revue de la littérature portant sur les rapports sol

Revue de la littérature

portant sur les rapports

sol-plante en ligniculture

PATRICK FILIATRAULT, ING.F., M.SC.

février 2008

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Table des matières

INTRODUCTION 7

LES CARACTÉRISTIQUES DU SOL FAVORISANT UNE CROISSANCE OPTIMALE 8

• Le drainage du sol 9

• La texture du sol 10

• L’acidité du sol ou pH 10

• Le contrôle de la végétation de compétition 12

LES BESOINS NUTRITIFS DU PEUPLIER HYBRIDE ET DU MÉLÈZE HYBRIDE 13

• Quelques notions générales en nutrition des plantes 13

• Les besoins du peuplier hybride 16

– Quand fertiliser ? 17 – Comment fertiliser ? 19 – Combien fertiliser ? 20 – Fertilisation basée sur les caractéristiques du sol 27 – Fertilisation basée sur l’analyse foliaire 28 – Méthode d’échantillonnage des feuilles 30

• Les besoins du mélèze hybride 31

– Quand, comment et combien fertiliser ? 31 – Fertilisation basée sur les caractéristiques du sol 32 – Fertilisation basée sur l’analyse foliaire 32 – Méthode d’échantillonnage des feuilles 33

LES EFFETS DE LA FERTILISATION SUR LA CROISSANCE ET LA NUTRITION 34

CONCLUSION 35

REMERCIEMENTS 35

RÉFÉRENCES 36

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Liste des tableaux

TABLEAU 1 Traits principaux de six clones étudiés en Montérégie en lien avec des caractéristiques

de sol (D’Orangeville et al., 2006) 11

TABLEAU 2 Rôles des éléments nutritifs majeurs chez les plantes (adapté de Camiré et al., 1996) 14

TABLEAU 3 Rôles des oligo-éléments chez les plantes

(adapté de Camiré et al., 1996 ; Kafkaffi et Xu, 2002) 15

TABLEAU 4 Prélèvement annuel et retour à la litière de plantations de PEH en France

(adapté de Berthelot et al., 2000) 22

TABLEAU 5 Quantités de fertilisants épandues dans différentes recherches passées et actuelles 24

TABLEAU 6 Synthèse de différentes recherches passées

du Gouvernement du Québec (1976-1982) 25

TABLEAU 7 Projets de recherche en cours au Réseau Ligniculture Québec 26

TABLEAU 8 Concentrations foliaires en éléments majeurs (% de matière anhydre)

généralement considérées comme critiques chez les peupliers (adapté de Camiré et Brazeau, 1998) 29

TABLEAU 9 Concentrations foliaires en éléments majeurs (% de matière anhydre)

généralement considérées comme optimales chez les peupliers (adapté de Camiré et Brazeau, 1998) 29

TABLEAU 10 Concentrations foliaires optimales et valeurs de défi cience en éléments majeurs

(% de matière anhydre) chez le mélèze (adapté de Camiré et Brazeau, 1998) 33

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Introduction

Les relations sol-plante chez les essences à croissance rapide suscitent un intérêt croissant depuis les dernières années, expl iqué par la popularité grandissante de la ligniculture. C’est ainsi que la culture de ces essences amène une foule d’inter-rogations liées à la ressource « sol » : quels sont les besoins en é léments m iné raux répondant à une nutrition équilibrée? La fertilisation et le chaulage sont-ils requis pour assurer les rendements recherchés ? Quelles classes de drainage faut-il recher-cher ? Une succession de plantations d’essences à croissance rapide sur un même site causera-t-elle un épuisement du sol ?

Des prat iques souvent identifiées à l’agriculture, comme la ferti l isation et l’utilisation de pesticides, sont répandues dans les plan-

tations de peuplier hybride (PEH) de l’Ontario, de l’ouest du Canada et des États-Unis. À la différence du Québec, les plantations ontariennes et américaines se retrouvent habituellement sur des terres agricoles, là où les infras-tructures permettent ce genre de pratiques. La ligniculture est donc davantage associée à l’agriculture. Au Québec, la majorité des plantations de PEH se trouvent en milieux forestiers. La situation est la même pour le mélèze hybride (MEH). Une proportion des sites forestiers possède sans doute des sols répondant aux exigences de ces essences sans besoin d’ajout d’engrais, mais un pourcentage pré-sente probablement certaines lacunes en termes nutritifs.

Durant les dernières décen-nies, au Québec, beaucoup d’efforts ont porté sur le développement d’hybrides

performants de PEH et de MEH. Cependant, moins d’efforts ont été réalisés dans d’autres domaines de la ligniculture dont celui de la compréhension des relations entre le sol et les plantes. C’est dans le but de rassem-bler et de communiquer les dernières connaissances sur le sujet que le présent docu-ment a été conçu. Il s’attardera sur le peuplier hybride et le mélèze hybride, et sur leurs exigences pédologiques (pH, drainage, contenu en élé-ments nutritifs) en lien avec la croissance et la nutrition.

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Les caractéristiques du sol favorisant une croissance optimale

Dans les conditions idéales (sol, climat, etc.), les rendements des essences à croissance rapide dépassent largement les rendements des essences indigènes en forêt naturelle. À titre comparatif, l’accroissement annuel moyen d’une plantation d’épinette blanche est évalué à 4,8 m3/ha/an à 50 ans, pour un indice de qualité de station de 10, avec une densité initiale de 2 500 tiges/ha (Bolghari et Bertrand, 1984). Pour le PEH, cette valeur varie de 8,0 à 11,6 m3/ha/an à 20 ans, pour un indice de qualité de station moyen (ministère des Ressources naturelles du Québec, 1998). Les clones les plus performants dans les sites riches peuvent atteindre un accroissement de 15 m3/ha/an à 15 ans (Périnet, 1999). Pour le mélèze européen ou japonais, cette valeur oscille entre 6,2 et 7,8 m3/ha/an à 30 ans, pour un indice de qualité de station moyen et avec une densité initiale de 2 500 tiges/ha (Bolghari et Bertrand, 1984 et G. Prégent, MRNF, communication personnelle), tandis que cet accroissement est de 5 à 10 m3/ha/an pour le mélèze hybride (Perron et Rainville, 2002). En Suède, une étude a démontré que les rendements du mélèze hybride ont été légèrement supérieurs à

ceux de l’épinette de Norvège (Ekö et al., 2004). Précisément, les rendements mesurés sur sites fertiles ont atteint 13 m3/ha/an à 35 ans.

Cependant, pour atteindre ces rendements élevés, certaines exigences doivent être réunies : clones ou hybrides adaptés à la région écologique et au site, orientation favorable du terrain (vent, luminosité), qualité du site (fertilité du sol, drainage, pH), contrôle de la végétation de compétition, etc. C’est pourquoi, en populiculture, on évoquera souvent l’expression « Planter les meilleurs clones, sur les meilleurs sites en les cultivant avec soin ! ». Cet énoncé est tout aussi valable pour le mélèze hybride.

L’excellente croissance des peupliers et mélèzes hybrides s’explique par la nature même de ces espèces, et par les améliorations génétiques effec-tuées par croisement. Parmi les caractères de ces essences qui permettent de tels rendements, notons le développement du système racinaire, plus particu-lièrement pour le peuplier. En effet, la densité des radicelles est élevée comparativement à d’autres espèces d’arbres. Elle est de 2,4 à 6,3 cm/cm3 de sol,

ce qui explique en partie les hauts rendements (Dickmann et al., 2001 ; Heilman et al., 1994). Ces rendements sont aussi expliqués par la très grande capacité du peuplier et ses hybrides à prélever rapidement et à utiliser l’azote du sol (Cooke et al., 2005). De plus, les racines explorent généralement le sol à une profondeur importante, soit de 1 à 3 mètres, en autant que le sol soit profond. Bien que certains clones soient plutôt « non-plastiques » (ayant peu d’aptitudes à s’accommoder d’une variété de conditions), plusieurs clones le sont et ils développent leurs racines selon les conditions du sol (Nguyen et al., 1990 ; Pregitzer et al., 1990). Le développement racinaire varie ainsi selon le drainage, la texture du sol, la richesse du milieu en éléments nutritifs, etc. Par conséquent, les racines se dirigent là où les zones sont humides (mais pas saturées en eau) et où le sol est plus fertile. C’est ainsi qu’en populiculture, les hauts rendements sont généralement observés sur les sites à sol profond, à texture moyenne (loam), bien drainés et bien aérés, riches en éléments nutritifs et peu acides (pH > 5,5) (P. Périnet, MRNF, communication personnelle).

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Le drainage du sol

Dans l e cas du peup l i e r hybride, comme il a été écrit précédemment, pour atteindre les rendements escomptés, le milieu de croissance doit se caractériser par un sol bien drainé et bien aéré. Plus précisément, les classes de drainage 2 et 3 (bon à modéré) conviennent au PEH (Ménétrier et al., 2005). Une attention spéciale doit être portée au choix du clone dans le cas de la classe 4, non-idéale, bien qu’elle ne soit pas totalement à proscrire (Camiré et Brazeau, 1998). Pour le MEH, les classes de drainage recommandées sont semblables au PEH, alors que des sites de classe 5 (très humide) peuvent faire l’objet de plantation, mais on ne doit pas s’attendre à d’excellents résultats (Camiré et Brazeau, 1998). Les sites des autres classes de drainage ne devraient pas faire l’objet de plantation avec ces essences. De plus, même s’ils apprécient un bon approvisionnement en eau, les peupliers ont besoin d’au moins 60 cm de sol bien drainé (Vallée et al., 1997).

La croissance rapide du PEH et du MEH laisse supposer des besoins en eau importants surtout lors de la pér iode intense de croissance, d’où l’importance d’un sol profond et bien alimenté en eau. À cet effet, il a été démontré qu’un stress hydrique combiné à une faible disponibilité en azote sont deux facteurs affectant négativement la croissance (Ibrahim et al., 1997). De plus, il est connu qu’un stress hydrique cause une diminution de la photosynthèse, expliquée par la fermeture des stomates, par la diminution de la turgescence de la feuille et par la déshydratation des protoplasmes (Ibrahim et al., 1997). En termes quantitatifs, cela représente une baisse jusqu’à 63 % de photosynthèse nette par unité foliaire sur une base de poids et de 28 % lorsqu’exprimé sur une base de surface foliaire (Ibrahim et al., 1997). Les effets négatifs d’une sécheresse sur la photosynthèse ont aussi été notés par Dickmann et al. (1992). Ainsi, un apport insuffi sant en eau affectera la croissance et, par conséquent, les rendements en volume. Au Québec, les risques de sécheresse prolongée sont

moins grands que dans l’Ouest canadien où les populiculteurs doivent composer avec le phénomène. Ce sont plutôt des surplus d’eau auxquels il faut porter attention (au printemps et à l’automne principalement). Il est bien connu que la saturation en eau dans le sol affecte la respiration racinaire et, par ricochet, la croissance. De plus, le PEH est particulièrement sensible aux excès d’eau. C’est ainsi que les irrégularités de croissance observées dans des plantations de PEH au Québec sont souvent attribuables à la variabilité du drainage. Qualifiée d’essence « stationnelle », le PEH est ainsi très sensible aux conditions du micro-site qu’il occupe. Des conditions favorables côtoyant d’aut res condi t ions moins favorables se répercuteront sur la croissance. C’est ainsi qu’on peut observer des arbres aux rendements impressionnants près de tiges à plus faible croissance. Le choix des sites de plantation doit donc considérer le drainage du sol afin que les apports en eau soient suffisants mais non excédentaires.

