L'Agroforesterie et le BRF : Un Duo au Service de la Fertilité des Sols

L'agroforesterie, pratique ancestrale et pourtant résolument moderne, combine la culture d'arbres et de cultures agricoles sur une même parcelle. Au cœur de cette synergie, le Bois Raméal Fragmenté (BRF) émerge comme un allié précieux, un matériau aggradant dont la vocation première est de restaurer les sols dégradés et d'augmenter les taux de matière organique des sols. Marc-Henri Doyon des pépinières Ripaud, lève le mystère sur le BRF, un matériau utilisé, entre autres, comme paillage et améliorateur de sol au jardin. De quoi s'agit-il exactement ? Comment l'utiliser ? Autant de questions auxquelles cet article répondra en explorant les multiples facettes du BRF, de sa composition à ses applications, en passant par ses bénéfices agronomiques et les précautions à prendre pour une utilisation optimale.

Qu'est-ce que le BRF ?

Le BRF, ou Bois Raméal Fragmenté, est constitué de l'ensemble des branches d'un arbre d'un diamètre inférieur à 7 cm réduites en petits morceaux. Le terme "raméal" se rapporte à la ramure d'un arbre, soulignant l'importance des jeunes rameaux dans sa composition. Contrairement au broyat de bois classique, le BRF se distingue par l'utilisation de bois provenant de rameaux vivants, fraîchement coupés, de faible diamètre, et principalement issus de feuillus. La différence réside dans la richesse en nutriments des bois raméaux et leur faible lignification. Le broyat, quant à lui, peut être composé de tout type de bois, qu'il soit vieux ou jeune, feuillus ou résineux, branches mortes ou vivantes. En résumé, le BRF est un broyat, mais tous les broyats ne sont pas du BRF.

Composition et caractéristiques

Le bois est composé pour une part de cellulose et pour l'autre part de lignine, en proportions variables selon l'essence et selon l'âge. La cellulose est souple, constituée de glucose, elle est facile à décomposer et à digérer. La lignine, elle, est constituée de "tanins", c'est l'élément durcisseur qui donne au bois sa solidité. Elle est difficile à décomposer, d'ailleurs seuls les champignons (les basidiomycètes du sol, ce que l'on appelle souvent "la pourriture blanche") sont capables de la décomposer.

Le Bois Raméal Fragmenté (BRF) correspond à un mélange de fragments de rameaux de bois broyés. Son utilisation, qui s'inspire du fonctionnement des sols forestiers, a été développée dans les années 70 au Canada. L’épandage des résidus de broyage sur les sols agricoles favorise le développement de la faune et de la flore du sol, sources de nombreux bénéfices pour la gestion de l’eau, la fertilité des sols et la productivité des cultures. Il est inutile de le composter, car le processus dégage de la chaleur et également du méthane dans un certain nombre de cas. De plus, le compostage, procédé hors-sol, émet du CO2 dans l’atmosphère et produit moins d’humus. Au final, le BRF permet de produire 2 fois plus d’humus dans le sol que le compost. Cela signifie aussi que de l’énergie est perdue durant le compostage, alors que si l’on mélange le BRF directement au sol, l’énergie reste disponible pour la vie du sol. Elle représente l’équivalent de 4000 L de pétrole à vers de terre par ha et par an.

Le tableau ci-dessous fournit une analyse de la composition d'un BRF issu de branches de peupliers :

Les Bénéfices du BRF pour le Sol et les Cultures

Le BRF est un outil efficace pour enrichir les sols en matière organique à condition d'être utilisé à bon escient. Il va constituer une excellente nourriture pour toute la vie du sol (insectes, bactéries, champignons…). Gardons en tête que plus de la moitié de la biodiversité globale de la planète se trouve dans le sol, ce qui est énorme, même si dans la plupart des cas, malheureusement, rares sont ceux qui en tiennent compte. Un sol en bonne santé va assurer un support idéal dans lequel les végétaux vont bien se développer.

