Impact du couvert arboré et herbacé sur le cycle de l'azote : cas de la savane de Lamto

Impact of tree and grass cover on the nitrogen cycle : case of the Lamto savanna

• Auteur / Autrice : Tharaniya Srikanthasamy
• Direction : Jean-Christophe Lata
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie microbienne
• Date : Soutenance le 21/09/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Luc Abbadie
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Barot, Jean-Christophe Clément
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cécile Rangin, Pierre-Alain Maron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nitrification

Arbres

Graminées

Côte d'Ivoire

Savanes

Mots clés libres

Savane

Poacées

Arbres

Cycle de l'azote

Nitrification

Dénitrification

Savanna

Grasses

Trees

Nitrogen cycle

Nitrification

Résumé

Une savane est définie par la coexistence entre des arbres et des Poacées. Dans la savane de Lamto en Côte d’Ivoire, l’espèce dominante de Poacée est connue pour inhiber la nitrification et avant mon étude, l’impact des arbres sur la nitrification était très mal connu. L’étape de la nitrification est conduite par deux différentes communautés, les archées et les bactéries nitrifiantes ayant le gène amoA. Le but de cette étude est de comprendre l’impact de ces deux types de végétaux sur le cycle de l’azote, notamment sur les communautés nitrifiantes et également de comprendre l’impact de la saisonnalité et du passage du feu sur ces processus. Des échantillonnages ont été réalisés sous les Poacées et les arbres à Lamto durant les saisons humides et sèche et également avant et après le passage du feu. Cela a mis en évidence plusieurs effets : (i) les Poacées dominantes de la savane inhibent la nitrification, (ii) les arbres dominants stimulent la nitrification, (iii) les archées nitrifiantes son prédominantes dans cette savane et elles contribueraient majoritairement à la nitrification, (iv) la saisonnalité à un impact direct sur les abondances et l’activité des micro-organismes du sol (l’activité transcriptionelle des archées nitrifiantes diminuent en saison humide), (v) le feu a un effet indirect sur les communautés microbiennes du sol par son impact sur les caractéristiques physico-chimiques des sols, notamment il diminue l’activité des archées nitrifiantes. Enfin, la dénitrification est supérieure sous les arbres que sous les Poacées. Cette étude a permis de mieux comprendre les interactions entres les bactéries et archées nitrifiantes, la végétation et la saisonnalité.

A savanna is defined by the coexistence between trees and grasses. Savannas represent 12-13% of continental surfaces. In the Lamto savanna in Ivory Coast, the dominant grass species inhibits nitrification (the transformation of ammonium into nitrate) and the impact of trees on nitrification before this study was not known. Nitrification is conducted by two different communities. The archaea nitrifiers that have the amoA-AOA gene and bacteria nitrifiers that have the amoA-AOB gene. The aim of this study is to analyse the impacts of both plant types on nitrogen cycling, particularly on the nitrifier communities, and understand the impact of seasonality and fire on these processes. Sampling was conducted under grasses and trees in the Lamto savanna during the wet and dry seasons and also before and after the fire. This study has highlighted for the first time different effects including: (i) the dominant savanna grasses inhibit nitrification, (ii) dominant trees stimulate nitrification, (iii) the archaea nitrifiers are predominant in this savanna and they are mainly responsible for nitrification in this ecosystem, (iv) seasonality has a direct impact on the abundances and activities of soil microorganisms and the wet season reduced archaea nitrifier transcriptional activities, (v) fire has an indirect impact on soil microbial communities due to its impacts on soil physico-chemical characteristics: it decrees the abundance of archaea nitrifiers. In addition, denitrification is higher under trees than grasses. This study permitted to better understand the interactions between nitrifiers, vegetation and seasons.