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Dernière mise à jour : Mai 2018

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UMR Agroécologie

Vincent TARDY (2014)

Lien entre la diversité microbienne, la stabilité des communautés microbiennes et le turnover des matières organiques du sol,
Directeur de thèse : Lionel RANJARD,
Co-directeur de thèse : Pierre-Alain MARON,
Doctorat Sciences & Vie (E2S)

Lien entre la diversité microbienne, la stabilité des communautés microbiennes et le turnover des matières organiques du sol

Les communautés microbiennes sont des acteurs majeurs du fonctionnement biologique du sol à travers notamment leur implication dans les transformations des cycles biogéochimiques (C, N, P…). Dans les agro-écosystèmes, la diversité de ces communautés est régulièrement modifiée par des perturbations liées aux pratiques agricoles et la question des conséquences de ces modifications pour le maintien du fonctionnement biologique et des fonctionnalités des systèmes agricoles est aujourd’hui centrale. Si le rôle de la diversité biologique pour le fonctionnement des écosystèmes a été bien étudié chez les macro- organismes, et notamment les plantes ; la relation biodiversité/activité est encore très mal connue pour les microorganismes du sol. Pourtant, dans la mouvance agroécologique actuelle, cette connaissance est nécessaire pour définir de nouvelles pratiques culturales intégrant une gestion de la diversité microbienne pour une utilisation durable des agrosystèmes.

Dans ce travail, l’objectif général était de tester l’importance de la diversité pour la stabilité (résistance/résilience) et l’activité des communautés microbiennes (bactéries et champignons) impliquées dans les transformations de la matière organique dans le sol, une fonction déterminante pour la fertilité des sols, la qualité de l’environnement et les changements globaux. D’un point de vue expérimental, nos questions ont été abordées par le couplage  d’expérimentations 

au  laboratoire  avec  des  échantillonnages réalisés  au terrain. Dans un premier travail basé sur une manipulation de la diversité au laboratoire, nous avons montré  que  la  stabilité  de  la structure  et  de  l’activité  des  communautés  en  réponse  à différentes perturbations est positivement liée à la diversité microbienne (i.e. nombre d’espèces). Ce lien a ensuite été validé par une expérimentation basée sur un échantillonnage de terrain qui nous a permis de démontrer (i)

que la diversité microbiennes peut être modulée (augmentée ou diminuée) en fonction de l’intensité d’usage des sols, et (ii) que la minéralisation de la matière organique est plus intense dans les sols présentant les plus hauts niveaux de diversité. Enfin, dans le cadre d’une expérimentation réalisée au terrain (SOERE- ACBB, Lusignan), nous avons montré que la réponse des communautés de bactéries et de champignons à un apport de résidus de blé, en termes de successions de populations et d’activité de minéralisation de la matière organique, dépend de l’historique cultural du sol.

Ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur l’importance de la diversité microbienne   (richesse,   composition)   pour   la   stabilité   et   l’activité   des communautés impliquées  dans  les  transformations  de  la  matière  organique  dans  le  sol.  Ils  montrent également que la modulation de la diversité des communautés microbiennes du sol par les pratiques agricoles, présentes ou passées, peut affecter significativement le turnover de la MOS.