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La texture du sol

L’acidité du sol ou pH

L’ensemble des sols à texture moyenne (loam, loam limoneux, loam sablo-argileux, loam argileux, etc.) sont les plus appropriés pour la culture intensive du PEH et du MEH. Les sols à texture plus grossière (sable, sable loameux, etc.) conviennent peu au PEH tandis qu’ils peuvent supporter le mélèze en autant qu’ils contiennent environ 5 % de matière organique qui a pour effet d’augmenter la rétention en eau (Camiré et Brazeau, 1998). Pour ce qui est des sols à texture fi ne, ils peuvent convenir, mais si le drainage est imparfait ou mauvais, ils sont à éviter (car ils sont alors fréquemment gorgés d’eau). Si on se réfère aux espèces parentales du MEH, celui-ci devrait bien croître dans les sols légers, profonds et frais, avec des textures dites équilibrées (loameuses) (Cauboue et Malenfant, 1988). Les sols secs et les sols calcaires sont à éviter pour cette essence.

L’acidité du sol est un paramètre important à considérer car il est un indice de la fertilité. En effet, la disponibilité des éléments nutritifs y est directement liée. Ainsi, pour beaucoup d’éléments, la disponibilité (forme extractible par les plantes) est maximale à un pH allant de faiblement acide à faiblement alcalin. En populiculture, la valeur recommandée du pH souvent mentionnée est d’au moins 5,5 (Hansen, 1983 ; Czapowskyj et Safford, 1993 ; Camiré et Brazeau, 1998). Sous cette valeur, la croissance est moindre pour la majorité des clones. Il n’est pas recommandé de dépasser une valeur de 6 étant donné les interactions entre éléments nutritifs, un lessivage accru de potassium et la rétroversion du phosphore qui devient alors peu disponible (Camiré et Brazeau, 1998).

Le mélèze est moins susceptible aux faibles pH. Cependant, on doit éviter de le planter dans des sols calcaires (pH > 7). De plus, les plants de mélèze sont plus vigoureux lorsqu’ils se retrouvent sur des sites dont le pH va de modérément acide à neutre (Pâques, 1994).

Le rapport de D’Orangeville et al. (2006) fait ressortir des caractéristiques pédologiques (pH, texture, drainage) en lien avec les rendements de six clones de peupliers dans le sud du Québec. Les auteurs concluent que les clones s’avèrent plus performants dans certaines conditions pédologiques. Les principales conclusions sont résumées au tableau 1.

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Tableau 1Traits principaux de six clones étudiés en Montérégie en lien avec des caractéristiques de sol (D’Orangeville et al., 2006)

CLONE TRAITS CARACTÉRISTIQUES

Populus trichocarpa x P. deltoides, no. 3230 • Performe bien dans des sols à texture moyenne à grossière ;

• intolérant au pH basique et aux sols argileux mal drainés.

(Populus deltoides x P. nigra) x P. maximowiczii, no. 915508

• Convient sur sols fertiles (loams) à moyennement fertiles (loams sableux) ;

• le mieux adapté aux diverses conditions de sol rencontrées dans l’étude ;

• si le pH est acide, la croissance diminue.

Populus maximowiczii x P. balsamifera, no. 915311

• Réagit mal aux loams sableux autant acides qu’alcalins ; 1

• performe mieux sur sols à texture fi ne.

Populus deltoides x P. nigra, no. 3308 • Performe très bien sur loams riches ;• forte allocation de la biomasse aérienne

à la croissance radiale, au détriment de sa croissance verticale.

Populus deltoides x P. nigra, no. 3570 • Peut être considéré comme un généraliste, très compétitif sur sols appauvris, notamment en phosphore et en potassium ;

• performe sur loams et aussi sur sols lourds et sableux pauvres.

Populus nigra x P. maximowiczii, no. 3729 • Semble bien tolérer un drainage imparfait et un pH alcalin ;

• possède un ratio hauteur/diamètre élevé, ce qui diminue le volume par tige. Ceci lui permet toutefois de se mettre hors d’atteinte des brouteurs comme le cerf.

1 Note de l’auteur de la présente revue : sans remettre en doute les résultats de l’étude, cette conclusion apparaît surprenante car les hybrides du groupe « 9153 » sont plutôt réputés être adaptés aux sols acides et aux climats plus frais des collines forestières, étant donné les deux espèces parentales.

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En résumé, en termes de sol, les exigences se traduisent ainsi pour le PEH : un sol bien aéré, une humidité et des éléments nutritifs suffi sants, un sol ayant une profondeur d’au moins 1 mètre (calculé de la surface jusqu’à la nappe phréatique), une texture moyenne et un pH variant de 5,0 à 7,0, idéalement de 5,5 à 6,0. Les conditions non-favorables se traduisent par un sol saturé en eau, salin et lourd (argileux) où l’aération est défi ciente (Stanturf et al., 2001). Pour le MEH, les conditions sont similaires, mais le sol peut être un peu plus acide et un peu plus humide.

Le contrôle de la végétation de compétitionBien qu’il ne s’agisse pas d’une caractéristique du sol, i l est important de mentionner que le contrôle de la végétation de compétition est un aspect primordial en ligniculture. En effet, i l déterminera souvent le succès ou l’échec d’une plantation, surtout dans le cas du PEH. Pour ce dernier, la végétation de compétition agira, dans une certaine mesure, sur la lumière, mais souvent davantage sur la compétit ion pour les ressources du sol. En effet, les plants de peupliers produits au Québec ont des hauteurs variant généralement de 1,0 à 2,0 m, ce qui fait en sorte que les plants surpassent la compétition. Par contre, celle-ci agira négativement sur la croissance et la nutrition des plants par la compétition pour les éléments nutritifs et l’eau. La conclusion de l’étude de

Czapowskyj et Safford (1993) est éloquente à ce sujet : après 10 ans de croissance, les rendements de croissance des plantations de PEH étaient 10 fois supérieurs dans les parcelles fertil isées avec contrôle de la compétition comparativement aux parcelles fertilisées sans contrôle de la compétition. Dans leur document d’information, Ménétrier et al. (2005) insistent d’ailleurs sur l’importance du contrôle de la compétition en recommandant de garder le sol à nu par hersage, puisque le fauchage n’est pas une méthode jugée suffi sante.

Dans la même veine, l’étude de Coll et al. (2007) a démontré que le dégagement mécanique (fauchage et hersage) n’a pas eu d’effets sur la croissance dans des plantations situées sur d’anciennes terres boisées dans

le sud-est du Québec. Il faut ici préciser que les conditions du terrain forestier ne rendaient pas faci le la réal isat ion du hersage. Enfi n, toujours dans la même étude, dans la plantation établie l’année antérieure aux traitements expérimentaux (donc plantation dans sa deuxième saison de croissance), une plus forte croissance en diamètre et en hauteur a été observée chez les peupliers traités avec des herbicides. Évidemment, l’uti l isation d’herbicides est eff icace pour combattre la végétat ion de compéti t ion. Toutefois, son utilisation n’est pas permise sur les terres publiques du Québec et non-subventionnée sur les forêts pr ivées. En conclusion, le contrôle de la végétation de compétition est un élément capital, particulièrement en ligniculture.

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Les besoins nutritifsdu peuplier hybride et du mélèze hybride

Comme toutes les espèces végétales, les peupliers et les mélèzes hybrides possèdent les mêmes besoins essentiels en éléments nutritifs. Le mot « essentiel » signifi e qu’un élément n’est pas entièrement substituable à un autre (Marschner, 1994). Ces éléments, au nombre de 17, sont : C, O, H, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Ni et Cl. Les spécifi cités des besoins des espèces ont trait aux quantités requises et aux formes chimiques pouvant être prélevées par les racines. Par exemple, certaines plantes requièrent plus d’azote comparativement à d’autres,

tandis que les racines d’une plante « x » seront plus effi caces à prélever une forme ionique plutôt qu’une autre. Les éléments C, O et H sont prélevés par échanges gazeux ou proviennent de l’eau. Les autres éléments sont tirés généralement du sol, quoique pour quelques-uns, les apports atmosphériques peuvent constituer une source non-négligeable. Les éléments dits « majeurs » se différencient de ceux appelés « mineurs » ou oligo-éléments, non pas en termes d’importance physiologique, mais en termes de quantité requise pour satisfaire les besoins de la plante (Camiré et al., 1996). De

plus, on dénombre des éléments dits « bénéfi ques ». Ces éléments ne sont pas essentiels pour l’ensemble des plantes, mais ils le sont pour certaines. On trouve dans ce groupe le sodium et le silicium (Ma, 2002). Le tableau 2 illustre les rôles des éléments majeurs chez les plantes. Le tableau 3 présente ceux des oligo-éléments. Par la suite, les particularités nutritives des deux espèces (PEH et MEH) sont discutées.

Quelques notions générales en nutrition des plantes

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Tableau 2Rôles des éléments nutritifs majeurs chez les plantes (adapté de Camiré et al., 1996)

ÉLÉMENT NUTRITIF RÔLES COMMENTAIRES

Azote (N) L’azote entre dans la composition de plusieurs composés : protéines, acides aminés, l’ATP et la chlorophylle. C’est donc un élément constituant des cellules et il est requis en grande quantité.

Chez les coni fères, l ’azote est généralement l’élément présent en plus forte concentration dans les feuilles, tandis qu’il est le deuxième chez les feuillus, après le calcium.Les plantes utilisent principalement deux fo rmes d ’azo te du so l : ammoniacales (NH4

+) et nitriques (NO3

-).

Phosphore (P) Le phosphore entre dans la constitution des acides nucléiques, des nucléotides, des phospholipides, etc. Il participe à la respiration cellulaire et à la synthèse des hydrates de carbone et des protéines. Il joue un rôle important dans le transfert d’énergie, la fl oraison, la fructifi cation et le développement racinaire.

