Mai 1997

Les protections de plants à effet de serre :

Résumé

Abstract

1. Introduction

2. Comment aérer efficacement les abris-serres ?

3. Impact du tirage sur la croissance des arbres

• leur aération, avec 5 modalités : étanche complet étanche avec 4 petits trous nécessaires pour fixer les attaches de maintien sur le tuteur, aéré par tirage (avec 3 dimensions croissantes de l’entrée d’air) et aéré par de nombreuses ouvertures réparties sur toute la longueur de l’abri. Pour les abris à tirage, les diamètres de l’orifice de tirage étaient les suivants : 32 (modalité tirage faible), 45 (modalité tirage moyen) et 64 (modalité tirage fort) mm pour les abris de 120 cm, 27, 38 et 54 mm pour les abris de 180 cm et 21, 30 et 42 mm pour les abris de 250 cm. Plus l’abri est haut, plus le tirage est puissant, et donc moins l’orifice de tirage doit être grand. Seule la modalité moyenne est présente dans tous les essais (Tableau 1). Nous avons comparé des abris totalement étanches et les abris standards du commerce, qui sont percés de petits trous pour la mise en place des attaches, et parfois d ’une ligne pointillée pour permettre l ’ouverture facile de l’abri lorsque le tronc le remplit. Nous réservons par convention le terme de ventilé aux abris aérés par de nombreuses ouvertures réparties tout le long de l’abri.
• leur luminosité, avec 2 modalités : classique, de couleur saumon, considérée comme sombre d’une part, et sans colorant dans le plastique, nettement plus lumineuse, d’aspect visuel blanc d ’autre part.
• leur hauteur, avec 2 modalités : 120 cm d’une part, et d’autre part 180 ou 250 cm selon les essences afin de prolonger la durée de croissance des arbres dans les abris pour accentuer et bien caractériser leur impact. En y ajoutant les témoins sans abri, et parfois un second témoin avec un filet de type Samex, cela représente un total de 22 modalités, soit, pour 30 répétitions, des dispositifs de 660 arbres environ.
  5 dispositifs concernant 7 essences d’arbre ont été mis en place au printemps 1992. Tous les essais ont été mis en place avec des abris de marque Tubex, à la suite d’un accord de recherche avec ce fabriquant. Les résultats obtenus sont cependant tout à fait transposables aux autres marques, les mécanismes de la croissance des plants dans les protections à effet de serre étant les mêmes dans toutes les protections, quelle que soit leur marque.
  
  
  
  Tableau 1 : Réseau d’essais installés en 1992 et destinés à évaluer les abris aérés par tirage thermique

  Site	Département	Climat	Essences d'arbres	Modalités de tirage expérimentées
  Castries	Hérault	Méditerranéen	Juglans nigra x regia ,Pinus pinea	f, mf, m
  Notre-Dame	Hérault	Méditerranéen	Prunus avium, Juglans regia	f, m, F* f, m, F*
  Montoldre	Allier	Tempéré froid	Prunus avium, Juglans regia	f, m f, m
  Coufouleux	Tarn	Tempéré doux	Acer pseudoplatanus, Quercus rubra	m m
  Compiègne	Oise	Tempéré	Quercus robur	m

  Modalités de tirage : f (faible), m (moyen), F (Fort). Voir le texte pour les dimensions des orifices de tirage en fonction de la hauteur des abris. * A Notre-Dame, la modalité forte de tirage n ’était présente que sur les abris sombres.
  
  
  
  L’essai de Compiègne a dû être abandonné : les chênes ont eu des croissances quasi nulles, qu’ils aient un abri ou pas. Tous les autres essais ont donné des résultats interprétables.
  L’année de mise en place des essais (1992) a été relativement atypique du point de vue pluviométrique, avec des pluies de printemps et d’été abondantes sur la plupart de nos essais. La contrainte hydrique qui avait été bien mise en évidence lors de précédentes expériences (Dupraz et Sparrer, 1988, Bergez, 1993) pour des arbres dans des abris ventilés par de nombreuses ouvertures ne s’est donc pas manifestée explicitement.
  
