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Module PG : Pédologie et potentialité des sols
Des approches complémentaires indispensables
pour comprendre les enjeux qui pèsent sur les
sols (cultivés)
Pédologie générale :
Maritxu Guiresse
5 cours + 1 TD
Faune du sol
Benjamin Pey
3 cours + 1 TD
Microbiologie des sols
Maialen Barret
2 cours
Hydro Pédologie
Maritxu Guiresse
4 cours + 1 TD
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MICROBIOLOGIE
DU SOL
Maialen BARRET, MCF INPT-ENSAT
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Objectifs du cours4
Bases de
microbiologie
et biochimie
Comprendre les
processus microbiens
dans le sol
AGRONOMIE:
Analyser l’impact de
pratiques culturales
ENVIRONNEMENT:
Comprendre les enjeux
globaux liés au sol
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Mégafaune
Introduction: microbiologie5
Microorganismes0.1µm 1µm 100µm 1mm 10mm 100mm10µm
Bactéries
µalgues
Protozoaires
Mésofaune
Nématodes
Acariens
Collemboles
Macrofaune
Lombrics
Microflore/faune
Fungi
Moisissures
Archaea
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Aperçu: Bactéries (1-10 µm)6
Sarcina
Pseudomonas
Desulfuromonas
Azotobacter
RhizobiumThiomicrospira
Clostridium
10 µm
J.B. Nardi (2007) Life in the soil. The University of Chicago Press, Ltd., London.
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Aperçu: Archaea (1-10 µm)7
HalobacteriumMethanosarcina
10 µm
J.B. Nardi (2007) Life in the soil. The University of Chicago Press, Ltd., London.
Thermoproteus
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Aperçu: Champignons (diamètre: 2-10 µm)8
Hyphes Levures
Blastoconidies
Fission
Medical Microbiology, 1990, Murray, et al.
Mycelium
Reproduction par
spores (conidies)
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Les actinomycètes sont des bactéries!9
J.B. Nardi (2007) Life in the soil. The University of Chicago Press, Ltd., London.
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Aperçu: microalgues du sol (1-30 µm)10
Spiruline Dictyosphaerium Oocystis
PalmellaGleocapsa Protoderma
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Aperçu: protozoaires (10-50 µm)
11
CilliésAmibes
Flagellés
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Aperçu: nématodes (long.=80µm-8m!)12
Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry, 3rd edition (2007)
Academis Press, Ed. Eldor A. Paul
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Mégafaune
Introduction: microbiologie13
Microorganismes0.1µm 1µm 100µm 1mm 10mm 100mm10µm
Bactéries
µalgues
Protozoaires
Mésofaune
Nématodes
Acariens
Collemboles
Macrofaune
Lombrics
Microflore
Fungi
Moisissures
Archaea
Micro
faune
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14
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Les microorganismes du sol15
Phylogénie des microorganismes du sol
Bactéries:
1 domaine
Microalgues:
groupe
polyphylétique
Fungi: 1 groupe
monophylétique Moisissures:
groupe
polyphylétiqueArchaea: 1
domaine
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Microbiologie et écologie microbienne16
Microbiologie Ecologie microbienne
Microorganisme
Communauté
microbienne
Facteurs
abiotiques
Autres
organismes
ECOSYSTEME
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Les ères de l’écologie microbienne17
P.A. Maron et coll. (2007) Metaproteomics: A New Approach for
Studying Functional Microbial Ecology. Microbial Ecology
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18
1 gramme de sol contient:
109 bactéries (qq µgADN)
Plusieurs km d’hyphes
Abondance des microorganismes dans le sol
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Abondance des microorganismes dans le sol19
Occupation du sol Concentration
moyenne en ADN
microbien
(µg/g de sol
Prairie 12
Forêt 10
Cultures 9
Autres (milieux
naturels, parcs
urbains)
8
Vignes et vergers 6
Texture des sols, teneur en carbone
organique et en azote, pH, occupation et
usage du sol
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Diversité structurelle20
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Une diversité inexplorée!!!21
1 000 10 000 100 000 1 000 000 10 000 000
Bactéries
Champignons
Protozoaires
Lombrics
Vertébrés
Nombre d’espèces décrites
0,1%
Nombre d’espèces estimé
4,7 %
20 %
50 %
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Rôles dans l’écosystème22
Bactéries et champignons, en tant qu’acteurs majeurs de la
décomposition, sont à la base de la chaîne trophique des sols.
