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Personne de contact :

Bhim Bahadur Ghaley

Professeur associé, PhD

Vaibhav Pradeep Chaudhary

PostDoc

Labo vivant 6 : Danemark

Géré par : Université de Copenhague, Campus de Taastrup, Danemark

Général l'information
Le système de production expérimental est un système combiné d'alimentation et d'énergie (CFE), intégrant des cultures alimentaires et fourragères avec des ceintures de biomasse constituant des peuplements mixtes de saules, d'aulnes et de noisetiers. Il a été mis en place au printemps 1995 à la ferme expérimentale de Taastrup (55◦400 N, 12◦180 E) sous l'égide de l'Université de Copenhague, Danemark. Avant 1995, le site était continuellement cultivé avec des cultures annuelles. 

Le CFE est un système de production biologique, sans utilisation d'engrais, d'herbicides ou de pesticides. Dans le CFE, les composantes alimentaires sont le blé d'hiver, l'orge (Hordeum vulgare) et l'avoine (Avena sativa), les composantes fourragères sont le ray-grass (Lolium perenne) et la luzerne (Medicago sativa), et les composantes bioénergétiques sont 5 doubles rangées de cultures ligneuses à courte rotation (brise-vent). Le système CFE a été mis en place au Danemark en tant que système de production potentiel pour produire de la nourriture, du fourrage et de l'énergie.

Approche générale de l'agriculture
Ferme biologique.


Objectifs
Une ferme neutre en carbone pour produire de la nourriture, du fourrage et de l'énergie 


Défis

  • Maintien de la fertilité des sols
  • Stabilité du rendement
  • Manque de fonds pour effectuer des mesures et contrôler le laboratoire vivant.


Objectifs de la recherche
Objectif : agriculture neutre en carbone

Recherches antérieures pertinentes entreprises :
1. Quantification et évaluation des services écosystémiques dans divers systèmes de production pour une prise de décision éclairée (Ghaley et al. 2014. DOI : 10.1016/j.envsci.2013.08.004)
2. Détermination de l'accumulation de biomasse dans les ceintures mixtes d'espèces Salix, Corylus et Alnus dans un système de production combinée d'aliments et d'énergie (Ghaley et Porter, 2014. DOI : 10.1016/j.biombioe.2014.02.009 ).
3. Quantification et évaluation des fonctions et services écosystémiques dans un système conventionnel de production de blé d'hiver avec le modèle DAISY au Danemark (Ghaley et Porter, 2014. DOI : 10.1016/j.ecoser.2014.09.09)
4. Relation entre la stœchiométrie C:N/C:O et les services écosystémiques dans les systèmes de production gérés (Ghaley et al. 2015. DOI : 10.1371/ journal.pone.0123869)
5. Évaluation de la productivité et de la viabilité économique du système de production combinée d'aliments et d'énergie (CFE) au Danemark (Ying Xu et al, 2019 DOI : 10.3390/en12010166)
6. Productivité et évaluation économique des systèmes agroforestiers pour la production durable de produits alimentaires et non alimentaires (Lehmann et al. 2020. DOI : 10.3390/su12135429)
7. Évaluation des éléments multidimensionnels de la durabilité dans les systèmes agroforestiers européens (Smith et al. 2022. DOI : 10.1016/j.agsy.2021.103357)

Conception du système agroforestier 
Le système combiné alimentation-énergie (CFE) est un système de production biologique, sans utilisation d'engrais, d'herbicides ou de pesticides. Dans le système CFE, les composantes alimentaires sont le blé d'hiver, l'orge (Hordeum vulgare) et l'avoine (Avena sativa), et les composantes fourragères sont le blé d'hiver, l'orge (Hordeum vulgare) et l'avoine (Avena sativa).  

L'agroécosystème se compose d'un champ de ray-grass (Lolium perenne) et de luzerne (Medicago sativa) et la composante bioénergétique consiste en 5 doubles rangées de cultures ligneuses à courte rotation (brise-vent). Un agroécosystème combinant alimentation et énergie (CFE) a été mis en place au Danemark, en tant que système de production potentiel pour produire de la nourriture, du fourrage et de l'énergie. Le CFE est un système agroforestier qui intègre le SRWC dans une monoculture conventionnelle pour produire de la nourriture, du fourrage et de l'énergie.

