La plantation d’arbres feuillus a fait l’objet de nombreux travaux scientifiques qui ont permis de préciser les pratiques sylvicoles nécessaires au succès de survie et de croissance. Mais malheureusement, dans la pratique, plusieurs plantations de feuillus ont été établies sans que l’ensemble des interventions sylvicoles jugées essentielles pour optimiser la production soient appliquées : les résultats ont été jugés variables et souvent décevants.
Connaître le potentiel de croissance et de qualité des arbres feuillus lorsqu’il sont produits de manière optimale en plantations au Québec est nécessaire pour renseigner le producteur, guider les programmes d’aide et évaluer les retombées économiques. De telles données serviraient également les besoins des planificateurs de plantations motivés par de nouveaux objectifs environnementaux. En effet, l’atténuation des impacts de l’agriculture intensive par l’agroforesterie, la création de corridors forestiers dans les secteurs fortement déboisés, la séquestration des émissions de carbone s’inscrivent maintenant comme de nouveaux objectifs motivant les activités de plantations.
Nous présentons ici des résultats de croissance et de qualité d’arbres feuillus établis en plantation sur des sols abandonnés par l’agriculture où les traitements sylvicoles de base ont été appliqués. Ce type de résultats demeure relativement rare : les références de croissance disponibles proviennent généralement de résultats prélevés en milieux forestiers ce qui demeure assez inexact pour anticiper les rendements en plantations.
Traitements essentiels
Les traitements sylvicoles de base essentiels à la réussite de plantations de feuillus sur terres agricoles abandonnées incluent initialement une préparation mécanique ou chimique du sol, un choix d’espèces adaptées, une bonne qualité de plants d’arbres, une plantation selon une ouverture du sol proportionnelle à la largeur du système racinaire. Les traitements post-plantation essentiels sont la répression de la compétition herbacée, par des moyens mécanique, chimique ou par paillage, la protection des plants face aux rongeurs et brouteurs et la taille de formation et d’élagage appliquée fréquemment. Enfin, selon la densité de plantation, l’éclaircie est nécessaire pour une croissance régulière et rapide des tiges.
Description de l’étude
La croissance en diamètre et la qualité des tiges de quatre essences en plantation ont été mesurées : érable à sucre (Acer saccharum Marsh.), noyer noir (Juglans nigra L.), chêne à gros fruits (Quercus macrocarpa Michx.) et chêne rouge (Quercus rubra L.). Les données ont été échantillonnées à l’intérieur de 15 plantations localisées au sud-ouest du Québec, de Saint-Rémi à Cazaville, soit dans la partie nordique de l’aire de répartition des espèces. Tous les sites, abandonnés par l’agriculture, étaient au stade de friche herbacée lors de leur conversion en plantation. La texture des sols varie de sableux à argileux avec plusieurs loams qui sont parfois pierreux. Des 15 sites de plantations analysées, cinq ont été établies par un conseiller forestier dans le cadre d’activités de reboisement financées par le programme national d’aide aux propriétaires forestiers. Les 11 autres sites sont des initiatives en lien avec nos projets de recherche. L’âge des plantations varie entre 16 et 29 ans.
Traitements sylvicoles appliqués
Tous les traitements jugés essentiels ont été appliqués dans les dispositifs de recherche. Vu le nombre de sites à l’étude (15), le type de traitement et l’intensité de ceux-ci ont varié selon les besoins. En résumé, les sols ont été préparés par un hersage pour la majorité, plusieurs ont eu un labour et deux n’ont pas eu de préparation de sol. Les plants utilisés ont été produits par la pépinière nationale de Berthierville. Plantés manuellement, les plants ont reçu un protecteur spiralé installé pour un minimum de cinq ans afin de les protéger des rongeurs. Les herbacées ont été réprimées par du paillis de carton, de plastique ou de bois raméal fragmenté, par des herbicides ou une combinaison de ces deux moyens. Une protection contre les cerfs a été nécessaire pour les plantations plus récentes, la pression de broutement n’étant pas suffisamment forte auparavant (plantation de 18 à 29 ans). Pour ce faire, du Deer away a été utilisé sur les plantations de 16 et 17 ans. Puis, le nombre des tailles des arbres a varié entre deux et six selon les sites.
