Résumé :

Le formalisme des relations interspécifiques au sein des écosystèmes naturels s’appuie sur les concepts de compétition (partage d’une ressource donnée) et de facilitation (augmentation de la ressource à partager). Le cycle de l’azote est au cœur de facilitations majeures quand une espèce fixatrice est associée à une espèce non fixatrice. Nous proposons d’expliciter les mécanismes opérants au sein de deux associations très représentatives des pratiques modernes agroforestières en Europe : l’association de noyers avec des herbacées fixatrices d’une part (luzerne, sainfoin, pois), et avec des arbres fixateurs (aulnes) d’autre part. La comparaison de l’efficacité de fixatrices herbacées et ligneuses, annuelles et pérennes est un sujet original, peu abordé.

L’objectif du travail de thèse sera d’identifier les mécanismes de compétition et de facilitation dominants, et de les intégrer dans un modèle capable de rendre compte des interactions entre mécanismes d’une part, et des effets interannuels différés d'autre part. Ce modèle devra permettre in fine de simuler diverses options de gestion de l’association (proximité spatiale arbres-cultures, pratiques d’émondage et de cernage racinaire, gestion de la fertilisation des cultures intercalaires) afin d’aider à la constitution de règles de décision robustes intégrant la variabilité interannuelle climatique.

L’approche expérimentale au champ consistera à quantifier les modes de partage des ressources en eau et en azote entre les arbres et les cultures, à partir de mesures directes de flux et par l’utilisation de traceurs isotopiques stables (abondance naturelle, marquages foliaires, marquage de sève (cotton-wick), traceurs dans le sol). La forme des systèmes racinaires sera caractérisée par des profils de densité de racines. Les performances du système seront évaluées en terme de rendement de la culture et de croissance des arbres, et les impacts environnementaux pourront être évalués à partir des mesures des flux de matière dans le système (lixiviation azotée, reliquats d’éléments nutritifs à la récolte, etc).