Agroforesterie biominérale tropicale : conception des systèmes oxalogènes pour séquestration C pérenne

L'étage supérieur est dominé par des essences dites « oxalogènes », capables d'activer la voie oxalate-carbonateSéquestration stable du carbone via la transformation oxalate (produit fongique) → calcite (CaCO₃) catalysée par des bactéries oxalotrophes. Voie unique de séquestration inorganique du C photosynthétique. Particulièrement active dans les systèmes agroforestiers (Salix, Populus). → Vocabulaire. Ce processus permet la conversion du CO₂ atmosphérique en carbonate de calcium (CaCO₃), transformant ainsi un flux gazeux en un puits minéral stable dans le sol (Syed et al., 2020).

• Espèces clés : Outre l'Iroko (Milicia excelsa), des études récentes identifient des espèces à fort potentiel telles que le Brosimum alicastrum, qui présente des concentrations foliaires d'oxalate de calcium atteignant 45,37 g/kg (Álvarez-Rivera et al., 2021). Des espèces de figuiers d'Afrique de l'Est (Ficus spp.) ont également montré une biominéralisation active, avec des teneurs en oxalate de 4,9 % du poids sec, provoquant une hausse significative du pH et du calcium échangeable dans les sols adjacents (Rowley et al., 2026).
• Impact géochimique : Cette voie est particulièrement cruciale dans les sols acides tropicaux, où elle favorise la précipitation de carbonates là où ils sont naturellement absents, créant des « points chauds » (hotspots) de fertilité minérale (Rowley et al., 2026).

Cet étage assure la fourniture de services écosystémiques immédiats, notamment la fertilité azotée.

• Performance de l'Inga edulis : En Amazonie brésilienne, I. edulis peut représenter jusqu'à 87,5 % de l'azote total des arbres plantés dans les systèmes agroforestiers après 9 ans, multipliant par 2,6 le stock d'azote par rapport aux systèmes sans fixateurs (Joslin et al., 2023).
• **Synergie minérale :**I. edulis contribue spécifiquement à l'apport de phosphore (P) et de calcium au sol, tandis que l'Erythrina poeppigiana, améliore le microclimat et la structure de la litière (Garza-Lau et al., 2020 ; Maridueña et al., 2022). L'intégration d'E. poeppigiana a démontré une augmentation de la séquestration de carbone et du rendement des cultures associéesPratique consistant à cultiver simultanément plusieurs espèces végétales (ex: riz-poisson, agroforesterie) sur une même parcelle pour favoriser les synergies biologiques et optimiser l'acquisition des nutriments (Tallou et al., 2026). Ces systèmes de co-culture améliorent la résilience face au climat en renforçant les interactions symbiotiques et la santé globale de la rhizosphère (Hubert, 2017; Tallou et al., 2026) → Vocabulaire grâce à la qualité supérieure de sa litière riche en minéraux (Vargas et al., 2021).

L'intégration de cultures de subsistance (maïs, igname, banane, ananas) au sein du système contribue à la sécurité alimentaire (Araya et al., 2023).

• Efficience d'utilisation des terres : Le ratio d'équivalence de surface pour ces systèmes diversifiés dépasse souvent 1,0, atteignant par exemple 1,4 dans des associations complexes, ce qui démontre une utilisation plus efficace des ressources par rapport aux monocultures (Khasanah et al., 2020).
• Gestion de la lumière : L'espacement stratégique des arbres de l'étage haut et moyen est essentiel pour réguler l'interception lumineuse et réduire le stress thermique des cultures vivrières en période de fort ensoleillement (Ngaba et al., 2023).

Les cultures de rente (café, cacao, vanille) bénéficient de l'ombrageRéduction du rayonnement solaire incident sur une surface ou une culture, générée par un couvert végétal (arbres agroforestiers, houppiers) ou des structures artificielles (Barrena et al., 2006). L'ombrage modifie le microclimat local en diminuant la température diurne et l'évapotranspiration, ce qui peut réduire les stress hydriques et thermiques des cultures associées tout en influençant le développement de certains bioagresseurs (Barrena et al., 2006) → Vocabulaire régulé et du cycle des nutriments optimisé par les étages supérieurs (Vijayanathan et al., 2022).

• Optimisation de l'ombrage : Pour le cacao, une gestion incluant des légumineuses fixatrices d'azote et des élagages périodiques est recommandée pour synchroniser les besoins en lumière et l'apport de biomasse au sol (Somarriba et al., 2021).
• Résilience économique : La diversification par les cultures de rente stabilise les revenus des exploitants tout en protégeant les corridors de biodiversité et en maintenant l'équilibre écologique du système (Dissanayaka et al., 2024).

