Relations entre activité rhizosphérique et décomposition de la matière organique des sols au niveau de la biomasse microbienne et de la minéralisation du carbone et de l'azote PDF Download
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Author: Zaher Sallih
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Languages : fr
Pages : 286
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Book Description
DE LA PAILLE DE BLE MATURE MARQUEE AU 14C ET AU N15 A ETE INCUBEE DURANT DEUX ANS, A TEMPERATURE ET HUMIDITE CONTROLEES, DANS DEUX TYPES DE SOL. SUR LA MOITIE DE CHAQUE TYPE DE SOL, DOUZE CULTURES SUCCESSIVES DE BLE ONT ETE REALISEES, PENDANT QUE L'AUTRE MOITIE A ETE MAINTENUE SANS PLANTE DANS LES MEMES CONDITIONS. DURANT LES STADES INITIAUX DE DECOMPOSITION RAPIDE DU MATERIEL VEGETAL, LA PRESENCE DE RACINES A LEGEREMENT REDUIT LA MINERALISATION DU CARBONE. PAR CONTRE, DURANT LES STADES ULTERIEURS, LORSQUE LE MATERIEL LABILE AVAIT DISPARU, LA PRESENCE DE RACINES A PROVOQUE UN SURCROIT DE MINERALISATION DU CARBONE MARQUE ET DU CARBONE NATIF DU SOL. LA DYNAMIQUE DE LA BIOMASSE MICROBIENNE EST CARACTERISEE PAR UN DEVELOPPEMENT RAPIDE EN REPONSE A L'EXISTENCE DE SUBSTRATS FACILEMENT MINERALISABLES. DURANT LES STADES DE FORTE ACTIVITE BIOLOGIQUE DU SOL, LA PRESENCE DE PLANTES A RALENTI PROVISOIREMENT L'EVOLUTION DE LA BIOMASSE MICROBIENNE. APRES EPUISEMENT DU SUBSTRAT LABILE, LA BIOMASSE MICROBIENNE EN ABSENCE DE PLANTE A ETE DIMINUEE D'UN FACTEUR DE 3 A 4, TANDIS QUE, EN PRESENCE DE PLANTES, LES COMPOSES RHIZODEPOSES LUI PERMETTENT DE SE MAINTENIR A UN NIVEAU ELEVE. CETTE BIOMASSE RHIZOSPHERIQUE A PROVOQUE LA MINERALISATION DES COMPOSES HUMIFIES RELATIVEMENT STABLES DU SOL. AINSI, UN SURCROIT DE MOBILISATION DE N D'ORIGINE NATIVE DU SOL A ETE CONSTATE DANS LE SOL AVEC PLANTES PAR RAPPORT AU SOL NU
Author: Zaher Sallih
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Languages : fr
Pages : 286
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DE LA PAILLE DE BLE MATURE MARQUEE AU 14C ET AU N15 A ETE INCUBEE DURANT DEUX ANS, A TEMPERATURE ET HUMIDITE CONTROLEES, DANS DEUX TYPES DE SOL. SUR LA MOITIE DE CHAQUE TYPE DE SOL, DOUZE CULTURES SUCCESSIVES DE BLE ONT ETE REALISEES, PENDANT QUE L'AUTRE MOITIE A ETE MAINTENUE SANS PLANTE DANS LES MEMES CONDITIONS. DURANT LES STADES INITIAUX DE DECOMPOSITION RAPIDE DU MATERIEL VEGETAL, LA PRESENCE DE RACINES A LEGEREMENT REDUIT LA MINERALISATION DU CARBONE. PAR CONTRE, DURANT LES STADES ULTERIEURS, LORSQUE LE MATERIEL LABILE AVAIT DISPARU, LA PRESENCE DE RACINES A PROVOQUE UN SURCROIT DE MINERALISATION DU CARBONE MARQUE ET DU CARBONE NATIF DU SOL. LA DYNAMIQUE DE LA BIOMASSE MICROBIENNE EST CARACTERISEE PAR UN DEVELOPPEMENT RAPIDE EN REPONSE A L'EXISTENCE DE SUBSTRATS FACILEMENT MINERALISABLES. DURANT LES STADES DE FORTE ACTIVITE BIOLOGIQUE DU SOL, LA PRESENCE DE PLANTES A RALENTI PROVISOIREMENT L'EVOLUTION DE LA BIOMASSE MICROBIENNE. APRES EPUISEMENT DU SUBSTRAT LABILE, LA BIOMASSE MICROBIENNE EN ABSENCE DE PLANTE A ETE DIMINUEE D'UN FACTEUR DE 3 A 4, TANDIS QUE, EN PRESENCE DE PLANTES, LES COMPOSES RHIZODEPOSES LUI PERMETTENT DE SE MAINTENIR A UN NIVEAU ELEVE. CETTE BIOMASSE RHIZOSPHERIQUE A PROVOQUE LA MINERALISATION DES COMPOSES HUMIFIES RELATIVEMENT STABLES DU SOL. AINSI, UN SURCROIT DE MOBILISATION DE N D'ORIGINE NATIVE DU SOL A ETE CONSTATE DANS LE SOL AVEC PLANTES PAR RAPPORT AU SOL NU
Author: Camille Cros
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Languages : en
Pages : 0