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Diversité fonctionnelle23
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Introduction: écologie microbienne & sol
I. Le cycle du C
II. Le cycle de N
III. Interactions microorganismes-plantes
Plan du cours24
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Introduction: écologie microbienne & sol
I. Le cycle du C
II. Le cycle de N
III. Interactions microorganismes-plantes
IV. Dépollution
Plan du cours25
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Le cycle du C: vision globale26
Le sol:
Carrefour de flux
Réservoir
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Apports de C dans les sols?
Cycle du C: zoom sur le sol27
4 entrées de C dans les sols:
- Litière de parties aériennes végétales
- Exsudats racinaires
- Litière de racines
- Photosynthèse microbienne
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Cycle du C: zoom sur le sol28
Organismes du sol
Fixation par
microorganismes
autotrophes
CO2 atmosphérique
Photo-
synthèse Respiration
Litières + exsudats
DECOMPOSITION
MINERALISATION
AEROBIE ou
ANAEROBIE
Substances
humiquesHUMIFICATIONASSIMILATION
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Cycle du C: MO entrant dans le sol29
MO
soluble
Hémi-
cellulose
Cellulose
Lignine
LignineCellulose
Hémicellulose:Polymère branché de pentoses
(xylose, mannose, galactose,
rhamnose, arabinose)
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Cycle du C: décomposition30
MO
soluble
Hémi-
cellulose
Cellulose
Lignine
Temps (années)
Biomasse microbienne
ASSIMILATION
0 1 2
1 2 3
CO2 – RESPIRATION
Polymères - HUMIFICATION
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Cycle du C: décomposition31
Phase 1:
MO soluble, faible poids moléculaire, facilement
dégradable
Croissance de microorganismes variés
Dégagement de CO2
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Cycle du C: décomposition32
Temps (années)
Biomasse microbienne
ASSIMILATION
0 1 2
1 2 3
CO2 – RESPIRATION
Polymères - HUMIFICATION
MO
soluble
Hémi-
cellulose
Cellulose
Lignine
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Cycle du C: décomposition33
Phase 2:
Dégradation cellulose/hémicellulose
Excrétion d’enzymes extracellulaires par Fungi cellulolytiques et
bactéries: Bacillus, Cellulomonas, Pseudomonas
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Cycle du C: décomposition34
Phase 2:
Dégradation cellulose/hémicellulose
Excrétion d’enzymes extracellulaires par microorganismes
cellulolytiques: Fungi et bactéries
Hémi-
cellulose
Cellulose
Aspergillus (aérobie)
Anaeromyces (anaérobie)
Bacillus,
Cellulomonas
Monomères
Grande
diversité de
µorg.
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Cycle du C: décomposition35
Temps (années)
Biomasse microbienne
ASSIMILATION
CO2 – RESPIRATION
Polymères - HUMIFICATION
0 1 2
1 2 3
MO
soluble
Hémi-
cellulose
Cellulose
Lignine
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Cycle du C: décomposition36
Phase 3:
MO récalcitrante, hétérogène (lignine mais aussi cires, résines)
Aérobie
Lente
Nécessité de sources de C complémentaires
Champignons et actinomycètes lignolytiques excrètent
des enzymes extracellulaires : polyphénoloxydase et
peroxidase (Basidiomycètes, Ascomycètes)
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Cycle du C: décomposition37
CO2 atmosphérique
Litières + exsudats
Composés
organiques simples:
sucres, protéines Composés
phénoliques
Composés
récalcitrants
(lignine, cire, résine)
Enzymes
ASSIMILATION
DECOMPOSITION
Fungi
Bactéries
aérobies
Bactéries
anaérobies
C assimilé C respiré (CO2)
Champignons et bactéries
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Cycle du C: humification38
CO2 atmosphérique
Litières + exsudats
Composés
organiques simples:
sucres, protéines Composés
phénoliques
Composés
récalcitrants
(lignine, cire, résine)
Enzymes
ASSIMILATION
Quinones
Enzymes
Polyphénols
Composés
aminés
DECOMPOSITION
Abiotique
Humus
HUMIFICATION
Champignons et bactéries
Polyphénol
oxydase
Composé
phénolique
R1 R1 R1
R2
Amine
R2NH2
Quinone Substance
humique
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Substances humiques: définition39
Substances humiques ~ composés humiques ~ humus,
regroupent:
Acides fulviques
Acides humiques
Humines
Noyaux condensés reliés par des
chaînes aliphatiques et portant des
