Stimuler le continuum plantes-microorganismes-minéraux pour stocker du carbone dans les sols : focus sur la stabilisation des rhizodépots

Stimulating the plant-microorganism-mineral continuum to store carbon in soils: focus on the stabilization of root exudates

• Auteur / Autrice : Sarah Wagon
• Direction : Emmanuel Doelsch, Thierry Heulin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement: Géosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/01/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de l'environnement (Aix-en-Provence)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEREGE - Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement

Mots clés

Mots clés libres

Sol

4 pour 1000

Stabilisation du carbone

Rhizodépôts

Microorganismes

Interactions organo-minérales

Soil

4 per 1000 initiative

C stabilization

Root exudates

Microorganisms

Organo-mineral interactions

Résumé

''Dans le contexte d'atténuation du changement climatique et de sécurité alimentaire mondiale, le stockage de la matière organique (et du carbone associé) dans les sols est un enjeu majeur. S'il est bien établi que l'augmentation des entrées de matière organique est un des leviers agro-écologiques majeurs en termes de pratiques à mettre en œuvre, les leviers concernant leur maintien dans les sols (stabilisation) ne sont pas bien établis à ce jour. Dans le cadre de ce PhD, le principal objectif sera de former des associations organo-minérales en utilisant les processus naturels de rhizodéposition associés à l'apport de phases minérales réactives. L'objectif est de comparer la formation d'associations organo-minérales en mettant à profit des lignées de mil ayant été caractérisées pour leur capacité à produire des quantités d'exsudats contrastées. En parallèle, il s'agira de caractériser les associations organo-minérales par des techniques de pointe permettant les analyses in situ à nano-échelle (MET-HR, EELS, STXM, nanoSIMS, MEB, micro et nanoCT). Dans un second temps, il s'agira de coupler la formation des interactions organo-minérales avec les processus d'altération des minéraux du sol. L'objectif final du projet est de montrer que le concept de l'optimisation d'une combinaison type de plante cultivée / microorganisme biostimulant /amendement minéral pourrait être développées dans des sols agricoles pour re-stocker du C dans les sols en déficit de MO stable.''

''In the context of climate change mitigation and global food security, the storage of organic matter (and associated carbon) in soils is a major issue. While it is well established that increasing organic matter inputs is one of the major agro-ecological levers in terms of practices to be implemented, the levers concerning their maintenance in soils (stabilization) are not well established to date. In the context of the environmental transition, the RhizoCarbone+ project, proposed jointly by BIAM and CEREGE (two AMU laboratories), seeks to remove this obstacle. RhizoCarbone+ aims to test on a Mediterranean soil, in the laboratory, a cultivation practice favorable to C storage by combining the increase of C inputs by root exudates, their transformation into exopolysaccharides by bacteria and the stabilization of this C by organo-mineral interactions. The proposed topic of this PhD will aim to form organo-mineral associations using natural rhizodeposition processes associated with the supply of reactive mineral phases. The objective is to compare the formation of organo-mineral associations using millet (Pennisetum glaucum) lines that have been characterized for their ability to produce contrasting amounts of exudates. In parallel, in collaboration with the other component of the project, it will characterize the organo-mineral associations by advanced techniques allowing in situ analysis at the nanoscale (MET-HR, EELS, STXM, nanoSIMS, SEM, micro and nanoCT). In a second step, the formation of organo-mineral interactions will be coupled with the alteration processes of soil minerals. The final objective of the RhizoCarbone+ project is to show that the concept of optimizing a combination of crop type / biostimulant microorganism / mineral amendment could be developed in agricultural soils to store C in soils with a stable OM deficit.''