Amélioration de la matière organique et de l'humus

L'application de BRF permet une augmentation du taux de matière organique du sol et la création d’humus. La couche humifère peut atteindre une profondeur de 10 cm après 6 mois et jusqu’à 20 à 30 cm après un an. L'application de 100 m³ de BRF/ha permet d'obtenir 7,5 tonnes d'humus/ha qui se forment dans les deux ans suivant l'application. Cela correspond environ à la quantité d'humus qui peut être formée par 10 ans d'apport de fumier. Dans un sol forestier, la matière organique est très présente, on observe des empilements de feuilles, de petites branches, de bois mort ; il est intéressant de recréer ce phénomène naturel au jardin.

Amélioration de la structure du sol et de la rétention d'eau

Le BRF améliore la stabilité structurale du sol dont la vie du sol est le principal garant. À plus long terme, il augmente l’infiltration de l’eau et le stockage de l’eau dans le sol par la création d’humus et le développement de l’activité biologique du sol. Lorsque l'on double la quantité de matière organique dans un sol, on double sa capacité à stocker de l'eau. Il retient 350 litres par m2. Un sol décompacté, meuble, dans lequel air et eau vont circuler facilement va faciliter l'enracinement des plantes. Ce type de sol a d’importantes capacités de rétention d’eau, il est comme une éponge qui peut restituer lentement, par capillarité, l’eau qu’elle contient dès que son environnement est plus sec. Cela permet donc de notables économies d’eau, et de travail pour le jardinier. Les arbres ont une action positive contre la sécheresse, puisqu’ils aident à stocker l’eau et font même pleuvoir ! Le BRF lui-même et l’humus constitué sont des éponges.

Stimulation de la vie microbienne et de la biodiversité du sol

Le broyat de bois utilisé en paillage va apporter d’innombrables bénéfices à votre jardin : Il constitue un hôtel-restaurant grand luxe pour nombre d’organismes vivants : oiseaux, petits mammifères, insectes, mais aussi bactéries, champignons et autres micro-organismes. Cette biodiversité est importante car elle constitue un écosystème, dont fait aussi partie le sol de votre jardin. Il s’agit en effet d’une chaîne alimentaire, dans laquelle chaque élément a sa place et qui va enrichir la vie du jardin et du sol. Cette faune du sol (la pédofaune) va considérablement modifier le sol, qui va être constamment brassé et aéré par des quantités de travailleurs. Les champignons Basidiomycètes du sol sont les microorganismes qui amorcent la décomposition du bois et, en particulier, de la lignine du bois. Ces champignons du sol vivent en conditions aérobies (en présence d’air) et ne peuvent survivre en profondeur. Les autres insectes et microorganismes qui constituent la pédofaune et la pédoflore contribuent, ensuite, à la décomposition du bois par l'action mécanique de leurs mandibules et grâce aux enzymes des organismes lignivores.

Contrôle des adventices

Le BRF empêche l'herbe de germer en créant un phénomène de faim d'azote en surface et en séchant plus vite, les graines vont donc peiner à germer. Par contre si vous étalez du BRF sur une herbe déjà haute, elle finira par passer au travers. Pour éliminer ce type d'herbe, étalez des cartons (après avoir pris soin d'enlever les papiers adhésifs éventuels) puis couvrez-les d'une couche de BRF ; l'herbe sera étouffée. Les graminées vont mourir.

Réduction des maladies et amélioration des cultures

Le BRF permet la réduction de certaines maladies des cultures comme la fusariose. Il améliore les qualités organoleptiques et de la durée de conservation des fruits et légumes.

Limitation de la pollution de l'eau

Il permet également de limiter les pollutions de l’eau dues au lessivage de l’azote des fertilisants chimiques. Contrairement à l'azote sous forme de nitrate, l'azote contenu dans l'humus ne peut être lessivé car il est lié à la matière organique (notamment pour la formation de protéines). Avec le BRF, nous sommes également capables de pomper les nitrates et de les stocker à un endroit où ils seront mobilisables pour les plantes quand elles en auront besoin.