La forme la plus absorbée est H2PO4- et

une petite quantité l’est aussi sous forme de HPO4

2-. Souvent, il y a très peu de formes assimilables de P dans la solution du sol. La disponibilité optimale se retrouve à un pH de 6,5. Même à cette valeur, les formes peu solubles prédominent, d’où l’importance d’une bonne réserve dans le sol pour une nutrition effi cace des plantes.

Potassium (K) Contrairement aux autres éléments majeurs, le potassium n’entre pas dans les structures organiques des cellules. Il est présent sous forme ionique, où il joue un rôle de régulateur tampon.

Dans les cas de carence, le métabolisme de la plante devient perturbé et celle-ci devient plus sensible aux maladies, à la sécheresse et au froid. Le K est donc un élément de tonicité et de vigueur.

La forme assimilable par les plantes est la forme ionique K+.

Calcium (Ca) Le calcium est essentiel à la synthèse de la pectine dans la membrane cellulaire. Il est impliqué dans la formation du noyau et des mitochondries.

Les arbres feuillus consomment une grande quantité de calcium, à tel point qu’il devient l’élément le plus important en quantité.

La plante utilise cet élément sous forme Ca++. Généralement, les sols du Québec contiennent suffi samment de calcium et de magnésium pour répondre aux exigences des plantes.

Magnésium (Mg) Le magnésium est un élément structural, puisqu’il entre dans la composition de la chlorophylle. Son rôle métabolique est très étendu dans la plante.

Une fertilisation en magnésium favorise ainsi une plus grande utilisation de phosphore.

Tout comme le calcium, le magnésium est prélevé sous forme ionique Mg++ par les racines.

Soufre (S) Le soufre entre dans la constitution d’acides aminés et dans les structures de vitamines. Ainsi, son rôle est largement lié à celui de l’azote.

Le souf re du so l es t absorbé principalement sous forme SO4

2-. Les besoins en soufre des espèces forestières du Québec sont relativement faibles et les apports par la pollution comblent facilement ces besoins.

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Comme leur nom l’indique, les éléments mineurs ou oligo-éléments sont requis en faibles quantités. Malgré cette caractéristique, les concentrations foliaires varient d’un élément à l’autre; certains, comme le fer et le manganèse, sont plus abondants dans les feuilles comparativement au cuivre ou au molybdène. Enfi n, contrairement aux éléments majeurs, leur rôle n’est pas structural mais enzymatique (tableau 3).

ÉLÉMENT RÔLES

Fer (Fe) Cet élément est nécessaire à la formation et au maintien de la chlorophylle; il est un constituant des protéines et des enzymes.

Manganèse (Mn) Son rôle se situe dans le processus de la photosynthèse; il active les enzymes dans le cycle de Krebs.

Zinc (Zn) Il est un constituant de plusieurs déshydrogénases et il est le régularisateur de l’équilibre CO2 + H2O et de H2CO3.

Cuivre (Cu) Il fait partie des enzymes respiratoires. Il est aussi impliqué dans le métabolisme de l’azote ammoniacal et il sert à la synthèse des hormones de croissance.

Bore (B) Il est impliqué dans la translocation des sucres (pour former un complexe sucres-bore) afi n de traverser les membranes et se rendre jusqu’aux racines pour permettre la respiration. Il joue un rôle dans la fl oraison, le métabolisme de l’azote et surtout dans la synthèse des protéines.

Molybdène (Mo) Il est nécessaire aux plantes qui fi xent le N2 atmosphérique. Son rôle principal se situe dans la réduction de NO3

-.

Nickel (Ni) Le nickel est impliqué dans le métabolisme de l’azote.

Chlore (Cl) Le chlore possède un rôle de régulateur osmotique. Il contribue à maintenir l’hydratation et la turgescence et il est impliqué dans l’élongation cellulaire et l’ouverture des stomates. Enfi n, il participe aux réactions impliquant l’ATP.

Tableau 3Rôles des oligo-éléments chez les plantes (adapté de Camiré et al., 1996 ; Kafkaffi et Xu, 2002)

Les besoins en éléments nutritifs diffèrent selon les diverses espèces de plantes. Certaines sont plus eff icaces dans le pré lèvement des é léments nutritifs, tandis que d’autres ont des besoins spécifiques afin d’accomplir certaines fonctions comme la fl oraison, la fructifi cation, etc. Il en va de même entre le PEH et le MEH, entre les hybrides de ces essences, et même entre les clones (Karim et Hawkins, 1999). À ce dernier égard, ces

auteurs concluent qu’ i l est possible de sélectionner des clones affi chant de forts taux de croissance tout en étant moins exigeants en nutri ments, per-mettant ainsi leur utilisation sur des sites de faible fertilité. La quantité d’éléments minéraux requise varie donc selon les clones, mais au Québec, les connais sances ne sont pas encore suffi santes pour déterminer l’apport de fertilisants en fonction des hybrides et encore moins en

fonc t ion des c lones . Pa r conséquent, nous nous attar-derons sur la base des besoins du peuplier hybride et du mélèze hybride, et non sur ceux des hybrides et des clones car ils ne sont pas connus. Toutefois, l’importance de bien pourvoir aux besoins des plantes est primor-diale, car sous certains seuils, la croissance des arbres risque d’être fortement perturbée et la résistance aux maladies diminuée.

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Les besoins du peuplier hybride

L’information sur la nature et la quantité des besoins en éléments nutritifs du PEH n’est pas abondante dans la littérature, mais on peut tout de même en tirer quelques renseignements intéressants. Cette rareté relative d’informations s’explique, sans doute, par le jeune âge de la ligniculture, mais aussi par la croyance répandue qu’une plantation d’arbres n’a pas besoin de fertilisants pour bien croître.

Une analyse du contenu en éléments majeurs du sol (totaux et assimilables), de même que le pH et la capacité d’échange cationique, sont des renseignements indis-pensables pour informer le sylviculteur sur la richesse d’un sol. De plus, une analyse du con-tenu foliaire des éléments N, P, K, Ca et Mg permet de statuer sur l’état nutritif de l’arbre. C’est avec ces informations qu’on évaluera la nécessité de la fertilisation et des doses à appliquer, le cas échéant.

Selon la littérature, la nécessité de fertiliser une plantation de PEH n’est pas systématique (Hansen, 1994). En effet, un sol modérément riche à riche et un contrôle de la végétation de compétition sont deux conditions permettant de répondre adéqua-tement aux exigences nutritives du PEH lors des premières années de croissance. Par contre, Czapowskyj et Safford (1993) affirment que la populiculture en milieu forestier sur sol acide requiert un contrôle de la compé-tition et une bonne gestion de la fertilité du sol, en chaulant et/ou en fertilisant. Dans leur étude, les rendements obtenus n’ont pas approché les rendements obtenus sur terres agricoles. Les auteurs attribuent ces résultats aux conditions initiales acides du sol, au contrôle partiel de la compétition (seules les plantes ligneuses étaient fauchées et non les graminées) et au climat frais et humide. De plus, les plants ont été broutés par le cerf de Virginie et par l’orignal, mais ce phénomène

n’a pas été quant i f ié. Ces constatations ne doivent toutefois pas être un frein à la populiculture pratiquée en milieu forestier, car l’expérience québécoise montre que des croissances observées jusqu’à maintenant sont fort encourageantes . De p lus , Brown et van den Driessche (2005) ont démontré, en milieu forestier, l’impact positif sur la croissance du PEH du contrôle de la compétition en l’absence de fertilisation, tout comme l’effet bénéfique d’une ferti l isation combinée azote-phosphore plutôt qu’une fertilisation avec un seul des deux éléments. Coll et al. (article soumis, mais pas encore accepté) ont également démontré une meilleure crois-sance, une augmentation de l’activité photosynthétique, de même qu’une modifi cation dans l’allocation de la biomasse lorsque la végétation de compétition est éliminée autour des plants de peuplier hybride âgés de 1 et 2 ans en milieu forestier en Estrie.

La richesse du sol en éléments minéraux et la compétition pour ceux-ci sont deux facteurs cruciaux pour une nutrition et une croissance optimales chez le PEH. Si le sol ne contient pas suffi samment d’éléments nutritifs et que la végétation de compétition est présente, la croissance du PEH sera affectée négativement.

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Quand fertiliser ?Tout dépendant de la richesse du sol, il peut être pertinent de fertiliser une plantation de PEH. Les questions qui sont souvent soulevées se rapportent à la manière, à la quantité et au temps dans l’année et dans la vie de la plantation pour procéder à l’épandage des engrais. Nous débutons par le dernier aspect.

Dans leur rapport, Camiré et Brazeau (1998) mentionnent qu’i l existe deux approches sur le moment d’intervention pour rétablir la ferti l ité d’un site. La plus commune, et la plus conservatrice en termes d’utilisation de fertilisants, est de ne pas intervenir tant que la productivité du peuplement n’est pas significativement réduite. Cette approche est recom-mandée par Dickmann et Stuart (1983) où l’apport d’engrais est requis seulement lorsque les arbres démontrent des signes de carences ou lorsque les analyses chimiques du feuillage ou du sol l’indiquent. Cette approche a le désavantage de « faire perdre du temps » durant la rotation de la plantation. En effet, la période requise pour rétablir la croissance (donc le rendement) prendra un ou deux ans après une fertilisation, ce qui n’est pas négligeable dans une rotation de 20 ans.

À l’opposé, l’autre approche vise à maintenir un haut niveau de fertilité du sol afi n de répondre aux besoins des peupliers et accroître de façon sûre la fertilité du site. L’approche préconisée par

Camiré et Brazeau (1998) se situe quelque part entre les deux. Elle est basée sur un suivi rigoureux des concentrations foliaires en éléments nutritifs avec l’objectif d’orienter les interventions de fertilisation et d’amendement vers l’atteinte d’indices DRIS (Diagnosis and Recommendation Intregrated System (Beaufils, 1973)). Ces indices considèrent non seulement les concentrations foliaires, mais aussi les rapports entre éléments, en lien avec le poids foliaire. Pour le PEH, ces indices sont actuellement en développement dans le cadre d’un projet de recherche. D’ici là, la mesure des concentrations fo l ia i res des é léments, de même que des analyses de sol, demeurent de bons critères pouvant déterminer la nécessité de fertiliser ou non.

Dans le Guide de référence en fertilisation (Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec, 2003), on statue sur la richesse d’un sol selon le type de culture qu’on y pratique. Si l’on se réfère aux cultures d’arbres à feuilles caduques, un sol est considéré comme « bon » s’il comporte 171 à 220 kg P/ha (ou 390 à 500 kg/ha de P2O5) et 241 à 320 kg K/ha (ou 290 à 385 kg/ha de K2O). Malgré ce statut, il est tout de même recommandé de procéder à une fertilisation. Il n’y pas de référence à l’azote, car on estime qu’il y a lieu d’ajouter cet élément au sol à chaque année.