Densité et éclaircie
Les plantations ont été installées généralement à une densité de 2 000 à 2 500 tiges/ha correspondant aux règles établies à cette période. Certaines plantations expérimentales ont cependant été installées à plus faible densité. C’est le cas des plantations qui comprennent des noyers noirs. Pour cette espèce, des publications européennes proposaient de plus larges espacements. Une éclaircie a été pratiquée sur neuf sites (entre 18 et 22 ans de développement) et un site a reçu deux éclaircies (à 12 et 21 ans). La densité après éclaircie (et mortalité naturelle) correspondait en moyenne à 25 % de la densité initiale (variant entre 14 % et 58 %), ce qui correspond à 642 arbres par hectare en moyenne (variant de 350 à 1480 tiges/ha).
Prise des mesures
Selon la dimension des sites, de 10 % à 100 % des tiges ont été mesurées. Un total de 829 arbres a été mesuré dont 331 chênes rouges sur dix sites, 240 noyers noirs sur six sites, 157 chênes à gros fruits sur sept sites et 101 érables à sucre sur quatre sites.
Le diamètre à hauteur de poitrine (DHP) a été mesuré et l’accroissement annuel moyen en diamètre (AAMD) a été calculé. Ensuite, les arbres élites ont été distingué, soit la moitié des arbres ayant les plus gros diamètres (DHP + 50 %) et les plus grandes croissances (AAMD + 50 %). La hauteur des arbres a été mesurée sur un sous échantillon d’arbres.
Les défauts de chacune des quatre faces de chaque tige ont été déterminés. Parmi les défauts, les grosses branches (>5 cm), les coudes, les courbes, les fentes superficielles, les brindilles, les nœuds et les trous de pic maculé ont été les plus fréquents. Les tiges ont été évaluées selon la possibilité d’obtenir deux sections de 2,6 m (8’6’’) avec un maximum de faces sans défauts. Dans le cas d’une seule section possible, nous avons déterminé la longueur maximale de la première bille qui permettait de maximiser le nombre de faces claires. Les défauts ont été évalués et le défaut le plus important de chaque face a été noté pour chaque bille.
Résultats
Survie
La préparation du sol et la répression des herbacées ont permis de maintenir généralement un haut taux de survie ce qui fait que les sites qui avaient les plus hautes densités de départ (>2 000 tiges/ha) ont reçu une éclaircie. Un seul site a reçu une application d’herbicide, et ce, à la troisième année dû à la pression des herbacées. De plus, la survie du chêne rouge a été la plus faible, soit 43 %, réduisant la nécessité de la première éclaircie sur ce site (plantation d’érable à sucre et de chêne rouge seulement). Sur ce même site, les valeurs de DHP et de hauteur sont parmi les plus faibles pour l’érable à sucre et le chêne rouge en comparaison à des sites d’âges semblables soit de 26 à 29 ans. La variabilité moyenne des valeurs de diamètre de chaque espèce sur chaque site est de 22 % à 30 %. Un groupe significatif d’arbres de plus fort diamètre est donc présent.
Croissance
Érable à sucre
Les résultats de l’AAMD de l’érable à sucre varient de 0,53 à 0,62 cm/an pour la majorité des sites sauf le site de forte pression des herbacées qui a présenté une croissance de 0,32 cm/an. Ces résultats sont supérieurs à d’autres recherches. En Ontario, des plantations de 19 à 31 ans avaient une croissance moyenne de 0,35 cm/an alors qu’en Vriginie, des arbres de 14 ans grandissaient de 0,47 cm/an en diamètre.