  Photo 1 : Dispositif expérimental de Notre-Dame de Londres (Hérault) sur merisier : comparaison de différentes modalités d’abris-serres modifiés en luminosité et aération sur la croissance des arbres
  
  Le critère utilisé pour évaluer les résultats est la croissance en diamètre des arbres, car nous avons montré que c’est cet effet des abris qui est durable et négatif (Dupraz, 1997). L’aération permise par les trous d ’attaches n’a pas eu d’effet significatif : elle est trop faible. Il apparaît que ce sont les abris clairs très aérés (à tirage ou ventilés) qui obtiennent les meilleurs résultats. On obtient grâce à l’aération pour la première fois des noyers abrités avec une biomasse supérieure aux arbres témoins. Comme le tirage fort était présent dans peu d’essais, nous présentons les résultats du tirage moyen dans cette synthèse (Tableau 2).
  
  Tableau 2 : Gains sur la croissance cumulée en diamètre obtenue avec les abris clairs aérés par rapport aux abris classiques (sombres et étanches)

  Essence	Site	Hauteur des abris (cm)	Année moyenne d’émergence	Gain en % sur la croissance en diamètre par rapport à l’abri classique
  				Tirage moyen	Ventilation
  Pins pignons	Castries	120	3	33	45
  Noyers hybrides	Castries	120	1	41	33
  Noyers hybrides	Castries	250	2 *	20	42
  Erables sycomores	Coufouleux nord	180	2	46	33
  Chênes rouges	Coufouleux sud	180	(3)	42	66
  Noyers communs	Notre-Dame	120	(3)	59	47
  Merisiers	Notre-Dame	120	1	16	20
  Merisiers	Notre-Dame	250	2	23	47
  Noyers communs	Montoldre	120	1	59	26
  Merisiers	Montoldre	180	2	12	17
  Merisiers	Montoldre	250	2	49	47

  * Comparaison avec l’abri sombre à tirage faible, car avec l’abri étanche, le gain est de 315 % et 390 % respectivement Un âge d ’émergence entre parenthèses signifie que l’émergence n’est pas encore acquise pour une majorité d’arbres. La base de comparaison est l’abri standard sombre avec trous d’attaches. Lorsque nous ne disposions que d’abris étanches sans trous d’attaches, nous les avons utilisés comme référence. Les croissances sont mesurées à la fin de l’année pendant laquelle les arbres émergent majoritairement. Il apparaît sur une large gamme d’essences que l’aération par effet cheminée (avec un orifice de tirage moyen) permet, dans les abris clairs, un gain de l’ordre de 36% sur la croissance en diamètre des arbres par rapport à la croissance dans des abris traditionnels sombres et étanches. Dans les conditions de pluviométrie printanière et estivale abondante observée en 1992, cette amélioration est comparable à celle (38%) obtenue avec des abris ventilés par de nombreuses aérations. Les résultats obtenus précédemment avec des abris ventilés en conditions hydriques limitantes permettent de penser que les résultats auraient été moins favorables aux abris ventilés si le printemps et l’été 1992 avaient été plus secs. Dans les abris sombres, le tirage fort présent dans un seul essai ne produit pas d’effets plus intéressants que le tirage moyen. Malheureusement, aucun essai ne comportait de modalité de tirage fort avec un abri lumineux. L’hypothèse que dans les abris clairs un tirage plus fort eût pu conduire à des croissances encore meilleures reste donc à tester. Le gain relatif est plus élevé lorsque les arbres mettent plusieurs saisons de croissance à émerger (Tableau 3).
  
  Tableau 3 : Efficacité des abris aérés clairs en fonction de la durée de la croissance immergée

  Délai d’émergence	Tirage moyen	Ventilation
  1 an	19	23
  2 ans	39	39
  3 ans	41	62

  % de gain par rapport aux abris classiques sur les croissances cumulées en diamètre Lorsque les arbres mettent 3 saisons pour émerger des abris, la ventilation par de nombreuses ouvertures semble plus avantageuse. Ceci indique que le tirage moyen, qui était la modalité présente dans tous les essais, n’était probablement pas suffisant, et qu’un orifice de tirage plus grand eût pu être plus favorable.

