Quantifications de l’effet des racines d’arbres et des microorganismes associés, sur l’altération des minéraux de sols forestiers : observations en forêt et expérimentations

Abstract

n° national de thèse : 2006NAN10129 Diplôme : Dr. d'UniversitéL’importance du processus d’altération des minéraux pour la nutrition des arbres en sols forestiers acides est aujourd’hui admise. En revanche, la contribution du facteur biologique dans ce processus reste inconnue. Dans ce contexte, en associant des études et des expérimentations en forêt à des expériences de laboratoire, notre travail a eu pour objectif de quantifier l’effet de la rhizosphère d’arbres forestiers (racines et micro-organismes associés) sur l’altération des minéraux du sol. Nous avons mis en évidence une augmentation de l’altération des minéraux (dissolution et transformation) dans la rhizosphère des arbres en forêt, suggérant un rôle important de ce compartiment dans la dynamique des éléments minéraux et dans l’évolution des sols. Grâce à la caractérisation in vitro du potentiel d’altération de souches microbiennes isolées de sol forestier global et d’ectomycorhizes, nous avons pu montrer une structuration fonctionnelle des communautés bactériennes cultivables, qui suggère une sélection exercée par la symbiose ectomycorhizienne en faveur des souches améliorant la nutrition minérale. Par ailleurs, grâce à un dispositif de culture en colonne que nous avons développé, nous avons démontré lors de différentes interactions plante – bactéries - champignons que racines et bactéries augmentent de manière significative la mobilisation de certains cations (Mg, K, Fe, Cs, Ni), via l’altération d’un minéral test. Ce processus biologique est affecté en présence d’éléments toxiques comme l’uranium. Au vu de l’ensemble de nos résultats, notre travail permet de proposer l’hypothèse que, dans les sols forestiers, la disponibilité en nutriments contrôlerait l’altération biologique par son impact sur l’activité des racines et des microorganismes associés. Ceci suggère une forte plasticité des écosystèmes forestiers dans le domaine de la nutrition, qui pourrait expliquer en partie la durabilité de ces écosystèmes