Les arbres élites de l’érable à sucre de notre étude ont un AAMD + 50 % de 0,64 cm/an à 0,76 cm/an et pour le site de forte pression herbacée, ce fut 0,41 cm/an. Avec plus de 475 arbres/ha, la sélection d’arbres élites peut être envisagée sur tous ces sites, ce qui pourrait représenter une amélioration moyenne de 23 % de croissance de l’érable à sucre.
Noyer noir
Les AAMD moyens obtenus du noyer varient entre 0,59 cm/an à 0,93 cm/an selon les sites. Les valeurs de diamètre obtenues du noyer sont comparables aux meilleurs résultats pour l’espèce parmi ceux présentés dans les études de sites Ontariens de 26 ans (DHP de 16,4 cm et AAMD de 0,62 cm/an) et de 20 à 30 ans (DHP de 13,6 cm et 20,2 cm et AAMD de 0,68 cm et 0,67 cm). Les meilleurs résultats de ces études ont été obtenus en plantations mélangées, sur un sol loameux ou un sable loameux bien drainé, qualifié d’optimal en Ontario. Nos résultats du Québec ont été obtenus sur des sols de loam pierreux ou de sable loameux bien drainés. Nos valeurs d’AAMD sont en général plus élevées que le taux de 0,60 cm/an considéré « typique » en Indiana. Un taux moyen d’AAMD de 0,80 cm/an (DHP de 28,2 cm à 35 ans) a été obtenu dans un essai de sylviculture intensif en Illinois avec 158 noyer/ha.
Les sites de noyers de la présente étude sont à des densités variant entre 377 et 1 071 noyers/ha, laissant place à de prochaines éclaircies. Nos résultats des noyers élites (AAMD + 50 %) varient entre 0,73 cm/an et 1,11 cm/an avec cinq des six sites produisant des taux supérieurs à 0,80 cm/an. Ces valeurs élites sont plus élevées de 21 % à la moyenne.
Chêne à gros fruits
Des valeurs supérieures d’AAMD du chêne à gros fruits comprises entre 0,61 à 0,69 cm/an sont obtenues sur trois sites. Trois autres sites produisent des AAMD de 0,52 à 0,54 cm/an, considéré comme intermédiaire pour l’espèce. Les chênes du site de forte pression herbacée ont eu une croissance plus faible, soit 0,43 cm/an. Le sol de ce site qui est relativement mince à près de 80 cm de profondeur et son niveau de pierrosité de 30 à 40 % limitent le volume de sol disponible aux arbres.
Des résultats de AAMD de 0,30 cm/an et 0,39 cm/an ont été produits sur un site ontarien de 25 ans. En Iowa, l’AAMD de chênes à gros fruits varient de 0,25 à 0,64 cm/an, et au Kansas, une valeur moyenne de 0,65 cm/an a été rapporté.
Les chênes à gros fruits élites de notre étude (AAMD + 50 %) approchent ou surpassent ces valeurs supérieures (0,59 cm/an à 0,77 cm/an), à l’exception d’un site. Les mesures des arbres élites de nos sites sont en moyenne 17 % supérieure à la moyenne générale. La densité des sites permet une sélection prochaine des meilleurs arbres par éclaircie.
Chêne rouge
L’AAMD moyen des chênes rouges a été supérieur à 0,80 cm/an dans le cas de sept des dix sites analysés. Les valeurs les plus faibles d’AAMD étaient comprises entre 0,56 et 0,78 cm/an. Parmi ces sites, voici les éléments observés comme possiblement limitants : un arrangement de plantation de 2 m par 6 m et l’absence d’éclaircie, une forte compétition herbacée et une éclaircie tardive. Les trois sites sont aussi ceux qui présentent le plus haut ratio hauteur/diamètre des chênes rouges, ce qui témoigne de l’effet de la forte densité.
À partir de l’analyse de quatre sites de plantations expérimentales ontariennes de 35 et 36 ans d’âge, un AAMD moyen de 0,47 cm/an a été mesuré, produisant des chênes rouges de 16 cm de DHP moyen. Dans des plantations du sud-ouest de la France, il a été mesuré des accroissements moyens sur le diamètre de 0,9 cm/an à la période 20-30 ans de croissance. On rapportait des valeurs d’AAMD de 0,72 à 1,02 cm/an chez des chênes rouges suite à des éclaircies sur plusieurs sites forestiers des États-Unis.