La fixation biologique de l'azote par des légumineuses ligneuses est le moteur de la productivité (Somarriba et al., 2021).

• Performances des espèces : Des recherches récentes sur Inga edulis montrent que sa litière contient environ 3,13 % d'azote (Maridueña et al., 2022). En Amazonie, l'intégration d'Inga a permis de stocker 2,6 fois plus d'azote dans la biomasse arborée par rapport à des systèmes sans fixateurs (Joslin et al., 2023).
• Apport systémique : Les taux de transfert peuvent atteindre des centaines de kilogrammes d'azote par hectare par an selon la densité de plantation (Kim & Isaac, 2022). Par exemple, des systèmes à base de bananiers avec Inga ingoides restituent environ 30 kg N/ha/an via les émondes et la litière (Coulis et al., 2022).

Contrairement à la matière organique du sol dont la stabilisation minérale sature rapidement dans les sols tropicaux profondément altérés (Angst et al., 2023 ; Reichenbach et al., 2023), la voie oxalate-carbonateSéquestration stable du carbone via la transformation oxalate (produit fongique) → calcite (CaCO₃) catalysée par des bactéries oxalotrophes. Voie unique de séquestration inorganique du C photosynthétique. Particulièrement active dans les systèmes agroforestiers (Salix, Populus). → Vocabulaire représente une voie de stabilité à très long terme dans les contextes tropicaux qui conviennent.

• Potentiel de retrait : La biogénèse de carbonates de calcium (CaCO₃) dans les Oxisols acides peut séquestrer entre 1 et 2 t de CO₂ par hectare et par an (Altinalmazis-Kondylis et al., 2025).
• Permanence : Ce réservoir de carbone inorganique est substantiellement plus stable, avec une durée de résidence estimée entre 10² et 10⁶ ans, dépassant de loin la labilité de la matière organique (Syed et al., 2020).

L'agroforesterieSystème de gestion des terres qui intègre délibérément des composantes ligneuses (arbres ou arbustes) dans les systèmes de production agricole ou pastorale (Lima et al., 2018). Elle exploite la complémentarité entre les espèces pour assurer des fonctions de production, de protection du sol et d'amélioration des microclimats, tout en renforçant la sécurité alimentaire par la diversification des strates cultivées (Pinto-Correia & Bellon, 2019; Quevedo-Cascante et al., 2022) → Vocabulaire stocke environ 2,5 fois plus de carbone total que les monocultures (Niether et al., 2020).

• Dynamique de stockage : Le taux médian de stockage de carbone organique du sol est d'environ 0,26 Mg C/ha/an (Beillouin et al., 2023). Cette accumulation est fortement concentrée en début de période, avec une intensité maximale durant les 7 premières années (Beillouin et al., 2023).
• Importance du sous-sol : Les analyses récentes révèlent que les horizons profonds (jusqu'à 75 cm) capturent jusqu'à quatre fois plus de carbone à long terme que les couches de surface, souvent les seules à être surveillées (Beillouin et al., 2023).

Les systèmes multi-étagés agissent comme des régulateurs thermiques essentiels.

• Tampon thermique : Ces systèmes permettent de réduire la température moyenne et de tamponner les extrêmes thermiques par rapport aux cultures en plein soleil (Niether et al., 2020).
• Optimisation lumineuse : L'agencement stratégique des arbres réduit le stress thermique des cultures sous-jacentes tout en maximisant l'interception lumineuse globale (Ngaba et al., 2023).

L'ABT crée des corridors écologiques riches.

• Richesse spécifique : Les systèmes agroforestiers présentent une biodiversité supérieure de 46 % à celle des monocultures (Haggar et al., 2019). Ils maintiennent des assemblages d'oiseaux et de chauves-souris aussi diversifiés que les forêts primaires, bien que la composition soit modifiée au profit d'espèces de milieux ouverts (Harvey & Villalobos, 2007).
• Synergies « gagnant-gagnant » : Il est prouvé qu'il n'existe pas de compromis systématique entre rendement et biodiversité ; des opportunités existent pour maximiser les deux simultanément (Wurz et al., 2022).

La plurifonctionnalité assure la résilience financière.