Si un besoin de fertiliser est identifi é pour une plantation, il est important d’effectuer l’épandage de l’engrais au début de la saison de croissance, soit en mai, et au plus tard à la mi-juin, et ce, pour toutes espèces d’arbres et à plus forte raison pour le peuplier hybride. En effet, cette essence a parfois tendance à croître jusque tard en saison. Au-delà du mois de juin, l’effet du fertilisant pourra perdurer durant plusieurs mois, causant une croissance prolongée jusqu’à tard dans l’été. Ainsi, l’aoûtement risque de se faire tardivement et les rameaux deviennent alors vulnérables aux gels du début de l’automne. Par conséquent, il est important de fertiliser tôt en saison.

I l a déjà été démontré qu’i l es t poss ib le d ’augmenter significativement la croissance des PEH lors de l’année de la plantation avec une fertilisation dans des sols relativement riches (Guil lemette et DesRochers, 2008). Malgré ce fait, il n’est généralement pas recommandé de fertiliser une plantation lors de sa première, ni de sa deuxième année de croissance, si la compétition est éliminée et que le site est modérément fertile (Hansen et al., 1988 ; Hansen, 1994). D’ailleurs, Hansen (1994) insiste : « contrôler la végétation de compétition d’abord et fertiliser après, si besoin il y a ! ». Selon ces auteurs, il apparaît plus effi cace de fertiliser quelques années après la plantation puisque les besoins les plus importants en éléments

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minéraux se présentent tout juste avant la fermeture du couvert d’une plantation. En effet, les arbres ont tendance à démontrer des déficiences en éléments nutritifs avant la fermeture du couvert (Miller, 1983). Après la fermeture, la fertilisation peut être diminuée, même arrêtée (Hansen et al., 1988), parce que la végétation de compétition est éliminée graduellement et qu’elle devient moins exigeante en termes d’éléments nutritifs tout en libérant elle-même des nutriments par sa biodégradation. De plus, le développement de l’appareil photosynthétique (cime) des arbres ralentit et se stabilise, tout comme la demande des arbres en éléments nutritifs (Hansen,

1994). Cette moins grande demande peut s’expliquer par le fait que la translocation de l’azote comble environ 50 % des besoins des feuilles en croissance l’année subséquente (Bernier, 1984). La translocation d’éléments est le phénomène par lequel un arbre transfère des nutriments de ses feuilles vers ses bourgeons-rameaux-racines avant la chute des feuilles causée par la venue de l’automne ou par un stress comme une sécheresse. Cette t ranslocat ion permet donc à la plante d’emmagasiner des nutriments pour la saison suivante, par exemple. Dans cette veine, selon Hansen (1994), la fertilisation est nécessaire lorsque la plantation atteint le stade de

la fermeture du couvert et un peu avant, soit lorsque le besoin en azote est à son maximum. Enfin, Hansen et al. (1988) concluent que : 1) la végétation de compétition représente le principal puits (sortie du système) d’éléments nutritifs durant les premières années dans les plantations de peupliers hybrides ; 2) si la compétition est contrôlée, la fertilisation n’est pas nécessaire sur des sols moyennement riches, et ce, durant la première et la deuxième année de croissance ; et enfi n 3) sur les sites pauvres, la fertilisation est nécessaire même si la compétition est contrôlée.

En somme, la fertilisation d’une plantation de PEH n’est pas toujours nécessaire. On évitera de fertiliser lorsque le sol est suffi samment riche et que la végétation de compétition est contrôlée. Généralement, la fertilisation se fera quelques années après la plantation, soit lorsque les besoins en éléments nutritifs sont les plus élevés, bien qu’une fertilisation localisée lors de la plantation ou l’année suivante puisse être pertinente pour donner un avantage aux plants, surtout lorsqu’un ou plusieurs éléments nutritifs sont défi cients. Enfi n, la fertilisation doit toujours être effectuée en mai ou juin.

Fertilisation d’une plantation de PEH à l’aide de fumier de volailles.Photo : Patrick Filiatrault

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Comment fertiliser ?Diverses méthodes de fertilisation peuvent être retenues dans les plantations. L’épandage peut être effectué sur toute la surface du sol à l ’a ide d’un épandeur conventionnel à engrais. Une application par bandes sur les rangées des arbres est une méthode recommandée pour optimiser l’utilisation du fertilisant par les racines des PEH et pour éviter de favoriser la végétation de compétition. Une application localisée dans des trous autour des plants est une autre possibilité qui s’offre au sylviculteur.

Ces deux dernières méthodes ont fait l’objet d’une expérimentation en Colombie-Britannique avec des boutures de PEH par van den Driessche (1999). La fertilisation consistait à épandre des quantités d’azote et de phosphore par bandes de 0 (témoin), 100 et 200 kg par hectare, puis de façon localisée avec 0 (témoin), 25 et 50 kg par hectare. Le fertilisant é ta i t composé d’urée, de phosphate d’ammonium, de sulfate de zinc et de cuivre (formule N-P-K : 18-40-0, 0,5 % Cu, 0,5 % Zn et 1,5 % S). Dans le premier traite ment, la bande de fertilisants avait une largeur de 20 cm et elle était située à 25 cm de la rangée de peupliers, pour être ensuite incorporée au sol. La fertilisation localisée était appliquée dans 2 à 4 trous autour de chaque arbre, à une profondeur de 12 cm et à 15 cm de distance des boutures de 45 cm de PEH. La fertilisation localisée s’est traduite par une meilleure croissance compara-

tivement à la fertilisation par bandes, même si la dose à l’hectare était moindre (hauteur moyenne des arbres de 182 cm comparativement à 149 cm). Ce résultat peut s’expliquer par la proximité du fertilisant par rapport à la bouture qui possède peu de racines durant la première année. Il peut aussi être attribué au fait que la végétation concurrente était moins favorisée par le fertilisant localisé, donc moins compétitive pour les éléments nutritifs essen-tiels aux peupliers.

Pour des arbres plus gros et plus âgés, là où le couvert est presque fermé, la méthode d’épandage aurait probablement moins d’impact sur la croissance. En effet, dans cette situation, la végétation de compétition est habituellement moins abondante et le système racinaire des PEH est plus développé, donc davantage en mesure de prospecter les zones fertilisées. Cependant, l’abondance de la compétition demeure un facteur à prendre en considération, car celle-ci pourra absorber une quantité non-négligeable d’engrais.

Quant au type d’engrais à choisir, toute la panoplie des fertilisants disponibles peut servir, mais on justifierait mal l’utilisation d’un fertilisant à libération lente pour une plantation de grande super-ficie, compte tenu de son coût d’achat. L’expérimentation de Brown et van den Driessche (2002) n’a d’ailleurs démontré aucune différence significative entre des engrais à libération lente

et des engrais conventionnels à solubilité rapide sur la croissance de plançons de PEH sur l’île de Vancouver. Par contre, une expé-rience ultérieure a démontré la meilleure efficacité des engrais solubles (superphosphates) comparativement à des phos-phates moulus, provenant de phosphates minéraux (Brown et van den Driessche, 2002).

De plus, DesRochers et al. (2006) ont noté que le nitrate d’ammo-nium ne convenait pas dans leur expérience sur trois hybrides de peuplier, avec des doses relati-vement faibles (0, 8 et 16 g N/arbre). Dans cette étude, la fertilisation azotée a réduit de 6 à 10 % la croissance en hauteur et en diamètre, alors que celle en phosphore et en potassium ne causait pas d’effet. Par contre, après 3 ans, la croissance en hauteur et en diamètre augmentait légèrement avec la fertilisation azotée. Il faut préciser que le site de l’étude se caractérisait par un sol au pH près de 8 et que les précipitations sont annuellement faibles (380 mm). Les auteurs attribuent ces résultats à la très basse concentration de NH4

+ dans la solution du sol (transformé rapidement en nitrates) qui apparaît être la forme d’azote prélevée plus facilement en milieu légèrement alcalin. L’autre expli-cation avancée est la diffi culté des plants à prélever le NO3

- dans ces conditions. Par conséquent, il serait recommandé d’utiliser un engrais libérant de l’ammonium, ce qui favoriserait le prélèvement

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en azote et, par ricochet, augmen-terait la croissance, tandis qu’un engrais libérant des nitrates serait plus effi cace à des pH à tendance plus acide (DesRochers et al., 2003 ; Choi et al., 2005). De plus, une expérience menée en serre a conduit à une conclusion similaire, puisque les clones étudiés étaient mieux adaptés pour prélever le NH4

+ que le NO3- et l’effet négatif

physiologique du NO3- était

accentué à des pH élevés du sol (DesRochers et al., 2007).

C’est a ins i que se lon les caractéristiques du sol, il convient d’utiliser, seul ou en mélange, les engrais les plus répandus, comme le nitrate d’ammonium (34-0-0), l ’u rée (46-0-0) , le su l fa te d’ammonium (21-0-0), les super-phosphates et les phosphates d’ammonium (18-46-0 et 11-52-0), le chlorure de potassium (0-0-60) et le sulfate de potassium (0-0-52). En plus des caractéristiques du sol, le choix sera fonction de la disponibilité des produits et des coûts de ceux-ci. Enfi n, il est aussi

possible d’utiliser des engrais organiques comme les fumiers, les composts et les biosolides d’indus-tries papetières ou de municipalités. D’ailleurs, Cavaleri et al. (2004) ont démontré qu’une fertilisation alliant des biosolides et des cendres donnait des rendements en biomasse équivalents ou supérieurs à des traitements correspondants en quantité, mais différents par leur nature, comme des cendres et de l’azote inorganique ou des biosolides avec des cendres.

En résumé, une application localisée par trous ou par bandes près des plants minimise les pertes par lessivage et par volatilisation, tout en réduisant le prélèvement par la végétation de compétition, et ce, à tout âge de la plantation. Cette méthode est donc préconisée. Enfi n, la majorité des formes d’engrais conviennent au PEH, mais le choix doit tenir compte des caractéristiques du sol et des coûts d’achat.

Combien fertiliser ?On entend régulièrement la question « qu’est-ce qu’un sol riche pour le peuplier hybride » ? Par sa nature, et étant donné sa croissance rapide, on peut avancer que le PEH requiert un approvisionnement relativement élevé en éléments minéraux. Étant donné ce caractère, on peut également présumer que les éléments constituants les cellules, comme l’azote, le phosphore et le calcium, et ceux impliqués dans la photosynthèse, comme le magnésium, sont requis en plus grande quantité comparativement aux autres espèces ligneuses.