Les chênes rouges élites de notre étude présentent une croissance supérieure de 19 %, avec de fortes valeurs comprises entre 1,0 et 1,11 cm/an chez 7 des 11 sites.
Qualité des tiges
Il y a une faible part des arbres qui affichent des défauts sur la première bille, mais bien davantage sur la seconde bille (résultats complets présentés à la figure 1). Les érables à sucre avec une première bille sans défauts sont présents sur les quatre sites dans des proportions supérieures à 84 %, dont deux sites avec 100 % de ces arbres. Sur trois de ces sites, une deuxième bille sans défauts est rendue possible pour 27 %, 29 % et 37 % des arbres présents.
Quatre sites de noyers noirs avaient plus de 74 % des arbres dont la première bille était sans défauts, avec deux sites à 93 % et un à 85 %. Les deux autres sites présentaient une portion de premières billes de noyer sans défauts de 56 % et 67 %. Cinq sites ont de 10 % à 21 % des noyers qui présentent une deuxième bille sans défaut sur quatre faces et le dernier site ne présentait aucune deuxième bille d’intérêt.
Une proportion de 100 % de premières billes de chênes à gros fruits jugées sans défauts était mesurée sur cinq des sept sites analysés. Les deux autres sites avaient 77 % et 86 % de billes parfaites. Deux sites avaient 44 % et 58 % de deuxième bille parfaite, deux autres de 29 % et 19 %, un de 7 %, et deux sites où aucune deuxième bille potentielle n’a été qualifiée. L’inclusion des deuxièmes billes de chênes à gros fruits avec trois faces parfaites permet un important rehaussement de la valeur des sites pour cette espèce.
Les sites de chênes rouges présentent plus de 78 % de premières billes parfaites, neuf sites sur dix sont à plus de 88 %. Les proportions de deuxièmes billes sans défauts de l’espèce sont de 30 % à 56 % pour cinq sites et de 7 % à 24 % pour les cinq autres sites. Comme pour le chêne à gros fruits, l’inclusion des deuxièmes billes qui présentent trois faces sans défauts rehausse la valeur des sites de façon importante.
Principaux défauts
Parmi les arbres portant des défauts, la présence de grosses branches (>5 cm) était le défaut le plus fréquemment rencontré chez les différentes espèces. Moins fréquentes sur la première bille, notamment absentes sur la première bille du chêne à gros fruits, les grosses branches ont le plus souvent réduit la qualité des deuxièmes billes. La taille de ces branches aurait pu être réalisée plus hâtivement, mais plusieurs facteurs peuvent justifier ce retard. Le plus souvent, ces branches ne peuvent être toutes retirées en même temps et un bon jugement est nécessaire pour faire le choix. Le travail demande aussi plus d’effort et de précision en utilisant la scie télescopique. Les subventions pour la taille, quand elles existent, sont limitées et n’appuient que les tailles initiales qui concernent davantage la première bille.
La présence de coudes et de courbes est un deuxième défaut fréquent sur la première bille du noyer noir. Les coudes ont aussi été observés sur la deuxième bille de l’érable à sucre. Des fentes, profondes et superficielles, sont également parmi les défauts notés, sauf chez le chêne à gros fruits. Les brindilles étaient souvent la cause de la réduction de la qualité de la deuxième bille de toutes les espèces. Le principal défaut de la première bille du chêne à gros fruits était la présence de trous faits par le pic maculé.