  

  

  

  EC : étanche (standard) clair ES : étanche (standard) sombre TC : tirage clair TS : tirage sombre VC : ventilé clair VD : ventilé sombre Témoin : arbres sans abris Diamètres à la base D0 : à la plantation D1 : après une saison D2 : après deux saisons D3 : après trois saisons

  Les diamètres indicés par des lettres différentes sont statistiquement différents pour un risque de première espèce de 5 %

  Figure 1 : Croissance en diamètre d ’arbres protégés par des abris de 120 cm modifiés : chênes rouges à Coufouleux (Tarn), noyers communs à Montoldre (Allier), pins pignons à Castries (Hérault)

  

  Les abris sombres ne bénéficient guère de l’effet bénéfique de la ventilation (Les diamètres indicés par des lettres différentes sont statistiquement différents pour un risque de première espèce de 5 % Figure 1). Dans le cas des noyers à Montoldre (voir Les diamètres indicés par des lettres différentes sont statistiquement différents pour un risque de première espèce de 5 % Figure 1 , en haut à droite) les arbres dans les abris à tirage dépassent les arbres témoins pour la croissance en diamètre, ce qui n’avait jamais été observé auparavant dans aucun essai publié d’abris-serres. L’effet de la luminosité est illustré par les courbes en dents de scie de la Les diamètres indicés par des lettres différentes sont statistiquement différents pour un risque de première espèce de 5 % Figure 1 . Dans les abris sombres, les croissances en diamètre sont systématiquement plus faibles que dans les abris clairs, et l’écart est de plus en plus fort lorsque les abris sont aérés. Le rafraîchissement permis par le tirage est de l’ordre de 5°c, ce qui apporte un confort réel à l’arbre. Nous avons comparé différentes configurations de l’orifice d’appel d’air ayant une section totale identique : une ouverture circulaire unique, de multiples ouvertures circulaires plus petites, et des fentes. Toutes les configurations sont efficaces, ce qui peut se vérifier par le rafraîchissement qu’elles induisent dans l’abri vide (Figure 2). Avec un arbre dans l’abri, le rafraîchissement serait encore plus marqué, grâce à l’évacuation de chaleur latente due à la transpiration. Les températures sont mesurées à 80 cm de hauteur dans les abris Les prises d’air comparées sont les suivantes : une ouverture unique circulaire de 3.7 cm de diamètre, 7 ouvertures circulaires de 1.4 cm de diamètre, et 7 fentes de 10 x 0.4 cm. Figure 2 : Rafraîchissement de l’air obtenu avec 3 formes différentes de prise d’air à la base d ’abris de 180 cm. Il est donc possible de fabriquer des abris efficaces avec de petites ouvertures à la base, ce qui pourrait éviter la pénétration des rongeurs dans l’abri. Pour un abri de 120 cm, l’ouverture de 32 cm² (diamètre de 6.4 cm) peut être remplacée par 8 petites ouvertures de 2.2 cm de diamètre, ou par 8 fentes de 10 x 0.4 cm. Il devrait être possible de trouver un compromis sur la taille des ouvertures qui permette aux petits oiseaux (et en particulier les rouges-queues) parfois prisonniers au fond des tubes de s’en échapper.

  1. L’amélioration obtenue est-elle durable ?

  Les résultats obtenus confirment l’efficacité des abris aérés et clairs sur la croissance de l’arbre immergé dans l’abri. Mais cette amélioration aura-t-elle des conséquences bénéfiques à plus long terme pour l’arbre? Pour des essences qui ont mis relativement longtemps à émerger de l’abri, il apparaît que l’amélioration de croissance obtenue pendant la phase immergée se maintient ou même s’accentue pendant les années ultérieures. Ainsi, pour des chênes rouges émergés, la croissance en diamètre a continué à bénéficier de l’effet des abris à tirage clair (Figure 3). Cela peut paraître surprenant car les arbres n’avaient plus de feuillage dans l’abri. Il s’agit donc bien d’un effet hérité de la période de croissance dans l’abri, et cet effet est très net pour des arbres qui ont passé deux saisons complètes de croissance dans les abris.