Précautions et Défis liés au BRF

Malgré ses nombreux avantages, l'utilisation du BRF demande une certaine compréhension de ses mécanismes pour éviter des effets indésirables.

L'allélopathie

Un effet dépressif sur les cultures peut être observé dans les 6 premiers mois suivant l'application du BRF. Les polyphénols, dont les tanins, et les terpènes sont des molécules allélochimiques produites par les végétaux pouvant inhiber la germination et le développement d'autres végétaux ou microorganismes. Ces molécules sont des antifongiques naturels. Ce type d'interaction s'apparente à l'allélopathie, c'est-à-dire à "l’ensemble des interactions biochimiques des plantes entre elles ou par l’intermédiaire de micro-organismes". Ces composés peuvent être responsables d'un effet dépressif sur les cultures les six premiers mois après utilisation du BRF. Ils sont produits en quantité variable en fonction des essences d'arbres. De plus, toutes les espèces et variétés végétales n'ont pas la même sensibilité aux polyphénols et terpènes. Pour atténuer cet effet, il est préférable d’appliquer le BRF en mulch (paillis) plutôt que de l'incorporer dans le sol et d'éviter les essences d'arbres qui contiennent beaucoup de tanins et terpènes pour la production du BRF.

La faim d'azote

Lors de la décomposition du bois, certaines bactéries consomment une partie de l’azote présent dans le milieu. Il y a alors compétition pour la ressource en azote entre la plante et les microorganismes. Cela se traduit par un ralentissement de la croissance et un jaunissement des feuilles. Ce phénomène de faim d’azote est temporaire et dure en moyenne 6 mois. L’azote immobilisé dans les microorganismes est ensuite progressivement libéré dans le sol à disposition des cultures. La faim d’azote est mesurable et prévisible. La quantité d’azote immobilisée par les microorganismes peut être estimée à une unité d’azote pour l’humification d’1 m³ de BRF. La faim d'azote est trop souvent mise en cause comme étant le principal facteur responsable de l'état dépressif des cultures occultant ainsi d'autres causes possibles.

La faim d’azote a lieu en surface du sol, en début de dégradation, car les bactéries et micro-organismes qui décomposent la matière organique carbonée prélèvent l’azote présent en surface du sol, sous sa forme minérale, pour l’utiliser comme « carburant » en quelque sorte dans leur processus de décomposition. L’azote prélevé n’est donc plus disponible en surface pour les jeunes plantes cultivées qui peuvent montrer des signes de carences comme le jaunissement du feuillage, des baisses de rendements les premiers mois après la mise en place du paillage de BRF ou encore des difficultés à croître.

Pour éviter la faim d'azote, plusieurs stratégies sont possibles :

• Période d'application : D'après les experts, un enrichissement du sol par le BRF en fin d'été est idéal. La faim d'azote sera alors très importante, car le BRF en se décomposant va absorber beaucoup d'azote, ce qui peut être problématique à une autre période que l'automne. Rappelons que l'azote est un élément essentiel dans la croissance de végétaux. Il est donc préférable de subir le phénomène de faim d'azote en automne, lorsque les plantes entrent en repos. Les saisons vont opérer leur travail de dégradation de cette matière organique, et au printemps, il sera possible de planter et semer sur un sol ameubli et plus riche, sans risque de cristallisation des plantes par faim d'azote.
• Apport d'azote complémentaire : Compenser avec un engrais riche en azote en dernier recours. Un excès d’azote peut cependant perturber la minéralisation de l’azote et favoriser le développement d’adventices nitrophiles. Il faut compter environ 1 kg d’azote par m³ de BRF. La quantité d’azote (issu des engrais et de la minéralisation) immobilisée par les microorganismes du sol peut également être estimée par le calcul suivant : %N immobilisé = 27 % N du sol + 7,5 % / cm de BRF.
• Association avec des légumineuses : Pour éviter une faim d'azote (lorsque le BRF est incorporé au sol), une légumineuse autonome en azote, comme la féverole, peut être semée.

