Chapitre 2 - Suivi des services écosystémiques dans un observatoire de caféiers agroforestiers. Recommandations pour la filière du café

Abstract

Resumen: Ocho años de estudio de la ecofisiología del café y monitoreo de los servicios ecosistémicos (SE) en una gran finca de café en Costa Rica revelaron varias recomendaciones prácticas para agricultores y formuladores de políticas. El sistema de cultivo estudiado dentro de nuestro observatorio colaborativo (Coffee-Flux) corresponde a un sistema agroforestal (SFA) basado en café bajo la sombra de grandes árboles de Erythrina poeppigiana (16 % de la cobertura del dosel). Muchos SE y perjuicios dependen de las propiedades locales del suelo (en este caso, los Andisoles), especialmente la erosión/infiltración, la capacidad de almacenamiento de agua/carbono y nutrientes. Por lo tanto, para la evaluación de SE, el tipo de suelo es crucial. Una densidad adecuada de árboles de sombra (bastante baja aquí) redujo la gravedad de las enfermedades de las hojas con la perspectiva de reducir el uso de pesticidas y fungicidas. Un inventario simple del área basal en el cuello de los cafetos permitió estimar la biomasa subterránea y la edad promedio de la plantación, juzgar su valor de mercado y decidir cuándo reponerla. Las fincas de café probablemente estén mucho más cerca de la neutralidad de C de lo que predice el actual protocolo C-Neutral, que sólo considera los árboles de sombra. Se proponen evaluaciones más completas, que incluyan árboles, café, hojarasca, suelo y raíces en el balance de C del AFS. Los árboles de sombra ofrecen muchos SE si se manejan adecuadamente en el contexto local. En comparación con las condiciones de pleno sol, los árboles de sombra pueden (i) reducir la erosión laminar en un factor de 2, (ii) aumentar la fijación de N2 y el % de N reciclado en el sistema, reduciendo así los requisitos de fertilizantes, (iii) reducir la severidad de enfermedades de las hojas, (iv) aumentar el secuestro de C, (v) mejorar el microclima y (vi) reducir sustancialmente los efectos del cambio climático. En nuestro estudio de caso, no se encontró ningún efecto negativo sobre el rendimiento del café.Abstract: Eight years of studying coffee ecophysiology and monitoring ecosystem services (ES) in a large coffee farm in Costa Rica revealed several practical recommendations for farmers and policy makers. The cropping system studied within our collaborative observatory (Coffee-Flux) corresponds to a coffee-based agroforestry system (AFS) under the shade of large trees of Erythrina poeppigiana (16 % of canopy cover). A lot of ES and disservices depend on local soil properties (here Andisols), especially erosion/infiltration, water/carbon and nutrient storage capacity. Therefore, for ES assessment, the type of soil is crucial. An adequate density of shade trees (rather low here) reduced the severity of leaf diseases with the prospect of reducing pesticide-fungicide use. A simple inventory of the basal area at collar of the coffee plants allowed estimating the belowground biomass and the average age of the plantation, to judge of its market value and to decide when to replace it. Coffee farms are probably much closer to C neutrality than predicted by the current C-Neutral protocol, which only considers shade trees. More comprehensive assessments, including trees, coffee, litter, soil, and roots in the C balance of the AFS are proposed. Shade trees offer many ES if they are adequately managed in the local context. As compared to full sun conditions, shade trees may (i) reduce laminar erosion by a factor of 2, (ii) increase N2 fixation and the % of N recycled into the system, thus reducing fertilizer requirements, (iii) reduce the severity of leaf diseases, (iv) increase C sequestration, (v) improve the microclimate, and (vi) substantially reduce the effects of climate change. In our case study, no negative effect on coffee yield was found.Résumé: Huit ans de travaux de recherche sur les services écosystémiques dans une grande ferme caféière du Costa Rica (observatoire collaboratif Coffee-Flux, en système agroforestier à base de caféiers sous de grands arbres d’Erythrina poeppigiana, surface projetée de couronne de l’ordre de 16 %) ont suggéré plusieurs applications pour les agriculteurs et les décideurs. Il est apparu que de nombreux services écosystémiques dépendaient des propriétés du sol (ici des Andisols), en particulier de l’érosion, de l’infiltration, de la capacité de stockage de l’eau et des éléments nutritifs. Nous confirmons qu’il est essentiel de lier les services hydrologiques et de conservation au type de sol en présence. Une densité adéquate d’arbres d’ombrage (plutôt faible ici) permet de réduire la sévérité des maladies foliaires avec, en perspective, une réduction de l’usage de pesticides-fongicides. Un simple inventaire de la surface basale au collet des caféiers permet d’estimer la biomasse souterraine et la moyenne d’âge d’une plantation de caféiers, ce qui permet d’évaluer sa valeur marchande ou de planifier son remplacement. Le protocole de calcul actuel pour la neutralité carbone des systèmes agroforestiers ne prend en compte que les arbres d’ombrage, pas la culture intercalaire. Dans la réalité, si on inclut les caféiers, on se rapproche très probablement de la neutralité. Des évaluations plus complètes, incluant les arbres, les caféiers, la litière, le sol et les racines dans le bilan en carbone du système agroforestier sont proposées. Les arbres d’ombrage offrent de nombreux servies écosystémiques s’ils sont gérés de manière adéquate dans le contexte local. Par rapport aux parcelles en plein soleil, nous montrons qu’ils réduisent l’érosion laminaire d’un facteur 2, augmentent la fixation de l’azote (N2) atmosphérique et le pourcentage d’azote recyclé dans le système, réduisant ainsi les besoins en engrais. Ils réduisent aussi la sévérité des maladies foliaires, augmentent la séquestration de carbone, améliorent le microclimat et atténuent substantiellement les effets des changements climatiques. Dans notre étude de cas, aucun effet négatif sur le rendement n’a été enregistré.