figs 3-5). For instance, stands with < 0.47% Ca in current-year needles and < 0.08% Mg in the 4th yr needles in 1989 should be fertilized to avoid, in the event of a future crisis, average needle loss an and a percentage of yellowing trees of > 20% and > 15% respectively. white fir (Abies alba Mill) / Norway spruce (Picea abies Karst) / forest decline / fertilization / fo- liar analysis / Vosges INTRODUCTION reverdissement du feuillage (Bonneau et al, 1991; Bonneau et al, 1992a). Dans les essais sur arbres adultes, on a suivi régu- Le dépérissement des forêts dans les lièrement non seulement l’évolution de la Vosges est souvent plus accusé sur les couleur et de la quantité d’aiguilles, mais sols pauvres, eux-mêmes généralement aussi leur composition de 1985 à 1989. localisés des roches-mères mal pour- sur Après un rapide rappel des résultats sur la minéraux calciques ou magné- vues en défoliation, le jaunissement et la crois- siens, comme l’a montré une cartographie sance, cet article sera consacré exclusive- exhaustive du dépérissement sur 6 000 ha ment à la composition minérale des ai- à partir de photographies aériennes (Insti- guilles en calcium et magnésium dans les géographique national) et sa comparai- tut peuplements adultes, à ses relations avec la carte géologique au 1/25 000 son avec l’état du feuillage, à son évolution dans le (Bonneau et Fichter, 1991).Cela est parti- temps en liaison avec l’amélioration de culièrement vrai pour le jaunissement des l’état de santé, afin de mieux comprendre aiguilles qui est lié à une carence magné- les causes du dépérissement et de ré- sienne et/ou calcique (Landmann et al, pondre à une question pratique : la teneur 1987), comme d’ailleurs en Forêt Noire actuelle en calcium et magnésium des ai- (Zöttl et Mies, 1983; Liu et Huettl, 1991), guilles peut-elle permettre de choisir objec- tandis que des défoliations sans jaunisse- tivement les peuplements qu’il serait utile ment peuvent exister sur des sols de ri- de fertiliser ? chesse moyenne (Becker, 1987) et sont alors directement liées à des arrière-effets de périodes sèches (Becker, 1987; Levy et MATÉRIEL ET MÉTHODES Becker, 1987). Des essaissur peuplements adultes et jeunes plantations de sapin (Abies Description des essais sur alba Mill) et d’épicéa (Picea abies Karst) ont été effectués à partir de 1985 et ont Sept essais ont été effectués au printemps 1985 montré que des amendements calciques huitième à l’automne de la même année, et un ou calco-magnésiens favorisaient le retour sur des peuplements de 80 à 100 ans environ. à une masse foliaire plus abondante et le La liste des essais est donnée dans le tableau I,
les données initiales de défoliation et de traitement Ca : 2 500 kg de calcaire broyé et avec - 400 kg de chaux vive par ha, soit 1 520 kg de jaunissement et les principales caractéristiques CaO; chimiques du sol. Il s’agit de peuplements plus ou moins fortement dépérissants correspondant traitement CaMg : 2 500 kg d’un mélange de - dans l’ensemble à des fertilités faibles (Rouffach calcaire broyé et de chaux magnésienne, soit excepté). 1 590 kg de CaO et 450 kg de MgO; La défoliation est notée en pourcentage de traitement NPKCaMg : aux apports du traite- - pertes d’aiguilles, par classes de 5 en 5% et le ment CaMg on a ajouté 200 kg/ha d’azote (am- jaunissement caractérisé par 5 notes : monitrate à 34,5%), 200 kg d’acide phosphori- que (superphosphate triple) et 150 kg de K O 2 0 : pas de jaunissement; (sulfate de potassium); 1 : 1 à 9% d’aiguilles jaunes; traitement KMg : 500 kg de kalimagnésia (Pa- - 2 : 10 à 24% d’aiguilles jaunes; tentkali), sulfate double de K et Mg, soit 100 kg de K et 50 kg de MgO. O 2 3 : 25 à 59% d’aiguilles jaunes; Ces engrais ont été épandus en surface, 4: plus de 60% d’aiguilles jaunes. sans enfouissement. Chaque essai comporte, Cinq traitements ont été systématiquement suivant les possibilités qu’offrait le peuplement appliqués dans tous les essais: choisi, une (Rouffach, Louchbach), 2 ou 3 (Re- miremont) répétitions en blocs. témoin; -