groupes fonctionnels à caractère
acide (-COOH, -OH)
![Page 40: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/40.jpg)
Substances humiques: propriétés40
Acides fulviques Acides humiques Humines
Degré de polymérisation
Masse moléculaire2 000 300 000
Teneur en carbone45% 62%
48% 30%Teneur en oxygène
1400 500« Exchange acidity »
Solubilité
D’après Stevenson, 1985
![Page 41: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/41.jpg)
Substances humiques: fractionnement41
Sol + NaOH
Acides fulviques Acides humiques Humines
Principe: différences de solubilité
Fraction soluble + HCl, H2SO4 Fraction insoluble
Fraction soluble Fraction insoluble
![Page 42: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/42.jpg)
Substances humiques: fractionnement42
Principe: différences de solubilité
En détail: protocole International Humic Subst. Society
Quantification,
caractérisation
Standards: Elliott
soil, Suwanee river,
Pahokee peat
![Page 43: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/43.jpg)
Interactions substances humiques - argiles43
Soil microbiology, ecology and biochemistry, 2007
Complexe
argilo-
humique
![Page 44: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/44.jpg)
Cycle du C: synthèse44
CO2 atmosphérique
MINERALISATION
Substances
humiquesHUMIFICATION
ASSIMILATION
DECOMPOSITION
CHAÎNE TROPHIQUEStock C, structure, résistance
érosion, rétention eau
Champignons et bactéries
Litières + exsudats
![Page 45: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/45.jpg)
Cycle du C: intensification45
3m2m
![Page 46: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/46.jpg)
Et si limitation en O2 dans le sol?46
![Page 47: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/47.jpg)
Cycle du C: déviation du flux47
CO2 atmosphérique
Substances
humiquesHUMIFICATION
ASSIMILATION
DECOMPOSITION
CHAÎNE TROPHIQUEStock C, structure, résistance
érosion, rétention eau
CH4 : 1%
Litières + exsudats
Champignons et bactéries
![Page 48: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/48.jpg)
48
Cycle du C: déviation du flux
Pouvoir de réchauffement global à 100 ans
0 100 200 300 400
CO2
CH4
N2O
![Page 49: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/49.jpg)
Emissions globales de méthane49
21%
11%
![Page 50: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/50.jpg)
Bactéries
homoacétogènes
Cycle du C: Méthanogénèse50
ACIDOGENESE
ACETOGENESE
METHANOGENESE
Monomères
Acides gras volatiles,
acides organiques
Acétate H2, CO2
CH4, CO2 CH4
Litières + exsudats
Bactéries
fermentaires
Bactéries fermentaires
Archaea
méthanogènes
hydrogénotrophes
Archaea
méthanogènes
acétoclastes
![Page 51: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/51.jpg)
51
Polysaccharides LipidesAcides
nucléiquesProtéines
GlucoseAcides
gras
Acides
aminés
Bases
azotées
Ethanol Lactate Acétate butyratePropionateSuccinate Formiate
ACIDES ORGANIQUES ACIDES GRAS VOLATILESALCOOL
H2 CO2
GAZ
Litières + exsudats
Cycle du C: Méthanogénèse
![Page 52: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/52.jpg)
Bactéries
homoacétogènes
Cycle du C: Méthanogénèse52
ACIDOGENESE
ACETOGENESE
METHANOGENESE
Monomères
Acides gras volatiles,
acides organiques
Acétate H2, CO2
CH4, CO2 CH4
Litières + exsudats
Bactéries
fermentaires
Bactéries fermentaires
Archaea
méthanogènes
hydrogénotrophes
Archaea
méthanogènes
acétoclastes
![Page 53: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/53.jpg)
53
Cycle du C: Méthanogénèse
![Page 54: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/54.jpg)
Cycle du C: Méthanogénèse54
Voie hydrogénotrophe: « respiration anaérobie »
Methanobacterium, Methanobrevibacter
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O, (∆G=-131 kJ/mol)
Accepteur
d’électrons
Donneur
d’électrons
+
évacuation
d’un
inhibiteur
des étapes
amont
![Page 55: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/55.jpg)
Cycle du C: Méthanogénèse55
Voie hydrogénotrophe: « respiration anaérobie »
Methanobacterium, Methanobrevibacter
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O, (∆G=-131 kJ/mol)
Voie acétoclaste: « dismutation »
Methanosarcina, Methanosaeta
CH3COO- + H2O CH4 + HCO3-, (∆G=-36 kJ/mol)
Faible rendement énergétique: absence d’autres
accepteurs d’électrons ( oxygène, nitrate, fer, sulfate…)
![Page 56: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/56.jpg)