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La présence de plantes accélère la décomposition de la matière organique du sol (MOS) au travers de l'apport de composés riches en énergie (rhizodépôts et litières) stimulant les microorganismes ; un phénomène appelé « rhizosphere priming effect » (RPE). Une augmentation de la photosynthèse, activité pourvoyeuse d'énergie rhizodéposée, pourrait augmenter le RPE et l'offre du sol en nutriments. Récemment, le modèle SYMPHONY couplant activités photosynthétiques et microbiennes du sol suggère un ajustement de l'offre du sol en nutriments (delta minéralisation-immobilisation) à la demande des plantes. Cependant, le rôle clé de la photosynthèse sur cet ajustement offre-demande reste à étudier expérimentalement.L'objectif général de la thèse est d'étudier le rôle des interactions des activités photosynthétiques et microbiennes du sol dans les régulations des flux de carbone (C) et d'azote (N) des écosystèmes. Trois écosystèmes types ont été étudiés : la prairie, la monoculture de blé et un nouveau système de culture (NSC) associant blé et plantes pérennes de la prairie. Nous émettons l'hypothèse que les plantes pérennes, via une activité photosynthétique pourvoyant les microorganismes en énergie tout au long de l'année, sont essentielles à l'ajustement offre-demande en N. De nombreux défis techniques ont été relevés afin de construire une plateforme expérimentale de 40 mésocosmes sous éclairage et température naturels. Cette plateforme permet de coupler marquage 13C des plantes, mesures continues des échanges de CO2, du RPE, de la production végétale, du stockage de C du sol, le taux de minéralisation-immobilisation d'N et du lessivage d'N. Ce dispositif nous a permis de déterminer la contribution du RPE dans les flux de C des écosystèmes comprenant la production nette de l'écosystème (NEP), la production primaire brute (GPP) et la respiration de l'écosystème (RE) exprimées en g C m-2 24h-1. Nous avons montré une relation positive linéaire entre (1) RPE et GPP et (2) RPE et biomasse aérienne (AGB) (g C m-2). A partir de ces relations, le RPE peut être prédit en utilisant les équations suivantes : (...). Nous montrons un ajustement offre-demande de l'N au cours des saisons : une forte activité photosynthétique (printemps) est liée à un RPE et un delta minéralisation-immobilisation d'N élevés alors qu'une faible activité photosynthétique (automne) est liée à un RPE et un delta minéralisation-immobilisation d'N faibles. Cet ajustement était observé dans la prairie et dans le NSC mais pas en monoculture de blé. Logiquement, la lixiviation d'N était importante en monoculture de blé alors qu'elle était quasi nulle en prairie et dans le NSC. Après deux années de maintien des trois écosystèmes types, la production aérienne totale du NSC était équivalente à la prairie, tous deux étant supérieurs d'environ un facteur deux à la monoculture de blé. Ces résultats confirment l'importance des plantes pérennes dans la synchronisation offre-demande de l'N. L'ensemble de ces investigations souligne l'importance des activités des plantes et des processus rhizosphériques dans la régulation des cycles CN des écosystèmes. Ces régulations pourront être étudiées in situ et à l'échelle globale grâce aux proxys de ces processus rhizosphériques (RPE, ajustement offre-demande) déterminés dans la thèse. Des activités photosynthétiques et rhizosphériques tout au long de l'année sont essentielles à l'ajustement offre-demande en nutriments conduisant à une forte production primaire, à la fermeture des cycles des nutriments et au stockage de MOS. Ces découvertes offrent l'opportunité de construire de nouveaux systèmes de culture, à l'image de l'association blé-plantes pérennes étudiée, à hautes performances agro-environnementales.
