Influence des facteurs environnementaux

L’environnement extérieur climatique (température, disponibilité en oxygène,

conditions météorologiques…) et l’environnement édaphique (structure, humidité, pH…)

peuvent avoir des répercussions au niveau de la minéralisation de la MOF.

3.3.1. Influence de la température

L’effet de la température a déjà été examiné sur la respiration de la MOS, de la

rhizosphère mais a été peu appréhendé sur la décomposition de MO fraîche apportée au sol.

Une forte corrélation positive entre la respiration du sol et la température a été mise en

évidence et quantifiée dans certains travaux. Quant à la décomposition du carbone organique

de résidus de plantes, elle serait aussi plus importante à des plus hautes températures (Kätterer

et al., 1998 ; Knorr et al., 2005). Des observations similaires ont été obtenues pour la

décomposition de résidus de blé (Coûteaux et al., 2002 ; Luxhoi et al., 2002 ; Bauer et al.,

2008). Pour étudier in situ des variations de température, Couteaux et al. (2002) se sont basés

sur un transect d’altitude (de 65 à 3968 mètres). Leurs résultats montraient une diminution

significative de la décomposition des résidus de plantes avec l’accroissement de l’altitude

(c'est-à-dire une diminution de la température). Le problème majeur de cette étude est que les

différences observées ne peuvent pas forcément être attribuées aux variations de température,

mais au type de sol ou aux autres conditions climatiques comme les précipitations.

Afin de lier la décomposition et la température, les scientifiques ont utilisé des

fonctions pour décrire les réponses obtenues en fonction de la température. Une des plus

utilisées est le coefficient de température Q

(van’t Hoff, 1898 ; Kätterer et al., 1998). Ce

coefficient représente le facteur par lequel le taux d’une réaction (ici la décomposition)

augmente pour chaque élévation de 10 degrés de température. Ce coefficient n’a pas d’unité,

il est de 1.0 si la réaction est complètement indépendante de la température et supérieur à 1 si

le taux de la réaction s’amplifie avec l’augmentation de température. Au niveau de la

décomposition de la MOS, Kirschbaum (1995) a indiqué des valeurs de Q

élevées à faible

température et inversement des valeurs de Q

plus basses pour des températures plus hautes.

Bauer et al. (2008) ont déterminé le Q

à 1.16 pour le taux de décomposition de résidus de

blé, valeur assez faible qu’ils expliquent par une complexité de l’impact de la température sur

la décomposition de la MOF.

A travers l’analyse de la bibliographie, on se rend compte que les études, portant sur

l’effet de la température sur la décomposition de la MOF, se sont concentrées sur des

modélisations de fonctions et que l’impact des changements de température sur les

communautés microbiennes a été très peu pris en compte. Au niveau des résidus de plante

réintroduits au sol, Rui et al. (2009) ont montré un effet important de différentes températures

(15, 30 et 45°C) sur les dynamiques bactériennes lors de la décomposition de résidus de riz.

Par contre Luxhoi et al. (2002) n’ont pas mis en évidence de changement d’activité

enzymatique entre 3 et 9°C lors de la décomposition de plusieurs résidus de plantes. Etant

donné les dernières prises de conscience sur le réchauffement climatique, l’amélioration des

connaissances sur l’impact de la température sur la dégradation de MO fraîche semble

primordiale.

3.3.2. Influence du pH et de l’humidité des sols

Comme décrit en section I.1.1, le sol est une matrice complexe dont les propriétés

varient entre les différents types de sol. Plusieurs de ces propriétés ont montré leur influence

sur la minéralisation de résidu de plantes.

Plus précisément, le pH du sol semble être positivement corrélé avec les taux de

respiration observés après apport de résidus de plants de légumes ou de pailles de blé (Xu et

al., 2006). De leur côté, Renella et al. (2006) ont montré que l’activité de

phosphomonoestérase acide prédominait dans un sol acide, alors que dans des sols de pH

neutre ou basique, c’est la phosphomonoestérase alcaline qui était la plus retrouvée après

apport de résidu de plante fourragère. Le pH fait donc partie des paramètres du sol qui

influencent le processus de décomposition de la MOF. Une telle influence s’explique soit par

des modifications physiologiques directes des populations microbiennes, soit par des

modifications de diversité des communautés et donc de leur fonctionnalité. En effet, les

récents travaux menés sur la caractérisation de la biodiversité microbienne tellurique sur des

grandes échelles spatiales montrent que le pH est le filtre environnemental majeur de cette

biodiversité (Fierer & Jackson, 2006 ; Dequiedt et al., 2009)

L’humidité est aussi une propriété du sol qui influence la minéralisation de résidus

végétaux dans le sol (Degens et al., 1998). Entre autre, Poll et al. (2006) ont mis en évidence

de meilleurs taux d’activité enzymatique et de PLFA avec des teneurs en humidité des sols

importantes. Bending et al. (2002) ont, quant à eux, testé la qualité de la matière organique

native du sol sur la décomposition de différentes MOF apportées au sol. La MOS native du

sol influencerait la minéralisation des résidus, ainsi que les activités enzymatiques. Pour

Bending et al. (2002), la qualité de la MOS affecterait la diversité fonctionnelle microbienne

du sol au même titre que la qualité de la MOF retournée au sol. La structure du sol en

micro-agrégat est un autre paramètre contrôlant la minéralisation de résidus apportés au sol

(Balesdent et al., 2000 ; Denef et al., 2001). Par exemple, Oorts et al. (2006) montrent que la

minéralisation du carbone est inférieure au sein de zones compactées par rapport à des zones

non compactées dans le profil de sol.

En conditions naturelles, ces paramètres de l’environnement sont très variables. En

conditions contrôlées, (c'est-à-dire en expérience en microcosmes de sol), ces paramètres sont

stables et gérés au cours de l’expérimentation et ne reflètent donc pas forcément les

conditions que l’on peut retrouver au champ. En effet, les saisons, le climat et autres

perturbations extérieures (pratiques agricoles…) influent les conditions retrouvées dans le sol

et donc la dégradation de la MOF. Il est important de vérifier que les expérimentations en

laboratoire reflètent alors la réalité au champ, tout comme il est primordial de continuer les

travaux intégrant des systèmes pédologiques variés afin d’augmenter la généricité des

résultats obtenus.

4. Influence de l’apport de résidus sur les niches écologiques du sol : la