Mortagne, Remiremont, Grossmann essais de Suivi des essais et Louchbach. Dans l’essai du Louchbach, un suivi mensuel de la composition des solutions Une première notation sommaire a eu lieu à du sol à diverses profondeurs a été réalisé de- l’automne 1985; la notation plus fine décrite ci- puis 1988 (Mohamed et al, 1992). dessus a été réalisée en 1986, donc 1 an après l’application des engrais, sur 25 arbres indivi- dualisés de chaque placeau, situés dans une RÉSULTATS zone interne de 30 x 30 m, les placeaux ayant une surface totale de 50 x 50 m. On peut ce- pendant considérer cette notation comme nota- foliaire, couleur, croissance Masse tion initiale, car la faible durée de l’action de l’engrais n’a pas pu faire évoluer sensiblement Les résultats concernant l’évolution de la les caractéristiques du peuplement. D’ailleurs, foliaire et de la couleur du feuillage, masse une seconde notation en 1988 montrait dans les placeaux fertilisés une amélioration encore ainsi que ceux concernant l’évolution de la faible par rapport aux témoins. Une troisième saturation du sol en cations et la composi- notation a été réalisée en 1990 et c’est unique- tion des eaux du sol dans l’essai de Louch- ment celle-ci qui sera prise en considération. En bach, sont exposés par Bonneau et al même temps qu’était effectuée la notation, la (1992a) et Mohamed et al (1992). Les ré- circonférence des 25 arbres était mesurée au sultats sur la croissance dans quatre es- millimètre près. sais sont détaillés par Lebourgeois (1991). Sur 4 essais, ceux de Vologne, Mortagne, L’essentiel de résultats est ci- rappelé ces Russ et Grendelbruch, des carottages ont été après. effectués pendant l’été 1990 et l’évolution de la largeur des cernes a été étudiée (Lebourgeois, 1991) suivant la méthode mise au point par Masse foliaire Becker (1987). Cette dernière prend en compte non la largeur absolue des cernes, mais sa va- leur relative par rapport à la moyenne d’un en- Le pourcentage de défoliation a nettement semble de sapins vosgiens, représentatifs de diminué en 1990, par rapport au témoin, l’ensemble du massif, et de même âge que le dans la plupart des traitements sans toute- peuplement considéré. fois que les traitements comportant un ap- Parallèlement à ce suivi de l’aspect de la port de calcium (Ca, CaMg, NPKCaMg) se aérienne et de la croissance, la composi- partie distinguent entre eux (tableau II). Pour l’en- tion des aiguilles a été déterminée à l’automne semble des essais, le pourcentage 1985, 1987 et 1989. Sur 10 arbres par essai et d’arbres dont la défoliation a diminué de par traitement lorsque les répétitions étaient plus de 20% entre 1986 et 1990 s’établit à bien groupées, ou 10 arbres par traitement et par répétition lorsqu’elles étaient distantes de 29% pour les témoins, 51% pour le traite- quelques centaines de mètres, de petites ment Ca, 46% pour le traitement CaMg, branches ont été prélevées par tir au fusil dans 50% dans le traitement NPKCaMg et 40% la partie supérieure de la cime et les aiguilles de seulement dans le traitement KMg. l’année en cours, celles de 2 année, et mêmes e Le pourcentage moyen de défoliation celles de 4 année en 1989, ont été analysées. e On a déterminé leur teneur en éléments ma- passé de 25% à 16% dans les té- est jeurs totaux suivant les procédés usuels : miné- moins, à 9% dans les traitements Ca, ralisation Kjeldahl et distillation d’ammoniac CaMg et NPKCaMg, à 12% dans le traite- pour l’azote; minéralisation sèche, reprise acide, ment KMg. La différence avec le témoin puis détermination des éléments par colorimét- est significative à 5% pour les traitements rie (P) ou spectrométrie d’absorption (K, Ca, Ca, CaMg, NPKCaMg mais non pour le Mg). traitement KMg. Il est remarquable que la L’évolution de la garniture ionique du com- masse foliaire des témoins se soit amélio- plexe absorbant a été étudiée en 1990 dans les