Author: Hamid Niknahad Ghar Makher
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Languages : fr
Pages : 143
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Dans différents pays de l’Europe de l’Ouest, des carences en soufre sont de plus en plus couramment observées sur les grandes cultures. Actuellement, les références précises sur le soufre font défaut pour développer des outils de gestion du soufre dans les sols cultivés. Récemment, afin de mieux quantifier et de modéliser la dynamique de S, le rôle de la biomasse du sol et la relation avec la dynamique du Carbone, les recherches se sont développées. En première partie de ce travail une étude de laboratoire a été effectuée sur 22 sols différant par leur texture , leur teneur en matière organique et leur histoire culturale pour déterminer le taux de minéralisation du soufre, du carbone et de l'azote et établir la relation entre minéralisation de S et certaines propriétés du sol. Les résultats suggèrent que la minéralisation du soufre est principalement conduite par l'activité microbienne hétérotrophe. Une équation de prédiction est proposée à partir du C organique, du pH du sol, du taux d'argile et du sulfate initial. L’objectif de la deuxième partie de ce travail était de quantifier l'impact de la disponibilité du soufre minéral de sol sur la décomposition des résidus de récolte et l'organisation du soufre. Ceci a été étudié d'une part en faisant varier la quantité initiale de S-SO42- dans le sol en présence de paille de colza et d'autre part avec des quantités croissantes de paille de blé apportées dans le sol afin de faire varier la demande en S de la microflore. Les résultats n'ont pas permis de mettre en évidence une limitation de la décomposition par la disponibilité de S, suggérant des besoins en S très limités de la microflore du sol pour assurer la décomposition de résidus végétaux. Enfin les effets de la nature des résidus végétaux et de leur contenu en soufre sur la dynamique de S ont été étudiés en troisième partie de ce travail. Ces résidus sont représentatifs des systèmes de grande culture (blé, colza, moutarde), mais aussi de prairies (fétuque) et forêts (feuilles de hêtre). Une relation entre C/S des résidus et minéralisation nette de S a été obtenue. Il a été mis en évidence l'importance du contenu en sulfate soluble de certains résidus de plante sur la libération nette de sulfate dans les sols. Les perspectives ouvertes par ce travail ont été abordées sous l'angle de la modélisation. D'une part a été évaluée la possibilité d'adapter un module de décomposition (du modèle sol-plante STICS) pour prédire la minéralisation de S des résidus végétaux au cours de leur décomposition dans des conditions optimales. D'autre part les résultats ont été utilisés pour élaborer des termes de minéralisation d'un bilan du soufre minéral, appliqué à la gestion de la fertilisation soufrée.