Cycle du C et CH4: pratiques agricoles56
Rizière continuellement submergée Alternance submergée/assechée
Vitesse d’émission de CH4 (mmol/j/m2)
Temps (jours)0 90
ACTIVITE
Temps
(jours)50 90
Nbr transcrits gène mcrA/ Nbr
copiesgène mcrA
Nbr copies gène mcrA / g de sol
PRESENCE
TRANSCRIPTION
![Page 57: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/57.jpg)
57
Le processus naturel de méthanogénèse peut être
intensifié
Cycle du C: Méthanisation
![Page 58: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/58.jpg)
Cycle du C: déviation du flux58
Fungi et bactéries
CO2 atmosphérique
Substances
humiquesHUMIFICATION
ASSIMILATION
DECOMPOSITION
CHAÎNE TROPHIQUEStock C, structure, résistance
érosion, rétention eau
CH4 : 1%
Litières + exsudats METHANOTROPHIE
![Page 59: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/59.jpg)
Méthanotrophie59
![Page 60: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/60.jpg)
Méthanotrophie
Bactérie Gram –
Aérobie stricte
CH4: source de C et
d’énergie
Genres: Methylosinus,
Methylocystis,
Methylomonas,
Methylobacter
Archaea « ANME »
~ méthanogènes
Enzyme fonctionnant en
sens inverse
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O, (∆G= - 131 kJ/mol
Syntrophie nécessaire:
bactéries sulfato-
réductrices ou
dénitrifiantes
60
Aérobie Anaérobie
+
![Page 61: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/61.jpg)
Cycle du C: synthèse61
CO2 atmosphérique
MINERALISATION
Substances
humiquesHUMIFICATION
ASSIMILATION
DECOMPOSITION
CHAÎNE TROPHIQUEStock C, structure, résistance
érosion, rétention eau
Champignons et bactéries
Litières + exsudats
![Page 62: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/62.jpg)
MICROBIOLOGIE
DU SOL
PARTIE II
S6 2017-2018
Maialen BARRET, MCF INPT-ENSAT
![Page 63: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/63.jpg)
Introduction: écologie microbienne & sol
I. Le cycle du C
II. Le cycle de N
III. Interactions micro-macroorganismes
IV. Dépollution
Plan du cours63
![Page 64: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/64.jpg)
Cycle de l’azote: approche « compartiments »
64
![Page 65: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/65.jpg)
65
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Norg
Cycle de l’azote: approche biochimique
![Page 66: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/66.jpg)
Cycle de l’azote: 2 états66
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2 NH3
Matière organique, organismes
ATMOSPHERE
SOL
![Page 67: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/67.jpg)
Cycle de l’azote: 2 environnements67
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Hétérogénéité spatiale et temporelle du sol est nécessaire!
![Page 68: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/68.jpg)
Cycle de l’azote: 2 métabolismes68
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
![Page 69: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/69.jpg)
Dénitrification
Nitrification
Fixation
Minéralisation
Cycle de l’azote: 5 processus majeurs69
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Norg
Assimilation
![Page 70: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/70.jpg)
Dénitrification
Nitrification
Fixation
Minéralisation
70
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Norg
Assimilation
Minéralisation: N organique NH4+
![Page 71: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/71.jpg)
Minéralisation: N organique NH4+
71
Minéralisation C & N
Matériaux organique Ratio C:N
Microorganismes du sol 8:1
MO du sol 10:1
Résidus de luzerne 16:1
Lisier 20:1
Maïs fourrage 60:1
Paille céréales 80:1
Litière de chêne 200:1
Litière de pin 300:1
Bois de conifère 625:1
Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry, 3rd edition (2007) Academis Press, Ed. Eldor A. Paul
Excédent
azote
DECOMPOSITION
![Page 72: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/72.jpg)
Minéralisation: N organique NH4+
72
Formes d’azotes excrétées par les organismes
Organisme Formes d’azote
Bactérie NH4+, parois cellulaires
Champignon NH4+, chitine des parois cellulaires
Protozoaires NH4+
Nématodes NH4+, purines
Rotifères NH4+
Oribatides Cristaux de guanine
Collemboles Acide urique
Oligochaeta NH4+, urée et acide urique
Chitine
Guanine
Acide urique
Urée
The ecology of soil decomposition (2003). CABI Publishing, Cambridge.
