Effet de la disponibilité en carbone sur la composition des communautés

Comme observé par Le et al. (2016), certaines espèces de la classe Alphaproteobacteria et Betaproteobacteria ont été positivement corrélées avec la concentration en DOC. Des espèces du genre Devosia (Alphaproteobacteria) ont montré qu’elles étaient fortement associées avec le métabolisme du xylose dans différents types de sols (forestier, toundra et agricole) (Verastegui et al., 2014). D’autres espèces, dont celles de la famille

Cytophagaceae (Cytophagia) et celles du genre Cellvibrio (Gammaproteobacteria) ont la

capacité de dégrader la cellulose (Fonte et al., 2000; McBride et al., 2014), et la lignocellulose pour les Cellvibrio (Wu et He., 2015). Pour ce qui des espèces du genre

Hyphomicrobium (Alphaproteobacteria) et de la famille Methylophilaceae (Betaproteobacteria), retrouvées dans une variété d’écosystèmes, celles-ci se

développent bien dans les milieux riches en carbone et surtout en présence de méthanol et de méthylamine (Oren et Xu., 2014 et Doronina et al., 2014). Il a été rapporté que certaines souches du genre Methylobacterium de la famille Methylophilaceae peuvent avoir une association de mutualisme avantageuse avec la plante, en stimulant la croissance et le développement de la plante par la production de phytohormones (auxine et cytokinine) (Fedorov et al., 2011). Bien qu’aucune corrélation n’ait été observée entre ces différents genres bactériens et la concentration en DOC (Tableau 4.3), ceux-ci ont été

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plus abondants dans les traitements M550 et M700 que dans le témoin et le P700 (Tableau 4.2). Nos résultats semblent indiquer que l’apport de biochars d’érable en association avec la plante a favorisé une meilleure disponibilité en carbone dans le milieu et ceci a eu un effet bénéfique sur les groupes de bactéries hétérotrophes. La présence plus abondante d’organismes hétérotrophes pourrait donc expliquer la respiration plus élevée dans le substrat amendé de biochars M550 et M700 (Smith et al., 2003) (Chapitre 3, Fig 3.2).

D’après la littérature, la famille Oxalobacteraceae aurait aussi une grande affinité avec la disponibilité en carbone (Green et al., 2007; Ofek et al., 2012). Green et al. (2007) ont constaté que la communauté bactérienne associée à la famille Oxalobacteraceae était fortement influencée par le développement des plants de concombre cultivés dans un substrat de tourbe et de compost. Selon ces auteurs, la réponse saprophytique de ces organismes serait directement liée aux exsudats racinaires de la plante. De plus, d’autres études rapportent que certaines espèces de la famille Oxalobacteraceae ont une forte affinité avec les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA) (Philippot et al., 2013; Wang et al., 2016). Il a été démontré que les membres de la famille Oxalobacteraceae étaient très abondants sur les hyphes des CMA, suggérant que ces bactéries pourraient jouer un rôle dans la symbiose bénéfique entre ces champignons et les plantes (Scheublin et al., 2010 ; Taktek, 2015 ; Wang et al., 2016). Toutefois, la colonisation des hyphes de CMA sur les racines n’a pas été déterminée et aucune vésicule de CMA (Rhizoglomus

irregulare, DAOM 197198) n’a été détectée au niveau des racines de la tomate et du

poivron (résultats non présentés). Le contenu du substrat élevé en phosphore pour la croissance de ces organismes pourrait en être la cause (Chapitre 3, Tableaux 3.4 et 3.5) (Warnock et al., 2010).

Les organismes de la famille Streptomycetaceae sont des chimioorganotrophes puisant leur énergie à partir de composés organiques et s’adaptent à différents pH (Kämpfer et al., 2014). Parmi les 500 espèces du genre Streptomyces, plusieurs souches sont des agents de lutte biologique efficaces et d’autres favorisent la croissance de la plante (PGPR). Plusieurs mécanismes stimulant la croissance de la plante sont utilisés par ces espèces, toutefois ceux-ci sont encore peu connus (Viaene et al., 2016). Une étude préliminaire sur une gélose à 10% de TSA (Tryptic soy agar) avec la souche K61 de l’espèce

Streptomyces griseoviridis indique que le biochar P700 stimule la croissance de cette

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similaire in vivo, surtout pour la culture du poivron. Bien que le P700 a démontré un effet bénéfique pour la croissance des espèces de la famille Streptomyces, d’autres essais sont nécessaires pour s’assurer que le biochar P700 n’a pas aussi favorisé la croissance d’espèces pathogènes de la famille Streptomyces (Loria et al., 2006).

4.5 Conclusion

L’apport de biochar d’érable en association avec la plante a favorisé une meilleure disponibilité en carbone dans le milieu (chapitre 3) et ceci a eu un effet bénéfique sur les groupes de bactéries hétérotrophes. Les résultats de notre étude suggèrent donc que les effets du biochar sur la modification des conditions environnementales du substrat à base de tourbe, dont l’augmentation du pH et une meilleure disponibilité en carbone, peuvent avoir un effet direct sur la diversité et la structure des communautés bactériennes. De plus, la présence de biochar dans un substrat à base de tourbe semble favoriser certaines espèces, incluant celles de la famille Oxalobacteraceae et Methylophilaceae et du genre

Streptomyces, connues pour leur capacité à stimuler la croissance et le développement

des plantes, ou pour leur utilisation comme comme agent de lutte biologique. Par contre, aucune relation n’a pu être obtenue entre les bactéries du sol et la biomasse des plantes. Toutefois, les changements apportés dans la composition bactérienne indiquent que l’amendement de biochar a eu une influence sur le cycle des nutriments et sur la croissance de la plante. Des études supplémentaires sont donc nécessaires pour mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la stimulation de la croissance et le développement de la plante en présence de biochar. D’autres essais sont également nécessaires pour s’assurer que les biochars ne favorisent pas la croissance d’organismes pathogènes dans le substrat.

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Chapitre 5