Effets à long terme de la fertilisation azotée et phosphatée sur la structure et la fonction de la communauté microbienne du sol dans le cadre d'une production continue de blé
Citation
Li, Y., Tremblay, J., Bainard, L.D., Cade-Menun, B., Hamel, C. (2020). Long-term effects of nitrogen and phosphorus fertilization on soil microbial community structure and function under continuous wheat production. Environmental Microbiology, [online] 22(3), 1066-1088. http://dx.doi.org/10.1111/1462-2920.14824
Résumé en langage clair
L’utilisation d’engrais synthétiques dans les systèmes agricoles peut modifier considérable les propriétés clés du sol, notamment la matière organique, la chimie et le microbiome. Les microorganismes du sol qui composent le microbiome jouent un rôle essentiel dans le recyclage des éléments nutritifs du sol, ce qui a une incidence directe sur la productivité des cultures. Dans la présente étude, nous avons eu recours à un essai expérimental au champ de longue durée (50 ans et plus) pour mieux comprendre l’effet de l’utilisation d’engrais azotés et phosphatés sur la biodiversité et la capacité de recyclage des éléments nutritifs du microbiome du sol. Nous avons constaté que la fertilisation azotée était le principal facteur de diversité microbienne du sol, de structure de la communauté et de fonction dans le cadre de l’essai expérimental. En particulier, la fertilisation a modifé les processus du cycle de l’azote et la contribution relative des microorganismes responsables de ces processus.
Résumé
© 2019 Society for Applied Microbiology et John Wiley & Sons Ltd. Les microorganismes du sol jouent un rôle essentiel dans la biosphère, et l’influence de la fertilisation des terres cultivées sur l’évolution du sol en tant qu’entité vivante est activement documentée. Dans la présente étude, nous avons utilisé une approche du séquençage aléatoire de métagénomes pour exposer globalement les effets de la fertilisation azotée et phosphatée du blé pendant 50 ans sur la structure et la fonction des communautés microbiennes du sol, ainsi que leur participation possible au cycle global de l’azote. La fertilisation azotée (N) a augmenté la diversité alpha chez les archées et les champignons, tout en la réduisant chez les bactéries. La diversité bêta des archées, des bactéries et des champignons, ainsi que la fonction du sol, étaient aussi principalement déterminées par la fertilisation azotée. L’abondance des archées a subi les effets négatifs de la fertilisation azotée, tandis que l’abondance des bactéries et des champignons s’est accrue. Les réponses des gènes liés au métabolisme de l’azote à la fertilisation étaient différentes chez les archées, les bactéries et les champignons. Chez les bactéries, tous les processus métaboliques du N des archées étaient diminués par la fertilisation azotée, tandis que la dénitrification, la réduction des nitrates assimilables et le métabolisme du N organique étaient fortement accrus par la fertilisation azotée. L’assimilation des nitrates était la principale contribution des champignons au cycle de l’azote. Les thaumarchées et les halobactéries chez les archées, les actinobactéries, les alphaprotéobactéries, les bêtaprotéobactéries, les gammaprotéobactéries et les deltaprotéobactéries chez les bactéries, ainsi que les sordariomycètes chez les champignons ont participé de façon prédominante et répandue aux processus métaboliques de l’azote dans le sol.