L’azote

Les sols contiennent beaucoup d’azote mais cet élément est en grande partie contenu dans la

matière organique et n’est pas directement disponible aux plantes. La demande pour cet

élément est élevée et les plantes réagissent souvent à un apport par fertilisation même dans des

Fertilisation par pied d’arbre lors de la mise en terre des plants de PEH.Photo : Éric Lapointe, Domtar

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sites fert i les. Al l ison (1973) mentionne que la plupart des formes d’humus contiennent entre 5,0 et 5,5 % d’azote total. Dans un sol cultivé canadien, après 20 ans d’amendement organique, les pourcentages d’azote total varient de 0,20 à 0,32 % pour un sol argileux et de 0,10 à 0,19 % dans un sol sableux (Allison, 1973). Ces valeurs sont similaires aux données recueillies pour un sol argileux (0,28 % N total) et sableux (moins de 0,05 % de N total) utilisé comme substrat dans un bioessai (Filiatrault, 1996). Généralement, la proportion d’azote minéral disponible oscille entre 1 et 3 % de l’azote total du sol (Lafond et al., 1992). Ainsi, la très grande proportion, soit plus de 95 %, se retrouve sous forme liée au carbone organique (Allison, 1973) et n’est pas instantanément disponible aux plantes.

Étant donné que cet élément nutritif provient principalement de la litière (feuilles, rameaux, etc.), la richesse d’un sol en azote est donc largement tributaire de son contenu en matière organique. En effet, la proportion provenant des dépositions atmosphériques est négligeable. Toutefois, celle prove-nant de la fixation symbiotique peut être élevée. Au Québec, en milieu forestier, ce sont majori-tairement les plantes associées avec l’actinomycète Frankia, comprenant Alnus, Comptonia, Myr ica et Shepherdia , qu i contribuent le plus aux apports de ce genre. Ainsi, la fi xation de N2 par l’aulne peut atteindre 200 kg/ha/an (Camiré et al., 1996). Cet apport provient des exsudats

racinaires et du cyclage de l’azote fi xé dans les racines, le feuillage et les rameaux (Tarrant et Trappe, 1971). D’ailleurs, dans leur étude, Hansen et Dawson (1982) ont noté une croissance grandissante des PEH à mesure que la distance entre eux et des rangées d’Alnus glutinosa diminuait et que la proportion d’aulne augmentait. Les auteurs ont attribué ces meilleures performances à l’apport d’azote de l’aulne dans le sol. La mise en place de plantations mixtes PEH-aulne n’est peut-être pas économiquement rentable – encore faudrait-il la mesurer – mais cette avenue pourrait être intéressante dans le cas de plantations en milieux riverains ou de haies brise-vent.

Les sols qui contiennent suffi-samment d’azote pour combler tous les besoins des plantes sont donc rares. En effet, dans presque tous les peuplements de la forêt boréale, un ajout d’azote par fertilisation a généralement un effet positif sur la croissance, en raison de la faible vitesse de minéralisation de l’azote organique. Toutefois, dans les forêts feuillues, cette situation est moins problématique. L’azote est ainsi l’un des éléments qui s’avère être le plus limitant à la croissance dû aux besoins élevés de la plante pour cet élément, puisqu’il fait partie intégrante des tissus et par sa rareté dans le sol. D’ailleurs, selon Blackmon (1976), l’azote est l’élément le plus souvent défi cient dans les plantations de peupliers. De plus, les études de Brown et van den Driessche (2002 et 2005) ont fait ressortir que l’azote limitait la croissance sur les sites étudiés (île de Vancouver).

Dans son guide de culture du peuplier hybride, le ministère des Richesses naturelles de l’Ontario (Boysen et Strobl, 1991) écrit qu’une jeune plantation peut pré-lever jusqu’à 100 kg N/ha par an. En France, une étude a révélé que le prélèvement d’azote d’une plantation varie selon les clones et se situe entre 72 et 92 kg N/ha/an en moyenne (tableau 4) (Berthelot et al., 2000). Les besoins en éléments nutritifs étaient maxima à 4 ans (production maximale de biomasse) et diminuaient légè-rement par la suite. Il est intéressant de noter que, malgré ce prélè-vement important, un pourcentage notable (65 à 80 %) est retourné à la l it ière chaque année. Par conséquent, la demande en éléments nutritifs est grande, mais le retour aussi. La décomposition de la litière est généralement rapide durant l’année subséquente, mais les éléments devenant disponibles doivent l’être au moment où les PEH en ont besoin pour être prélevés effi cacement, ce qui n’est pas nécessairement le cas. Ainsi, en extrapolant ces résultats, pour les plantations nécessitant une fertilisation, on peut présumer qu’un seul épan-dage d’engrais, sur un horizon d’une rotation, ne suffi rait pas à répondre à tous les besoins d’une plantation. Il faudrait donc recourir aux fertil isants sur quelques années consécutives, et ce, avant la fermeture du couvert.

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Le phosphoreLa concentration en phosphore total du sol varie de 100 à 3 000 mg/kg (Sha rp ley e t Kamprath, 2000). Cette faible concentration et la faible solubilité de cet élément font en sorte qu’il est souvent l imitant pour la croissance des plantes. Tout comme pour l’azote, une très faible proportion est disponible aux plantes. En effet, dans les sols minéraux, la forme assimilable par les plantes (orthophosphate

H2PO4- et HPO4

2-) a une forte tendance à évoluer vers des formes peu solubles (Camiré et al., 1996). Ce phénomène est appelé rétroversion. En milieu acide, ce mécanisme se fait avec des composés de fer, d’aluminium et de manganèse. En milieu faiblement acide à alcalin, la rétroversion se fait avec le calcium. Enfi n, les sols organiques et les humus bruts ont un pouvoir de fi xation de l’anion phosphate,

mais il s’avère beaucoup plus faible que celui des horizons minéraux (Paré et Bernier, 1989). Par conséquent, contrairement à l’azote, et plus particulièrement aux nitrates, le phosphore est très peu mobile dans le sol. Ceci peut être un avantage puisqu’il est peu lessivé, mais il peut aussi être un inconvénient, car les racines doivent se développer vers les endroits où il est présent.

La demande en azote du peuplier hybride est importante, principalement durant les années précédant la fermeture du couvert. Malgré un retour important des éléments nutritifs par la chute des feuilles, cela ne s’avère pas suffi sant dans certains sites pour répondre aux besoins des arbres. Une fertilisation durant une ou quelques années est alors justifi ée.

Tableau 4Prélèvement annuel et retour à la litière de plantations de PEH en France (adapté de Berthelot et al., 2000)

CLONE AZOTE PHOSPHORE POTASSIUM CALCIUM MAGNÉSIUM

« Beaupré » Prélèvement (kg/ha)

92,3 15,3 87,4 189,9 18,5

Retour à la litière (%)

73 67 71 (incluant les lessivats)

79 74

« Raspalje » Prélèvement (kg/ha)

72,7 14,5 73,0 191,2 14,7


70 66 69 78 67

Peuplement feuillu

Prélèvement (kg/ha)

95 6 48 84 13


92 83 88 88 77

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Quoique ayant reçu moins d’attention que l’azote, le phosphore doit également être considéré, particulièrement dans les sols acides ou très alcalins. Rarement un site présentera des valeurs suffi santes pour cet élément, sauf dans certaines terres agricoles abandonnées ayant reçu des apports successifs pendant plusieurs années.

Par sa présence habituellement élevée dans les sols, il n’est généralement pas nécessaire de fertiliser en potassium. Par contre, sur les sites issus de friches agricoles, un apport sera souvent recommandé pour pallier à l’appauvrissement du sol, suite à la pratique de l’agriculture pendant plusieurs années.

Sur une base de masse, les besoins en phosphore pour la plupart des plantes sont de 10 à 15 % des besoins en azote (Binkley, 1986). Chez le peuplier, la nutrit ion en phosphore – comme pour les autres éléments à part l’azote d’ailleurs – a reçu peu d’attention jusqu’à main-tenant. Non pas qu’elle ne soit pas importante, mais peut-être parce que peu de problèmes ont été notés jusqu’à présent en lien

avec cet élément. Pourtant, dans leurs études sur l’île de Vancouver, Brown et van den Driessche (2002 et 2005) ont noté que la croissance du PEH était limitée par des déficiences multiples, particulièrement en phosphore. Berthelot et al. (2000) rapportent que le prélèvement de phosphore d’une plantation de peuplier hybride âgée de 8 ans en France est de 14-15 kg P/ha/an, ce qui concorde avec l’énoncé de

Binkley (1986) précédemment cité comparativement aux besoins en azote. De plus, comme il est supposé en introduction de cette partie, le besoin du PEH en phosphore s’avère plus élevé comparativement à un peuplement composé de feuillus où la litté-rature fait état de prélèvement de 6 kg/ha/an en moyenne (Cole, 1986). Le PEH est donc une essence plus exigeante que les autres essences feuillues.

Le potassiumLe potassium est l’un des éléments nutritifs les plus abon dants dans les sols. De façon générale, dans la couche supérieure du sol (20 cm), la quantité de potassium total varie de 3 000 à 100 000 kg/ha (Kamprath, 2000). De cette quantité, environ 98 % est lié dans le complexe minéral et le reste se retrouve dans la solution du sol et sur les sites d’échanges ioniques. Pour leur part, les sols du Québec comportent des quantités souvent appréciables de

potassium. Toutefois, ceux soumis aux cultures intensives (agriculture) peuvent s’épuiser rapidement. Par conséquent, il est recommandé de porter une attention particulière aux sites issus de friches agricoles en vue d’y établir une plantation de PEH. En effet, pour ce genre de terrain, il n’est pas rare d’observer des quantités déficientes de potassium pour cette essence (Claude Camiré, Univ. Laval, communication personnelle). Dans

de tels cas, une fertilisation sera requise. Par contre, en milieu forestier, cette situation risque de se présenter moins souvent. D’ailleurs, dans les études faites par le Gouvernement du Québec (tableau 6), on remarque que la fertilisation en potassium est souvent basse ou jugée non-nécessaire.

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Quelques exemples de quantités épanduesLes tableaux 5 et 6 présentent des quantités de fertilisation épandues dans différentes recherches passées et actuelles. Il ne s’agit pas d’un guide pour déterminer la dose à appliquer dans une plantation, mais ces valeurs donnent un bon aperçu de l’intervalle dans lequel un sylviculteur peut situer les doses qu’il aura à épandre. À noter que les quantités élevées (400-500 kg N/ha) ne sont pas épandues en une seule fois, mais séparées en deux applications.

