Évaluation de la biomasse et de la productivité souterraines du caféier dans un système agroforestier au Costa Rica
Résumé
Net primary productivity is a critical component for understanding functioning, productivity and carbon allocation of ecosystem. In Costa Rica, an ongoing study on aboveground NPP has been conducted on arabica coffee cultivated agroforestry system, under the canopy of Erythrina. Allocation of NPP to different above-ground compartments of the coffee tree (leaves, fruits, and branches) was already known and quantified. Our study focuses on belowground NPP: we distinguished perennial coffee roots (tap root, coarse roots and medium roots) from fine coffee roots (Φ < 2 mm). The challenge was to evaluate the belowground productivity of this coppice, rooted down to 450 cm (several plants by location and periodic pruning of resprouts). We developed allometric relationships between coffee root biomass and the basal area of coffee for a depth of 150 cm, extrapolated at 450 cm. Fine root turnover, a component of NPP, has been estimated by sequential soil coring (30 cm deep). Biomass of fine roots was compared using two methods: Voronoï trench (150 cm) and sequential coring (measured for 30 cm, extrapolated at 450 cm). We extrapolated belowground biomass and NPP to the plot scale from an available inventory. We estimated root biomass at 42,tMS.ha-1 with Voronoï trench, around 30% of the whole plant biomass NPP was 1.45 tDM.ha-1.an-1 for perennials roots and from 0.83 at 1.27 tDM ha-1.an-1 for fine roots. Neither fine roots NPP nor biomass depended on the distance to shade trees. Belowground NPP contributed to 11% of the whole plant NPP.
La Productivité primaire nette (NPP) occupe une place centrale dans la compréhension du fonctionnement, de la productivité et de la séquestration de carbone des écosystèmes. Au Costa Rica, une étude préalable sur NPP aérienne de plantations de caféiers (arabica) cultivés à l'ombre d'Erythrine en système agroforestiers a été conduite et l'allocation de NPP aux différents compartiments aériens (feuilles, fruits, branches) est maintenant connue et quantifiée. Notre propre étude porte sur NPP du système racinaire et du cep en distinguant racines pérennes (pivot, racines grosses et moyennes) des racines fines (Φ < 2 mm). Un défi important était d'évaluer la productivité souterraine dans un taillis fureté enraciné jusqu'à 450 cm (plusieurs souches par emplacement et élagage périodique des rejets). Nous avons développé des relations allométriques entre la biomasse des racines pérennes et l'aire au collet de caféiers. Le taux de renouvellement des racines fines, nécessaire au calcul de NPP, a été estimé par carottage séquentiel (30 cm de profondeur). La biomasse des racines fines a été comparée par deux méthodes : la fosse de Voronoï sur 150 cm et le carottage séquentiel sur 30 cm, extrapolé à 450 cm. La biomasse racinaire totale a été évaluée à 42 tMS.ha-1 avec la méthode de Voronoï, soit 30% de la biomasse totale des plantes ; les racines fines ne représentaient que 3% de la biomasse totale du caféier. Nous avons obtenu une NPP de 1,45 tMS.ha-1.an-1 pour les racines pérennes et une NPP entre 0,83 et 1,27 tMS.ha-1.an-1 pour les racines fines. Ni biomasse ni NPP des racines fines ne dépendaient de la présence des arbres d'ombrage. La NPP souterraine représentait ainsi 11% de la NPP totale des caféiers.
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