Des recommandations européennes de densité finale de plantations de feuillus mentionnent un objectif de 50 à 70 tiges/ha de noyers noirs et de 80 à 200 tiges/ha pour le chêne rouge. Ces densités sont en vue de produire rapidement une première bille de gros bois de qualité et elles s’obtiennent par éclaircies périodiques. Si les résultats actuels demeuraient ainsi dans le temps, la sélection d’arbres d’avenir devrait pouvoir permettre l’obtention d’une très grande majorité de premières billes sans défauts pour les quatre espèces mesurées ici. Les éclaircies ne pourront cependant assurer la production d’une seconde bille parfaite pour tous les sites.
Conclusion
Les plus hauts taux d’accroissement annuels moyens en diamètre ont été produits par le chêne rouge (0,83 cm/an) et le noyer noir (0,75 cm/an). La croissance a été plus lente pour les chênes à gros fruits (0,55 cm/an) et les érables (0,51 cm/an). Ces taux moyens se comparent ou surpassent les meilleurs taux présentés dans la littérature. Les arbres élites (DHP + 50 %) ont un diamètre de 17 % à 23 % supérieur à la moyenne de tous les arbres. En poursuivant les opérations d’éclaircies, le taux de croissance maximal des arbres élites pourrait être maintenu et même s’accroître. Avec eux, l’obtention de tiges de 45 cm de DHP pourrait être obtenus à près de 47 ans et 51 ans pour le chêne rouge et le noyer noir, et à près de 72 ans et 77 ans pour le chêne à gros fruits et l’érable. Les parcelles de plantation étudiées ici sont, pour certaines, de faible dimension, ce qui peut rendre plus incertain la possibilité de généraliser les résultats. Cependant, les soins nécessaires à la production de bois de qualité en plantation de feuillus commandent de restreindre la dimension des surfaces annuellement mises en place, généralement de 0,5 ha à 5 ha en forêts privées. Le chercheur canadien, Fred von Althen, qui a été actif en plantations de feuillus, soulignait que la culture des feuillus était davantage adaptée aux petits propriétaires, à ceux qui l’adoptent comme activité de loisir, qui ont le temps, l’intérêt, la fierté et un peu d’argent à investir pour que la plantation soit un succès. Nous croyons aussi nécessaire d’ajouter que le nombre d’arbres plantés par hectare et exigés par le programme d’aide est excessif si la production de bois de qualité est visée. Nous vous invitons à lire le prochain article du magazine, celui de M. Luc Guinard, qui présente l’excellent succès de sa plantation de chêne rouge et fort de son expérience, le nouvel itinéraire qu’il propose si tout était à refaire. Je crois véritablement qu’il présente une avenue qui devrait être retenue dans les programmes des Agences forestières des régions à potentiel de production de feuillus.
De nouveaux systèmes agroforestiers sont actuellement proposés pour atténuer les effets du morcellement forestier, la perte de biodiversité et les impacts de l’agriculture intensive. Ces objectifs doivent inclure des arbres feuillus qui vont produire les services écosystémiques au profit de la collectivité. En plus des impacts environnementaux positifs de ces systèmes, leur rentabilité est parfois démontrée. Nous souhaitons que les résultats présentés ici encouragent les gouvernements national et régional à appuyer les propriétaires forestiers et les agriculteurs dans des projets de plantations d’arbres feuillus qui incluent les traitements sylvicoles essentiels au succès, pour notre économie et notre environnement.
Remerciements
Merci au ministère des Forêts de la Faune et des Parcs du Québec (MFFP) qui a participé au financement de l’établissement et au suivi de ces plantations. Sincère remerciement à Luc Dumouchel de l’Agence forestière de la Montérégie et à René Dulude, ing.f., pour leur aide et leur confiance en l’avenir des plantations de feuillus. Nous remercions également Pascal Gauthier (MFFP) et Michel Martin (Coop Unifrontières) pour leur aide à l’évaluation de la qualité des tiges. Merci à Antoine Magnoux et Jacques Baril pour la prise de données sur le terrain et la compilation. Nous exprimons notre gratitude aux propriétaires des plantations étudiées et les remercions pour leurs précieuses contributions au fil des années.
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Contactez l’auteur par courriel : alain.cogliastro@umontreal.ca