• Efficience des terres : Le ratio d'équivalent de terre peut atteindre 1,4, ce qui signifie qu'un système mixte est 40 % plus efficace qu'une monoculture pour une même surface (Khasanah et al., 2020).
• Rendement global : Bien que le rendement d'une culture spécifique (par exemple, le cacaoFève issue du cacaoyer Theobroma cacao, plante originaire des forêts tropicales mésoaméricaines, domestiquée par les civilisations maya et olmèque. Le cacao, transformé par fermentation microbienne des pulpes mucilagineuses suivie d'un séchage, développe ses précurseurs aromatiques grâce à l'activité de levures et de bactéries lactiques et acétiques. Cette fermentation illustre le rôle des communautés microbiennes dans l'élaboration des qualités organoleptiques alimentaires. → Vocabulaire) puisse être 25 % inférieur, le rendement total du système est souvent 10 fois supérieur grâce à la diversité des produits (fruits, bois, cultures vivrières), garantissant la sécurité alimentaire et des revenus diversifiés (Niether et al., 2020).

Faidherbia albida (acacia africain) se distingue par sa phénologie inversée unique : elle porte ses feuilles pendant la saison sèche et se défolie pendant la saison des pluies, évitant ainsi l'ombrage des cultures associéesPratique consistant à cultiver simultanément plusieurs espèces végétales (ex: riz-poisson, agroforesterie) sur une même parcelle pour favoriser les synergies biologiques et optimiser l'acquisition des nutriments (Tallou et al., 2026). Ces systèmes de co-culture améliorent la résilience face au climat en renforçant les interactions symbiotiques et la santé globale de la rhizosphère (Hubert, 2017; Tallou et al., 2026) → Vocabulaire. Cette caractéristique lui permet de fournir des services écosystémiques sans compromettre la photosynthèse des cultures sous-jacentes (Varela et al., 2023).
Performances de fixation d'azote et transfert aux cultures
Des recherches récentes ont quantifié le transfert d'azote de Faidherbia albida vers les cultures associées. Une étude menée sur des exploitations agricoles à petite échelle a démontré que le maïs peut obtenir environ 35 kg d'azote fixé biologiquement par hectare de Faidherbia albida en une seule saison de culture (Dierks et al., 2021). Ce transfert s'effectue par deux voies principales : un tiers de l'azote dérivé de l'arbre dans les feuilles de maïs est attribué au transfert via les champignons mycorhiziens arbusculaires, tandis que les deux tiers sont expliqués par l'apport de sa litière foliaire (Dierks et al., 2021).
Limitations et variations écologiques
Toutefois, des études récentes soulignent que les attributs souhaitables de F. albida — phénologie inversée, enracinement profond et étendue de la fixation d'azote — ne sont pas toujours atteints en raison de variations écologiques, d'âge et génotypiques (Stephen et al., 2020). De plus, la capacité d'amélioration du sol de F. albida pourrait diminuer et même disparaître à mesure que l'on se rapproche des tropiques subhumides (Stephen et al., 2020).
Dynamique des nutriments et rendements des cultures
Des recherches menées dans les parcs agroforestiers ont révélé que le phosphore est plus limitant que l'azote pour la production de blé sous la canopée de Faidherbia albida. La seule application de phosphore a doublé les rendements de blé sous la canopée, tandis que l'ajout d'azote n'a eu aucun effet par rapport aux parcelles en champ ouvert (Cardinael et al., 2020). L'efficacité d'utilisation du phosphore était doublée sous sa canopée, suggérant que la fertilisation azotée pourrait être économisée sous les canopées d'arbres (Cardinael et al., 2020).
Impact sur le sol et les moyens de subsistance
Une étude de 2015 au nord du Cameroun a montré que les niveaux de carbone organique du sol et d'azote total du sol sont plus élevés sous les canopées de F. albida, en particulier dans les parcs élagués à forte densité (Simon et al., 2025). Les rendements de sorgho étaient les plus élevés (2,269 ± 0,590 t/ha) dans les parcelles élaguées à densité modérée, tandis que les rendements de niébé atteignaient 1,854 ± 0,282 t/ha dans les parcelles non élaguées (Simon et al., 2025). Au-delà des cultures, les parcs agroforestiers soutiennent les revenus ruraux par le bois de chauffage, le fourrage et le bois d'œuvre, contribuant à 58,7 % ± 19,9 % des revenus des ménages dans une localité et 56,1 % ± 18,5 % dans une autre (Simon et al., 2025).