spontanément (tableau III). essais n’a été effectuée à l’heure actuelle, rée Cette amé- lioration spontanée et l’effet des traite- mais l’effet est très net dans les 4 essais ments sont loin d’être uniformes dans l’en- étudiés par Lebourgeois (1991) : l’indice semble des essais. L’effet est nul à de croissance relative (qui élimine l’effet de Rouffach où le sol est assez riche, ainsi l’âge) s’améliore continuellement depuis qu’à Russ; seul le traitement Ca est signifi- 1980, y compris dans les témoins, et les catif (à 5%) dans les essais de Mortagne courbes marquent une divergence nette et de Grendelbruch. Dans l’essai du entre traitements depuis 1985. Suivant les essais, l’indice de croissance s’améliore Louchbach, pénalisé par l’existence d’une par rapport aux témoins, de 1985 à 1990, seule répétition (le test &2 employé ne chi; porte donc que sur un faible nombre de 34 à 50%. Le traitement KMg est, sous ce rapport, aussi efficace que les 3 autres d’arbres), seul l’effet de NPKCaMg est si- gnificatif malgré une proportion d’arbres traitements (tableau V). améliorés nettement plus forte dans les traitements Ca et CaMg (73 et 80%) que dans le témoin (41 %). Composition foliaire Couleur du Les tableaux VI, VII et VIII donnent l’évolu- feuillage tion de la composition foliaire en Mg, Ca et K, d’une part dans les témoins entre 1985 Dans l’ensemble des essais, les traite- ments ont un effet positif (tableau Il) : les et 1989, et d’autre part entre témoins et proportions d’arbres dont la note de jaunis- traitements Ca, CaMg et NPKCaMg en sement a diminué d’au moins 1 est signifi- 1989. Le traitement KMg n’est pas inclus cative à 1&permil; par rapport au témoin dans dans les tableaux et n’a pas donné lieu à interprétation, vu son effet faible ou même tous les traitements sauf KMg. La note moyenne de jaunissement passe, de 1986 à 1990, de 0,55 à 0,36 dans les témoins et de 0,37-0,40 à 0,04-0,01 dans les traite- Ca, CaMg, NPKCaMg, ments toute- sans fois que cette variation de la note moyenne soit significative. On note un reverdissement spontané du feuillage dans certains essais (Rouf- fach, Vologne, Mortagne, Russ, Gross- mann), mais, dans les autres, le jaunisse- ment se maintient au même niveau (Remiremont, Louchbach) ou à un niveau peu inférieur (Grendelbruch) (tableau III). Le tableau IV donne l’effet des traitements dans l’essai du Louchbach où le jaunisse- ment était très sévère. Croissance La fertilisation a amélioré la croissance. Aucune étude générale sur l’ensemble des
foliaire 1989: 0,109 en 1989, contre 0,078 en l’évolution de la négatif masse sur 1985. La différence est significative au le reverdissement. ou seuil de 2,5% (tableau VI). Cette améliora- tion est sensible aussi bien dans les essais Évolution dans les témoins où la teneur de 1985 était faible que dans entre 1985 et 1989 ceux où elle était satisfaisante (Russ, Re- miremont). Ce n’est que dans l’essai de Rouffach qu’on ne note aucune différence La teneur en Mg des aiguilles des témoins positive. s’est nettement améliorée de 1985 à
La teneur en calcium augmente aussi Les teneurs des aiguilles des témoins dans presque tous les essais, sauf celui Ca en 1989 restent significativement en de Rouffach. La différence est significative corrélées avec celles de 1985 (tableau IX); au seuil de 2,5%. cette corrélation est légèrement inférieure
seuil de le signification pour au témoin, contrairement à ce magné- au rapport sium. avait constaté lors des analyses de qu’on 1987. L’amélioration de la teneur en ma- Les teneurs en N, P et K varient peu : N gnésium dans le traitement CaMg est au passe de 1,35% à 1,40% en moyenne, P contraire très nette, significative à 1&permil;; elle de 0,150% à 0,152%, K de 0,665 à 0,655. passe de 0,109 à 0,134; dans le traitement NPKCaMg, elle est très légèrement plus faible. Différences entre traitements La teneur en calcium des aiguilles dans Le tableau VI montre que la teneur en Mg les traitements Ca et CaMg augmente très n’augmente pas dans le traitement Ca par significativement par rapport aux témoins
