Croissance et rendement des essences indigènes

de saule du Canada pour des utilisations

bioénergétiques et la restauration écologique

A. Mosseler, M. Labrecque, D. Ostaff, M. Basques et B. Tisch

Population naturelle de saules dans les Praires canadiennes

Botteleuse modifiée pour la récolte des saules

Objectifs : • Essais en sites communs dans des milieux divers. • Quantification de la variation du rendement en biomasse et d’autres caractéristiques de qualité. • Sélection et distribution des clones les plus prometteurs de saules indigènes à haut rendement.

Plan de l’exposé: • Pourquoi employer des saules?

• Essences indigènes de saule

• Rendement en biomasse

• Capacité de survie et d’enracinement

• Restauration de sites perturbés (sites miniers, sites d’exploitation des sables bitumineux)

• Rendements améliorés des bleuetières

• Enjeux de biodiversité (habitat, entomofaune)

Le genre Salix d’un point de vue général… • il y a 350 essences de saule dans le monde – la plupart dans l’hémisphère Nord

• il y en a 76 essences indigènes de saule au Canada

• les saules occupent un vaste éventail de milieux au Canada

• il y a environ seulement 220 espèces ligneuses pérennes qui sont indigènes au Canada

Taillis de saule

• Les espèces exotiques suscitent des préoccupations environnementales (envahissement, nuisibles et maladies)

• Les lois et règlements provinciaux empêchent le recours aux espèces exotiques

• Les espèces indigènes peuvent avoir l’avantage de l’adaptation locale (résistance au froid, aux nuisibles et aux maladies)

• Il y a une variation dans les caractéristiques de qualité de la biomasse (76 essences)

Pourquoi expérimenter sur des essences indigènes de saule?

Variation intra- et interspécifique de la forme

Essence exotique répandue de saule

S. eriocephala

S. discolor

Questions posées dans l’étude des saules indigènes du Canada • Quels sont les rendements en biomasse des saules indigènes?

• Quelle est la variation génétique intra- et interspécifique?

• Sélection des clones les plus prometteurs?

Salix interior: variation de la forme

Colonies de Salix interior

_____________________________________________________________________________________

Essence de Salix Port et hauteur Milieu

_____________________________________________________________________________________

S. amygdaloides arbre (8-15 m) bords de milieux humides permanents et mal drainés S. bebbiana arbuste ou petit arbre (4-6 m) pentes d’infiltration, fossés, hautes terres

S. discolor arbuste ou petit arbre (4-10 m) pentes d’infiltration, milieux humides, fossés

S. eriocephala arbuste (4-6 m) berges de cours d’eau à écoulement rapide S. interior arbuste (4-6 m) berges, bancs de sable, plaines d’inondation, gravières S. humilis arbuste (1-2 m) hautes terres bien drainées, clairières S. nigra arbre (10-12 m) habitats riverains (berges et plaines d’inondation) _____________________________________________________________________________________

Essences indigènes de saule intéressantes pour la production de la biomasse

S. humilis

Essai clonal au champ de Salix discolor et de S. eriocephala

pour évaluer la biomasse

Protocole :

• 2 essences (S. discolor et S. eriocephala); • 2 bassins versants (rivière des Outaouais/Saint-Laurent et rivière Saint-Jean; • 6 populations naturelles dans chaque bassin; • 6 génotypes par population (144 clones à l’essai).

