Contribution des parties aériennes et souterraines des plantes à la matière organique des sols évaluée à partir de la dynamique des marqueurs des cutines et des subérines

par Mercédès Mendez-Millan-Gonzalez

Thèse de doctorat en Terre solide et enveloppes superficielles

Sous la direction de Sylvie Derenne.

Soutenue en 2007

à Paris 6 .


  • Résumé

    La matière organique des sols (MOS) représente un réservoir majeur de carbone. Certaines pratiques agricoles ont pour effet de minéraliser la MOS. Dans un système où les résidus de cultures sont retournés au sol, la biomasse racinaire contribue plus à la MOS que les parties aériennes, alors que la proportion de MO contenue dans les racines est plus faible. Afin de mieux comprendre les processus de dégradation et/ou de stabilisation de la MOS, nous avons choisi d’étudier dans une chronoséquence blé/maïs, la dynamique des marqueurs de deux biopolyesters, les cutines et les subérines, spécifiques des parties aériennes et souterraines des plantes. Le blé est une plante en C3 (13C ≈ -28‰) alors que le maïs est une plante en C4 (13C ≈ -12‰). Ce dispositif permet de suivre in situ, l’incorporation des marqueurs provenant du maïs à la MOS, par mesure de leur 13C dans le sol. Les marqueurs des cutines du maïs ne sont pas ou peu incorporés à la MOS, alors que ceux des subérines du maïs le sont, lors des six premières années de culture de maïs. Les marqueurs des cutines sont stabilisés dans le sol, soit parce qu’ils appartiennent à un compartiment chimiquement réfractaire, soit parce qu’ils sont protégés par la matrice du sol (protection physique, adsorption sur les minéraux). Les marqueurs des subérines, présentent deux compartiments cinétiques, un rapidement renouvelable, l’autre plus stable suivant les mécanismes de protections semblables à ceux des cutines. En profondeur, la concentration des marqueurs des subérines des racines de maïs augmente alors que celle des cutines diminue, indiquant que le changement de culture de blé à maïs influence la dynamique de la MOS.

  • Titre traduit

    Contribution of above and below ground plant biomass to soil organic matter assessed by the dynamics of markers of the cutin and the suberin


  • Résumé

    Soil organic matter (SOM) represents an important pool of carbon. In cropland soils, root biomass organic matter (OM) is known to contribute in higher proportion to SOM than above ground biomass OM, when plant biomass is returned to soil. To improve the knowledge on degradation and / or stabilisation processes of SOM, we studied in a wheat/maize chronosequence the fate of markers derived from cutin and suberin, which are specific biopolyesters of above and below ground tissues. . The two cropping plants have different 13C contents. The analysis of the natural 13C labelling of biopolyester markers in the two plants and the soil allows following their incorporation into the SOM pool. Incorporation rates of cutin and suberin markers display contrasted behaviour between the two biopolyesters. Cutin monomers derived from maize plant are poorly incorporated into SOM inferring that cutins added to the soil is promptly degraded and that monomers released from soils samples arise from old C3 vegetation. The incorporation rates of the suberin monomers in soils underlined the higher contribution of maize root biomass when compared to wheat one. Stabilisation of suberin markers after 6 years of maize cropping suggested the presence in soils of two kinetic pools for these compounds. The vegetation change from wheat to maize influenced cutin and suberin concentrations in the deep soils. The higher maize root density when compared to that of wheat roots lead to high incorporation of suberin monomers deriving from maize root in all the soil profile. The lower concentration of cutin markers at depth in the soil under maize when compared to the soil under wheat suggested that cutins were degraded in deep soils, although we showed that they were stabilized in the surface horizon.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (157 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.139-157. 209 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2007 476
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