L'Iroko est reconnu comme un oxalogène majeur, capable d'activer la voie oxalate-carbonateSéquestration stable du carbone via la transformation oxalate (produit fongique) → calcite (CaCO₃) catalysée par des bactéries oxalotrophes. Voie unique de séquestration inorganique du C photosynthétique. Particulièrement active dans les systèmes agroforestiers (Salix, Populus). → Vocabulaire pour la séquestration de carbone inorganique pérenne (Syed et al., 2020).
Mécanisme oxalate-carbonate
L'Iroko est un exemple premier d'arbre oxalogène qui produit et stocke des oxalates excédentaires dans son écorce et ses racines (Syed et al., 2020). Ces oxalates entrent dans le sol au fil du temps pour être métabolisés en carbonates par le microbiote oxalotrophe, entraînant la formation de sols carbonatés indurés (formation de calcrète) dans les sols semi-arides et affectant le cyclage des nutriments minéraux comme le calcium, le fer et l'aluminium (Syed et al., 2020).
Précipitation de carbonates dans les sols tropicaux acides
Des recherches récentes confirment que l'arbre oxalogène africain Milicia excelsa, associé à des champignons saprotrophes et des bactéries, améliore la précipitation de carbonates dans les Oxisols tropicaux, là où de telles accumulations ne sont pas attendues en raison de la nature acide du sol (Finlay et al., 2020). Le même phénomène a été démontré dans les sols acides d'une forêt tropicale bolivienne (Finlay et al., 2020). Des études sur les assemblages bactériens dans le sol associé aux racines ectomycorhiziennes ont révélé un enrichissement en bactéries oxalotrophes utilisant la voie oxalate-carbonate, représentant un puits à long terme potentiel pour le carbone fixé par photosynthèse dérivé de l'atmosphère (Finlay et al., 2020).
Synergie biominérale
L'association et la biominéralisation interdépendantes du CO₂ par les plantes oxalogènes, les champignons et les bactéries oxalotrophes peuvent donc être utilisées dans des systèmes de monoculture pour établir un puits de carbone terrestre durable (Syed et al., 2020). Cette synergie biominérale représente un mécanisme clé pour la séquestration de carbone inorganique dans les sols tropicaux profondément altérés, où les mécanismes traditionnels de stockage de carbone organique atteignent souvent leur saturation (Reichenbach et al., 2023).

Inga edulis est un fixateur d'azote (N) de la famille des Fabaceae qui produit des fruits comestibles et dont la biomasse contribue de manière significative à la fertilité du sol. Son rôle est essentiel dans l'agroforesterieSystème de gestion des terres qui intègre délibérément des composantes ligneuses (arbres ou arbustes) dans les systèmes de production agricole ou pastorale (Lima et al., 2018). Elle exploite la complémentarité entre les espèces pour assurer des fonctions de production, de protection du sol et d'amélioration des microclimats, tout en renforçant la sécurité alimentaire par la diversification des strates cultivées (Pinto-Correia & Bellon, 2019; Quevedo-Cascante et al., 2022) → Vocabulaire tropicale humide, particulièrement dans les systèmes de culture de café et de cacao.
Performance de fixation d'azote et stockage de biomasse
En Amazonie brésilienne, Inga edulis peut représenter jusqu'à 87,5 % de l'azote total des arbres plantés dans les systèmes agroforestiers après 9 ans, multipliant par 2,6 le stock d'azote par rapport aux systèmes sans fixateurs (Joslin et al., 2023). Cette performance exceptionnelle en fait un pilier de la fertilité azotée dans les systèmes agroforestiers tropicaux. I. edulis peut fournir environ 100 kg N/ha/an dans un peuplement mature (Schmitt, 2020).
Variabilité de la fixation d'azote
Cependant, la fixation d'azote par Inga est très variable dans les systèmes agroforestiers. Une étude a révélé que seulement 60 % des plantes individuelles fixaient de l'azote dans un peuplement mature, sans motif clair distinguant les fixatrices d'azote des non-fixatrices (Schmitt, 2020). La variation spatiale des symbiotes d'Inga et la fixation variable par les nodules peuvent également contribuer à des apports d'azote incohérents (Schmitt, 2020). De plus, Inga oerstediana, parmi les espèces du genre Inga courantes au Mexique, était lente à noduler dans une étude en serre, avec peu de preuves de fixation à 150 jours, ce qui signifie que les jeunes peuplements sont peu susceptibles de contribuer de manière significative à la disponibilité de l'azote (Schmitt, 2020).
Impact sur les cultures associées
Des recherches récentes en Amazonie équatorienne ont montré que les plants de café robusta cultivés avec I. edulis étaient plus grands (+10 %) et avaient des concentrations foliaires en N plus élevées (22 %) que ceux cultivés sans ombrage constant (Piato et al., 2022). Les rendements de cerises de café sous ombrage modéré (environ 25 %) étaient similaires à ceux sous une forte exposition lumineuse, suggérant que I. edulis peut fournir des services écosystémiques sans compromettre significativement les rendements (Piato et al., 2022).
Potentiel de fourrage et amélioration du sol
I. edulis est également un candidat approprié pour une enquête plus approfondie sur le potentiel de fourrage dans les systèmes sylvopastoraux (Dablin et al., 2021). Des études ont montré que le bétail passe du temps à l'ombre d'I. edulis, et que les racines d'I. edulis peuvent inverser la compaction du sol (Dablin et al., 2021), améliorant ainsi la structure du sol pour les cultures associées.

