Rozdrobnione drewno gałęziowe

Arkusze danych

Żyjące gleby Zarządzanie wodą Odchwaszczanie Głód azotu Produktywność Nawożenie Agroleśnictwo Regeneracja gleb NBSOIL BRF

Bois Raméal Fragmenté

Bois Raméal Fragmenté (BRF) to mieszanka rozdrobnionych fragmentów gałęzi drzewnych. Jego zastosowanie, inspirowane funkcjonowaniem gleb leśnych, zostało rozwinięte w latach 70. w Kanadzie. Rozsypywanie pozostałości po rozdrabnianiu na glebach rolniczych sprzyja rozwijaniu fauny i flory glebowej, które są źródłem licznych korzyści dla zarządzanie wodą, żyzności gleby oraz produktywności upraw. BRF jest uważany za materiał aggradujący, którego głównym celem jest odnawianie zdegradowanych gleb i zwiększanie zawartości materia organiczna w glebie. Stosuje się go zarówno w uprawach wielkoobszarowych, jak i w warzywnictwo czy winorośl. Poza zastosowaniem w regeneracji gleb rolniczych, BRF może również służyć jako ściółka dla zwierząt hodowlanych.

Rozkład drewna i tworzenie próchnicy

Grzyby Basidiomycetes glebowe to mikroorganizmy inicjujące rozkład drewna, a w szczególności ligniny drewna. Te grzyby glebowe żyją w warunkach tlenowych (w obecności powietrza) i nie mogą przetrwać na dużej głębokości. Inne owady i mikroorganizmy tworzące pedofaunę i pedoflorę przyczyniają się następnie do rozkładu drewna poprzez działanie mechaniczne swoich szczęk oraz dzięki enzymom organizmów ligninoworównych. Całe to życie gleby jest źródłem powstawania próchnicy.

Skład BRF

Poniższa tabela przedstawia analizę składu BRF pochodzącego z gałęzi topoli.

Rodzaj analizowanej frakcji	% w składzie BRF
Celuloza	51 %
Lignina	18 %
Hemiceluloza	14%
Frakcja rozpuszczalna	13 %
Substancje mineralne	4%

Zawartość składników odżywczych

Źródło CTA, B. Noel

Pierwiastek	Masa na m³ BRF
Azot N	1,8 kg/ m³
Fosfor P205	1,8 kg/ m³
Potas K20	1,7 kg/ m³
Wapń CaO	7,0 kg/ m³
Magnez MgO	1,7 kg/ m³

Korzyści

Rozsądne stosowanie BRF przynosi liczne korzyści :

Odnawianie gleby

• Zwiększenie zawartości materii organicznej w glebie oraz tworzenie próchnicy. Warstwa próchniczna może osiągnąć głębokość 10 cm po 6 miesiącach i do 20-30 cm po roku. Aplikacja 100 m³ BRF/ha pozwala uzyskać 7,5 tony próchnicy/ha, która tworzy się w ciągu dwóch lat po zastosowaniu. Odpowiada to mniej więcej ilości próchnicy, jaka może powstać po 10 latach stosowania obornika.

• Poprawa stabilności strukturalnej gleby, której głównym gwarantem jest życie gleby. Poprzez wspieranie rozwoju fauny i flory glebowej, BRF redukuje zagęszczenie i erozję gleby.

Zarządzanie wodą

• W krótkim terminie BRF redukuje spływ powierzchniowy i sprzyja utrzymaniu wilgotności gleby, gdy stosowany jest jako ściółka (mulcz).

• W dłuższym terminie zwiększa infiltrację wody i magazynowanie wody w glebie poprzez tworzenie próchnicy i rozwój aktywności biologicznej gleby. Zwiększa odporność upraw na suszę i pozwala ograniczyć, a nawet wyeliminować nawadnianie.

