Influence de la texture du sol sur la compétition hydrique entre espèces végétales

Etude expérimentale et modélisation

Les agrosystèmes à alignements d’arbres sont souvent implantés en zone tempérée pour réduire le ruissellement, améliorer le stockage du carbone et renforcer le maillage écologique. Cependant, le rendement diminue souvent près des arbres en raison d’interactions aériennes et souterraines. Si la composante aérienne est bien documentée, la compétition souterraine est plus difficile à cerner. Le partage de l’eau du sol entre arbres et cultures est peu étudié et les résultats sont souvent contradictoires, soulignant la nécessité d'études mécanistes capables de faire le lien avec l'hydraulique des plantes et les conditions pédologiques.

Dans ce contexte, notre hypothèse est que la texture du sol - en influençant la disponibilité en eau dans les différents horizons et le recouvrement racinaire entre les arbres et les cultures - joue un rôle clé dans les stratégies d’utilisation de l’eau des plantes et les contraintes hydriques à leur croissance.

Ce projet vise à réaliser un suivi sur plusieurs années des interactions hydriques entre arbres et cultures dans 2 parcelles agroforestières partageant la même composante biologique (mêmes espèces, même disposition), mais dont les textures de sol sont contrastées (sol sableux vs sol limoneux). L’étude portera sur les conditions microclimatiques, les propriétés hydrauliques du sol, la distribution racinaire, l’humidité du sol et le comportement hydraulique des plantes à plusieurs distances des arbres.

En parallèle, le modèle 3D agroforestier "Hi-sAFe" (INRAE, France) sera calibré/paramétrisé à partir des données de terrain afin de simuler les processus non mesurés (ex. nutriments) et apporter une vision continue du système.

Ces analyses ont pour but de :

Mesurer l'impact local des arbres sur les propriétés du sol et le microclimat,
Déterminer le rôle de la texture du sol sur i) l'extension verticale et latérale des racines des arbres et des cultures (càd. l'étendue de leur zone d'absorption) et ii) leur stratégie d'utilisation de l'eau et/ou leurs ajustements morphologiques (root/shoot ratio, surface foliaire, ...)
Comparer le rendement des cultures et le profil d'humidité du sol en fonction de i) la distance à l'arbre et ii) du type de sol

Le/la mémorant(e) impliqué(e) dans ce projet pourrait être amené à :

Collecter et analyser des données de terrain (propriétés du sol, comptages racinaires, statut hydrique des arbres et des cultures)
Récolter des informations sur les arbres et les cultures pour optimiser la calibration des espèces concernées dans le modèle Hi-Safe
Améliorer le module « hydraulique du sol » du modèle Hi-Safe pour augmenter sa sensibilité aux conditions pédologiques