Doctorant : Océane Nicolitch
Université : Université de Lorraine, France
Durée du contrat : 2014-2017
Titre de la thèse — Impact of nutrient availability on the structure and functioning of the forest soil bacterial communities capable of weathering minerals
Equipe d’accueil et encadrant(s) —
Research teams : Ecogenomic Team, UMR 1136 Joint Research Unit for Tree/Microorganism Interactions (IAM) and UR 1138 Research Unit for Forest Ecosystem Biogeochemistry (BEF)
PhD supervisors : Stéphane Uroz and Marie-Pierre Turpault
_______________________
Contexte —
La disponibilité des nutriments est une paramètre fondamental des cycles biogéochimiques qui régit la fertilité d’un sol et le fonctionnement d’un écosystème. Parmi les écosystèmes terrestres, les forêts développées sur sols pauvres en éléments nutritifs (historiquement les sols riches sont dédiées aux cultures agricoles) de nos régions tempérées sont parmi les écosystèmes les moins amendés par l’Homme, en comparaison des sols agricoles, et qui de plus subissent une exploitation grandissante de la ressource bois. Cette exploitation forestière a pour conséquence d’accentuer l’appauvrissement des sols, les éléments nutritifs accumulés dans la biomasse des arbres n’étant plus recyclés. Ces caractéristiques n’empêchent pourtant pas les forêts de croitre. Dans ce contexte, on peut se demander d’ou proviennent les éléments nutritifs nécessaires ?
En dehors des apports liés aux dépôts atmosphériques et au recyclage des éléments nutritifs contenus dans les racines mortes et les feuilles, les minéraux du sol sont la source majeure de cations nutritifs disponible pour le fonctionnement de l’écosystème. La libération des nutriments à partir de ces minéraux (processus d’altération) devient dès lors un processus déterminant pour le bon fonctionnement de l’écosystème. Mais comment cette altération minérale s’opère-t-elle ? Quelles sont les contributions relatives des réactions abiotiques et biotiques dans ce processus d’altération ?
L’enjeu actuel est de déterminer : i) les acteurs et leurs interactions, ii) leur contribution au processus d’altération minérale et à la fertilité des sols, iii) d’identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans le processus d’altération des minéraux et iv) les moteurs de la structuration des ces communautés microbiennes.
Objectifs et questions de recherche —
Les objectifs de ce projet sont de tester l’impact de la disponibilité en nutriments inorganiques (Ca, K, Mg et P) sur la structuration et le fonctionnement des communautés bactériennes des sols forestiers capables d’altérer les minéraux.
Enjeux scientifiques et socio-économiques —
Les enjeux scientifiques visent à mettre en évidence les relations possibles entre fertilité des sols, structuration des communautés bactériennes et promotion de la croissance des arbres. A terme, ces travaux devraient permettre d’identifier des bioindicateurs de l’état/qualité des sols.
Approches méthodogiques et résultats attendus —
Une combinaison de méthodes de microbiologie (pasteurienne et métagénomique) et de sciences du sol, associant des approches terrain sur le site forestier de Montiers-sur-Saulx et en microcosmes sera utilisée. Ces travaux devraient permettre dévaluer si les arbres sélectionnent des communautés bactériennes capables d’améliorer leur nutrition quelque soient les conditions de disponibilité en éléments nutritifs du sol.