Produktywność upraw

• Zwiększenie plonów, pod warunkiem przewidzenia zjawiska głodu azotowego.
• Redukcja niektórych chorób upraw, takich jak fuzarioza. Organizmy rozkładające drewno produkują pewne antybiotyczne molekuły chroniące uprawy przed patogenami i pasożytami.
• Poprawa walorów organoleptycznych oraz trwałości przechowywania owoców i warzyw.
• Redukcja, a nawet eliminacja chwastów dzięki efektowi ściółkowania.
• Zmniejszenie śmiertelności młodych drzewa.

BRF ma sens ekonomiczny, jeśli jego stosowanie prowadzi do zwiększenia plonów i ograniczenia użycia środków chemicznych.

Pozwala również ograniczyć zanieczyszczenie wód spowodowane wymywaniem azotu z nawozów chemicznych. W przeciwieństwie do azotu w formie azotanów, azot zawarty w próchnicy nie może być wymyty, ponieważ jest związany z materią organiczną (zwłaszcza w białkach).

Wady

Stosowanie BRF wiąże się z pewnymi wadami  :

• Rozkład BRF trwa kilka miesięcy.

• BRF może stanowić schronienie dla gryzoni (np. norników).
• Ogrzewanie i osuszanie gleby są opóźnione na wiosnę, co może opóźnić zakładanie upraw.
• Niektóre uprawy, takie jak warzywa korzeniowe (np. marchew) mogą być utrudnione przez obecność BRF.
• Efekt depresyjny na uprawy może być obserwowany w pierwszych 6 miesiącach po zastosowaniu BRF. Kilka czynników może wyjaśniać ten efekt : obecność związków allelopatycznych, konkurencja między florą glebową, głód azotowy...
  

Zjawiska allelopatii

Polifenole, w tym taniny, oraz terpeny to molekuły allelokhemiczne produkowane przez rośliny, które mogą hamować kiełkowanie i rozwój innych roślin lub mikroorganizmów. Molekuły te są naturalnymi środkami przeciwgrzybicznymi. Ten typ interakcji przypomina allelopatia, czyli "zestaw interakcji biochemicznych między roślinami lub za pośrednictwem mikroorganizmów". Te związki mogą być odpowiedzialne za efekt depresyjny na uprawy w ciągu pierwszych sześciu miesięcy po zastosowaniu BRF. Są produkowane w różnej ilości w zależności od gatunki drzew. Ponadto nie wszystkie gatunki i odmiany roślin mają taką samą wrażliwość na polifenole i terpeny.

Kilka praktyk pozwala ograniczyć te efekty allelopatyczne :

• Czekać minimum 6 miesięcy przed siewem upraw.
• Preferować stosowanie BRF jako ściółki (mulcz) zamiast jego włączania do gleby. Włączanie sprzyja kontaktowi polifenoli i terpenów z korzeniami.
• Unikać gatunków drzew bogatych w taniny i terpeny do produkcji BRF (patrz paragraf "Wybór gatunków").
• Wykonać test rzeżuchy (kiełkowanie nasion rzeżuchy alenois) w celu wykrycia ewentualnej obecności związków allelokhemicznych.

Głód azotowy

Głód azotowy na roślinie ziemniaka

Podczas rozkładu drewna niektóre bakterie zużywają część azotu obecnego w środowisku. Powstaje wtedy konkurencja o zasoby azotu między rośliną a mikroorganizmami. Objawia się to spowolnieniem wzrostu i żółknięciem liści. Zjawisko głodu azotowego jest tymczasowe i trwa średnio 6 miesięcy. Azot zmagazynowany w mikroorganizmach jest następnie stopniowo uwalniany do gleby i dostępny dla upraw. Głód azotowy jest mierzalny i przewidywalny. Ilość azotu zmagazynowanego przez mikroorganizmy można oszacować na jednostkę azotu na humifikację 1 m³ BRF. Głód azotowy jest zbyt często wskazywany jako główny czynnik odpowiedzialny za stan depresyjny upraw, co zaciera inne możliwe przyczyny. Głód azotowy nie powinien wystąpić bez włączania BRF do gleby.