  

  

  Ces résultats sont différents de ceux de la figure 1, car ici seuls les arbres émergés sont pris en compte. Dans la figure 1, les résultats concernent l’ensemble des arbres, dont certains sont encore immergés dans les abris Les croissances indicées par des lettres différentes sont statistiquement différentes pour un risque de première espèce de 5 % Figure 3 : Influence des abris de 120 cm améliorés sur la croissance post émergence en 3ème année pour des chênes rouges et des érables sycomores (site de Coufouleux, Tarn) Le même effet a été observé sur des noyers communs dans le centre de la France (Figure 4). Après l’émergence, ce sont les arbres qui bénéficiaient des abris à tirage qui présentent les meilleures croissances en diamètre. Le ralentissement général de croissance en diamètre par rapport à l’année précédente est due à un effet année, avec un été très sec pour cette première année après émergence.

  

  Figure 4 : Influence des abris de 120 cm améliorés sur la croissance au cours des deux premières années (arbres immergés) puis de la troisième année (arbres émergés) pour des noyers communs (site de Montoldre, Allier) Pour des pins pignons (Figure 5), on note en plus un effet positif sur la croissance en hauteur, qui témoigne du meilleur équilibre des arbres dans les abris aérés clairs. Pour les diamètres la tendance antérieure favorable aux abris aérés et clairs s’accentue. Pour des arbres qui ont passé plusieurs saisons de croissance dans les abris, l’effet n’est donc pas fugace, comme il l’a été pour des arbres qui ont émergé très rapidement des abris dès la première année (comme dans le cas de merisiers protégés par des abris de 120 cm). Ceci renforce l ’intérêt des nouvelles protections.

  

  Figure 5 : Influence d’abris de 120 cm améliorés sur la croissance post émergence en 4ème année en hauteur et en diamètre pour des pins pignons (site de Castries, Hérault) Dans le cas des pins pignons, on notera cependant le gros retard de croissance en diamètre de tous les arbres abrités par rapport aux témoins : pour les résineux, la pénalisation due à la suppression des branches latérales par le manchon reste forte, même si les croissances sont améliorées par les abris aérés. La comparaison objective ne pourra intervenir qu’à l’issue de la phase d’élagage sur la hauteur du manchon, car cet élagage va pénaliser essentiellement les arbres témoins, ce qui souligne que la protection est un élément d’un itinéraire technique qui doit être évalué globalement. Grâce à cette amélioration de croissance en diamètre, les arbres devraient mieux résister aux sollicitations du vent lorsqu’ils développent leur feuillage au-dessus de l’abri. Ce n’est pas tant une augmentation de la croissance finale qui est visée, mais bien une sécurité lors du sevrage de l’arbre à sa sortie de l’abri. EC : étanche (standard) clair ES : étanche (standard) sombre TC : tirage clair TS : tirage sombre VC : ventilé clair VD : ventilé sombre Témoin : arbres sans abris Les valeurs indicées par la même lettre ne sont pas statistiquement différentes pour un risque de première espèce de 5%

  2. Conclusion

  Même si les utilisateurs n’en étaient pas toujours conscients, un ralentissement de la croissance et une fragilisation de l’arbre étaient jusqu’à présent le prix à payer pour une protection des arbres contre les animaux par les abris-serres. Avec la nouvelle génération d’abris -serres aérés par effet cheminée, le sylviculteur peut allier protection efficace contre les dégâts d’abroutissement et de frottis, et croissance améliorée des arbres (Photo 2). Nos résultats devraient désormais être précisés sur deux points : l dans les conditions pluviométriques humides de l’année de mise en place de ces essais, les abris ventilés par de nombreuses perforations ont obtenu des résultats équivalents aux abris à tirage thermique à tirage moyen. Une expérimentation en conditions hydriques plus limitantes serait utile pour tester si, en situation plus sèche, l’économie de l’eau permise par le tirage (Bergez, 1993), en comparaison des abris ventilés, peut induire de meilleures croissances; l nos essais ne comportaient pas de modalité tirage fort dans des abris clairs. Nous n’avions pas su prévoir nos résultats... qui indiquent que l’aération est très favorable surtout dans des abris lumineux. Il n’est donc pas possible de conclure ici sur la dimension optimale de l’orifice de tirage pour des abris lumineux. La tendance observée sur des abris lumineux à tirage faible ou moyen permet d’émettre l’hypothèse qu’un tirage fort aurait permis de faire au moins jeu égal avec les abris ventilés (Tableau 4). Tableau 4 : Croissances en diamètre avant émergence (en dixièmes de mm) pour des arbres dans des abris clairs aérés de 120 cm.

