Characterization of plant-derived water extractable organic matter by multiple spectroscopic techniques

La matière organique extractible à l’eau (MOEE) présente dans le matériel frais ou légèrement décomposé utilisé comme amendement du sol peut jouer un rôle important dans l’accumulation de matière organique. En utilisant 40 volumes d’eau par unité de poids d’échantillon, nous avons extrait 8 échantillons de MOEE de luzerne (Medicago sativa L.), de maïs (Zea mays L.), de trèfle incarnat (Trifolium incarnatum L.), de vesce velue (Vicia villosa L.), de lupin (Lupinus albus L.), de soja (Glycine max (L.) Merr.), de blé (Triticum aestivum L.) et de fumier de vache laitière, et nous avons analysé ces échantillons par spectroscopie ultraviolette-visible (UV-vis), spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR), spectroscopie à résonance magnétique nucléaire (RMN) ³¹P en phase aqueuse et spectroscopie à RMR ¹³C en phase solide. Les spectres UV-vis et FT-IR des échantillons de MOEE végétale étaient typiques de matières organiques naturelles, mais présentaient moins de caractéristiques humiques que ceux de MOEE de fumier. Selon leurs spectres RMN ³¹P en phase aqueuse, les échantillons de MOEE extraits de pousses de luzerne, de maïs et de soja renfermaient à la fois de l’orthophosphate et du monoester de phosphate; dans la MOEE de pousse de soja, 70 % du monoester de phosphate était sous forme de phytate; dans les MOEE de trèfle incarnat, de vesce velue, de lupin et de blé, tout le phosphate était sous forme d’orthophosphate. Selon leurs spectres RMN ¹³C en phase solide, les sept échantillons de MOEE végétale renfermaient principalement des sucres, des acides aminés et des peptides et très peu d’acides carboxyliques de faible masse moléculaire; les glucides dominaient dans ces échantillons, qui renfermaient très peu de composés aromatiques; les MOEE de trèfle incarnat et de lupin renfermaient des concentrations appréciables d’asparagine, contrairement à celles des trois autres légumineuses étudiées; les MOEE de maïs et de blé renfermaient moins d’acides aminés et de peptides. Les spectres de la MOEE de fumier indiquaient la présence de concentrations appréciables de formes de carbone non protonées et de résidus de lignine; il semble donc que cette MOEE était humifiée. La MOEE de fumier renfermait également des concentrations appréciables de glucides et de composés aromatiques. Les renseignements que nous avons obtenus sur les liaisons P et C de ces échantillons de MOEE pourraient aider à comprendre les effets de la MOEE sur la capacité des éléments nutritifs du sol à être absorbés par les végétaux.