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Category : Earth sciences
Languages : fr
Pages : 1374
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Author: Jérémy Puissant
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Languages : en
Pages : 0
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Les sols de montagne constituent un réservoir majeur de carbone stocké sous forme de matière organique (carbone organique du sol, COS), potentiellement hautement vulnérable aux changements des conditions climatiques. Afin de comprendre les répercussions des changements des conditions climatiques sur la dynamique du COS des sols de montagne, cette thèse s'appuie sur une expérimentation de transplantation altitudinale de monolithes de sol de prairie subalpine calcaire, mise en place dans le Jura Suisse en 2009. Cette expérimentation permet de simuler deux scénarios réalistes de changements climatiques attendus au cours du 21éme siècle, visant à réchauffer et assécher le climat (+2°C et +4°C ; -20% et -40% de précipitations).La démarche conceptuelle de cette thèse a été d'étudier les effets des changements des conditions climatiques (variations saisonnières et manipulation climatique) au bout de quatre années d'expérimentation sur (i) la dynamique des communautés microbiennes et de leur activité enzymatique de décomposition du COS, (ii) la dynamique de différents pools de COS qui constituent la ressource énergétique des micro-organismes décomposeurs, (iii) les interactions s'établissant entre les communautés microbiennes et leurs ressources énergétiques et (iv) les stocks de COS du sol.Nos résultats montrent une très forte dynamique saisonnière du processus de décomposition microbienne se traduisant par de fortes activités enzymatiques de décomposition, une biomasse microbienne plus importante et une structure des communautés microbienne différente lors de la saison hivernale par rapport à la saison estivale. Ces résultats sont en lien avec la dynamique observée des pools les plus labiles du COS (C organique extractible à l'eau et C organique particulaire libre), et des modèles d'équations structurelles montrent que les conditions climatiques (variations saisonnières et manipulation climatique) modifient les interactions s'établissant entre les communautés microbiennes et leurs ressources pour contrôler la décomposition enzymatique du COS.Enfin, ce travail de thèse montre une forte diminution des concentrations en COS sous l'effet de la manipulation climatique, qui ne peut être expliquée par une décomposition microbienne accrue du COS. Au contraire, nos résultats suggèrent que la diminution de la concentration en COS pourrait être due à l'accélération des processus pédologiques naturels sous les scénarios de changement climatique au sein de ces sols calcaires de prairies subalpines, avec une décarbonatation accrue favorisant la lixiviation du carbone organique dissous et le lessivage du pool de COS associé aux argiles. Ces résultats inédits offrent de nouvelles perspectives de recherche sur les effets des changements climatiques sur l'évolution des stocks de COS.
Author: CELSO.. AITA
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Languages : fr
Pages : 209
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL A ETE DE QUANTIFIER LES TRANSFORMATIONS COUPLEES DE C ET N DANS UN SOL, APRES INCORPORATION DE PAILLE DE BLE, EN ABSENCE DE PLANTE, A L'ECHELLE D'UNE ANNEE. LES DEUX TRAITEMENTS COMPARES ONT CONSISTE EN L'APPORT OU NON D'UNE PAILLE DE BLE DOUBLEMENT MARQUEE (13C 15N). L'EVOLUTION DES QUANTITES DE 13C-PAILLE DANS LE SOL A ETE DECRITE PAR UN MODELE A DEUX COMPARTIMENTS, CHACUN SE DECOMPOSANT SELON UNE CINETIQUE DU PREMIER ORDRE. LE TRACAGE ISOTOPIQUE ASSOCIE AU FRACTIONNEMENT GRANULOMETRIQUE A PERMIS DE SUIVRE LA DYNAMIQUE DES TRANSFERTS DU 13C ET DU 15N DE LA PAILLE AUX DIFFERENTES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES DU SOL. APRES UNE ANNEE, 23 % DU 13C APPORTE A ETE RETROUVE DANS LE SOL, DONT 14 % DANS LA FRACTION INFERIEURE A 50 MICROMETRES. LA QUANTITE DE C ET N-BIOMASSE A AUGMENTE SIGNIFICATIVEMENT AVEC L'APPORT DE PAILLE. CEPENDANT, LA QUANTITE DE C ET N DERIVE DE LA PAILLE DANS CETTE BIOMASSE