  	Montoldre, merisier	Montoldre, noyer	Notre-Dame, merisier
  Age d’émergence	1	2	1
  Tirage Faible	71	135	50
  Tirage moyen	91	135	56
  Tirage Fort	?	?	?
  Ventilé	95	107	62

  Les abris ainsi obtenus marquent un progrès par rapport aux modèles disponibles auparavant. Ils ne sont cependant pas parfaits. En effet, si la photosynthèse est nettement améliorée, et avec elle la biomasse des arbres protégés, le ratio aérien/souterrain n ’est pas complètement corrigé : la part des racines dans la biomasse totale de l’arbre reste inférieure à la normale au moment de l’émergence. Pour la stabilité de l’arbre, c’est surtout la force de la tige qui compte, et les nouveaux abris, en améliorant nettement la croissance en diamètre, devraient contribuer à une meilleure stabilité des arbres abrités. Un gain de 40% en diamètre comme nous l’avons observé dans 6 de nos essais correspond à un doublement de la section de la tige. Avec une tige forte et un houppier bien développé, on peut penser que le système souterrain se remettra plus rapidement en équilibre avec le système aérien, et que l’on obtiendra in fine des arbres solides et autonomes. Cela semble déjà le cas, mais nous allons continuer à suivre attentivement les expérimentations en cours pour vérifier cette hypothèse. Avec les nouveaux abris aérés par tirage thermique, il devient possible de concilier protection et croissance. Cela devrait en particulier permettre d’employer des abris assez hauts (210 ou 240 cm) pour protéger les arbres contre les bovins ou les grands cervidés, ce qui était très délicat jusqu’à présent. Mais il faudra attendre encore quelques années pour être sûrs que nos essais avec de grands abris confirment les résultats obtenus avec de petits abris. Un film vidéo sur l’agroforesterie illustre également les difficultés de l’utilisation des abris serres, notamment pour des plantations pâturées, et présente les améliorations permises par les nouveaux abris aérés par tirage (Dupraz et Bézineau, 1995). Soulignons enfin que l’intérêt essentiel des abris est la protection qu’ils offrent aux arbres. Entre un arbre mort ou irrécupérable (abrouti ou frotté) et un arbre en bon état, même s’il est freiné dans son développement, il n’y a pas à hésiter. C’est d’autant plus important que les sylvicultures actuelles adoptent des densités de plantation faibles, que ce soit en foresterie (Guitton et Ginisty, 1994) ou en agroforesterie (Dupraz et Newman, 1997), et qu’il est donc nécessaire d’éviter des taux élevés d’échec à l’implantation des arbres.

  

  Photo 2 : Protection efficace contre les herbivores et croissance améliorée en diamètre permettent d’obtenir un arbre intact et équilibré à l’émergence hors de l’abri (ici un tulipier de virginie de 3 ans). Remerciements : Ces recherches ont été effectuées en partenariat avec la société Tubex, qui est propriétaire du brevet sur l’aération des abris -serres par tirage thermique (Dupraz et Bergez, 1992), et qui commercialise désormais des abris conçus en tenant compte de nos résultats (Tubex Equilibre). Nous remercions également l’ANVAR, l’ANRT, la DRAF de la région Auvergne et la Communauté Européenne (pour un financement au titre du FEOGA, objectif 5b du Massif Central) pour leur appui financier lors de la réalisation de ces travaux. Le réseau expérimental de validation du brevet a été mis en place avec l’appui de l’Office National des Forêts, des Centres Régionaux de la Propriété Forestière du Languedoc-Roussillon et de Midi-Pyrénées, de la DDAF de l’Hérault et de la division Forêt et Agroforesterie du Cemagref, à Riom. Le suivi des essais de longue durée est l’œuvre des techniciens de l’Inra de Montpellier, et en particulier de Myriam Dauzat et Benoît Suard.

  Bibliographie

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