Influence de facteurs abiotiques sur la régulation des paramètres microbiens impliqués dans la dégradation de la matière organique d’une litière forestière méditerranéenne

Influence of abiotic factors on the regulation of the microbial parameters implied in the degradation of the organic matter of a Mediterranean forest litter

• Auteur / Autrice : Enrique Alarcón-Gutiérrez
• Direction : Stéven Criquet, Christopher Augur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Biologie de populations et écologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détérioration

Humus

Litière forestière

Diversité microbienne

Enzymes

Résumé

La décomposition de la matière organique (MO) et la libération de nutriments dans les litières fait intervenir de façon importante les microorganismes du sol. Ainsi, étudier les relations entre les paramètres microbiens et la composition chimique des litières permet d’augmenter notre connaissance sur les cycles biogéochimiques des écosystèmes forestiers. Dans cette étude, l’influence de l’humidité, de la température, de la disponibilité en N et de la qualité de la MO sur les fonctions microbiennes (activités enzymatiques, densités microbiennes, respiration, diversité fonctionnelle) impliquées dans la décomposition d’une litière de chêne vert (Quercus ilex L. ) a été analysée à l’aide de mésocosmes. La MO a été caractérisée dans plusieurs sous-couches de litière en utilisant la technique de la RMN CPMAS du 13C. Les résultats ont montré que la qualité de la MO, ainsi que son évolution, ont joué un rôle essentiel sur la régulation des paramètres microbiens, la sous-couche OhLv étant apparue généralement la plus active, probablement du fait de sa teneur en C facilement disponible. Le facteur humidité a significativement influencé les activités enzymatiques, mais nous avons suggéré que les fluctuations observées étaient en partie dues à des phénomènes abiotiques. En plus de ces observations, nous avons démontré que le test FDA souffrait d’interférences dans la litière, et nous avons proposé des améliorations à la méthode initiale. Les résultats ont également montré que la température et la disponibilité en N ont influencé les variables microbiennes impliquées dans la transformation de la MO, et que les réponses observées ont varié en fonction de la couche de litière considérée et de la qualité de sa MO.

The decomposition of organic matter (OM) and the release of nutrients from litter is mediated greatly by soil microorganisms. Thus, studying the relationships between microbial parameters and chemical composition of litter allows increasing our knowledge about biogeochemical cycles in forest ecosystems. In this study, the influence of moisture, temperature, N availability and OM quality on microbial functions (enzyme activities and isoforms, microbial densities, respiration, functional diversity) involved in evergreen oak (Quercus ilex L. ) litter decomposition were investigated using mesocosms experiments. The OM was characterized in several litter sub-layers (OhLn, OhLv, OhLf litter layers) using 13C CPMAS NMR technique. Results showed that OM quality, and its evolution, played an essential role in the regulation of microbial parameters, the intermediate OhLv layer being generally the more active, probably because of a more readily available C source. Moisture factor influenced significantly enzyme activities, but we suggested that part of the fluctuations observed were due to abiotic phenomena. Additionally to these observations, we demonstrated that FDA test suffered interferences in litter, and we proposed some adaptations to the initial method. Results showed also that temperature and N availability influenced microbial variables involved in OM transformation, and that the responses observed varied according to the litter layer considered and its OM quality.