Cordia alliodora et Cedrela odorata sont deux espèces d'arbres à bois précieux largement utilisées dans les systèmes agroforestiers tropicaux, particulièrement en association avec le café et le cacao. Ces espèces offrent une diversification économique significative tout en fournissant des services d'ombrageRéduction du rayonnement solaire incident sur une surface ou une culture, générée par un couvert végétal (arbres agroforestiers, houppiers) ou des structures artificielles (Barrena et al., 2006). L'ombrage modifie le microclimat local en diminuant la température diurne et l'évapotranspiration, ce qui peut réduire les stress hydriques et thermiques des cultures associées tout en influençant le développement de certains bioagresseurs (Barrena et al., 2006) → Vocabulaire régulé.
Cordia alliodora — modèle traditionnel
Cordia alliodora, également connu sous le nom de noyer de café ou laurier, est une espèce forestière à croissance rapide largement distribuée en Amérique tropicale (Andrade et al., 2023). L'un des meilleurs modèles traditionnels est l'association de C. alliodora avec les cultures de café, largement utilisée dans les 920 000 hectares de systèmes de production de café en Colombie (Andrade et al., 2023). L'une des raisons de la mise en œuvre de ce type de système est la production de bois commercial, qui fournit une source de revenus alternative au producteur à moyen et long terme, permettant d'atténuer la perte de revenus due à la fluctuation des prix du café (Andrade et al., 2023).
Revenus économiques
Des données économiques récentes indiquent que les revenus s'élèvent à 6 410 USD provenant des ventes de bois (123 m³/ha) de C. alliodora dans les systèmes agroforestiers au Costa Rica (Andrade et al., 2023). Cette source de revenus diversifiée contribue à la résilience économique des exploitants agricoles face à la volatilité des prix des cultures de rente.
Cedrela odorata — acajou tropical
Cedrela odorata (acajou) est également une espèce xylogène qui fournit un bois précieux (Gómez-Godínez et al., 2023). L'association du café avec des arbres à bois comme le cèdre et le laurier est une pratique conventionnelle largement utilisée non seulement au Costa Rica, mais aussi dans des pays comme la Colombie, le Mexique, le Nicaragua, le Guatemala et le Honduras (Murillo-Gamboa & Badilla-Valverde, 2023). La caféiculture offre donc un espace prometteur pour la production durable de bois de haute qualité dans toutes les régions caféières de ces pays (Murillo-Gamboa & Badilla-Valverde, 2023).
Performance dans les systèmes de cacao
Un essai de 10 ans au Costa Rica et au Panama a rapporté des taux de croissance favorables et des rendements de cacao similaires sous des arbres d'ombrage légumineux et des arbres d'ombrage à bois (Ramírez-Argueta et al., 2022). Ces résultats suggèrent que l'intégration d'arbres à bois précieux dans les systèmes agroforestiers de cacao peut fournir des revenus supplémentaires sans compromettre les rendements de la culture principale.
Gestion de l'ombrage
Des recherches récentes ont développé des outils comme le logiciel ShadeMotion pour modéliser les caractéristiques d'ombrage des canopées de Cordia alliodora dans les systèmes agroforestiers de cacao et de café (Somarriba et al., 2023). Ces outils permettent d'optimiser la configuration spatiale et la densité de plantation pour maximiser les bénéfices de l'ombrage tout en minimisant la compétition pour la lumière avec les cultures sous-jacentes.