Tableau 5Quantités de fertilisants épandues dans différentes recherches passées et actuelles

DOSES APPLIQUÉES MÉTHODE D’APPLICATION FORME DE L’ENGRAIS AUTEURS

0, 56, 112, 168 kg N/ha Manuellement, en deux doses (mi-juin et mi-juillet)

Nitrate d’ammonium Hansen et al. (1988)

0, 13,5 et 27,0 g N/arbre ou 0, 180 et 360 kg N/ha

Application localisée par pied d’arbre dans deux trous (13,5 g) et quatre trous (27,0 g)

Quatre engrais à libération lente et deux conventionnels dont un phosphate d’ammonium

Brown et van den Driessche (2002)

0, 100 et 200 kg de N et P/ha0, 25 et 50 kg de N et P/ha

Par bandes

Localisée par pied d’arbre dans deux trous (25 kg) et quatre trous (50 kg)

Mélange composé d’urée, de phosphate d’ammonium, de sulphates de cuivre et de zinc : 18-40-0 plus 0,5 % de Cu et de Zn et 1,5 % de S

van den Driessche (1999)

0 et combinaison de :4,5 t/ha de chaux,448 kg N/ha,112 kg P/ha et112 kg K/ha

La moitié épandue sur toute la surface en mai et l’autre sur une bande d’un mètre en juillet

Urée

Superphosphate triple

Chlorure de potassium

Czapowskyj et Safford (1993)

0 et 500 kg N/ha0, 100 et 200 kg P/ha100 kg K/ha

En deux doses sur deux années épandues sur toute la surface

Sulfate d’ammonium

Phosphates moulus, superphosphate triple et phosphate d’ammonium

Sulfate de potassium

Brown et van den Driessche (2005)

Équivalent de 0, 70, 140, 210 et 280 kg N /ha (azote disponible)39 kg P/ha84 kg K/ha et 168 kg K/ha

Expérience en serre, donc incorporée dans un pot

Nitrate d’ammonium et biosolides de municipalité

Phosphatemono-calcique

Chlorure de potassium et cendres

Cavaleri et al. (2004)

Équivalent de 0, 20 et 40 kg N/ha

Localisée par pied d’arbre, près des plants

Nitrate d’ammonium DesRochers et al. (2006)

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Tableau 6Synthèse de différentes recherches passées du Gouvernement du Québec (1976-1982)

DOSES RECOMMANDÉES OU AYANT DONNÉ LES MEILLEURS RÉSULTATS

MÉTHODE D’APPLICATION DU FERTILISANT

FORME DE L’ENGRAIS TYPE DE MATÉRIEL DE PEH

AUTEURS

56 kg/ha de N-P-K En surface Urée


Sulfate de K et de Mg

Boutures Sheedy (1976)

56 kg/ha de N et P, 28 kg/ha de K ou engrais de formule 10-25-5

Sur face c i rcu la i re (60 cm de rayon ) autour du plant

Urée



Plants, fertilisés un an après la plantation

Sheedy et Val lée (1976)

56–62–62 kg/ha de N-P-K (1ère année)

112-112-112 kg/ha de N-P-K (2e année)

Bande de 1,2 m la 1ère année

Sur toute la surface la 2e année

Urée



Boutures Sheedy (1978)

50–44–42 g de N-P-K

25–55–62 g de N-P-K (1ère année) et 25 g de N (2e année)

28 à 56–56 à 112– 28 à 56 kg/ha de N-P-K ou

25 à 50–18 à 37– 10 à 20 kg/ha de N-P-K

Par pied d’arbre

Par pied d’arbre

Par bandes (fractionné ou renouvellement de la dose d’azote sur 2 ans)

Par bandes (fractionné sur 2-3 ans)

Formes recommandées :

urée, phosphate d’ammonium et sulfate de potassium

Boutures Ménétrier (1979)

28 kg/ha de P et K (1ère année), azote à la 2e année

20 à 42–56–56 kg/ha de N-P-K (sur sol pauvre)

Par bandes de 60 à 90 cm de largeur

Nitrate d’ammonium (mais urée lors de la 2e année)



Boutures Ménétrier et Vallée (1980)

84–168–84 kg/ha de N-P-K 1

Par pied d’arbre Urée



Boutures Sheedy et Val lée (1981)

200 à 300–150–130 à 200 kg/ha de N-P-K

220–217–198 kg/ha de N-P-K 1

Surface circulaire (1 m de rayon) autour du plant

Urée



Plançons Sheedy (1982)

1 Résultats les plus intéressants en considérant les coûts et les effets sur la croissance (en 1981 et 1982)

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Dans le guide de culture du peuplier hybride du ministère des Richesses naturelles de l’Ontario (Boysen et Strobl, 1991), on ne traite pas de la fertilisation chimique, mais on suggère une fertilisation avec des boues d’épuration. Dans ce cas, on recommande une dose de 100 à 135 kg d’azote disponible par hectare par an.

En ce qui a trait à l’azote, la tendance qui ressort et les conclusions des auteurs est d’appliquer des doses variant de 100 à 200 kg par hectare. Pour ce qui est du phosphore, Brown et van den Driessche (2005) ont conclu que la dose étudiée de 100 kg P/ha a été aussi effi cace que 200 kg P/ha.

En complément aux projets mentionnés précédemment, le tableau 7 résume quelques projets de recherche en cours au Réseau Ligniculture Québec, et dont le questionnement porte, de près ou de loin, sur les relations sol-plante.

Tableau 7Projets de recherche en cours au Réseau Ligniculture Québec

DOSES MÉTHODE D’APPLICATION DU FERTILISANT

FORME DE L’ENGRAIS ÉQUIPE DE RECHERCHE

0, 100 et 200 kg/ha Toute la surface Fumier de volailles (moyenne de 27-25-13 kg/tonne de N-P-K)

Camiré C. et al. « Fertilisation de plantations de peuplier hybride avec du fumier de volailles dans la région de Lanaudière »

0, 35 et 70 kg N/ha et 25 kg K/ha la 1ère année

Application localisée par pied d’arbre, un mètre circulaire

Lisier porcin, biosolides de papetière et nitrate de calcium

Bradley R. et al. « Dévelop-pement de la populiculture dans un contexte de phyto restauration et d’assainissement agricole »

0, 200, 300 et 400 g par arbre de 18-46-0 (ou environ 0, 160, 245 et 326 kg/ha)

Localisée dans 2 à 4 trous Phosphate d’ammonium Camiré C. et al. « Fertilisation de plançons et de plants de peuplier hybride dans le Bas-Saint-Laurent »

Chaux :0, 2 et 4 tonnes/ha

Fertilisants :0, 250, 500 g/arbre de 18-46-0 et0, 50, 100 g/arbre de 0-0-50

Sur toute la surface

Localisée (2 à 4 trous)

Phosphate d’ammonium et sulfate de potassium

Fyles J. et al.« Fertilité des sols et productivité des plantations de peuplier hybride dans le sud du Québec, volet chaulage et fertilisation »

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Il n’existe pas de grille de fertilisation selon la richesse du sol pour le PEH, comme il y en a pour les cultures agricoles. Toutefois, lorsqu’on consulte ce type de grilles pour différentes cultures agricoles, y compris celles pour la culture d’arbres pour l’horticulture, on constate que les recommandations vont dans le même sens : l’ajout d’azote est toujours nécessaire peu importe la quantité présente dans le sol. Ceci s’explique par le fait que le sol en contient généralement peu et que les besoins sont élevés. C’est ainsi que le Guide de référence en fertilisation du Centre de référence en agriculture et agroal imentaire du Québec conseille la dose de 35 kg N/ha pour des arbres à feuilles caduques (horticulture) après leur plantation en plein champ dans un cadre de production (CRAAQ, 2003). Pour la

deuxième année et les suivantes, la recommandation est de 90 à 105 kg/ha, épandus en trois doses durant la saison. Plus précisément, pour le PEH, Hansen et al. (1988) affirment qu’une fertilisation de 112 à 168 kg/ha/an peut être une bonne approximation en absence de recommandation régionale.

En ce qui a trait au phosphore, dans le cas d’arbres à feuilles caduques cultivés en plein champ pour l’horticulture, un sol pauvre requerra un apport en phosphore pouvant aller jusqu’à 195 kg P2O5/ha l’automne avant la transplantation et 50 kg P2O5/ha lors de la 2e année de croissance et les années

Chaux :0, 6 et 12 tonnes/ha

Fertilisants :0, 200, 400 g/arbre de 11-52-0

Par pied d’arbre, un mètre circulaire

Localisée (2 à 4 trous)

Phosphate d’ammonium Lapointe E. et C. Camiré« Fertilité des sols et productivité des plantations de peuplier hybride dans le sud du Québec, volet drainage et fertilisation »

0, 20 et 40 g N/arbre

0, 25 et 50 g P/arbre

0 et 20 g K/arbre

Localisée dans une fente faite à l’aide d’une pelle à 15 cm du plant

Nitrate d’ammonium



Guillemette T. et A. Desrochers « Croissance et nutrition de peupliers hybrides fertilisés en traitement localisé »

Tableau 7Projets de recherche en cours au Réseau Ligniculture Québec (suite)

DOSES MÉTHODE D’APPLICATION DU FERTILISANT

FORME DE L’ENGRAIS ÉQUIPE DE RECHERCHE

Fertilisation basée sur les caractéristiques du sol

Chaulage d’un terrain forestier avant la plantation.Photo : Pierre Shink, Domtar

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suivantes. Dans un sol riche, on parle de 80 kg P2O5/ha avant la transplantation (CRAAQ, 2003). Pour ce qui est du potas sium, la dose de fertilisant (K2O) peut aller jusqu’à 300 kg/ha l’automne avant la transplantation et de 100 kg/ha lors de la 2e année de croissance et les années suivantes. Évidemment, pour une plantation de PEH, il serait risqué d’appliquer des fertilisants sur toute la surface du terrain avant la plantation. Le risque de favoriser la végétation de compétition est trop élevé. Il est plus pertinent de procéder à une fertilisation lors de la plantation ou préférablement durant la ou les années suivantes, pour des r a i s o n s d ’ e f f i c a c i t é de l’opération.