N'A REPRESENTE QUE 4.5 ET 18.1 % DE C ET N APPORTE, RESPECTIVEMENT. LA MESURE DE MINERALISATION ET L'ORGANISATION BRUTES PAR TRACAGE ISOTOPIQUE 15N, INDIQUE QUE DES QUANTITES IMPORTANTES D'AZOTE SONT MISES EN JEU LORS DE LA DECOMPOSITION DU CARBONE DE LA PAILLE PAR LES MICRO-ORGANISMES HETEROTROPHES DU SOL. CET EFFET DE LA PAILLE SUR LES FLUX D'AZOTE N'EST PLUS PERCEPTIBLE UN AN APRES SON INCORPORATION AU SOL ET CECI EST EN ACCORD AVEC LES OBSERVATIONS FAITES SUR L'EVOLUTION DE LA BIOMASSE MICROBIENNE ET DU C RESIDUEL DANS LE SOL. CE TRAVAIL CONSTITUE UNE BASE DE DONNEES PERMETTANT DE TESTER LES MODELES DE BIOTRANSFORMATIONS DU C ET N. UNE PREMIERE COMPARAISON ENTRE VALEURS MESUREES ET SIMULEES POUR LE C MINERALISE ET LES FLUX BRUTS D'AZOTE A ETE REALISEE AVEC LE MODELE CANTIS DEVELOPPE PAR NEEL (1996).
Author: Léo Ruamps
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Languages : fr
Pages : 156
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Comprendre les interactions entre les communautés microbiennes du sol et les conditions environnementales qu’elles rencontrent est primordial tant pour conserver la qualité des sols que pour gérer les flux de carbone à l’interface sol-atmosphère. La plupart des modèles actuels de temps de résidence du carbone des sols ne considèrent pas explicitement les caractéristiques spécifiques des communautés microbiennes responsables de la décomposition de la matière organique du sol (MOS). De fait, les interactions entre les communautés microbiennes et leur habitat ne sont pas prises en compte alors que de nombreuses études ont montré leur importance. Ce travail de thèse explore les interactions entre communautés microbiennes et leur habitat immédiat : le système poral du sol, ainsi que les effets de ces interactions sur l’activité microbienne et la structure des communautés microbiennes. Dans un premier temps, nous avons marqué les communautés microbiennes au moyen d’un substrat marqué au 13C (fructose) dans des échantillons non perturbés d’un sol limoneux. Ce substrat a été placé, par ajustement du potentiel matriciel, dans trois microhabitats de tailles différentes (0.2-3, 0.9-97 et 10-290 μm). L’extraction des profils PLFA, après 13 jours d’incubation, montre qu’il existe une biogéographie microbienne à l’échelle porale ainsi que des différences d’activité des communautés microbiennes selon le microhabitat considéré. Dans un deuxième temps, nous avons cherché à analyser les facteurs influençant l’activité microbienne à l’échelle du système poral, facteurs biotiques (nature des populations microbienne) et abiotiques (disponibilité des substrats organiques, conditions physiques locales). Nous avons stérilisé puis inoculé des échantillons de sol avec des communautés microbiennes monospécifiques à deux potentiels matriciels différents, nous permettant de cibler deux microhabitats (0.3-3 & 14-97 μm). Nos résultats montrent que les microhabitats correspondant à ces classes de taille de pore diffèrent du point de vue de la disponibilité du carbone natif ainsi que des taux de minéralisation de celui-ci. Dans un dernier temps, nous avons souhaité établir l’influence des facteurs historiques et contemporains dans la détermination de la biogéographie microbienne. Nous avons considéré deux échelles spatiales de facteurs contemporains : globale (type de sol) et locale (taille de classe de pore). Nous avons stérilisé deux sols de textures différentes (limoneux vs. sableux) et procédé à des inoculations croisées avec leurs communautés microbiennes totales préalablement extraites. Ces communautés ont été inoculées à deux potentiels matriciels différents ciblant deux microhabitats différents (sol sableux : 0.3-3 & 6-97 μm, sol limoneux : 0.3-3 & 14-97μm). Après 92 jours, la structure des communautés semble déterminée de façon concomitante par les facteurs historiques et contemporains. Le résultat novateur est l’importance du microhabitat considéré dans la détermination de cette biogéographie. La conclusion de ce travail de thèse est qu’il est indispensable, à l’avenir, de considérer la vie microbienne du sol à son échelle spatiale, que l’on travaille sur son activité ou sur la structure des communautés.