Le système CFE est un système de culture en couloir avec des cultures vivrières et fourragères dans les couloirs et des cultures ligneuses à courte rotation comme ceintures de biomasse pour la production d'énergie. Il se compose de 10,1 ha de composants alimentaires tels que l'orge de printemps, le blé d'hiver, l'avoine et la luzerne/grass comme composants alimentaires et fourragers et de 0,75 ha de ceintures de biomasse composées de cinq ceintures de SRWC, placées à des distances spatiales de 50, 100, 150 et 200 m à l'intérieur du champ. Chaque bande de biomasse a une largeur de 10,7 m et se compose de cinq rangées doubles de SRWC. Sur les cinq rangées doubles, trois rangées doubles au milieu sont composées de trois clones de saule (une rangée double chacun) de Salix viminalis (L.) "Jor", Salix dasycladus Wimmer, et Salix triandra cinerea (L.) bordés par une rangée double de noisetier commun Corylus avellana (L.) d'un côté et une rangée double d'aulne (Alnus glutinosa (L.) Gaertner) de l'autre côté. Chaque double rangée est espacée de 1,3 m, avec une densité de plantation de 20 000 arbres par hectare. Les SRWC sont plantés à un espacement intra-rang de 0,5 m et à une distance inter-rang de 0,7 m. Les ceintures de biomasse sont établies à des distances variables de 50, 100, 150 et 200 m, créant des allées de distances équivalentes afin d'évaluer les effets spatiaux des ceintures de biomasse sur les composants alimentaires et fourragers. Les bandes de biomasse sont récoltées et réduites en copeaux tous les quatre ans et les copeaux de bois sont vendus à une centrale thermique proche pour la production de chaleur et d'électricité, tandis que les cultures vivrières et fourragères cultivées entre les bandes de biomasse sont récoltées chaque année.

Contrôle
Ce qui sera contrôlé et comment :

1. PIÉGEAGE DU CARBONE 
A. En surface : DOI: 10.1016/j.biombioe.2014.02.009
B. Sous terre : DOI : 10.1007/s004420050201
C. Échantillonnage de la litière = collecte de la litière + du bois mort et des branches avec un cadre d'échantillonnage de 0,25 m2.
2. PRÉVENTION DE L'ÉROSION DES SOLS
A. Méthode 137 Cs : DOI : 10.2307/3673774 OU
B. Ghaley et Porter, 2013 = DOI : 10.1016/j.ecolind.2012.08.009'
3. CAPACITÉ DE RÉTENTION D'EAU
SOIL CORE METHOD : DOI : 10.1016/j.envsci.2013.08.004
4. EFFETS DE BRISE-VENT : Méthode de l'article - DOI : 10.1016/j.envsci.2013.08.004
5. FIXATION DU NITROGÈNE BIOLOGIQUE : Méthode tirée de l'article DOI : 10.1016/j.envsci.2013.08.004
6. FORMATION DU SOL : MÉTHODE DE SOLUTION DE MOUTARDE : DOI : 10.1016/j.envsci.2013.08.004
7. MINÉRALISATION DU NITROGÈNE : Méthode de la sonde appât-lamina : DOI: 10.1016/j.envsci.2013.08.004
8. APHIDES ET PRÉDATEURS : méthode du piège et du pantographe
Les données/ informations de base sont actuellement disponibles : Caractéristiques des terres et des sols, données météorologiques annuelles, taille des parcelles et espacement.

Danemark

11,1 8 ha de pâturages (10,1 sont des cultures vivrières et 1,0 des biocarburants)

Silvoarable

Type de recherche et d'enseignement (cultures en couloirs)

Créé en mai 1995

Distance entre les rangs/entre les rangs : 1,3/ 0,5 m

Largeur des bandes d'arbres : 11 m

Nombre d'arbres : 20000 arbres ha (Fourrage : Nourriture : Biomasse arborée - ratio 45:45:10)

Aulne (Alnus rubra), clones de saule [ (une double rangée chacun) de Salix viminalis (L.) "Jor", Salix dasycladus Wimmer et Salix triandra × cinerea (L.) ] et noisetier commun (Corylus spp.)

Bétail : Non

LOAM SANDIEUX (Sable - Limon - Argile : 65 - 20 - 15 pour cent)

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