Problèmes d'asphyxie racinaire lors d'une incorporation profonde

Les champignons capables de décomposer la lignine ne survivent pas en profondeur où l’oxygénation y est plus réduite. La mauvaise décomposition du bois et l’accumulation de matière organique en profondeur favoriseraient l’activité bactérienne consommatrice d’oxygène et pourraient donner lieu à des asphyxies racinaires. Dans des sols dégradés où l’activité biologique est très réduite, il peut être nécessaire de réintroduire les organismes du sol impliqués dans les chaînes trophiques de décomposition du bois. Par exemple, une expérience a montré que l'incorporation de BRF sur une couche irrégulière et épaisse, suivie d'un temps sec, a conduit à un sol tassé et asphyxié avec une odeur de vase.

Attirance de ravageurs

Notre expérience nous a prouvé que certains ravageurs appréciaient tout particulièrement ce paillis chaud et humide. Il est donc important de veiller à ne pas mettre cette couche épaisse de BRF trop près du tronc des arbres, arbustes, et plus généralement des collets des végétaux afin de permettre leur respiration. Pour les arbres notamment, vous pourrez laisser un espace d’environ 30 cm entre le tronc et votre paillage épais de BRF. Vous pouvez aussi, selon les dimensions des arbres à pailler, installer cette couche épaisse de BRF uniquement en cordon tout autour de l’arbre sur la ligne d’égouttement de celui-ci.

Production du BRF

La production de BRF nécessite une sélection rigoureuse des essences d'arbres et une technique de broyage appropriée.

Choix des essences d'arbres

Toutes les essences d’arbres ne sont pas équivalentes pour la réussite du BRF. Il est recommandé de privilégier les feuillus aux résineux avec une proportion maximum de 20% de résineux pour limiter les effets allélopathiques dus aux terpènes des résineux. Les essences riches en tanins (accacia, chêne, hêtre,…) sont également à éviter. Marc-Henri conseille d'utiliser les essences que l'on a sous la main, sans hésitation. Selon Marc-Henri, il existe une légende sur certaines essences employées comme paillage, notamment les conifères qui auraient tendance à acidifier le sol. Dans la réalité, il faudrait des siècles pour obtenir un tel résultat.

Récolte des rameaux

Le BRF peut être produit à partir des résidus de la taille des arbres et des haies. Il est recommandé de récolter des jeunes rameaux de moins de 2 ans (voire un an idéalement). Leur diamètre est inférieur à 7 cm. C'est la période de dormance des arbres. Les rameaux sont la partie de l’arbre la plus riche en nutriments (minéraux, acides aminés, protéines,…) à l’automne, après la chute des feuilles. En effet, les feuilles chutent après restitution de la moitié des éléments minéraux qu’elles contiennent aux rameaux. Pour du BRF : prélevez entre octobre et février des rameaux de feuillus de 7 cm de diamètre maximum, âgés de 2 ou 3 ans, idéalement en lune descendante.

Broyage et taille des fragments

Le bois peut être soit déchiqueté, comme dans notre vidéo, soit transformé en copeaux. Pour obtenir un BRF qui se dégrade assez vite lors de son incorporation dans le sol, préférez un bois déchiqueté. Pour une utilisation en paillage, on se tournera vers du BRF en copeaux, qui durera plus longtemps. La fragmentation du bois permet d’augmenter la surface d’exposition du bois et d’engager la colonisation du bois mis à nu par les champignons capables de dégrader la lignine. La taille des fragments doit être comprise entre 5 et 10 cm. Il est généralement conseillé de broyer en morceaux de 2 à 10 cm. Cependant, plus le broyat est fin, plus rapidement il se décompose car les champignons vont pouvoir se développer plus rapidement.