Aby głód azotowy nie stanowił przeszkody dla sukcesu BRF, możliwe są różne techniki :

• Wysiewać motylkowe (koniczyna biała, lucerna, groch, łubin…) równocześnie ze stosowaniem BRF lub sezon wcześniej.
• W ostateczności stosować nawóz bogaty w azot. Nadmiar azotu może jednak zakłócać mineralizację azotu i sprzyjać rozwojowi chwastów nitrofilnych. Należy liczyć około 1 kg azotu na m³ BRF. Ilość azotu (pochodzącego z nawozów i mineralizacji) zmagazynowanego przez mikroorganizmy gleby można również oszacować według wzoru : %N zmagazynowanego = 27 % N gleby + 7,5 % / cm BRF.

Poniższa tabela przedstawia procenty azotu tymczasowo niedostępnego z powodu życia gleby w zależności od ilości BRF wprowadzonego do gleby według powyższego wzoru :

Źródło : B. Noel

Ilość BRF	% N zmagazynowanego (nawozy i mineralizacja)
1 cm= 100 m³/ha	34,5 %
2 cm=200 m³/ha	42%
3 cm= 300 m³/ha	49,5%
4 cm= 400 m³/ha	57%

Tak więc dla dawki 300 m³/ha BRF zaleca się podwojenie nawożenia azotowego upraw, aby zrekompensować azot niedostępny w pierwszym roku stosowania BRF.

Produkcja BRF

Wybór gatunków

Nie wszystkie gatunki drzew są równoważne dla sukcesu BRF.

Kilka zaleceń dotyczących wyboru gatunków drzew sprzyja sukcesowi BRF :

• Używać gatunków drzew i żywopłoty dostępnych lokalnie w celu uniknięcia transportu BRF.

• W miarę możliwości stosować różnorodność gatunków drzew dostępnych do produkcji BRF.
• Preferować liściaste nad iglaste z maksymalnym udziałem 20% iglastych w celu ograniczenia efektów allelopatycznych spowodowanych terpenami iglastych. Gatunki bogate w taniny (akacja, dąb, buk,...) również należy unikać. Efekty allelopatyczne są mniej wyraźne w przypadku gatunków drewna białego, takich jak topola czy brzoza.

Zbiór gałęzi

BRF może być produkowany z pozostałości po przycinanie drzew i żywopłotów. Zaleca się zbieranie młodych gałęzi do 2 lat (najlepiej rocznych). Ich średnica jest mniejsza niż 7 cm. Im mniejsza średnica, tym bogatsze w składniki mineralne. Lignina młodych gałęzi jest jeszcze w trakcie polimeryzacji, co nadaje im pewną elastyczność i ułatwia rozkład drewna przez grzyby.

Okres zbioru

Gałęzie należy zbierać jesienią lub zimą (od października do marca) z kilku powodów :

• Jest to okres spoczynku drzew. Gałęzie są najbogatszą częścią drzewa w składniki odżywcze (minerały, aminokwasy, białka,…) jesienią, po opadnięciu liści. Liście opadają po zwrocie połowy zawartych w nich składników mineralnych do gałęzi. 75% składników odżywczych drzewa znajduje się w gałęziach o średnicy poniżej 7 cm. Te zasoby zachowane w gałęziach mogą być wykorzystane przez drzewo na wiosnę do produkcji pąków i nowych gałęzi.

• Jesień to także czas, gdy azot jest obficie obecny w glebie, co ogranicza głód azotowy.
• Pokrywa utworzona przez BRF chroni faunę i florę glebową przed mrozem.

Objętość zebranych gałęzi

Poniższa tabela podaje szacunkową liczbę drzew do przycięcia oraz czas potrzebny do uzyskania różnych objętości BRF (1 i 150 m³). Czas pracy obejmuje przycinanie drzew i układanie gałęzi w stosy.