(0,531 et 0,522 par rapport à 0,385). (parfois des aiguilles de 4 année) en e 1985 L’augmentation de teneur en Ca est plus et 1989. modérée dans le traitement NPKCaMg. Les teneurs en azote ne varient pas Défoliation sensiblement avec la fertilisation, même dans le traitement NPKCaMg. Au contraire, les teneurs en phosphore re- La perte de 1986 est bien feuillage en cor- montent sensiblement dans le traitement relée, linéairement, avec la teneur en ma- NPKCaMg, notamment dans certains es- gnésium des aiguilles de l’année courante, sais où elle était assez basse, de l’ordre en 1985. Mais, en 1990, la corrélation de 0,12-0,14% (Mortagne, Remiremont, avec la teneur en magnésium des aiguilles Grendelbruch). Dans les témoins et les de l’année disparait; avec la teneur en Mg traitements Ca et CaMg, la valeur des aiguilles de 4 ans, la corrélation, bien moyenne est de 0,150%, contre 0,167 que meilleure, reste inférieure au seuil de dans le traitement NPKCaMg. concerne le cal- En signification. qui ce cium, la corrélation 1986/1985 est légè- en La fertilisation calcique ou calco- rement inférieure au seuil de signification, magnésienne entraîne une diminution très mais elle devient significative en 1990/ significative (à 1%) de la teneur en potas- 1989 (fig 1). sium des aiguilles, qui passe de 0,65% dans les témoins en 1989 à 0,56-0,57% dans les traitements Ca et CaMg, pour re- Jaunissement monter à 0,65 dans le traitement NPKCaMg (tableau VIII). En ce qui concerne le pourcentage Elle reste suffisante dans la plupart des d’arbres ayant une note de jaunissement essais, sauf à Remiremont (0,48 0,40% et égale ou supérieure à 1, on trouve une dans les traitements Ca et CaMg) et à corrélation non linéaire significative à 5% Russ (0,50 et 0,41%), ce qui peut expli- entre la teneur en magnésium des aiguilles quer que dans l’essai de Russ l’effet des de l’année en 1985 et le pourcentage traitements NPKCaMg et KMg sur la crois- d’arbres jaunissants en 1986, mais cette sance soit plus significatif que celui des corrélation n’est plus significative en 1990 traitements Ca et CaMg. (fig 2). La corrélation jaunissement 1990/ teneur des aiguilles de 4 ans en magné- Relations entre la composition foliaire sium, bien que meilleure, n’est pas non en Ca et Mg et les niveaux plus significative. Avec le calcium, au de défoliation et de jaunissement contraire, il n’existe pas de corrélation jaunissement en 1986 et teneur en entre Le tableau III 1986 et 1990 le indique aiguilles en 1985, mais cette corrélation en pourcentage moyen de défoliation dans devient significative à 5% en 1990/1989. les témoins par essai (D86 et D90) ainsi En résumé, dans les témoins, au début que le pourcentage d’arbres dont la note des essais, en 1985/1986, la défoliation de jaunissement est égale ou supérieure à est en relation étroite avec la teneur en 1 (NJ et NJ 86 90). 11 magnésium des aiguilles de l’année cou- Le tableau IX indique les corrélations rante, en relation un peu plus lâche avec la entre ces valeurs et les concentrations en en calcium, mais la teneur en cal- teneur cium devient dominante en 1989/1990. Le Ca et Mg des aiguilles de l’année courante
On a constaté par exemple que les pointes hivernales du teneur en SO enregistrées 2 à la station de mesure du Donon ont consi- dérablement diminué de 1985/1986 à 1990 (Target et al, 1991).Mais elles correspon- dent à des émissions par temps plutôt sec, venant du secteur Est (plaine du Rhin) et leur réduction n’implique pas forcément une réduction de la teneur en acides des pluies qui viennent plutôt du secteur Ouest-Sud-Ouest. Si l’acidité sulfurique a sans doute progressivement diminué, l’aci- dité nitrique a probablement augmenté, comme l’indique la tendance générale des réseaux EMEP et BAPMON. Nous tenté de relier plutôt sommes cette amélioration de la santé des peuple- ments et de leur nutrition à des facteurs cli- matiques. Les années 1983 et 1984 ont été par des excessi- marquées printemps jaunissement, au début des essais, est également plus étroitement relié à la te- neur en magnésium des aiguilles de 1 re année qu’à leur teneur en calcium; mais, 1989/1990, c’est la relation avec le cal- en cium qui devient la plus étroite, comme pour la défoliation. DISCUSSION L’amélioration spontanée constatée dans les témoins de 1986 à 1990 coïncide bien amélioration, spontanée égale- avec une ment, de la nutrition magnésienne et calci- que, tandis que le niveau des autres élé- ments n’a guère varié. On pourrait invo- quer, pour expliquer cette évolution, une baisse progressive de la pollution acide.