Pour le broyage du BRF, un broyeur mécanique est un investissement coûteux qui peut être réduit par un achat en CUMA ou une location. Cette étape peut être réalisée à l'aide d'un broyeur à marteaux (plutôt qu'un broyeur à couteaux). La durée du broyage peut varier de 10 minutes à une heure par m³ de bois. Cette durée peut être très variable en fonction de la capacité du broyeur. Préférez un broyeur électrique pour un jardin de superficie petite à moyenne (jusqu’à 500 m2). Affichant entre 2000 et 3000 watts, vous serez en mesure de broyer des rameaux et des branches jusqu’à 45 mm. Un broyeur thermique sera adapté pour des jardins plus grands et sa puissance, jusqu’à 6600 watts, viendra à bout de branches de 75 mm.

Stockage du BRF

Le BRF doit être utilisé le plus rapidement possible après l’étape de broyage. S’il n’est pas possible d’utiliser le BRF immédiatement après broyage, il est recommandé de le stocker à l'abri des intempéries pour une durée maximum de quelques semaines. Les basses températures de l'hiver limitent la dégradation biologique du bois lors du stockage. Le BRF doit être utilisé rapidement après broyage et stocké sous bâche à l’abri des intempéries, le cas échéant.

Coût et approvisionnement

Lorsque le BRF ne peut être produit sur place, il est toujours possible de s’adresser aux services municipaux, aux élagueurs ou paysagistes pour s’en procurer. Le coût estimé de production du BRF est de 18 €/m³. Il inclut les coûts des différents étapes de production : taille et mise en tas, broyage, transport et/ou stockage. Ce coût reste quasiment le même que le broyage soit effectué par un prestataire extérieur ou soi-même, à l'aide d'un broyeur mécanique loué.

Applications et Utilisations du BRF

Le BRF peut être utilisé de deux façons : pour pailler le sol ou pour l’amender, même si les deux sont liés.

En paillage (mulch)

L'épandage du BRF en mulch sans incorporation au sol est une méthode courante. Le broyat est tout simplement étalé au sol et laissé tel quel jusqu’à sa décomposition, avec ajout régulier pour compenser la matière décomposée dans le cas d’un paillage permanent (pour les fraisiers par exemple). Pour pailler des arbres, vous étalerez le broyat de bois sur 3 à 10 cm sur toute la surface de leur couronne. Cette matière organique très riche en carbone sera mise en place comme couverture entre la fin de l’hiver et le printemps.

En ce qui concerne le BRF, voici ce qui est préconisé : prélevé et broyé entre la fin de l’automne et le début de l’hiver, il est épandu au sol sur 3 cm, un sol même enherbé. Il est conseillé d’avoir réalisé un semis de légumineuses pour assurer par la suite la présence d’azote. Il pourra avantageusement être recouvert de paille qui maintiendra une certaine chaleur et protégera toute la faune qui vit dans le sol. La paille favorisera de ce fait la décomposition qui sera plus rapide. Après 3 à 4 mois, au printemps donc, sa décomposition a commencé et de nombreux champignons doivent l’avoir colonisé.

En incorporation superficielle au sol

Il est possible d’intégrer le broyat sur quelques centimètres, à condition que ce soit superficiel et que la terre ne recouvre pas le broyat. Vous intégrerez le broyat dans le sol en automne plutôt qu’au printemps. En effet, au printemps, vous risquez de provoquer une importante faim d’azote : les bactéries qui décomposent la matière organique ont besoin d’azote pour faire leur travail. Or, le broyat est riche en carbone mais très peu en azote, tout ce qui est disponible dans le sol va être puisé pour la décomposition, et il n’y en aura plus de disponible pour les plantes qui poussent ou sont mises en place à cette période clé de l’année. Cette carence va durer environ 6 mois, autant dire que les plantations de l’année seront assez mal loties !

En automne par contre, beaucoup d’azote est présent dans le sol (toutes les plantes herbacées en fin de culture qui meurent au sol, y compris leurs racines, en apportent beaucoup). Et il n’est pas utilisé donc il finit par être lessivé et partir dans les nappes phréatiques sous forme de nitrates. Il est alors judicieux de mettre beaucoup de broyat sur et dans le sol, cela va mobiliser cet azote qui ne sera donc pas perdu. Si vous utilisez en même temps d’autres méthodes de fertilisation, vous pouvez apporter du broyat en amendement même en fin d’hiver. Par exemple, vous pouvez le mettre en place au pied d’engrais verts ou de cultures de pois et autres légumineuses.