Dane orientacyjne z eksperymentu produkcji BRF w agroleśnictwo przeprowadzonego w 2011 roku

Objętość BRF	Masa BRF	Objętość ściętych gałęzi	Liczba drzew przyciętych	Czas pracy
1 m³	0,2 tony	2 m³	2	26 min
150 m³	34 tony	304 m³	187	64h12

Rozdrabnianie drewna

Grzyby Basidiomycetes nie mogą przeniknąć przez korę drzew. Fragmentacja drewna pozwala zwiększyć powierzchnię ekspozycji drewna i umożliwia kolonizację odsłoniętego drewna przez grzyby zdolne do rozkładu ligniny. Wielkość fragmentów powinna mieścić się w przedziale 5 do 10 cm. Im mniejsze fragmenty, tym lepsza biodegradacja i jej efekt na glebę.

Mielenie BRF. Antoine Chedru

Rozdrabniacz mechaniczny to kosztowna inwestycja, którą można ograniczyć poprzez zakup w CUMA lub wynajem.

Etap ten można wykonać za pomocą młotkowego rozdrabniacza (zamiast nożowego). Wybór najmniejszej siatki do kalibracji pozwala uzyskać bardzo drobny rozdrabniacz.

Przydatne może być sortowanie odpadów (np. plastiku) czasem obecnych w gałęziach przed rozdrabnianiem.

Poniższa tabela podaje szacunkowy czas pracy potrzebny do rozdrobnienia objętości ściętych gałęzi. Czas mielenia może wynosić od 10 minut do godziny na m³ drewna. Czas ten może być bardzo zmienny w zależności od wydajności rozdrabniacza.

Dane orientacyjne z eksperymentu produkcji BRF w agroleśnictwie przeprowadzonego w 2011 roku

Objętość BRF	Objętość ściętych gałęzi	Czas mielenia
1 m³	2 m³	16 min
150 m³	304 m³	39 h

Ograniczenie czasu przechowywania

BRF powinien być używany jak najszybciej po etapie rozdrabniania. Jeśli nie jest możliwe natychmiastowe użycie BRF po rozdrobnieniu, zaleca się przechowywanie go pod dachem przez maksymalnie kilka tygodni. Niskie temperatury zimą ograniczają biologiczny rozkład drewna podczas przechowywania.

Pozyskanie BRF

Jeśli BRF nie może być wyprodukowany na miejscu, zawsze można zwrócić się do służb miejskich, pielęgniarek drzew lub architektów krajobrazu w celu jego pozyskania.

Pozostałości po rozdrabnianiu nie powinny być chemicznie traktowane po ścięciu, aby były zgodne z przepisami dotyczącymi rolnictwa ekologicznego.

Koszty produkcji

Szacowany koszt produkcji BRF to 18 €/ m³. Obejmuje koszty różnych etapów produkcji : przycinanie i układanie w stosy, rozdrabnianie, transport i/lub przechowywanie. Koszt ten jest prawie taki sam, niezależnie od tego, czy rozdrabnianie wykonuje zewnętrzny wykonawca, czy samodzielnie przy użyciu wynajmowanego rozdrabniacza mechanicznego.

Jeśli rozdrabnianie wykonuje zewnętrzny wykonawca, należy liczyć około 8 € / tona BRF, czyli 2€ /m³.

Usługa wymiany i wynajmu rozdrabniacza

BRF Génération to serwis online do znalezienia BRF i wynajmu rozdrabniacza: https://www.brfgeneration.fr/

Zastosowanie BRF

BRF to skuteczne narzędzie do wzbogacania gleby w materię organiczną pod warunkiem jego właściwego stosowania. Doświadczenia zalecają przeprowadzanie analizy gleby w celu regularnego monitorowania aktywności biologicznej gleby podczas wprowadzania BRF.