et des étés chauds et celle des témoins dans le traitement Ca; vement pluvieux Les fortes fait, cette constance moyenne de la te- pluies du printemps ont secs. en probablement provoqué une forte perte de neur en Mg des aiguilles après fertilisation cations échangeables par lessivage. En calcique est l’expression d’une baisse dans effet, l’étude des pluies sur un réseau de les peuplements où l’alimentation magné- sienne était la plus élevée (Rouffach, Re- 10 postes dans les Vosges (Aschan et al, 1991; Bonneau et al, 1992b) a montré que miremont, Russ) et d’une légère augmen- l’acidité totale apportée par la pluie est po- tation dans ceux où elle était la plus basse, sitivement corrélée à la pluviométrie an- plutôt que l’inverse, ce qui pose un pro- blème d’interprétation non résolu. Le se- nuelle. D’autre part une expérimentation menée à Aubure a montré qu’un dessè- cond argument, encore que non explicatif, chement du sol accentue le jaunissement est une meilleure corrélation entre défolia- en fin d’été (Dambrine et al, 1991 a). Cela tion ou jaunissement et teneur en magné- est confirmé par les analyses foliaires des sium des aiguilles de 4 année, teneur ré- e aiguilles de 1991, année à été sec : elles siduelle après transferts successifs de cet régressent, dans les témoins, de 0,108% élément vers les aiguilles jeunes, qu’avec de Mg en 1989 à 0,08 en 1991. la teneur dans les aiguilles de 1 année. re Ainsi, le fort jaunissement qui s’est dé- Un troisième point important de discus- clenché dans les Vosges de 1983 à 1985, sion est le rôle joué respectivement par le calcium ou le magnésium dans la défolia- puis le rétablissement progressif qui s’est tion ou le jaunissement. Le calcium semble produit, pourraient-ils être l’expression plus fortement impliqué que le magnésium d’une crise climatique, puis d’un retour à la dans la défoliation : la corrélation entre le normale, avec une évolution parallèle de taux de pertes d’aiguilles en 1986 et la te- l’alimentation en calcium et en magné- neur en Ca des aiguilles de l’année en sium. 1985 est presque aussi forte qu’avec le Comment expliquer alors que le jaunis- magnésium, et elle persiste en 1989/1990, sement, bien qu’atténué dans certains de alors que la corrélation avec le magnésium essais, subsiste partie, nos en encore devient très faible. De plus, une simple fer- voire totalité comme dans le peuple- en tilisation calcique, qui n’améliore que peu, ment témoin du Louchbach ? Il faut faire qualitativement, l’alimentation en magné- intervenir, dans l’alimentation magné- sium, est aussi efficace pour la restaura- sienne notamment, la notion de transfert. tion de la masse foliaire qu’une fertilisation Dambrine et al (1991b) ont montré, dans calco-magnésienne. Cependant, les té- leurs travaux sur le bassin d’Aubure, que moins eux-mêmes sont revenus en 1989 à le jaunissement coïncidait avec une situa- un niveau de calcium foliaire (0,38%) répu- tion particulière où le magnésium néces- té suffisant pour une physiologie normale. saire à l’élaboration des aiguilles de la Sans doute faudrait-il voir l’effet du cal- pousse annuelle vient en forte proportion comme un rôle surtout indirect sur la cium d’un transfert à partir des générations an- dynamique racinaire. Il peut s’agir d’une di- térieures d’aiguilles. La meilleure teneur minution importante du taux d’aluminium en magnésium constatée depuis la fin de la crise climatique de 1983-1985 pourrait échangeable sur le complexe absorbant, telle qu’elle a été mise en évidence par masquer un transfert encore élevé sup- l’étude de l’évolution des propriétés du sol pléant une offre du sol en magnésium en- core déficitaire. Deux arguments pour- de 4 essais (Bonneau et al, 1991; Bon- neau et al, 1992a) ainsi que d’une diminu- raient aller dans ce sens. Le premier est la tion de la teneur en aluminium des solu- teneur en Mg restée en moyenne égale à
tions du sol (Mohammed et al, 1992). qu’une fertilisation seulement calcique (ta- Certes on croit de moins en moins à une bleaux Il et IV). En 1989/1990, la relation réelle toxicité directe de l’aluminium dans jaunissement-composition minérale des les sols forestiers, même acides, mais son feuilles est cependant plus significative rôle comme antagoniste du calcium et du avec le calcium qu’avec le magnésium (ta- magnésium au niveau des surfaces absor- IX). Il faut sans doute voir ici à bleau nou- bantes des radicelles est de plus de plus le rôle indirect du calcium. veau admise (Van Praag et al, 1991). On peut Les essais de fertilisation rapportés ici alors penser que l’effet d’une fertilisation ont mis en évidence le rôle de l’alimenta- calcique