Publications du Service canadien des forêts

Distinct fungal and bacterial δ13C signatures as potential drivers of increasing δ13C of soil organic matter with depth. 2015. Kohl, L.; Laganière, J.; Edwards, K.A.; Billings, S.A.; Morrill, P.L.; van Biesen, G.; Ziegler, S.E. Biogeochemistry 124: 13-26.

Année : 2015

Disponible au : Centre de foresterie de l'Atlantique

Numéro de catalogue : 36305

Langue : Anglais

Disponibilité au SCF : PDF (télécharger)

Disponible sur le site Web de la revue ou du journal.
DOI (identifiant d'objet numérique) : 10.1007/s10533-015-0107-2

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Résumé

La biomasse microbienne du sol constitue une source importante de carbone organique du sol (COS), et l’on croit que l’enrichissement en 13C durant la décomposition du COS est attribuable à la proportion croissante du COS d’origine microbienne. Or, on en sait peu sur les variations du δ13C de la biomasse microbienne du sol dans le temps et l’espace ou en fonction de la composition de la communauté microbienne. Le δ13C des microorganismes du sol peut varier en raison de la variation des substrats qu’ils utilisent et de la variation de la façon dont les différents microorganismes synthétisent leur biomasse. La compréhension de ces variations du δ13C des microorganismes du sol permettrait de mieux interpréter les valeurs δ13C du COS. Dans cette étude, nous avons mesuré les variations des δ13C de certains acides gras phospholipidiques (ACPL) dans des sols podzoliques de forêts boréales mésiques dans lesquels le rapport biomasse fongique/biomasse bactérienne (F/B) diminue rapidement avec la profondeur. En comparant les valeurs δ13C des AGPL propres aux champignons ou aux bactéries et celles des AGPL communs aux deux groupes de microbes, nous avons vérifié l’hypothèse selon laquelle l’enrichissement en 13C de la biomasse bactérienne par rapport à la biomasse fongique constitue un mécanisme expliquant que le δ13C du sol augmente avec la profondeur. En effet, nous montrons que les AGPL provenant des champignons (δ13C de −40,1 à −30,6 ‰) étaient toujours plus appauvris en 13C que ceux provenant des bactéries (δ13C de −31,1 à −24,6 ‰), mais que, contrairement au δ13C du COS, les valeurs δ13C des AGPL provenant de chacun des deux groupes de microorganismes ne variaient pas significativement avec la profondeur. Par contre, le δ13C des AGPL produits à la fois par les champignons et les bactéries, lequel représente le δ13C de l’ensemble de la biomasse microbienne du sol, augmentait rapidement avec la profondeur (hausse de 7,6–8,4 ‰), en corrélation négative (R2 > 0,88) avec le rapport biomasse fongique/(biomasse fongique + biomasse bactérienne). La forte hausse du δ13C des AGPL communs ne peut s’expliquer par la seule hausse du δ13C de la biomasse fongique ou bactérienne puisque les δ13C des AGPL indicatifs de ces groupes n’ont pas varié avec la profondeur. Les données montrent plutôt que la hausse du δ13C de la biomasse du sol avec la profondeur est attribuable à un changement dans la proportion de la biomasse bactérienne par rapport à la biomasse fongique. Ainsi, l’accroissement de cette proportion avec la profondeur constituerait un important mécanisme par lequel le COS s’enrichit en 13C avec la profondeur, en raison des apports de « nécromasse » au COS.

Résumé en langage clair et simple

Les chercheurs s’emploient à trouver de meilleurs moyens pour comprendre comment les matières organiques du sol, qui comprennent divers composés carbonés, se modifient en se décomposant pour passer de la litière fraîche à des mélanges hautement transformés dans les sols plus profonds et mieux développés. Un moyen consiste à suivre l’évolution des proportions des diverses formes, ou isotopes, du carbone. Par exemple, la quantité de l’isotope 13C augmente par rapport à celle de l’isotope 12C à mesure que les microorganismes (bactéries et champignons) transforment le sol. Ainsi, une plus grande proportion de 13C dans le sol révèle une plus grande activité microbienne. Le présent document est le produit d’une collaboration de scientifiques du milieu universitaire et du gouvernement qui étudient divers aspects des forêts boréales mésiques de l’Est (transect latitudinal de l’écosystème boréal de Terre-Neuve-et-Labrador ou T.-N.-L. – TLEB). La principale constatation est que la proportion de 13C et de 12C dans les matières organiques du sol témoigne non seulement de l’activité microbienne en général, mais aussi de la proportion des champignons et des bactéries qui transforment les matières organiques; autrement dit, la transformation fongique et la transformation bactérienne laissent des traces légèrement différentes dans le sol. Savoir cela peut aider à mieux comprendre les différences observées parmi les sols en fonction du temps et de l’espace et par suite de diverses perturbations.

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