Effet de fauche et du pâturage sur la qualité de la matière organique du sol et son fonctionnement microbien

Effect of mowing and grazing on soil organic matter quality and microbial functioning

• Auteur / Autrice : Aliia Gilmullina
• Direction : Abad Chabbi, Cornélia Rumpel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance le 15/12/2020
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie, écologie, géosciences et agrosciences Théodore Monod (Poitiers ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche pluridisciplinaire prairies et plantes fourragères - URP3F - Unité de Recherche Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères / P3F
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Laurent Caner
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abad Chabbi, Cornélia Rumpel, Cynthia Kallenbach, Gabriel Moinet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Davey L. Jones, Francesca Cotrufo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cycles biogéochimiques

Humus

Pâturages

Prairies

Mots clés libres

Prairie

Pâturage

Fauche

Matière organique du sol

Fonctionnement microbien

Grassland

Grazing

Mowing

Soil organic matter

Microbial functioning

Résumé

Les prairies peuvent contribuer à l'atténuation du changement climatique par la séquestration du carbone organique dans le sol (COS). Cependant, l'ampleur de cette séquestration dépend des pratiques de gestion et des conditions pédoclimatiques. Le pâturage et le fauchage sont tous deux des techniques de récolte, mais leur effet sur le système plante-sol peut être différent. Dans ce contexte, l'objectif général de la thèse était de déterminer l'effet du pâturage et du fauchage sur la qualité de la matière organique du sol (MOS) et les processus biogéochimiques du sol dans des conditions pédoclimatiques contrastées. Pour cela, j'ai analysé les paramètres du sol et des végétaux en pâturage et en fauchage sur deux sites expérimentaux de SOERE ACBB à Lusignan et Clermont Ferrand. Mes résultats indiquent que les pratiques de gestion des prairies ont modifié la chimie des plantes, en particulier sa teneur en lignine, ce qui se traduit par une meilleure qualité de la litière végétale sous pâturage par rapport au fauchage. Cependant, la composition de la lignine du sol n'était pas liée à la composition de la lignine des parties aériennes et des racines, ce qui suggère que la lignine du sol est contrôlée par la décomposition microbienne. De plus, la gestion des prairies a influencé la quantité de la biomasse racinaire, qui contrôlait par conséquent le fonctionnement microbien. Les conditions pédoclimatiques ont déterminé les effets de la gestion des prairies sur le COS et l'azote: le pâturage a entraîné une teneur en COS plus élevée que le fauchage dans un sol pauvre en C, tandis que dans un sol riche en C, les deux ont abouti à des teneurs en COS similaires à celles des prairies non aménagées. Cependant, quelles que soient les conditions pédoclimatiques, le fauchage a conduit à une SOM plus dégradée et un fonctionnement microbien moins efficace par rapport au pâturage. Pour conclure, le pâturage et le fauchage ont le potentiel d'augmenter la séquestration du COS, bien que le pâturage ait un plus grand potentiel dans les sols pauvres en C, ce qui peut s'expliquer par les effets contrastés sur les processus biogéochimiques du sol.

Grasslands can contribute to climate change mitigation through soil organic carbon (SOC) sequestration, however, the magnitude of SOC sequestration is dependent on the management practices and pedoclimatic conditions. Grazing and mowing are both harvesting techniques, but their effect on the plant-soil system may be different. In this context the general aim of the PhD was to determine the effect of grazing and mowing on soil organic matter (SOM) quality and soil biogeochemical processes under contrasting pedoclimatic conditions. To this end, I analysed soil and plant parameters in grazing and mowing at two experimental sites of SOERE ACBB in Lusignan and Clermont Ferrand. My results indicate that grassland management practices altered plant chemistry, in particular its lignin content, resulting in higher plant litter quality under grazing compared to mowing. However, the soil lignin composition was not related to shoot and root lignin composition suggesting that soil lignin is controlled by microbial decomposition. Moreover, grassland management influenced the root biomass, which consequently controlled microbial functioning. Pedoclimatic conditions determined the grassland management effects on SOC and N: grazing resulted in higher SOC content compared to mowing in C-poor soil whereas in C-rich soil both resulted in similar SOC contents as in unmanaged grassland. However, regardless of the pedoclimatic conditions, mowing led to more degraded SOM and less efficient microbial functioning as compared to grazing.To conclude, both grazing and mowing have the potential to increase SOC sequestration albeit grazing has bigger potential in C-poor soil, which may be explained by contrasting effects of grazing and mowing on soil biogeochemical processes