est de faciliter l’absorption du cal- tion calcique et magnésienne dans le dé- cium et du magnésium, par diminution de périssement sur sols de faible fertilité dans l’antogonisme aluminique, mais aussi de les Vosges. Pour passer à des opérations favoriser le développement racinaire et la de fertilisation opérationnelles, compte mycorhization, ce qui multiplie d’autant tenu de leur prix élevé (1 800 à 2 600 F/ l’effet précédent. La fertilisation calcique a ha), il faudrait savoir détecter les situations eu son effet maximal sur les peuplements les plus préoccupantes. il y a eu, depuis la dont le sol était le plus acide à 30 cm de certaine améliora- crise de 1983/1985, une profondeur (Louchbach, Grossmann). Il l’avons souligné plus tion, nous comme faut rappeler ici que les recherches micro- haut. Il y a eu aussi amélioration des ca- biologiques ont mis en évidence l’exis- ractéristiques d’alimentation minérale. Il tence d’une microflore fongique particu- faut donc rechercher si cette alimentation lière, dite «délétère», qui s’oppose à la fois minérale actuelle, en période de non-crise à une bonne alimentation minérale et à (au moins hors période de crise aiguë), une bonne mycorhization; elle semble liée peut donner des indications sur le risque, aux sols à forte teneur en aluminium pour tel ou tel peuplement, de revenir, en échangeable, et cesse d’être opérante cas de nouvelle crise climatique, à des ni- quand on a enrichi le sol en calcium (Esti- veaux préoccupants de défoliation ou de valet, 1989; Estivalet et al, 1990; Devêvre, jaunissement. C’est pourquoi nous avons 1990). étudié les corrélations entre alimentation Dans le phénomène de jaunissement, le minérale en 1989 et défoliation ou jaunis- sement en 1986. magnésium a un rôle plus net. Le «jaunissement dans les montagnes En qui concerne la défoliation, le ni- ce acides» correspond exactement à la ca- du calcium dans les aiguilles de veau rence magnésienne (Parameswaran et al, l’année courante en 1989 et celui du ma- 1985). Il a pu être jugulé par de simples gnésium dans les aiguilles de 4 année e fertilisations magnésiennes (Zech et Popp, pouvoir être des indicateurs cor- semblent 1983). En 1985/1986, l’intensité du jaunis- (tableau IX, figs 3 et 4). La teneur en rects sement est bien mieux corrélée avec l’ali- magnésium des aiguilles de 1 re année est mentation magnésienne qu’avec l’alimenta- indicateur nettement moins bon, avec un tion calcique (tableau IX). corrélation significative à 10% seule- une Par fertilisation calco- Supposons qu’on veuille par ment. ailleurs, une exemple que, en période de crise, la défo- relève de manière signi- magnésienne, qui liation d’un peuplement n’excède pas 20% ficative la teneur en magnésium des ai- en moyenne; celle-ci correspond, sur la guilles, surtout dans les peuplements les base d’une corrélation qui existe, dans les plus dépérissants tels que Louchbach, essais décrits, entre défoliation moyenne Grossmann ou Vologne (tableau VI), est et nombre d’arbres défoliés, à moins de un peu plus efficace sur le reverdissement
30% d’arbres ayant perdu plus de 25% de aiguilles de 1 année en ments dont les re leurs aiguilles (moyennement et fortement 1989 contiennent moins de 0,47% de cal- endommagés suivant la terminologie fran- cium (fig 5). Le manque de corrélation si- çaise); il faudrait alors fertiliser les peuple- gnificative entre teneur des aiguilles de 1re ments qui, en 1989, avaient moins de année ou de 4 année en 1989 et jaunisse- e 0,47% de calcium dans leurs aiguilles de ment en 1986, rend difficile l’utilisation de 1 re année (fig 3) et/ou moins de 0,07% de la teneur en magnésium. Cependant, si magnésium dans leurs aiguilles de 4 l’on se base sur la corrélation entre jaunis- e année (fig 4). Cela correspond à une te- sement en 1986 et teneur en Mg des ai- neur en magnésium de moins de 0,14% guilles de l’année en 1985 et sur la relation dans les aiguilles de 1 année si l’on se (bien qu’elle ne soit significative qu’à 10%) re réfère à la courbe de la figure 4. entre teneurs en magnésium en 1985 et en 1989, on aboutit à une valeur de 0,13% En concerne le jaunissement, il qui ce de Mg dans les aiguilles de l’année cou- existe corrélation significative entre la une rante en période de non-crise. teneur en calcium des aiguilles de 1 re année en 1989 et le pourcentage d’arbres Les teneurs-seuils en magnésium ainsi dont la note de jaunissement est supé- obtenues sont élevées, et remettent en rieure à 1 en 1986 (tableau IX). Pour une question, à la hausse, les seuils d’insuffi- sance adoptés jusqu’ici, ou proposés ré- proportion maximale souhaitée de 15% cemment (Bonneau, 1992a). Ces seuils d’arbres de note supérieure à 1 en cas de crise, il faudrait, sur les mêmes bases que pour la défoliation, fertiliser les peuple-