Potrzebne ilości

W klimat umiarkowany, gleba samowystarczalna leśna lub łąkowa zawiera średnio 8% próchnicy na głębokości 30 cm. Teoretycznie roczna ilość BRF potrzebna do osiągnięcia 8% próchnicy w glebie rolniczej wynosi 100m³/ha, czyli warstwa 1 cm na powierzchni. Odpowiada to również aplikacji 300 m³/ha, czyli warstwy 3 cm odnawianej co 3 lata.

Doświadczenia zalecają zwykle :

• Objętość BRF od 30 do 300 m³/ha, czyli warstwę BRF o grubości 0,3 do 3 cm. Ta ilość jest często ograniczona przez dostępność drewna.
• Częstotliwość odnawiania od 1 do 10 lat, dostosowywana do upraw, gleb i celów produkcyjnych.

Poniższa tabela podaje szacunkową ilość ściętych gałęzi, liczbę drzew do przycięcia oraz czas pracy potrzebny do wyprodukowania objętości BRF wystarczającej do pokrycia warstwą 3 cm powierzchni 500 m² i 1 ha gleby.

Dane orientacyjne z eksperymentu produkcji BRF w agroleśnictwie przeprowadzonego w 2011 roku

Powierzchnia do pokrycia (w warstwie 3 cm)	Objętość BRF	Masa BRF	Objętość gałęzi	Liczba przyciętych drzew
500 m²	15 m³	3-4 tony	30 m³	18-19
1 ha	300 m³	68 ton	600 m³	373

Czas pracy obejmuje czas układania w stosy, rozdrabniania, transportu i/lub przechowywania oraz przerwy (odpoczynki,...).

W uprawie warzyw

Najprostsza ścieżka, zalecana w uprawie warzyw, to zastosowanie 3 cm BRF, czyli 300 m³/ha co 3 lata. Aby uniknąć niedoboru azotu (gdy BRF jest włączany do gleby), można wysiać motylkową wiążącą azot z powietrza, taką jak féverole. Innym rozwiązaniem jest podwojenie nawożenia azotowego upraw w pierwszym roku po zastosowaniu BRF.

W uprawach polowych

W uprawach polowych zaleca się mniejszą dawkę BRF, wynoszącą 40-50 m³/ha. Doświadczenia wskazują na odnawianie co 6 lat, ponieważ czas rozkładu może być długi. Stosowanie BRF w uprawach polowych może powodować trudności przy zbiorze i przetwórstwie przemysłowym. Niezdekomponowane fragmenty BRF mogą zostać zebrane wraz z plonem i następnie znaleźć się w urządzeniach przetwórczych (w cukrowniach, w szczotkach do włókien len itp.).

Sprzęt

Rozsiewanie BRF można wykonać za pomocą rozsiewacz obornika (z taśmą rozsiewającą).

Aby ograniczyć zagęszczenie spowodowane przejazdem maszyn rolniczych, rozsiewanie można wykonać prostopadle do zwykłego kierunku przejazdu, bezpośrednio na ściernisko, na zamarzniętą glebę zimą lub na suchą glebę.

Zastosowanie jako ściółka lub włączenie do gleby

Rozsiewanie BRF jako ściółki bez włączania do gleby. Antoine Chedru

BRF może być stosowany jako ściółka lub powierzchniowo włączany do gleby bez jej odwracania za pomocą grabi (grabi sprężynowych raczej niż talerzowych). Czasem konieczne są wielokrotne przejazdy. Włączanie powinno być ograniczone najlepiej do pierwszych 10 centymetrów gleby. Jednakże niektóre doświadczenia wskazują na dobre wyniki przy włączaniu na głębokość 12 cm za pomocą rotacyjnego pługa lub frez z prostymi nożami (narzędzie kombinowane). Grzyby zdolne do rozkładu ligniny nie przeżywają na większej głębokości, gdzie dostęp tlenu jest ograniczony. Słaby rozkład drewna i nagromadzenie materii organicznej w głębi sprzyjałyby aktywności bakterii zużywających tlen i mogłyby powodować niedotlenienie korzeni. Włączanie na małą głębokość umożliwia rozkład BRF w obecności tlenu i w dobrych warunkach wilgotności (między 60 a 100%).