Pour ce qui est du chaulage, les doses relevées dans la littérature concernant le PEH vont jusqu’à 4,5 tonnes/ha. En pratique, ces doses pourraient être plus élevées, dépendamment du pH du sol. En agriculture, la détermination de la quantité de chaux est bien documentée et il existe des formules reconnues pour atteindre des pH cibles de 5,5, 6,0 et 6,5 (CRAAQ, 2003). Par exemple, si l’on vise un pH de 5,5, un sol minéral ayant un pH tampon initial de 5,0 nécessitera l’épandage de près de 22 t/ha de chaux. En milieu forestier, le frein au chaulage de terrains pour la plantation de PEH n’est pas tant la disponibilité et le prix du matériel, mais plutôt son application. En effet, des doses

élevées signifi ent des remplissages fréquents de l’épandeur, et c’est cette opération qui augmente les coûts. Dans le projet de recherche intitulé « Fertilité des sols et productivité des plantations de peuplier hybride dans le sud du Québec, volet chaulage et fertilisation » (tableau 7), qui expé-rimente jusqu’à 4 t/ha, l’application de la chaux a augmenté le pH et a eu un effet positif sur la croissance des arbres et sur la nutrition en calcium (M. Burgess, commu-nication personnelle). Le chaulage est donc une avenue à considérer, et les doses n’ont pas à être très élevées pour obtenir un effet, surtout lorsque les sols sont légèrement acides.

Fertilisation basée sur l’analyse foliaireEn plus de l’analyse de sol, on peut statuer sur la nécessité ou non de fertiliser en effectuant un examen visuel des feuilles. En effet, certaines carences ont des traits spécifi ques. Par exemple, une couleur vert pâle des feuilles peut indiquer un manque d’azote, mais cette méthode n’est pas sans faille. L’analyse foliaire, qui se traduit par la détermination des concentrations d’éléments nutritifs des feuilles, permet de statuer sur l’état nutritif des plantes : carence – suffi sance - excès. Elle est beaucoup plus fi able qu’un examen visuel. Bien que l’analyse foliaire permette de connaître l’état nutritif des plantes, il devient toutefois beaucoup plus hasardeux de déterminer la quantité de fertilisants à apporter à partir de cette méthode. Elle est donc complémentaire à l’analyse de sol.

Le tableau 8 présente des seuils de carence ou des exigences minimales du PEH selon quelques auteurs. Sous ces valeurs, la croissance risque d’être fortement perturbée, la résistance aux maladies diminue et les feuilles peuvent présenter des caractères anormaux. Une fertilisation sera donc requise si les valeurs observées sont près ou sous les valeurs mentionnées dans le tableau.

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Tableau 8Concentrations foliaires en éléments majeurs (% de matière anhydre) généralement considérées comme critiques chez les peupliers (adapté de Camiré et Brazeau, 1998)

ÉLÉMENT LEROY (1969)

TOUZET ET HEINRICH (1970)

MÉNÉTRIER ET VALLÉE(1977)

HEILMAN(1985)

BONNEAU (1988)

VAN DEN DRIESSCHE (2000)1

N 2,20 2,20 1,50 2,50 1,50-2,00 -

P 0,18 0,17-0,20 0,20 - - 0,16

K 1,20-1,30 1,08-1,16 1,20 - - -

Ca 2,00 0,70 - - - -

Mg 0,12-0,20 - - - 0,10-0,14 -

ÉLÉMENT GARBAYE (1972)

MÉNÉTRIER ET VALLÉE (1977)

LEECH ET KIM (1981)

ERICSSON ET AL. (1992)

BONNEAU (1998)

HANSEN (1994)

VAN DEN DRIESSCHE (1999)

VAN DEN DRIESSCHE (2000)1

N 2,20 2,20 3,78 2,00-3,00 2,50-3,00 3,29 2,40 2,3-2,8

P 0,17-0,30 0,22 0,57 0,20-0,46 0,25-0,30 0,33 - 0,25

K 1,20-1,50 1,60 2,64 1,10-2,00 1,50-2,00 1,51 - -

Ca ? 0,70 1,21 1,60-2,10 1,60-1,00 0,63 - -

Mg 0,15 0,14 0,26 0,24-0,37 0,17-0,20 - - -

1 Dans l’étude citée, on y écrit que la valeur pour le cuivre est de 1,7 mg/kg.

1 Dans l’étude citée, on y écrit que la valeur est de 2,4 mg/kg pour le cuivre et de 74 mg/kg pour le zinc.

Le tableau 9, quant à lui, présente les concentrations foliaires en éléments majeurs généralement considérées comme optimales. Selon ces renseignements, il faut tendre à atteindre ces valeurs, ce qui garantira habituellement une croissance idéale. Tout comme les seuils critiques, on note des varia-tions entre les données des auteurs. De plus, certaines valeurs optimales

se rapprochent des valeurs critiques. La marge entre les deux n’est donc pas très grande et il faut éviter de porter un juge ment de carence, de suffi sance ou d’excès uniquement sur cette base. En effet, Heilman (1985) a démontré que les concentrations foliaires en azote de Populus trichocarpa et de trois de ses hybrides variaient signifi cativement selon le clone, en

plus de la position des feuilles échantillonnées dans l’arbre, la date d’échantillonnage et l’âge des plants. Par conséquent, les concentrations foliaires consi dérées optimales pour un clone peuvent différencier de celles d’un autre clone et d’un hybride à l’autre.

Tableau 9Concentrations foliaires en éléments majeurs (% de matière anhydre) généralement considérées comme optimales chez les peupliers (adapté de Camiré et Brazeau, 1998)

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À la lecture des données recueillies dans la littérature, on ne peut, à ce jour, élaborer de grille de fertilisation selon la quantité d’éléments nutritifs dans le sol, comme il se fait en agriculture. Toutefois, lorsqu’on observe des carences chez les arbres ou lorsque l’analyse de sol ou du feuillage révèle des valeurs basses pour les éléments majeurs, il est recommandé d’utiliser les intervalles suivants pour la fertilisation de plantations de PEH : azote : 50 à 200 kg/ha ; phosphore : 50 à 100 kg/ha ; potassium : 25 à 100 kg/ha. La fertilisation azotée devrait s’approcher de la valeur de 50 kg/ha si elle est localisée. Sinon, la valeur de 100 kg N/ha apparaît raisonnable. Pour le potassium, la plus faible valeur mentionnée s’applique surtout pour le milieu forestier, tandis que la plus élevée sera réservée aux friches agricoles.

Méthode d’échantillonnage des feuillesPréalablement à l’analyse foliaire au laboratoire, l’échantillonnage des feui l les doit suivre une méthodologie précise afin de comparer les valeurs obtenues à ce l les re t rouvées dans la littérature. En effet, la quantité d’éléments nutritifs dans les feui l les var ie selon la date d’échantillonnage et la position des feuilles dans la cime (Heilman, 1985). Ainsi, la période d’échan-tillonnage doit se dérouler avant la sénescence, soit en juillet et août (Camiré et Brazeau, 1998). De plus, dans leur étude, Filiatrault et al. (2005) ont échantillonné à la fi n de septembre des feuilles de PEH dans une plantation située à Lavaltrie (Lanaudière), tandis que dans un autre projet à Cabano dans le Bas-Saint-Laurent, Camiré et al. (2005) ont réalisé l’échan-tillonnage à la fin d’août. La situation géographique est donc importante. De plus, Heilman (1985) a noté une différence signifi cative de la concentration foliaire en azote selon que les feuilles proviennent de la base de la cime (quart inférieur), du milieu ou de la partie supérieure de

celle-ci. Camiré et Brazeau (1998) recommandent d’échantillonner des feuilles provenant de deux rameaux situés à la mi-cime, exposés au soleil et opposés l’un à l’autre.

Pour une plantation donnée, Camiré et Brazeau (1998) suggèrent de retenir 15 arbres sur lesquels on effectue un prélè-vement de 10 feuilles par rameau, à partir de la cinquième feuille, à partir de l’extrémité du rameau. Les feuilles qui sont en partie détruites par les insectes et autres organismes sont à rejeter. Pour sa part, Heilman (1985) suggère un nombre d’arbres plus élevé (exception pour des arbres de première année), soit 6 à 37 arbres. Enfi n, Camiré et al. (1996) suggèrent un prélèvement chez 10 individus pour obtenir une précision de ±10 % dans le cas de N, P et K. Pour le calcium, ce nombre do i t ê t re por té à 30 individus, alors que pour les éléments mineurs, il est encore plus élevé.

Une fois récoltées, les feuilles d’un même arbre doivent être placées dans un sac de papier brun puis transportées au laboratoire pour être séchées. Si le transport ne peut être effectué le même jour que la récolte, elles doivent être placées dans un réfrigérateur. Sinon, on peut laisser sécher les feuilles dans leur sac à l’air libre (Camiré et Brazeau, 1998). Il est intéressant de mentionner que la dimension moyenne des feuilles, tant en surface qu’en poids, est un paramètre pouvant être utilisé comme indicateur de la croissance et de la productivité, car elle est posit ivement corré lée à la croissance en hauteur et en diamètre (Harrington et al., 1997). Ainsi, plus la masse d’une feuille est grande, meilleure est la croissance de l’arbre. Également, les res-sources telles l’eau, les éléments nutritifs et les autres caractéristiques du sol sont à des valeurs soient acceptables, soient suffi santes.

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Les besoins du mélèze hybride

Comparativement au PEH, il existe moins de recherches et de connaissances sur le mélèze hybride. Ceci peut s’expliquer par le fait que le MEH est une essence moins prisée par l’industrie et la recherche a été moins importante. Toutefois, de nouveaux marchés se sont développés ces dernières années (par la fabrication de planchers, entres autres), de sorte que le bois de cette essence est appelé à être plus recherché, ce qui pourrait accroître les besoins de connaissances.

Il est important de mentionner que le mélèze hybride est obtenu par le croisement du mélèze européen et du mélèze japonais. Le mélèze laricin, indigène au Québec, n’est pas utilisé dans les croisements. Par conséquent, les exigences, en termes pédologiques et nutritionnels, se rapprochent des espèces parentales qui sont différentes du mélèze laricin. C’est pourquoi le MEH ne croît pas bien dans les sols mal drainés et les sols acides. Cette précision est importante car on a malheureusement tendance à associer le MEH au mélèze laricin, ce qui est erroné.

Quand, comment et combien fertiliser ?La littérature est déficiente à propos de la période dans l’année où il est recommandé de fertiliser, de la manière et des quantités d’engra is à appl iquer aux plantations de mélèze hybride. Toutefois, à l’instar du peuplier hybr ide , des in fo rmat ions mentionnées précédemment dans le texte pourraient très bien s’appliquer au MEH. Par exemple, si besoin il y a, il serait préférable de fertiliser au printemps (mai) et au plus tard en juin afi n d’éviter la croissance trop tard en saison, ce qui pourrait retarder l’aoûtement. Quant à la méthode d’épandage, il apparaît qu’une fertilisation

localisée sera plus efficace et favorisera moins la végétation de compétition.