cher à différencier le sapin et l’épicéa et les données ac- que, statistiquement, quises concernent l’ensemble des 2 : il y a 6 essais sur le sapin, contre 2 pour l’épi- céa, mais l’essai du Louchbach, sur épi- céa, fortement dépérissant, «pèse» certai- les corrélations lourd dans nement établies. CONCLUSION Les essais de fertilisation mis en place dans les Vosges en 1985 et le suivi régu- lier dont ils ont fait l’objet fournissent plu- sieurs informations intéressantes, concer- la genèse et l’évolution du nant sur les sols de fertilité dépérissement moyenne ou faible de ce massif. La crise forte de 1983-1985 avait proba- blement des causes climatiques : forte plu- viométrie de printemps et sécheresse d’été. Cela est montré par un certain réta- élevés sont compatibles avec les travaux blissement spontané de la santé des peu- des chercheurs allemands en Forêt Noire plements, alors que la pollution acide n’a (Liu et Huettl, 1991) qui fixent le seuil de sans doute pas diminué de manière très si- carence «dramatique» pour l’épicéa à gnificative. Ce rétablissement spontané 0,07% dans les aiguilles de 1 année, re s’accompagne d’une amélioration de l’ali- mais qui montrent que des jaunissements mentation calcique et magnésienne. sensibles peuvent exister jusqu’à 0,14%. et la défoliation sont Le jaunissement Par ailleurs, Stefan (1991) estime que la bien corrélés niveau d’alimenta- au assez teneur des aiguilles de l’année de l’épicéa tion calcique et magnésienne des aiguilles est suffisante si elle est supérieure à de 1 année au moment de la crise, en re 0,11%. 1985-1986, mais la corrélation avec l’ali- Notons in fine que les corrélations jau- mentation magnésienne s’estompe pro- nissement ou défoliation avec les analyses gressivement lorsque l’on sort de la pé- de sol sont mauvaises dans nos essais, la riode de crise; il faut alors faire entrer en moins mauvaise étant celle qui existe jeu la teneur en magnésium des aiguilles entre le taux de défoliation en 1986 et la de 4 année pour que cet élément con- e teneur en aluminium échangeable en A 1 serve une valeur explicative; encore cette (significative à 15%) (elle donnerait un ris- valeur est-elle faible. Au contraire, la corré- que de défoliation moyenne supérieur à lation entre défoliation ou jaunissement et 20% pour une teneur en aluminium de plus niveau d’alimentation en calcium des ai- de 20 meq/kg de sol). guilles de 1 re année se maintient, et même s’améliore dans le cas du jaunissement, Enfin, il est évident que le nombre des après la période de crise. essais réalisés est insuffisant pour cher-
commission des Communautés européennes, Une fertilisation calcique ou calco- ainsi qu’à la participation active du personnel de magnésienne conforte le rétablissement l’Office national des forêts, et au dévouement de de l’état de santé. Pour l’élaboration d’une M Adrian, D Gelhaye et M Bitsch, techniciens du nouvelle masse foliaire la fertilisation calci- laboratoire «Sols et nutrition des arbres fores- que paraît suffire alors que pour le rever- tiers» du centre INRA de Nancy. dissement un apport calco-magnésien est peu plus performant. un RÉFÉRENCES Les corrélations établies à partir des données recueillies dans ces essais per- mettent d’établir une prévision des risques Aschan C, Dambrine E, Nourrisson G, Tabeaud de défoliation et de jaunissement en cas M (1991) Dépôt d’éléments minéraux sur les de nouvelle crise climatique à partir de la écosystèmes naturels terrestres. Rapport composition foliaire en dehors des pé- scientifique au ministère de l’Environnement riodes de crise. Le degré de signification relatif aux résultats de l’exercice 1989-1991, relativement faible de ces corrélations INRA, centre de Nancy, 167 p donne aux seuils proposés de teneur en Becker M (1987) Bilan de santé actuel et rétros- Ca et Mg des aiguilles une simple valeur pectif de sapin (Abies alba Mill) dans les Vosges. Étude écologique et dendrochrono- indicative assez grossière qui peut cepen- logique. Ann Sci For 44, 4, 379-402 dant servir de guide pour choisir les peu- Bonneau M, Landmann G, Nys C (1991) Fertili- plements à fertiliser. Au-dessous de zation of declining conifer stands in the 0,47% de calcium dans les aiguilles de 1 re Vosges and in the French Ardennes. Water, année ou de 0,13% de magnésium dans Air Soil Pollut 54, 577-594 les aiguilles de 1 année, ou de 0,08% re M, Fichter J (1991) Cartographie du Bonneau dans les aiguilles de 4 année en période e dépérissement à partir de