Biomass production and nitrogen fluxes quantification at the mixed-species plantation of Eucalyptus urophylla x grandis and Acacia mangium in Congo

Production de biomasse et quantification des flux d’azote dans une plantation mixte d’Eucalyptus urophylla x grandis et d’Acacia mangium au Congo

Sogni Viviane Tchichellé (1)

1 EEF - Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018]

Forest plantations represent 5% of the world forest area but provide more than one third of world wood supply. Sustainability of these systems is based on the long-term maintenance of their fertility without using fertilizers. The introduction of nitrogen (N) fixing species in forest plantations is one of the solutions to take-up this challenge. The aim of this work was to assess the effects of the introduction of Acacia mangium in pure stand of eucalypts on tree growth, biomass production and soil nitrogen dynamics. To achieve this goal, destructive inventories combined with quantification of N fluxes in litter fall and annual monitoring of N mineralization in soil, has been done. They were associated with study of the symbiotic fixation of N and N enrichment in particulate organic matter. The study highlighted a positive effect of acacia on the growth of eucalyptus through a modification of interspecific interactions. Facilitating relationship created by the symbiotic nitrogen fixation has been the source of an increase in the growth of eucalyptus and aboveground net primary production. This increased growth was related to improvement of the nitrogen content of the soil, especially in the coarse fraction of the particulate organic matter. An increase in nitrogen mineralization indicated a much faster soil nitrogen cycling. This work opens perspectives for an ecological intensification of tropical plantation forestry.

Les plantations forestières représentent 5% de la surface forestière mondiale mais assurent plus du tiers de l’approvisionnement en bois de la planète. La durabilité de ces systèmes de production repose sur le maintien à long terme de leur fertilité, sans recourir à la fertilisation. L’introduction d’une espèce fixatrice d’azote (N) dans les plantations forestières est une des solutions envisagées pour relever ce défi. L’objectif de la thèse était d’évaluer l’effet de l’introduction de l’Acacia mangium dans une plantation pure d’eucalyptus sur la croissance des arbres, la production de biomasse et la dynamique de N dans le sol. Pour atteindre cet objectif, des inventaires destructifs combinés à une collecte des chutes de litière ainsi qu’un suivi annuel de la minéralisation de N dans le sol, ont été réalisés. Ils ont été associés à l’étude de la fixation symbiotique de N et de l’enrichissement en N de la matière organique particulaire. Cette étude a permis de mettre en évidence un effet positif de l’acacia sur la croissance des eucalyptus à travers une modification des relations interspécifiques. La relation de facilitation engendrée par la fixation symbiotique de N a été à l’origine d’une augmentation de la croissance des eucalyptus et de la production primaire nette aérienne. Cette augmentation de croissance était liée à l’amélioration du contenu azoté du sol, en particulier dans la fraction grossière de la matière organique particulaire. Une augmentation de la production de N par minéralisation a révélé un recyclage beaucoup plus rapide du N du sol. Ces travaux ouvrent des perspectives pour une intensification écologique de la sylviculture des plantations tropicales.

Mots clés: Tropical forest plantation; Eucalyptus; Acacia; Nitrogen; Arenosols

Mots clés: Plantation forestière tropicale; Azote

Domaines: Sylviculture, foresterie; Biologie végétale

Sogni Viviane Tchichellé. Production de biomasse et quantification des flux d’azote dans une plantation mixte d’Eucalyptus urophylla x grandis et d’Acacia mangium au Congo. Sylviculture, foresterie. Université de Lorraine, 2016. Français. ⟨NNT : 2016LORR0115⟩. ⟨tel-01453408⟩