Study of the effect of organic waste products amendments (OWPs) and microbial diversity on volatile organic compounds (VOCs) emissions by soil

par Letizia Abis

Thèse de doctorat en Écologie

Sous la direction de Benjamin Loubet.

Le président du jury était Jean-Marie Mouchel.

Le jury était composé de Engracia Madejon, Thomas Eglin, Sophie Sadet.

Les rapporteurs étaient Michael Staudt, Françoise Binet.

  • Titre traduit

    Étude de l’effet des épandages avec des produits résiduaires organiques (PROs) et de la diversité microbienne sur les émissions des composés organiques volatiles (COVs) par les sols


  • Résumé

    Les émissions de COVs jouent un rôle central sur la pollution atmosphérique. Les sources biogéniques des COVs sont entre 10 et 11 fois plus élevées que les émissions des COVs provenant par des sources anthropiques. Récemment, l'importance de la caractérisation des flux de COVs par les sols et les microorganismes a été soulignée. En effet, les émissions des COVs provenant du sol et des microorganismes sont des possibles précurseurs des particules atmosphériques et de la formation d'O3. En particulier, ce travail est centré sur la caractérisation des émissions de COVs par des sols amendés avec des PROs en détectant les émissions toute de suite après l’apport, 1 an et 2 ans après l’apport des PROs. De plus, l'influence de la diversité microbienne du sol sur les émissions de COV a également été analysée. Les émissions de COVs ont été détectées à l'aide de la technique PTR-QiTOF-MS et la totalité des expériences a été réalisées dans des conditions de laboratoire contrôlées en utilisant des chambres dynamiques pour la détection des COVs émis par les échantillons. Les résultats ont montré que les différentes PROs émettent des quantités COVs variables et que les propriétés chimiques et physiques du sol influençaient également les émissions. L’analyse de l'influence de la biodiversité microbienne sur les émissions de COVs a montré que si la diversité microbienne est plus élevée, les émissions de COVs par les sols sont plus faibles. En outre, la diversité des COVs diminue lorsque les émissions de COVs par le sol sont plus élevées. Enfin, l'étude de la dynamique des émissions de COVs par de microcosmes récemment amendés avec du PRO, a montré que le flux des émissions de COV augmentait dans les premières 49 heures après l'apport des PRO en raison d'une perturbation de la communauté microbienne dans le sol.


  • Résumé

    VOCs emissions play a pivotal role on the atmospheric pollution. Biogenic sources of VOCs are between 10 and 11 times higher than VOC emissions from anthropogenic sources. Recently, the importance of the characterization of the VOC fluxes by soils and microorganisms has been highlighted. Instead, VOCs emissions from soil and microorganisms are possible precursors of the particulate matter and the O3 formation. This work is focused on the characterization of the VOCs emissions by soils amended with OWPs over the long and short terms application. The influence of the microbial diversity in soil on VOCs emissions was also analysed. VOC emissions were detected using the PTR-QiTOF-MS technique and all the experiments were performed under controlled laboratory condition using dynamic chambers for the detection of the VOCs emissions from samples. The results showed that different OWPs released different quantity of VOCs emissions and also the chemical and physical properties of the soil were linked to the emissions. Analyses on the influence of microbial biodiversity on VOCs emissions have shown that while the microbial diversity was higher VOC emissions by soils were lower. Furthermore, the diversity of the VOCs decreases when the VOCs emissions by soil are higher. Finally, the study of the dynamics of VOC emissions from microcosms amended with fresh OWPs, showed that the VOC emission flux increased in the first 49 hours after the OWP amendment, due to a disturbance of the microbial community in the soil.


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