Essai au Jardin botanique de Montréal

__________________________________________________________________________ Essence Nbre de Biomasse Biomasse anhydre Masse volumique de clones verte _________________ _____la tige_______ moyenne (plage) moyenne (plage) __________________________________________________________________________ S. amygdaloides 16 1,13 0,57 (0,30-0,97) 0,38 (0,34-0,43) S. discolor 8 1,01 0,47 (0,17-0,96) 0,39 (0,37-0,42) S. eriocephala 16 1,68 0,88 (0,37-1,49) 0,45 (0,40-0,49) S. Interior 16 1,25 0,58 (0,29-1,00) 0,42 (0,30-0,46) S. nigra 62 0,77 0,40 (0,08-0,97) 0,39 (0,35-0,45) __________________________________________________________________________

Moyennes pour le poids (kg) de la biomasse et la masse volumique du bois des tiges de cinq saules indigènes en taillis de 1 an récoltés en 2009

REMARQUE : • Il y a des différences entre le poids vert et le poids anhydre • La mauvaise capacité d’enracinement a affecté les résultats pour S. discolor

• Il y a des différences de rendement en biomasse et de masse volumique entre les essences

_________________________________________________________________________ Essence de Salix Nbre de Teneur Biomasse anhydre Masse volumique des clones en eau _______________ ____pousses______ (%) moyenne (plage) moyenne __________________________________________________________________________ Taillis de 2 ans :

S. viminalis no 5025 1 51,5 6,66 0,43 S. discolor 9 52,5 2,40 (1,55-4,77) 0,41 S. eriocephala 8 49,3 3,73 (2,23-4,67) 0,45

Taillis de 1 an :

S. amygdaloides 8 55,2 1,24 (0,95-1,58) 0,41 S. interior 9 54,2 1,77 (1,60-2,28) 0,41 S. nigra 8 51,7 1,11 (0,76-1,79) 0,42

__________________________________________________________________________

Poids de la biomasse séchée au four (kg), teneur en eau et masse volumique des pousses des tiges de saules indigènes en taillis de 1 et

de 2 ans au Jardin botanique de Montréal (récolte : 2010)

Restauration des sites miniers de NB Coal Ltd. au moyen de saules indigènes

Cinq essences de saule plantées le long des cours d’eau

Envasement des cours d’eau sur le site minier

Survie et rendements en biomasse de sept saules en taillis de 2 ans ______________________________________________________________________ Essence Nbre de Nbre de Nbre de Survie Biomasse anhydre (0,01 kg) populations clones boutures à 5 ans _______________ échan- échan- plantées tillonnées tillonnés moyenne plage ______________________________________________________________________ S. amygdaloides 4 20 300 26 % 2,5 0,5 - 4,2 S. bebbiana 4 18 270 3 % 3,8 0,5 - 6,2

S. discolor 4 19 285 16 % 4,2 0,5 - 23,2

S. eriocephala 4 16 240 68 % 5,0 2,0 - 12,1 S. humilis 4 19 285 11 % 1,3 0,5 - 2,3 S. interior 4 20 295 43 % 4,9 0,6 - 18,4

S. nigra 4 20 300 39 % 1,4 0,5 - 3,8 ______________________________________________________________________

Protocole :

• 4 populations x 5 clones par population x 3 réplications x 5 plants par parcelle • 5 plants par parcelle espacés de 0,5 m sur des tracés linéaires espacés de 2,0 m • 2008 : établissement; 2010 : récolte à 2 ans; 2011 : récolte des taillis de 2 ans

Survie et biomasse de taillis de 2 ans – clones sélectionnés et non sélectionnés de populations naturelles

___________________________________________________________________________ Essence Nbre de Nbre de Nbre de Survie Biomasse anhydre (0,01 kg) populations clones boutures à 5 ans ____________________________ échan- échan- plantées tillonnées tillonnés moyenne plage (parmi les clones) ___________________________________________________________________________ S. discolor

• Populations naturelles 4 19 285 16 % 4,2 0,5 - 23,2

• Clones choisis 7 12 150 68 % 1,5 0,6 - 2,6 S. eriocephala

• Populations naturelles 4 16 240 68 % 5,0 2,0 - 12,1

• Clones choisis 12 23 325 95 % 2,3 1,1 - 3,6 S. viminalis no 5025 s.o. s.o. 15 100 % 3,7 ___________________________________________________________________________

Protocole :

• Sélections de clones du Jardin botanique de Montréal et prélèvements des populations naturelles. • 5 plants par parcelle espacés de 0,5 m sur des tracés linéaires espacés de 2,0 m. • 2008 : établissement; 2010 : récolte à 2 ans; 2011 : récolte des taillis de 2 ans.