L’incorporation doit être limitée de préférence aux 10 premiers centimètres du sol. Néanmoins, certains retours d’expérience font part de bons résultats obtenus avec une incorporation à 12 cm à l’aide d’un rotalabour ou d’une fraise à couteaux droits (outil combiné). Le semis peut être réalisé immédiatement après incorporation du BRF, à l’aide d’un semoir standard.

Quantités recommandées

En climat tempéré, un sol autofertile de forêt ou de prairie contient, en moyenne, 8% d’humus sur 30 cm de profondeur. En théorie, la quantité annuelle de BRF à apporter pour atteindre 8% d’humus dans un sol agricole serait de 100m³/ha, soit une couche de 1 cm sur le sol. Un volume de BRF de 30 à 300 m³/ha, c'est-à-dire une couche de BRF de 0,3 à 3 cm d’épaisseur, est généralement recommandé. L'itinéraire le plus simple, recommandé en maraîchage, est d'appliquer 3 cm de BRF soit 300 m³/ha tous les 3 ans. En grandes cultures, un apport plus faible de BRF de 40-50 m³/ha est recommandé. Les retours d’expérience recommandent un renouvellement tous les 6 ans car le temps de décomposition peut être long.

Utilisation en agroforesterie

L'implantation d’arbres sur une parcelle ne se fait pas à la légère. Les essences doivent être adaptées au milieu. “Soit en faisant un diagnostic local des essences avoisinantes, soit en prenant connaissance du sol”. L’objectif de ce projet : “Produire du bois d’œuvre et du BRF (Bois raméal fragmenté)”, souligne Samuel Legrais, accompagnateur de projet d’agroforesterie à Mission bocage. “Une moitié des arbres plantés sera destinée à du bois d’œuvre. L’autre moitié sera constituée d’arbres têtards”. Coupé à la tête à 3,5 mètres, l’arbre têtard ne gêne pas la mécanisation sur la culture agricole. La taille en têtard permet de couper les cimes. “Ces rameaux, une fois déchiquetés, deviennent du BRF”. Ce dernier a une fonction agronomique. Répandu sur le sol, il favorise la vie minéralogique et biologique. Il améliore la structure et fertilise le sol.

BRF et élevage

Le volume de BRF recommandé pour une étable de 100 m² est de 1,5 m³ de BRF/jour. Un m³ de BRF équivaut à 40kg de paille. Le fumier de BRF pourra être composté en bordure de champs avant épandage.

Le BRF et l'Écosystème Forestier

Le sol forestier est considéré comme le meilleur des sols, stable et fertile. Composé d’humus fabriqué lentement par la matière qui tombe au sol et les organismes qui travaillent à la décomposer, il paraît assez simple de le reproduire tout simplement en recouvrant le sol du jardin de bois, broyé pour plus d’efficacité. L’utilisation du BRF, qui s'inspire du fonctionnement des sols forestiers, a été développée dans les années 70 au Canada. Le Bois Raméal Fragmenté (BRF) correspond à un mélange de fragments de rameaux de bois broyés. Les arbres entretiennent la biodiversité, mais aussi la fertilité du sol, limitent l’érosion et fixent le CO2. Ils ont une action positive contre la sécheresse, puisqu’ils aident à stocker l’eau et font même pleuvoir ! Le BRF lui-même et l’humus constitué sont des éponges. Absolument. Il est un déclencheur de l’agriculture du vivant : il peut reconstituer des sols très vite. Et même, nous travaillons actuellement sur l’agriculture vegan qui est rendue possible par ce procédé permettant en quelque sorte de recréer l’écosystème des forêts, tout en produisant des aliments pour les hommes.

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