photographies aé- de non-crise, une fertilisation semble indis- riennes sur un secteur des Hautes-Vosges, à pensable si l’on veut, en période de crise, partir des travaux de l’Institut géographique pas dépasser 20% de défoliation national. Rapport au ministère de l’Agricul- ne ture et de la Forêt, 19 p moyenne ou 15% d’arbres présentant plus de 10% d’aiguilles jaunes. Bonneau M, Landmann G, Adrian M (1992a) La fertilisation comme remède au dépérisse- L’intervention importante du calcium ment des forêts en sols acide : essais dans dans les corrélations établies est en bon les Vosges. Rev For Fr 44, 3, 207-223 accord avec l’hypothèse, émise par M, Dambrine E, Aschan C (1992b) Ap- Bonneau d’autres chercheurs, de l’intervention d’une ports de pollution et de nutriments aux peu- microflore délétère favorisée par l’acidifica- plements forestiers par l’atmosphère : inten- tion des sols. Elle milite en tout cas pour sité et variations dans le massif vosgien. Courr Cell Environ INRA 16, 27-33 que les mesures d’amélioration des sols vosgiens ne se limitent pas à l’apport de Ranger J, Pollier B, Bonneau M, Dambrine E, Granier A, Carisey N, Lu P, Probst A, Viville sels de magnésium, comme le suggèrent D, Biron P, Garbaye J, Devevre O (1991a) certaines équipes de recherche en Alle- Influence of various stresses on Ca and Mg magne. nutrition of a Spruce stand developed on aci- dic soil. First European Symposium on Ter- restrial Ecosystems: Forests and Woodlands. REMERCIEMENTS Florence, Italy, 20-24 May 1991 (A Teller, P INR Joffers, eds) Elsevier Appl Sci Mathy, 465-472 Ces travaux ont pu être conduits grâce aux fi- nancements du ministère de l’Agriculture et de Dambrine E, Le Goaster S, Ranger J (1991b) la Forêt et de la Direction Générale VI de la Croissance et nutrition minérale d’un peuple-
d’épicéa en sol pauvre. Il. Prélèvement way spruce stands (Picea abies Karst) in ment racinaire et translocation d’éléments miné- Southwestern Germany. Fert Res 27, 922 raux au cours de la croissance. Acta &OElig;col 12 Ranger J, Dambrine E, Bonneau Mohamed AD, (6), 791-808 M, Gelhaye D, Granier A (1992) The effect of Devêvre O (1990) Mise en évidence expérimen- limestone and limestone plus NPK fertiliza- tale d’une microflore rhizosphérique délétère tion on the soil and mass balance of a spruce associée au dépérissement de l’épicéa en stand (Picea abies L Karst) in the Vosges France et en Allemagne. DEA de biologie fo- mountains. For Ecol Manage (sous presse) restière, Université de Nancy I, 65 p Parameswaran N, Fink S, Liese W (1985) Fein- Estivalet D (1989) Contribution à l’étude du dé- strukturelle Untersuchungen an Nadeln ges- périssement des forêts : mise en évidence du chädigter Tannen und Fichten aus Waldscha- rôle de la microflore tellurique sur le jaunisse- dengebieten im Schwarzwald. Eur J For ment de l’épicéa commun (Picea abies Pathol 15, 168-182 Karst). Thèse de biologie et physiologie vé- Target A, Kleinpeter J, Fiegel G, Perros P gétales de l’Université de Nancy I, 117 p (1991) Climat de pollution gazeuse dans le Estivalet D, Perrin R, Le Tacon F, Bouchard D massif vosgien. Journées de travail DEFOR- (1990) Microbial aspects of forest decline in PA, 8-10 octobre 1991, INRA, centre de the Vosges forest area (France). For Ecol Nancy, 96 p Manage 37, 233-248 Stefan K (1991) Das österreichische Bioindika- Landmann G, Bonneau M, Adrian M (1987) Le tornetz. Ergebnisse der Schwefel- und Näh- dépérissement du sapin pectiné et de l’épi- relementuntersuchungen. VDI Berichte 901, céa commun dans le massif vosgien est-il en 259-273 relation avec l’état nutritionnel des peuple- Van Praag HJ, Weissen F, Delecour F, Ponette mets ? Rev For Fr 39(1), 5-11 Q (1991) Aluminium effects on forest stands F (1991 ) Modifications observées à Lebourgeois growing on acid soils in the Ardennes (Bel- la suite d’une fertilisation dans diverses sapi- gium). Belg J Bot 124 (2), 128-136 nières dépérissantes des Vosges. Étude phy- toécologique et dendrochronologique. DEA Zech W, Popp E (1983) Magnesiummangel, écologie générale et production végétale, en einer der Gründe für das Fichten und Tan- Université d’Orsay (Paris XI), 65 p nesterben in NO-Bayern. Forstwiss Centralbl 102, 50-53 Levy G, Becker M (1987) Le dépérissement du sapin dans rôle de les primordial Vosges : Zöttl HW, Mies E (1983) Nährelementversor- Ann Sci For déficits d’alimentation en eau. gung und Schadstoffbelastung von Fichtenö- 44, 4, 403-416 kosystemen in Südschwarzwald unter Immis- Dtsch Liu JC, Huettl RF (1991) Relations between da- Bodenkundl Mitt sionseinfluss. mage symptoms and nutritional status of Nor- Gesellschaft 38, 429-434