Erythrina poeppigiana est un fixateur d'azote de la famille des Fabaceae (Narváez-Herrera et al., 2023) qui fournit un ombrageRéduction du rayonnement solaire incident sur une surface ou une culture, générée par un couvert végétal (arbres agroforestiers, houppiers) ou des structures artificielles (Barrena et al., 2006). L'ombrage modifie le microclimat local en diminuant la température diurne et l'évapotranspiration, ce qui peut réduire les stress hydriques et thermiques des cultures associées tout en influençant le développement de certains bioagresseurs (Barrena et al., 2006) → Vocabulaire régulé aux caféiers et cacaoyers (Beer et al., 1997). C'est une espèce type pour les plantations de café et de cacao en Amérique latine, particulièrement appréciée pour sa capacité à être élagué fréquemment pour maintenir une couverture d'ombrage optimale (Russo et Budowski, 1986).
Amélioration du microclimat et de la fertilité du sol
Une étude de 2020 a proposé l'utilisation d'Erythrina poeppigiana pour l'ombrage du café, soulignant qu'il contribue à améliorer le microclimat et la fertilité du sol par la fixation biologique de l'azote (Garza-Lau et al., 2020). Cette caractéristique en fait un arbre de service idéal pour les systèmes agroforestiers de café et de cacao dans les régions tropicales humides.
Impact sur la physiologie du café
Des recherches menées en Amazonie équatorienne ont montré que les plants de café robusta cultivés avec Erythrina spp. étaient plus grands (+10%) et avaient des concentrations foliaires en N plus élevées (22%) que ceux cultivés sans ombrage constant (Piato et al., 2022). Ces résultats confirment le rôle positif d'Erythrina poeppigiana dans l'amélioration de la nutrition azotée et de la croissance des cultures associées.
Minéralisation de l'azote du sol
Des études comparatives ont révélé que les sols sous caféiers en plein soleil présentent une minéralisation anaérobie plus lente (1,7 mg N kg⁻¹ de sol) par rapport à celle observée sous les plantations de café ombragées par Erythrina poeppigiana, un arbre fixateur d'azote (5,64 mg N kg⁻¹ de sol) (Villarreyna et al., 2020). De même, la minéralisation aérobie est supérieure dans les sols de caféières ombragés (Villarreyna et al., 2020). Les arbres d'ombrage, par leurs racines profondes, favorisent le recyclage des nutriments, améliorant ainsi la fertilité globale du système (Villarreyna et al., 2020).
Gestion de l'ombrage et densité de plantation
Dans les systèmes diversifiés, les arbres de service de la famille des Fabaceae, principalement de l'espèce Erythrina poeppigiana, sont aisément élagués une ou deux fois par an pour maintenir une couverture d'ombrage limitée avec des couronnes de faible hauteur (Cerda et al., 2020). Il est important de noter que dans les systèmes diversifiés où les bananiers, les arbres fruitiers ou les arbres à bois sont prioritaires pour l'agriculteur, les arbres de service ne devraient pas excéder 30 arbres/ha (Cerda et al., 2020). Si l'agriculteur prévoit de gérer différents arbres de service, par exemple Inga spp. – qui ne sont ni facilement ni fréquemment élagués – les densités devraient être beaucoup plus faibles car ces arbres ont tendance à avoir des couronnes plus larges et plus denses, et des densités élevées peuvent entraîner un ombrage excessif (Cerda et al., 2020).
Qualité des grains de café
Des recherches récentes ont montré qu'il n'y avait pas de différences significatives (p > 0,05) dans les teneurs en caféine des grains de café vert entre les systèmes Erythrina et plein soleil, bien que la couverture d'ombrage affectant l'intensité lumineuse soit significativement différente (Xu et al., 2023). Par conséquent, la fixation de N₂ dans l'arbre légumineux et les différences de couverture d'ombrage entre les systèmes Erythrina et plein soleil n'étaient pas des facteurs majeurs influençant la teneur en caféine dans les grains de café vert (Xu et al., 2023). Pour améliorer les réponses des systèmes agroforestiers en relation avec les caractéristiques physiques et chimiques des grains de café, un apport lumineux adéquat doit être géré grâce à des combinaisons, des densités et des pratiques de gestion appropriées des arbres associés à la culture du café (Xu et al., 2023).

La pérennité de la voie oxalate-carbonateSéquestration stable du carbone via la transformation oxalate (produit fongique) → calcite (CaCO₃) catalysée par des bactéries oxalotrophes. Voie unique de séquestration inorganique du C photosynthétique. Particulièrement active dans les systèmes agroforestiers (Salix, Populus). → Vocabulaire dépend de la disponibilité continue du calcium (Ca²⁺).