Urease, désaminase,
urate oxidase
NH4+
![Page 73: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/73.jpg)
Dénitrification
NitrificationMinéralisation
Fixation
73
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Norg
Assimilation
Fixation: N2 2NH4+
![Page 74: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/74.jpg)
Fixation: N2 2NH4+
74
Exclusivité des bactéries et archaea
Diazotrophes : groupe fonctionnel très divers
Soil Microbiology, Ecology and
Biochemistry, 3rd edition (2007)
Academis Press, Ed. Eldor A. Paul
Sol pauvre en C
Sol riche en C, forte
décomposition,
disponibilité d’exsudats
![Page 75: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/75.jpg)
Fixation: N2 2NH4+
75
Complexe enzymatique: « nitrogénase »
Gènes nif de Klebsiella pneumoniae
![Page 76: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/76.jpg)
Fixation: N2 2NH4+
76
Un processus coûteux en énergie:
16 ATP / N2
Transcription/traduction de >20 gènes
Soil Microbiology, Ecology and
Biochemistry, 3rd edition (2007)
Academis Press, Ed. Eldor A. Paul
Fixation n’a lieu qu’en absence
d’autres sources de N
![Page 77: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/77.jpg)
Fixation: N2 2NH4+
77
Nitrogénase sensible à l’O2
Cyanobactéries : protection par hétérocystes (H)
Autres Cyanobactéries : fixation en
absence de production d’O2 (nuit)
Azotobacter: active respiration
![Page 78: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/78.jpg)
Fixation : 2 modes
~20 genres de bactéries
aérobies (Azotobacter) et
anaérobies (Clostridium)
~15 genres de cyanobactéries
(photosynthétiques)
Plantes: légumineuses, quelques
céréales et herbes
Bactéries: Rhizobium, Allorhizobium,
Bradyrhizobium… et actynomycètes
Frankia
78
« Libre »: voie mineure Symbiose: voie majeure
![Page 79: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/79.jpg)
Comment se forment les nodules de Rhizobia?
79
Etape : La plante excrète des flavonoïdes1
NodD
Flavonoïdes
Protéine constitutive,
inactive
NodD
Protéine active
![Page 80: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/80.jpg)
Comment se forment les nodules de Rhizobia?
80
Etape : Les Rhizobia excrètent les facteurs Nod2
Flavonoïdes
NodD
Protéine constitutive,
inactive
NodD
Protéine active
Nod
ANodB
NodC
![Page 81: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/81.jpg)
Comment se forment les nodules de Rhizobia?
81
Etape : Les Rhizobia excrètent les facteurs Nod2
Flavonoïdes
NodD
Protéine constitutive,
inactive
NodD
Protéine active
Nod
ANodB
NodC
3Les facteurs Nod
induisent courbure + canal de préinfection
![Page 82: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/82.jpg)
82
1
6
54
2
3
Comment se forment les nodules de Rhizobia?
N2
NH4+
C
![Page 83: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/83.jpg)
Fixation: performances83
Bactéries diazotrophes et associations N2 fixé(kg ha-1 an-1)
Bactéries libres <1 - 10
Exemple de plante associée à des cyanobactéries
Azolla ≤300
Exemples de légumineuses associées à des Rhizobia
Soja
Haricots
Luzerne
60-115
50-100
130-250
Ex. de non-légumineuses associées aux Frankia
Alder
Ceanothus
Hippophae
50-300
50-60
10-60
Azolla
Alnus
Ceanothus
HippophaeSoil Microbiology, Ecology and Biochemistry, 3rd
edition (2007) Academis Press, Ed. Eldor A. Paul
![Page 84: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/84.jpg)
Qu’est-ce qui détermine la spécificité
plante-microorganisme?84
Flavonoïdes
NodD
Protéine constitutive,
inactive
NodD
Protéine active
Nod
ANodB
NodC
![Page 85: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/85.jpg)
85
Les flavonoïdes:
Qu’est-ce qui détermine la spécificité
plante-microorganisme?