Author: HASSAN BISMARCK.. NACRO
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Languages : fr
Pages : 325
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Book Description
LA DYNAMIQUE DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS LE SOL EST UN DETERMINANT MAJEUR DU FONCTIONNEMENT DE L'ECOSYSTEME. L'AGENT PRINCIPAL DE CETTE DYNAMIQUE EST LA MICROFLORE HETEROTROPHE DU SOL DONT LES ACTIVITES MINERALISATRICES CONDITIONNENT ET DEPENDENT DE LA QUANTITE ET DE LA QUALITE DE LA MATIERE ORGANIQUE PRESENTE DANS LE SOL. NOTRE OBJECTIF ETAIT D'ETUDIER LES DETERMINISMES CHIMIQUES ET MICROBIENS DE LA DYNAMIQUE DE LA MATIERE ORGANIQUE ET DE LA MINERALISATION DE L'AZOTE DANS LES SOLS DE DIFFERENTS FACIES DE SAVANE ET DE FORET D'UNE SAVANE HUMIDE (LAMTO, COTE D'IVOIRE). AU SEIN DE L'UN DES FACIES DE SAVANE, UNE ETUDE DETAILLEE A ETE MENEE DANS LE BUT D'EVALUER LES LIENS ENTRE LES PROPRIETES CHIMIQUES DES PARTICULES DE MATIERE ORGANIQUE ET LES ACTIVITES MICROBIENNES DE MINERALISATION DU CARBONE ET DE L'AZOTE. CES RESULTATS ONT CONFIRME LA FAIBLE TENEUR EN MATIERE ORGANIQUE DES SOLS DANS LES ECOSYSTEMES DE LAMTO. LA VARIABILITE DES RESSOURCES DANS LES SOLS DE LAMTO SE MANIFESTE A LA FOIS DU POINT DE VUE QUANTITATIF (DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE) ET QUALITATIF (COMPOSITION CHIMIQUE DE LA MATIERE ORGANIQUE). LA MATIERE ORGANIQUE DES SOLS EST ESSENTIELLEMENT COMPOSEE DE PRODUITS AYANT DEJA SUBI DE NOMBREUSES TRANSFORMATIONS MICROBIENNES. IL EN RESULTE UN FAIBLE NIVEAU D'ACTIVITE MICROBIENNE MEME EN CONDITIONS OPTIMALES. L'ORIGINE LIGNEUSE OU HERBACEE, ET LES RAPPORTS C/N DE LA MATIERE ORGANIQUE DU SOL SEMBLENT AVOIR PEU D'INFLUENCE A COURT TERME, SUR L'ACTIVITE DES MICRO-ORGANISMES DU SOL. L'OBSERVATION DE LA REPONSE DE CEUX-CI A L'APPORT DE SUBSTRATS CHIMIQUEMENT SIMPLES A CONFIRME LE ROLE PREPONDERANT, A COURT TERME, DU CARBONE VIS-A-VIS DE LA MINERALISATION DE L'AZOTE : LES MICRO-ORGANISMES NE MANQUENT PAS DE SUBSTRAT ORGANIQUE AZOTE, MAIS DE SUBSTRAT ORGANIQUE CARBONE FACILEMENT ASSIMILABLE. EN REVANCHE, LE COMPARTIMENT MICROBIEN APPARAIT CAPABLE DE JOUER LE ROLE D'UNE STRUCTURE DE STOCKAGE TRANSITOIRE DE L'AZOTE MINERAL DU SOL. LA PLUS GRANDE PARTIE DU STOCK ORGANIQUE DU SOL EST ASSOCIEE AUX FRACTIONS ORGANO-MINERALES FINES (ARGILES ET LIMONS FINS) QUI NE REPRESENTENT QU'UNE FAIBLE PROPORTION DU POIDS TOTAL DU SOL. C'EST AUSSI DANS CES FRACTIONS QUE SONT MESURES LES RAPPORTS C/N LES PLUS BAS ET LES VALEURS #1#5N LES PLUS FORTES, TEMOIGNAGES DU GRAND NOMBRE DE TRANSFORMATIONS MICROBIENNES SUBIES PAR LA MATIERE ORGANIQUE DU SOL. LES POTENTIELS DE MINERALISATION DE LA MATIERE ORGANIQUE ASSOCIEE AUX DIFFERENTES FRACTIONS ORGANO-MINERALES A ETE ESTIMEE EN COMPARANT L'ACTIVITE BIOLOGIQUE DE SOLS AUXQUELS IL MANQUE UNE FRACTION DONNEE, A CELLE D'UN SOL FRACTIONNE ET RECONSTITUE. L'ACTIVITE RESPIROMETRIQUE DU SOL EST UN PROCESSUS ADDITIF : LA PRODUCTION DE DIOXYDE DE CARBONE DU SOL TOTAL N'EST QUE LA SOMME DE LA PRODUCTION DANS LES DIFFERENTES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES DU SOL. EN REVANCHE, L'ACCUMULATION D'AZOTE MINERAL DANS LE SOL N'EST PAS LA SIMPLE ADDITION DES ACCUMULATIONS QUI SE PRODUISENT DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES : L'IMMOBILISATION, ET LA PRODUCTION NETTE D'AZOTE MINERAL DANS UN SOL EST FONCTION DE LA QUANTITE ET DE LA QUALITE DE LA MATIERE ORGANIQUE DES DIFFERENTES FRACTIONS, MAIS SURTOUT DU TRANSFERT ENTRE FRACTIONS.