• Recyclage racinaire : Des espèces comme Senna siamea ont démontré une capacité à recycler le calcium des sous-sols profonds vers la surface, augmentant ainsi le pH des horizons supérieurs (Jinger et al., 2023 ; Ngaba et al., 2023).
• Apports exogènes : L'application de basalte (altération forcée ou Enhanced Rock Weathering) est testée en milieu tropical (par exemple : cacao au Brésil) pour pallier la carence en cations des Oxisols et Ultisols tout en augmentant le pH (Steeley et al., 2026).
• Risques de déstabilisation : Une forte activité bactérienne peut désintégrer les minéraux carbonatés si la gestion du microbiome rhizosphérique ne maintient pas le pH du sol au-dessus de seuils critiques (Syed et al., 2020).

L'efficacité de la voie oxalate-carbonateSéquestration stable du carbone via la transformation oxalate (produit fongique) → calcite (CaCO₃) catalysée par des bactéries oxalotrophes. Voie unique de séquestration inorganique du C photosynthétique. Particulièrement active dans les systèmes agroforestiers (Salix, Populus). → Vocabulaire (VOC) est maximale dans les sols acides et altérés couvrant plusieurs centaines de millions d'hectares de sols acides et altérés, avec un potentiel de séquestration de 1 à 2 tonnes de CO₂/ha/an sous forme de CaCO₃ (Altinalmazis-Kondylis et al., 2025). Cependant, dans les environnements à forte pluviométrie, le lessivage du bicarbonate (HCO₃⁻) vers les nappes phréatiques et l'océan devient le principal vecteur de stockage, nécessitant des méthodes de monitoring spécifiques (Saha et al., 2025).

• Permanence géologique : Contrairement au carbone organique, le carbone biominéralisé offre une stabilité s'étendant sur 10³ à 10⁶ années (Saha et al., 2025).
• Décalage de rendement : Les petits exploitants font face à un décalage temporel critique de 7 à 8 ans avant que les systèmes agroforestiers ne compensent les investissements initiaux (Do et al., 2020). Ce délai limite l'adoption chez les agriculteurs ayant des taux d'actualisation élevés (préférence pour le gain immédiat) (Do et al., 2020).

• Faible incitation financière : Les revenus issus des crédits carbone ne représentent souvent que 1,16 % à 6,80 % de la performance économique globale des systèmes agroforestiers (Singh et al., 2024).
• Absence de données réelles : La majorité des preuves actuelles repose sur des modèles théoriques ; peu de transactions réelles de crédits carbone ont été documentées en raison du coût élevé du MRV (mesure, notification et vérification) (Bissonnette et al., 2023 ; Magesa et al., 2025).

L'insécurité foncière est un frein majeur : les agriculteurs sans titres de propriété formels sont moins enclins à adopter des systèmes ABM (agroforesterie biominéraleSystème dynamique de gestion intégrant des arbres et des cultures, optimisant spécifiquement les cycles minéraux profonds (Colleu et al., 2021). L'aspect biominéral souligne la capacité des arbres à capter des éléments minéraux en profondeur pour les restituer au sol via la chute de feuilles et la rhizodéposition, améliorant ainsi la fertilité minérale de la rhizosphère (Colleu et al., 2021; Devay, 2022) → Vocabulaire) à croissance lente par crainte que les terres ne soient récupérées avant la récolte ou la monétisation du carbone (Ullah et al., 2023). Toutefois, des dynamiques informelles peuvent parfois favoriser la plantation d'arbres comme moyen de revendication territoriale (Pedrollo, 2025).

L'adoption est freinée par trois obstacles majeurs :

• Manque de sensibilisation technique sur les processus de biominéralisationProcessus par lequel des organismes vivants (bactéries, champignons) produisent des structures minérales ordonnées (ex: oxydes de fer ou de manganèse) via leurs activités métaboliques (Kunoh et al., 2017). Chez les bactéries ferri-oxydantes comme Leptothrix, ce processus conduit à la formation de gaines microtubulaires hybrides (organiques-inorganiques) qui protègent les cellules et influencent la dynamique minérale du sol (Kunoh et al., 2015, 2017) → Vocabulaire (Pedrollo, 2025).
• Accès limité au crédit pour couvrir les coûts d'installation élevés (Do et al., 2020 ; Pedrollo, 2025).
• Incompatibilité des espèces : Le choix d'arbres basé uniquement sur leur potentiel de marché, au détriment de leur adaptabilité locale, peut entraîner des échecs de croissance (Taillandier et al., 2023).