![Page 86: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/86.jpg)
86
Les facteurs Nod
Qu’est-ce qui détermine la spécificité
plante-microorganisme?
![Page 87: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/87.jpg)
Fixation d’N2 et agronomie87
30 à 300kg d’N/ha/jour
Rotation des cultures/engrais verts
Bioaugmentation:
![Page 88: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/88.jpg)
Dénitrification
Nitrification
Fixation
Minéralisation
88
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Norg
Assimilation
Nitrification
![Page 89: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/89.jpg)
Nitrification: NH4+ NO2
- NO3
-
89
En absence de fertilisation, nitrate produit in situ
par nitrification
Processus majeur:
NO3- = source azotée pour plantes
NO3- est plus mobile que NH4
+
Aérobie
Autotrophie majoritaire:
AOB: bactéries oxydant l’ammonium
NOB: bactéries oxydant les nitrites
![Page 90: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/90.jpg)
90
AOB: gène amoA, Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrosococcus, Nitrosospira
NOB: gène nxrA, Nitrospira, Nitrobacter, Nitrospina
2e- génèrent énergie
Nitrification: NH4+ NO2
- NO3
-
![Page 91: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/91.jpg)
91
Régulation: disponibilité de NH4+, O2
Facteurs environnementaux: humidité, pH,
Nitrification: NH4+ NO2
- NO3
-
Nitrification
Fixation
Minéralisation
NH4+
NO2-
NO3-
Norg
Assimilation
O2
![Page 92: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/92.jpg)
Dénitrification
Nitrification
Fixation
Minéralisation
92
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Norg
Assimilation
Dénitrification
![Page 93: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/93.jpg)
Dénitrification: NO3- NO2
- NO N2O N2
93
Cinétique de dénitrification:
![Page 94: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/94.jpg)
Dénitrification: NO3- NO2
- NO N2O N2
94
4 réactions, 4 enzymes
Bactéries très diverses, anaérobies facultatives, transmission horizontale des gènes de dénitrification
![Page 95: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/95.jpg)
Dénitrification: exemple de transfert
horizontal de gènes95
![Page 96: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/96.jpg)
96
Dénitrification: exemple de transfert
horizontal de gènes
![Page 97: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/97.jpg)
Dénitrification: régulation97
Nitrates comme accepteur d’électrons: absence d’O2
Profil d’O2 dissout
dans un aggrégat
(Sextone et al., 1985)
Dénitrifi
cation
L’hétérogénéité du sol est nécessaire!
![Page 98: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/98.jpg)
Dénitrification: régulation98
Nitrates comme accepteur d’électrons: absence d’O2
Hétérotrophes: suffisamment de C!
C épuisé : émissions de N2O!!!