Author: Bilal Ahmad Zafar Amin
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Languages : fr
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Book Description
La décomposition des résidus végétaux joue un rôle essentiel dans le cycle biogéochimique des éléments nutritifs et influence le fonctionnement des écosystèmes. La composition biochimique intrinsèque des résidus végétaux est un facteur clé qui influe sur les processus de décomposition dans le sol tandis que la majorité des réactions biochimiques dans le sol, liées à la biodégradation des résidus végétaux, sont catalysées par des enzymes extracellulaires produites par les microorganismes. L'objectif global de cette étude était d'acquérir des connaissances fondamentales concernant l'impact de la qualité des résidus sur les fonctions microbiennes du sol et les modes d'intervention des enzymes du sol interviennent dans la décomposition des résidus végétaux. Cet objectif a été atteint en trois parties visant à : 1) déterminer le rôle des communautés initiales des résidus i.e. les microorganismes et leurs enzymes provenant des compartiments épiphytes et endophytes, et l'effet de la qualité des résidus végétaux sur les cinétiques des enzymes extracellulaires au cours du processus de décomposition dans le sol 2) étudier l'effet des fonctions microbiennes du sol (biomasse microbienne et enzymes extracellulaires) liées à la minéralisation sur la décomposition ultérieure de résidus introduits dans le même sol 3) explorer les interactions entre la disponibilité en azote et la décomposition des composés phénoliques par l'action des activités oxydo-réductases, et développer une méthode pour mesurer ces activités dans des sols contrastés en utilisant un seul substrat. L'approche générale de cette étude a été de sélectionner les résidus végétaux de qualité chimique variable pour obtenir des cinétiques contrastées de minéralisation du C. Le maïs (Zea mays L.) a été choisi comme plante modèle en raison de variations chimiques et structurales (Mexxal, F2, F2bm1, F292bm3) des parties aériennes (feuilles, entre-nœuds) et souterraines (racines). Des tiges de lin marqué au 13C ont été utilisées pour quantifier avec précision la minéralisation du carbone dans les différents réservoirs de carbone. Afin d'évaluer les relations entre la qualité des résidus végétaux et les fonctions biologiques associées au sol, des expériences en microcosmes contrôlés ont été réalisées en utilisant des sols agricoles et forestiers. La minéralisation du carbone, les caractéristiques chimiques des résidus (teneurs en C et N, les sucres totaux et lignine), la biomasse microbienne et les activités enzymatiques (L-leucine aminopeptidase (LAP), cellobiohydrolase (CBH-1), xylanase, cellulase et la laccase) ont été déterminées à différents stades de décomposition. Les résultats de la première étude ont indiqué que les activités de micro-organismes épiphytes et endogènes étaient du même ordre de grandeur dans le cas des racines, tandis que les activités des enzymes spécifiques (cellulase, xylanase