Résumé "Heft 16"

Résumé:

Dans le cadre des "nouveaux" dépérissements de forêts, nous proposons de voir dans les symptômes enregistrés, des désordres nutritionnels aigus. Le mauvais approvisionnement des arbres forestiers en éléments minéraux constitue un facteur important de stress, prédisposant aux désordres.

Pour l'étude de l'état nutritionnel des peuplements d'épicéa en Allemangne du Sud—Ouest, des échantillons d'aiguilles ont été prélevés sur 150 parcelles expérimentales pendant l'automne et l'hiver 1983/8^. Le choix s'est porté sur des peuplements peu ou très moyennement endommagés, installés sur des surfaces susceptibles d'être fertilisées. La plupart des parcelles sont ainsi situées sur des sols appartenant à des formations géologiques que la nature a insuffisamment pourvues en éléments minéraux.

Nous avons choisi des sites sur granité et gneiss, sur grès bigarré, sur limon de couverture et sur limon très fin, sur limon à pierres à feu, sur sables acidifiés, limons de moraines récentes et anciennes, et sur sols calcaires pauvres. Nous avons préféré les sols perméables, plutôt acides. C'est ainsi que prédominent les formes d'humus défavorables. Les peuplements de plus de 60 ans sont les plus nombreux.

L'évaluation des dégâts nous a montré un aspect différencié par région. Pour une perte d'aiguilles comparable, nous avons trouve' dans la partie est du secteur étudie' une prédominance de la décoloration jaune citron â rouge brunâtre des aiguilles; dans la partie ouest par contre le jaune orange' des pointes d'aiguilles âgées l'emportait.

Les épicéas étudiés (teneurs des aiguilles du 1er vertlcille) sont généralement approvisionnés de façon satisfaisante en N et de façon optimale en P. La variation des teneurs en K, Ca, Mg, Mn et Zn est grande et va de la carence à l'approvisionnement optimal. Les teneurs en Fe et Al n'ont rien de particulier; elles peuvent être considérées comme normales. Il existe une corrélation positive entre les valeurs N et P, négative entre Ca et K, K et Mg, Ca ou Mg et Al, et enfin P et Zn.
Les teneurs en N, P, K, Mg et Al des aiguilles d' un an appartenant au 1er et au 4e verticille montrent des différences intéressantes. Les teneurs en N et K sont plus élevées pour le 4e verticille, et celles en P, Mg et Al plus faibles. Les niveaux de Ca, Zn et Fe ne varient pas.

Les teneurs en éléments minéraux du 4e verticille ont tendance à évoluer de façon spécifique avec l'âge. Dans les aiguilles âgées, Fe et Ai augmentent toujours; Ca et Mn ne croissent que dans le cas d'un approvisionnement moyen à bon. Dans un sol insuffisamment pourvu en Mg ( et en Zn) , les aiguilles âgées sont pauvres er. Kg (et en Zn). Il existe une corrélation plutôt négative entre les teneurs en K des aiguilles d'un an et celles qui sont plus âgées, en rapport avec le niveau d'approvisionnement du sol. La teneur des aiguilles en N et P diminue avec leur âge. L'appré— dation ce l'état nutritionnel est améliorée par l'analyse des aiguilles âgées.

Les épicéas qui sont davantage décolorés ( en général aussi ceux qui ont davantage perdu d'aiguilles) ont des teneurs plus faibles en K et partiellement en Zn. Il y a corrélation entre les symptômes de jaunissement et les teneurs faibles en Mg, Ca et Mn. Les épicéas rouge brunâtre se caractérisent par des teneurs faibles en K, mais aussi en Mg et Ca. Les dommages ne sont apparemment pas en relation avec les approvisoinnements en N et en P.

Les teneurs en P, K, Al et Zn augmentent avec l'altitude, alors que Ca, Mg et de façon surprenante Mn diminuent. N et Fe varient dans le désordre. Les valeurs en Ca ou Mg et Al ainsi que celles en K et Mg varient dans un sens nettement opposé selon l'exposition. Les variations vont par contre dans le même sens pour P, K ou Fe et Al ainsi que pour P et K. Les teneurs en P et N ne varient guère avec la topographie. K et Al sont plus importants dans les fortes pentes; Ca, Mg et Mn par contre dans les parties planes.

Les teneurs en H et P dépendent nettement de la forme de l'humus. L'alimentation phosphatée est meilleure dans les stations à moder et à humus brut que dans celles à mull. L'alimentation azotée est par contre la plus défectueuse sur humus brut.
Lorsque l'on considère l'absorption des élément en fonction des formations géologiques on s'aperçoit qu'elle reflète la chimie du sol. L'approvisionnement en N et P, satisfaisant ou optimal, ne varie guère et se trouve confirmé. Les variations les plus nettes concernent l'alimentation potassique; elle est satisfaisante sur matériau d'origine cristalline, par contre souvent défectueuse sur sites morainiques et calcaires. Les teneurs en Ca et Al varient de façon caractéristique. Les valeurs Mg sont relativement regroupées; elles sont minimales et indiquent un mauvais approvisionnement sur sites gneisseux et granitiques. Nous avons trouvé dans toutes les stations sauf sur gneiss des carences en Zn. Il faut noter les teneurs Mn relativement faibles des stations acides, moyennement'fraîches de la Forêt Noire primaire.