Survie et biomasse des plants de 3 ans de clones sélectionnés de saules ______________________________________________________________________________ Essence Nbre de Nbre de Survie Survie à Teneur Biomasse anhydre (0,01 kg) clones boutures première 3 ans en eau1 ______________ échan- plantées année moyenne plage ________________tillonnés______________________________________________________ S. amygdaloides 8 240 93 % 70 % 0,50 2,5 0,5 - 4,2 S. discolor 8 240 81 % 70 % 0,51 2,0 0,7 - 3,4 S. eriocephala 16 480 98 % 96 % 0,52 2,9 2,0 - 5,6

S. interior 8 240 98 % 90 % 0,50 3,1 1,8 - 4,3 S. nigra 8 240 96 % 81 % 0,50 1,6 1,2 - 2,4 S. viminalis no 5025 1 30 100 % 97 % 0,50 4,8 ______________________________________________________________________________

Protocole :

• 8 clones sélectionnées par essence x 6 réplications x 5 plants par parcelle • 5 plants par parcelle espacés de 0,5 m sur des tracés linéaires espacés de 2,0 m • 2009 : établissement; 2011 : récoltes à 3 ans de boutures non racinées

1 teneur en eau = rapport du poids anhydride au poids vert

Capacité d’enracinement de 114 clones de Salix bebbiana et de S. humilis

Résultats :

• 19/58 clones de S. bebbiana ont montré une capacité assez bonne d’enracinement • 16/56 clones de S. humilis ont montré une capacité assez bonne d’enracinement • Grande variation entre les clones au sein des populations en matière d’enracinement

BEA-H5

BEA-H1

2 clones de la population de S. humilis à BEAchburg (Ontario) dont le succès d’enracinement est très différent.

Essais de saules sur les résidus d’une mine de métaux communs

Résidus à Copper Cliff de Vale Ltd. en Ontario

Résidus de Xstrata Ltd. : VIM, INT sélectionnés, INT hybrides

Variation des espèces et des clones

Restauration de sites d’extraction des sables bitumineux de l’Alberta: visées écologiques et commerciales

Salix interior colonisant les résidus Projet de sables bitumineux Syncrude

Forêt mixte indigène

Saules employés comme biofiltres dans la gestion des eaux usées des décharges

Colonies de Salix interior

utilisées comme biofiltres et ressource bioénergétique avec rendement de 20 tonnes anhydres par hectare et par an

Bassins de décantation contenant des effluents d’eaux usées

Biofiltres avec herbacées

Bleuetières et essais clonaux de Salix bebbiana et de S. humilis

Survie de presque 100 % avec pots en tourbe Jiffy

Espèces d’insectes et de pollinisateurs associées aux saules

Ordre taxonomique Nbre Nbre de d’espèces spécimens ______ ______ Hymenoptera 23 354 Diptera 20 557 Coleoptera 16 181 Hemiptera 3 53 ______ ______ Totaux 62 1 145

Essai en site commun de sept essences de saule (31 m x 46 m = 1 426 m2 avec 140 clones)

Avantages écologiques potentiels de la culture des saules

• Maîtrise de l’érosion • Qualité de l’eau

• Habitat faunique • Insectes pollinisateurs • Fertilité du sol

• Conservation de la biodiversité

• Établissement de services écosystémiques

Quelques conclusions à tirer des études préliminaires des essences indigènes de Salix

• Rendements potentiels de 15 à 20 tonnes anhydres par hectare et par an • Variation génétique abondante

• Capacité d’enracinement importante pour le rendement en biomasse

• Les herbivores peuvent entraîner de graves pertes de rendement • Les saules sont importants pour favoriser la biodiversité