La voie oxalate-carbonateSéquestration stable du carbone via la transformation oxalate (produit fongique) → calcite (CaCO₃) catalysée par des bactéries oxalotrophes. Voie unique de séquestration inorganique du C photosynthétique. Particulièrement active dans les systèmes agroforestiers (Salix, Populus). → Vocabulaire représente un mécanisme crucial de séquestration du carbone inorganique. Des recherches récentes ont identifié de nouvelles espèces actives dans cette voie, telles que Diospyros ebenum et Artocarpus heterophyllus, avec des taux d'oxalate atteignant 4,4 ± 3,2 % du poids sec (Rieder et al., 2025). Ces travaux confirment que les microorganismes oxalotrophes (principalement des Actinomycetota) transforment le CO₂ atmosphérique en carbonate de calcium au sein des tissus végétaux et des sols adjacents (Rieder et al., 2025). Ce processus, bien que sensible au lessivage par les moussons, constitue un puits de carbone inorganique stable dans les écosystèmes forestiers tropicaux secs et humides (Clarke, 2025).

Le modèle brésilien de fixation biologique de l'azote démontre une efficacité exceptionnelle, notamment par l'utilisation de bactéries diazotrophes endophytes. Par exemple, la canne à sucre en association peut fixer plus de 100 kg N/ha/an (Canellas et al., 2022). Dans les terres du Cerrado, le genre Mimosa sert de modèle pour l'étude des β-rhizobiums, qui jouent un rôle clé dans la fixation de l'azote au sein de systèmes à haute biodiversité (Bonatelli et al., 2021). L'optimisation de cette FBN permet de coupler les cycles du carbone et de l'azote, augmentant ainsi la durabilité sans intrants synthétiques (Kebede, 2021).

Les pratiques de gestion du sol climato-intelligentes visent à maximiser le stockage du carbone. L'agroforesterieSystème de gestion des terres qui intègre délibérément des composantes ligneuses (arbres ou arbustes) dans les systèmes de production agricole ou pastorale (Lima et al., 2018). Elle exploite la complémentarité entre les espèces pour assurer des fonctions de production, de protection du sol et d'amélioration des microclimats, tout en renforçant la sécurité alimentaire par la diversification des strates cultivées (Pinto-Correia & Bellon, 2019; Quevedo-Cascante et al., 2022) → Vocabulaire successionnelle, utilisant une forte densité initiale d'arbres et un élagage rigoureux, surpasse les monocultures en termes de séquestration de biomasse et de carbone organique du sol (Krause et al., 2025). Dans les systèmes de cacao en Amérique latine, les stocks totaux de carbone peuvent atteindre 133 à 156 Mg C/ha, le sol (jusqu'à 30 cm) et représente le réservoir le plus important (Goñas et al., 2022). Ces systèmes modèrent les microclimats et réduisent l'érosion, s'affirmant comme des stratégies économiques résilientes (Abbas et al., 2026).

L'apport de matière organique fraîche induit un « effet d'amorçage » (priming) pouvant accélérer la décomposition du carbone stable du sol. Toutefois, des études récentes montrent que l'ajout d'azote réduit cet effet d'amorçage de 32 % dans les sous-sols, limitant ainsi la perte de carbone (Chen et al., 2025). Ce phénomène s'explique par l'hypothèse du « minage de nutriments » : en l'absence d'azote disponible, les microbes dégradent la matière organique stable pour en extraire les nutriments (Mganga et al., 2023 ; Xu et al., 2024). Une gestion précise de la synergie C/N est donc impérative pour stabiliser les stocks de SOC (Zheng et al., 2023).

Le projet ENSA (Engineering Nitrogen Symbiosis for Agriculture) explore le transfert de la symbiose nodulaire des légumineuses vers les céréales. Bien que l'ingénierie de la symbiose fixatrice d'azote chez les céréales soit désormais considérée comme envisageable, les experts prévoient une commercialisation d'ici 20 à 30 ans en raison de la complexité génétique impliquée (Cassman & Dobermann, 2021 ; Jhu & Oldroyd, 2023). Parallèlement, l'amélioration des interactions avec les bactéries diazotrophes libres et l'utilisation de légumineuses fourragères en rotation permettent déjà de maintenir les niveaux de protéines des céréales sans engrais de synthèse (Płaza et al., 2022 ; Harrison et al., 2023).