Quant aux formes d’engrais, tout indique que les fertilisants tant inorgan iques (g ranu la i res ) qu’organiques peuvent convenir. Par contre, en ce qui a trait à l’azote, un engrais favorisant l’ammonium (NH4

+) est à conseiller. En effet, chez le mélèze européen, l’ammonium est prélevé de façon plus importante (six fois plus) que les nitrates (Malagoli et al., 2000).

Selon Pâques (1994), le mélèze hybride n’a pas de besoins supérieurs en éléments nutritifs

comparativement à l’épinette de Norvège (Picea abies) ou au douglas vert (Pseudotsuga menziesii), à l’exception de l’azote. Cependant, c’est une des espèces qui réagit le plus à la fertilisation. Par conséquent, on peut avancer que la fertilisation du MEH est justifi able dans les sols moyens ou défi cients puisque qu’elle donnera des rendements plus élevés qu’en absence d’engrais.

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Fertilisation basée sur les caractéristiques du solTrès peu de chercheurs ont répondu à la question portant sur les circonstances et sur les quantités d’engrais qu’on doit apporter au MEH. Si on se réfère au Guide de référence en fertilisation du Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec (2003), on conseille la dose de 30 kg N/ha pour les conifères (horticulture) après leur plantation en plein champ dans un cadre de production. Pour la deuxième année et les suivantes, la recommandation pour l’azote est de 75 kg/ha (épandus en trois doses durant la saison). Pour ce qui est du phosphore, selon la

richesse du sol (déterminée par l’analyse d’un échantillon de sol), la dose variera de 35 à 185 kg P2O5/ha, épandus l’automne précédant la transplantation, et de 40 à 260 kg K2O/ha pour le potas sium, toujours pour la même période dans l’année. Pour les années suivant la plantation, les doses respectives seront de 30 kg P2O5/ha et de 60 kg K2O/ha.

Au Québec, comme ailleurs au Canada, la fer t i l isat ion de plantations de conifères, y compris celles de MEH, ne fait pas partie des pratiques sylvicoles répandues. Généralement, on concentre les

efforts dans la préparation de terrain, dans la mise en terre des plants et dans le contrôle de la végétation de compétition. Ces pratiques assurent en bonne partie la survie et les rendements. Toutefois, dans un contexte de l igniculture, le recours aux fertilisants n’est pas illogique, surtout lorsque le but visé est d’atteindre rapidement des volumes récoltables. L’avenue de la fertilisation est donc à étudier.

Fertilisation basée sur l’analyse foliaireComme il a été écrit précédemment, on peut statuer sur la nécessité ou non de fertiliser en effectuant un examen visuel des aiguilles. En effet, tout comme pour les feuilles de peuplier, certaines carences peuvent être identifi ées par un examen des aiguilles de mélèze. L’analyse foliaire au laboratoire permet de connaître l’état nutritif des plantes, mais elle ne peut déterminer la quantité de fertilisants à apporter. Elle est donc complémentaire à l’analyse de sol.

Le tableau 10 présente des concentrations foliaires optimales et des valeurs de défi cience du mélèze selon quelques auteurs. La prudence s’impose dans l’utilisation de ces renseignements, car il s’agit d’hybrides différents de ceux que nous plantons au Québec et plusieurs de ces études ont été réalisées en Europe.

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Tableau 10Concentrations foliaires optimales et valeurs de défi cience en éléments majeurs1 (% de matière anhydre) chez le mélèze (adapté de Camiré et Brazeau, 1998)

AUTEURS ESPÈCE N P K Ca Mg

Everard (1973)

Larix sp. Faible croissance

< 1,20 < 0,20 < 0,50 - -

Bonne croissance

> 1,80 > 0,35 > 0,70 - -

Binns et al. (1980)

L. kaempferi et L. x eurolepis

Concentration défi ciente

< 1,80 < 0,18 < 0,50 - -

Concentration optimum

> 2,50 > 0,25 > 0,80 - -

Bonneau (1988)

Larix sp. Concentration critique

- - - - 0,10


2,00-2,30 0,22-0,30 0,70-0,80 0,60 0,10-0,30

Pâques (1994)

L. decidua(5-11 ans)


1,95-2,73 0,14-0,24 0,52-0,86 0,33-0,62 0,11-0,20

1 N : azote, P : phosphore, K : potassium, Ca : calcium et Mg : magnésium

Méthode d’échantillonnage des feuillesLa méthodologie d’échantillonnage des aiguilles pour une analyse foliaire est basée sur les mêmes principes que pour les feuillus. Ainsi, on choisit des rameaux exposés au soleil, donc dans la partie supérieure de l’arbre, et on évite de prélever les aiguilles de l’extrémité des rameaux. L’échantillonnage doit se faire lorsque l’arbre est dans sa phase de stabilité physiologique, ce qui signifi e l’automne et l’hiver pour les conifères (Camiré et al., 1996). Étant donné que le mélèze perd ses aiguilles pour l’hiver, le mois de septembre apparaît être une bonne période pour l’échantillonnage.

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Les effets de la fertilisation sur la croissance et la nutrition

Il est bien connu que la fertilisation augmente les rendements (croissance) et améliore l’état nutritif des plantes lorsque les éléments minéraux sont défi cients dans le sol. D’un point de vue physiologique, sans entrer dans les détails, un apport d’azote amène, chez le genre Populus, une suite de réactions qui aug-mentent la capacité de fi xation du carbone et, ultimement, la crois-sance de la tige et la formation d’une plus grande cime (Cooke et al., 2005). De façon plus prag-matique, l’étude de van den Driessche (1999) a démontré que la fertilisation par bandes de 200 kg N/ha a augmenté le volume de la tige de 2,4 fois par rapport au témoin, tandis que la fertilisation local isée de 50 kg N/ha a augmenté ce même volume de 4,3 fois par rapport au témoin. Il en va de même avec une fertili-sation phosphatée où l’on a observé des augmentations de 47 à 53 % en masse sèche et en volume de la t ige (van den Driessche, 2000). Une fertilisation en éléments mineurs peut aussi avoir des effets positifs : augmen-tation de 59 à 61 % pour les mêmes paramètres pour une fertilisation en cuivre et de près de 10 % pour le zinc (van den Driessche, 2000).

De plus, un apport d’éléments nutritifs peut améliorer d’autres aspects, comme l’efficacité ou l’habileté à transloquer des éléments. Ainsi, il a déjà été ob-servé qu’une grande disponibilité de potassium dans le sol augmente l’effi cacité de la translocation de l’azote, du phosphore et du cuivre, mais étonnamment, pas du potas-sium lui-même (Harvey et van den Driessche, 1999). Par contre, la translocation de ce dernier élément était favorisée par un apport en azote. Selon les auteurs, une meil leure translocation peut augmenter la productivité et la résistance à la sécheresse. Toute-fois, les résultats ont démontré que, sur sites secs, la productivité des clones n’était pas reliée à l’efficacité ou à l’habileté de translocation, mais plutôt à la rétention des feuilles en période de sécheresse.

Par contre, i l arr ive que la fertil isation cause des effets non-désirés. Par exemple, la colo-nisation d’ectomycorhizes a été réduite significativement sur un hybride de peuplier qui a été l’objet d’une fertilisation annuelle de 100 kg N/ha et 50 kg P/ha pendant 12 ans (Baum et Makeschin, 2000). De plus, pour Populus trichocarpa, la fertilisation

en phosphore seulement a causé le même résultat. Les auteurs concluent que la fertilisation de ces essences sur courtes rotations doit être suffi samment basse pour éviter cet effet non-désiré. De plus, une fertilisation azotée rend plus susceptible les PEH à la cavitation (Harvey et van den Driessche, 1997). La cavi tation est un phénomène physiologique par lequel les vaisseaux du xylème deviennent obstrués par des bulles d’air, réduisant ainsi la conductivité hydraulique et, par ricochet, la productivité. Par contre, les auteurs ont noté que la fertilisation en phosphore peut réduire cet effet négatif.

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Conclusion

Remerciements

Pour atteindre les rendements escomptés, la culture du peuplier hybride et du mélèze hybride nécessite des sols riches en éléments minéraux, un bon drainage, un pH neutre à légè-rement acide, une texture loameuse et un contrôle efficace de la végétation de compétition. Il faut donc combatt re une idée préconçue que le peuplier hybride pousse partout comme le font ses espèces parentales! Malheu-reusement, ce réflexe a mené à l’insuccès de certaines plantations au Québec. La situation est similaire avec le mélèze hybride que l’on associe à tort aux milieux humides en lien avec le mélèze laricin. Il est donc important de savoir que pour être en mesure de récolter une plantation de PEH à 15 ans ou une plantation de MEH à 25 ans, avec des rendements approchant 15 m3/ha/an pour le premier et 10 m3/ha/an pour le second, les conditions de site doivent être optimales et l’entretien de la plantation doit être r igoureux. Sans ce la , les rendements décevront.

À la lumière d’une analyse de sol ou du feuillage, il pourra arriver qu’une fertilisation ou un chaulage du sol s’avère nécessaire, soit pour pall ier à des quantités défi cientes d’éléments nutritifs ou à un pH trop bas, ou encore pour accélérer la croissance. Toutefois, i l faudra s’ interroger sur la pertinence du choix d’un site de plantation qui démontrerait des valeurs basses en éléments nutritifs dans le sol ou dans les feuilles et, par conséquent, qui demanderait de grandes quantités d’engrais. Dans ce cas, le site ne convient tout simplement pas au PEH ou au MEH.

Enfi n, en ce qui a trait à la question de l’épuisement des ressources et à l’appauvrissement du sol suite à plusieurs rotations, il semble que la situation ne soit pas inquiétante, du moins à court et moyen termes. Selon Fox (2000), un aménagement intensif peut être pratiqué de façon durable sur plusieurs types de sol. Il s’agit de mettre en place des

pratiques culturales adaptées au site qui auront des impacts mineurs sur la qualité des sols. Une de ces pratiques serait de laisser sur place les débris de coupe, tels les branches, rameaux et feuilles qui contiennent une grande proportion d’éléments nutritifs, et ce, même si Updegraf et al. (1990) ont estimé que la biomasse épigée des arbres d’une plantation de PEH de 3 ans ne représentait que 1,6 % du total de l’azote du site. Selon ces auteurs, l’azote organique stable dans le sol constituait le pool le plus grand, représentant 93 % de tout l’azote du site.

Il va s’en dire que les besoins de recherche sont évidents dans le domaine des relations sol-plante, tout comme sur les besoins nutritifs du PEH et du MEH. Il devient de plus en plus impératif d’accroître les connaissances pour en arriver à élaborer une gril le de ferti l isation pour le peuplier hybride et le mélèze hybride.

Nous aimerions remercier les personnes qui ont contribué à la révision de ce texte : David Paré (Service canadien des forêts) et Annie DesRochers (UQAT).

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