Obie metody stosowania BRF mają swoje zalety i wady :

	Bez włączania	Z włączaniem
Szybkość rozkładu	Spowolniona	Szybka
Niedobór azotu	Mniejszy	Większy

W glebach, których aktywność biologiczna i stabilność strukturalna nie są optymalne, należy preferować włączanie do gleby przy pierwszym zastosowaniu BRF.

Środki ostrożności

• Nigdy nie zakopywać;
• Lepiej, aby przed uruchomieniem maszyny zastosować go przed dużym okryciem z motylkowymi lub motylkową rośliną w uprawie, aby system zaczął się stabilizować między zapotrzebowaniem na azot do rozkładu BRF a możliwym niedoborem azotu na uprawie (czego unikamy stosując motylkowe rośliny);
• Stosować BRF w ilości: w zależności od dostępnej ilości, lepiej zastosować go na jednej działce w dawce rzędu 20 - 30 t/ha niż rozsypywać po trochu wszędzie, aby poprawić poziom MO (1 tona odpowiada około 2 - 3 metrom sześciennym BRF);
• Wykonać wapnowanie aby aktywność biologiczna mogła strukturyzować glebę wykorzystując wapń i humus.

Uzupełnienie ściółki leśnej

W glebach zdegradowanych, gdzie aktywność biologiczna jest bardzo niska, może być konieczne ponowne wprowadzenie organizmów glebowych uczestniczących w łańcuchach troficznych rozkładu drewna. Dodatek ściółki leśnej w ilości 10 do 20 g/m² jest wystarczający.

Siew

Siew można wykonać bezpośrednio po włączeniu BRF, za pomocą siewnika standardowego. W siewie bezpośrednim BRF można stosować bez włączania, gdy aktywność biologiczna i stabilność gleby są wystarczające.

Wykorzystanie BRF jako ściółki w hodowli

BRF należy używać szybko po rozdrobnieniu i przechowywać pod plandeką, chroniąc przed warunkami atmosferycznymi. Zalecana objętość BRF dla obory o powierzchni 100 m² to 1,5 m³ BRF/dzień. 1 m³ BRF odpowiada 40 kg słomy. Obornik z BRF można kompostować na skraju pola przed rozsiewem.

Galeria zdjęć

Artykuł został napisany dzięki uprzejmości Francis Bucaille, Olivier Tassel oraz Antoine Chedru.

Źródła

• BRF, 2022, AgroLeague
• Środki ostrożności przy stosowaniu BRF w rolnictwie, AgroLeague
• B. Noel, P. Frenay. 2006. Le BRF et l'aggradation. [05/10/2022]. https://www.youtube.com/watch?v=3hQ1AymcWws
• Bucaille, F. & Selosse, M. A. (2020). Revitaliser les sols : Diagnostic, fertilisation, protection. Dunod.
• Le Monde. Comment utiliser le B.R.F. (Bois Raméal Fragmenté) au jardin ?. https://jardinage.lemonde.fr/dossier-934-utiliser-brf-bois-rameal-fragmente.html
• Permaculture Design. Le mulch en permaculture. https://www.youtube.com/watch?v=9HsmDs5cIlU
• Sikana Nature. Quels matériaux pour le BRF? | Agriculture durable (Bois raméal fragmenté).[05/10/2022]. https://www.youtube.com/watch?v=-_43CWwPb6M
• Sikana Nature. Comment utiliser le BRF (Bois Raméal Fragmenté) | Agriculture durable. [05/10/2022].https://www.youtube.com/watch?v=J4tuFtVdnhU