C a
vaila
ble
(mg
fla
sk-1
)
![Page 99: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/99.jpg)
Dénitrification: et les Fungi alors?99
N2OFungi≤ 18% (N2OFungi + N2OBacteria)
![Page 100: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/100.jpg)
Dénitrification
Nitrification
Fixation
Minéralisation
100
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Norg
Assimilation
Assimilation
![Page 101: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/101.jpg)
Assimilation101
Sources d’azote pour les plantes
R.D. Bardgett (2005) The biology of soil – A community and Ecosystem Approach. Oxford University Press
![Page 102: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/102.jpg)
Assimilation: symbiose mycorrhizienne102
Presque toutes les plantes
Classification des champignons selon la morphologie
![Page 103: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/103.jpg)
Assimilation: symbiose mycorrhizienne103
Presque toutes les plantes
Classification selon la morphologie
![Page 104: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/104.jpg)
Assimilation: symbiose mycorhizienne104
Presque toutes les plantes
Classification selon la morphologie
Mécanisme reconnaissance – infection – colonisation
variable (mycelium ou hyphe ou spore)
![Page 105: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/105.jpg)
105
Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry, 3rd edition (2007) Academis Press, Ed. Eldor A. Paul
Assimilation: symbiose mycorhizienne
Les hyphes prélèvent les nutriments
plus efficacement:
- Surface
- Distance
- Mécanisme
![Page 106: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/106.jpg)
106
![Page 107: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/107.jpg)
107
Assimilation: symbiose mycorhizienne
Champignon
mycorhizienPlante
Nutriments etc
Sources C
![Page 108: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/108.jpg)
Dénitrification
Nitrification
Fixation
Minéralisation
Cycles de C et N sont connectés!108
NH4+
NO2-
NO3-
NO
NO2-
N2O
N2
Norg
Assimilation
![Page 109: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/109.jpg)
Cycle de N et Environnement109
Forme
azotée
Source Vecteur Impacts
Nitrate Nitrification
Fertilisation
Perturbations de la nitrification
Eaux souterraines Pollution de l’eau
potable
Eutrophisation
Ammonium Fertilisant
Déchets animaux
Ruissellement
Atmosphère
Pollution de l’eau
potable
Eutrophisation
N2O Sous-produit de dénitrification
(nitrification et anammox)
Atmosphère Gaz à effet de serre
Destruction de l’ozone
NO Sous-produit de dénitrification
(nitrification et anammox)
Atmosphère Ozone
N organique
dissout
Sous-produit de décomposition Ruissellement
Eaux souterraines
Eutrophisation
![Page 110: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/110.jpg)
Question 1: QCM110
Quel processus de fixation d’azote est favorisé
dans un sol pauvre en matière organique?
A: fixation libre
B: fixation symbiotique
![Page 111: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/111.jpg)
111
Mapping field-scale spatial patterns of size and activity of the
denitrifier community (Philippot et al., 2009)
Question 2: vrai ou faux ?
Les zones rouges de cette parcelle seront propices à
de fortes émissions de N2O.
![Page 112: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/112.jpg)
112
Mapping field-scale spatial patterns of size and activity of the
denitrifier community (Philippot et al., 2009)
Question 2: vrai ou faux ?
Les zones rouges de cette parcelle seront propices à
de fortes émissions de N2O.
Faux!
![Page 113: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/113.jpg)
Question 3: QCM113
Quel peut être l’impact du non-labour sur la vitesse
de minéralisation de la matière organique?
A: accélération
B: décélération
![Page 114: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/114.jpg)
Introduction: écologie microbienne & sol
I. Le cycle du C
II. Le cycle de N
III. Interactions micro-
macroorganismes
Plan du cours114
![Page 115: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/115.jpg)
Les PGPR115
PGPR
(Plant growth
promoting
rhizobacteria)
Fixation
N2
Transfert
nutrimentsProduction
d’hormones
Biocontrôle
Production
de
sidérophoresInteractions
nutritionnelles
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PGPR: Production microbienne de
phytohormones116
Auxines (IAA), gibberelines, cytokinines
IAA: indole-3-acetic acid
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117
PGPR: Biocontrôle
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PGPR: Biocontrôle118
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Bactéries pathogènes119
Prescott’s principles of microbiology, McGraw-Hill, 2009
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Champignons pathogènes120
Microbiology: an introduction, G.J. Tortora et al., 10th edition, 2010
![Page 121: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/121.jpg)
Interaction & évolution: endosymbiose121
Cellule eucaryote
primitiveBactérie
Cellule eucaryote
hétérotrophe
Mitochondrie
(respiration)
Bactérie
photosynthétique
Chloroplaste
(photosynthèse)
Cellule eucaryote
phototrophe
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Interactions micro - macroorganismes122
![Page 123: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/123.jpg)
Pischedda, L, Cuny, P, Esteves, JL, Poggiale, JC and Gilbert, F. Spatial
oxygen heterogeneity in a Hediste diversicolor irrigated burrow.
(2012). Hydrobiologia, vol. 680 (n° 1). pp. 109-124.
Interactions micro - macroorganismes123
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124
![Page 125: Des approches complémentaires indispensables pour …livre21.com/LIVREF/F37/F037020.pdf · 2020. 4. 18. · 3 cours + 1 TD Microbiologie des sols Maialen Barret 2 cours Hydro Pédologie](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060716/607c5b0644749e29e444ce49/html5/thumbnails/125.jpg)
DES QUESTIONS ???
→ FORUM MOODLE
Maialen BARRET, MCF INPT-ENSAT