et laccase) étaient fortement corrélées à la dégradation de leurs substrats cibles (glucanes, xylanes et lignine, respectivement). Dans la seconde étude, l'addition répétée de résidus a eu peu d'effet sur la biomasse microbienne et la dynamique enzymatique, sauf la LAP et la laccase. Ces résultats suggèrent que la qualité des résidus végétaux est le principal facteur déterminant les modes d'action de la biomasse microbienne et de leurs enzymes extracellulaires durant le processus de décomposition dans le sol. Les résultats de la dernière étude ont démontré que l'addition d'azote réprimait la minéralisation du carbone des résidus les moins lignifiés (F2, F2bm1), mais n'a pas affecté celle du résidu plus lignifié (F292bm3) au cours de la décomposition à long terme. L'ABTS est apparu comme un meilleur substrat que le L-DOPA, le pyrogallol et le TMB pour estimer les activités phénoloxydase et peroxydase.Mots clés: décomposition, biomasse microbienne, enzymes extracellulaires, qualité des résidus, maïs.
Author: Virginie Parnaudeau
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Languages : en
Pages : 81
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Book Description
Dans le contexte de l'épandage des produits résiduaires organiques sur les sols agricoles les objectifs de notre travail ont été (i) : la mise en évidence des critères de composition de la matière organique des boues de stations d'épuration et des effluents agro-industriels, influençant la minéralisation de leur carbone et azote organique dans le sol ; (ii) la prise en compte des critères de composition précédemment mis en évidence pour prédire la minéralisation du carbone et de l'azote. Ce travail a été pour une grande part basé sur l'étude d'un grand nombre de produits organiques pour lesquels ont été acquis des données de minéralisation au moyen d'incubation de sol en conditions contrôlées et des données de caractérisation de leur composition organique (solubilité à l'eau, hydrolyse acide, fractionnement Van Soest). Des outils statistiques ont ensuite été utilisés pour mettre en évidence les relations entre les caractéristiques de la matière organique et la minéralisation du C et N des produits. Notre travail a montré une grande diversité des boues de stations d'épuration en termes de qualité de matière organique et d'aptitude à la minéralisation. Les méthodes de fractionnement de la matière organique choisies dans ce travail n'apparaissent pas pertinentes pour la prévision de la décomposition des boues. Il semble notamment que la fraction " soluble " issue de la méthode de Van Soest comprend des composés organiques de nature variée qui ne sont pas biodégradables. Le critère qui permet le mieux de prédire la minéralisation nette d'azote du sol, liée à l'apport des boues, est leur rapport C/N. La pyrolyse analytique a été ensuite utilisée pour mieux caractériser la qualité de la matière organique des boues ; cette technique s'est révélée appropriée pour mettre en évidence la diversité de leur composition biochimique. Bien que les résultats obtenus avec cette méthode soit non quantitatifs, il a été possible d'en déduire les critères quantitatifs permettant d'expliciter la minéralisation de la matière organique des boues dans le sol.