Il existe aussi des corrélations avec les paramètres du peuplement. Les teneurs en N, P et K ont tendance à diminuer lorsque le peuplement est plus âgé. Les teneurs en Ca et Mg augmentent plutôt légèrement. Il existe une corrélation positive entre l'accroissement moyen annuel sur 100 ans et les teneurs en N; de même pour les teneurs en Mn. Pour les autres éléments ces relations ne se retrouvent pas. Les teneurs en N, P et K diminuent en cas de fructification importante; celles en Mg et Ca augmentent légèrement.

La ventilation des données par "régions à croissance définie" confirme l'influence déterminante du substrat géologique sur la nutrition des peuplements. Il apparaît des groupes de stations permettant de mettre en évidence plusieurs facteurs écologiques importants pour l'alimentation. La comparaison des groupes de stations choisis fait apparaître de façon remarquable des résultats importants:

-    Il existe un rapport évident entre la nutrition et la station. Seul l'approvisionnement en N et P — qui peut être considéré comme satisfaisant à optimal - varie peu. Ceci s'explique entre autres par les apports atmosphériques croissants de N pouvant provoquer une minéralisation accrue de N et de P.

-    Dans les stations cristallines acides, pauvres en bases, l'approvisionnement en Mg et Ca est faible, et partiellement médiocre. Les teneurs en Mn y sont relativement basses. Les parcelles sur gneiss se distinguent de celles sur granité dans l'approvisionnement en Zn: celle-ci est meilleure sur gneiss dont la composition minéralogique est plus favorable.  Les épicéas sur granité sont quelquefois carences en Zn.

-    La nutrition des épicéas sur grès bigarré ressemble à celle sur roches cristallines, quoique les teneurs en Mn soient notablement plus élevées. Malgré un sol acide et perméable,  il n'y apparaît pas de carence en K,  souvent mis  en évidence parcontre dans les stations sablo-graveleuses sur moraines anciennes.

-    Comparativement les teneurs moyennes en Zn et Mn sont élevées en stations calcaires. L'approvisionnement en K y est souvent médiocre, entre autres en raison de l'antagonisme K/Ca.

-    De façon surprenante, la carence potassique est très répandue dans les stations sur moraines récentes et anciennes. Elle est particulièrement fréquente en sol limoneux.  Lui sont souvent associées des teneurs en Zn dénotant un état de carence ou proche de celui—ci. L'approvisionnement en Mg et Ca est aussi partiellement faible.

Les symptômes de décoloration peuvent être considérés comme des manifestations typiques de désordes nutritionnels, car il existe des corrélations nettes entre les décolorations d'aiguilles et la nutrition.

Par contre il n'y a généralement pas de corrélation entre les pertes d'aiguilles et les teneurs en éléments minéraux. Le paramètre "perte d'aiguilles" n'est apparemment pas spécifique.

A l'aide de comparaisons historiques nous montrons le caractère aigu et en partie apparemment nouveau des perturbations nutri— tionnelles des peuplements d'épicéa installés dans les Préalpes du sud-ouest et de la Forêt-Noire primaire. La diminution extrêmement rapide des teneurs en K dans les stations sur moraines au cours des deux dernières décennies est particulièrement sur prenante. Sur roche-mère cristalline l'apparition des "nouveaux" dépérissements (à partir de 1976) coincide chronologiquement avec une baisse des teneurs en Mg, et partiellement aussi avec des teneurs faibles en K, Ca et Zn.
La discussion autour des résultats d'analyse des aiguilles permet de mettre en évidence des désordres nutritionnels importants. On peut les qualifier d'aigus et de partiellement nouveaux. Ils concernent les éléments Mg, K, Zn, Ca et Mn.
Dans la partie explicative (hypothèse), nous mentionnons comme origine des troubles, l'effet sur l'appareil assimilateur des polluants atmosphériques (en particulier des photooxydants), en relation avec les pluies acides. Les conséquences probables de cette action sont le lessivage accru d'éléments physiologiquement mobiles et facilement échangeables (K, Zn, Mg; Mn, Ca). L'arbre réagit en essayant de compenser les pertes d'éléments minéraux au niveau de la couronne par une absorption plus importante au niveau des racines; mais celle-ci est souvent rendue difficile par le mauvais approvisionnement des sols en ces mêmes éléments. Cette pauvreté des stations a probablement été accentuée à long terme par une acidification des sols due à un apport accru d'éléments acides, conduisant à un lessivage plus important d'ions comme Mg, Ca, K; Mn, Zn à partir du sol de surface (facteur prédisposant). Des facteurs biotiques et climatiques défavorables concourent à l'aggravation de la situation.
Pour tester l'hypothèse expérimentalement, 40 essais de fertilisation ont été mis en place au printemps 1984 en Allemagne du Sud—Ouest à partir d'un diagnostic. Après déjà une saison de végétation, l'amélioration ciblée de l'approvisionnement en éléments nutritifs, essentiellement en Mg, K, Ca, Zn et Mn, a conduit à l'atténuation ou à la disparition des symptômes. L'analyse foliaire de l'automne 1984 a confirmé pour les parcelles en essai, dans les stations les plus diverses et pour les épicéas d'âge varié, "l'évidente revitalisation ".

Les résultats disponibles des essais de fertilisation montrent que dans le cas de dépérissements forestiers liés à des perturbations nutritionnelles,  l'apport ciblé et harmonieux d'éléments minéraux judicieusement dosés, déterminé à partir de l'étude de la nutrition, conduit à la régénération des peuplements. Il est vrai néanmoins que la fertilisation n'arrive plus à "revitaliser" les peuplements pour lesquels les dommages ont dépassé un certain seuil.