Induction de changements dans le microbiote du sol et d'une fongistase à la suite de l'amendement de sols sableux au moyen de bentonite dans des champs de maïs

Citation

Zhang, H., Chen, W., Zhao, B., Phillips, L.A., Zhou, Y., Lapen, D.R., Liu, J. (2020). Sandy soils amended with bentonite induced changes in soil microbiota and fungistasis in maize fields. Applied Soil Ecology, [online] 146 http://dx.doi.org/10.1016/j.apsoil.2019.103378

Résumé en langage clair

La bentonite est une argile minérale souvent utilisée comme amendement du sol pour favoriser la formation des sols sableux et leur capacité de rétention d’eau et d’éléments nutritifs. Cependant, on sait peu de choses sur l’incidence de la bentonite sur les communautés microbiennes du sol associées aux plantes cultivées, comme le maïs produit de façon continue dans des sols sableux. Dans la présente étude, nous avons utilisé une approche de métacodage à barres pour caractériser les communautés fongiques et bactériennes dans les champs de maïs sableux. Nous avons constaté que les communautés fongiques étaient dominées par des Guehomyces, des Alternaria et des Mortierella et qu’elles étaient plus diversifiées et abondantes dans les sols amendés avec de la bentonite, tandis que les communautés bactériennes présentaient une diversité alpha similaire dans les deux conditions. Cependant, les groupes fonctionnels bactériens associés à la fermentation et au cycle de l’azote étaient très différents selon les deux traitements. Nous avons également découvert que les membres de la communauté étaient plus compétitifs que coopératifs entre eux, en particulier dans le cas des champignons phytopathogènes. En résumé, notre étude a montré que l’ajout de bentonite augmentait la productivité du maïs et modifiait les guildes fonctionnelles microbiennes dans les sols sableux, en raison de l’amélioration de la structure du sol ainsi que de la rétention d’eau et de nutriments. Cependant, l’effet à long terme de l’amendement sur la suppressivité du sol à l'égard des champignons phytopathogènes mérite d’être étudié plus avant.

Résumé

© 2019. L’ajout de bentonite, utilisée comme agent d’amendement du sol, peut favoriser la formation de macro-agrégats dans les sols sableux, la rétention de l’humidité et l’augmentation de la concentration des éléments nutritifs dans le sol. Cependant, on sait peu de choses sur l’incidence de la bentonite sur les communautés microbiennes du sol et sur les interconnexions entre les membres des communautés associées aux plantes cultivées, comme le maïs produit de façon continue dans des sols sableux. L’analyse du métacodage à barres de la région de l’espaceur transcrit interne 1 (ITS1) et de la région V4 du gène de l’ARNr 16S bactérien a révélé que les communautés fongiques des champs de maïs sableux (dominées par des Guehomyces, des Alternaria et des Mortierella) étaient plus diversifiées et abondantes dans les sols amendés avec de la bentonite que dans les sols non amendés avec de la bentonite. En revanche, les communautés bactériennes (dominées par les protéobactéries et les actinobactéries) présentaient une diversité alpha similaire dans les deux conditions, mais de nombreuses guildes fonctionnelles, y compris celles associées à la fermentation et au cycle de l’azote, différaient de manière significative sur le plan de la structure de la composition des communautés entre les sols avec et sans amendement de bentonite. L’augmentation des concentrations d’éléments nutritifs dans le sol due à l’ajout de bentonite était un facteur clé associé aux changements dans les communautés bactériennes. Toutefois, la capacité de la bentonite à accroître la rétention d’eau du sol et à favoriser le développement des macro-agrégats influait davantage sur les communautés fongiques. L’analyse du réseau écologique moléculaire a révélé des associations plus compétitives (62,1 % du total des associations significatives) que coopératives (37,9 %) parmi les membres des communautés microbiennes dans tous les sols étudiés. Les champignons phytopathogènes provenant des sols amendés à la bentonite présentaient des corrélations plus négatives (75,6 %) avec les bactéries et/ou les champignons bénéfiques naturels que ceux provenant des sols sans bentonite (65,2 %), ce qui pourrait signifier, mais ce n'est là qu'une supposition, que l'ajout de bentonite a favorisé la fongistase du sol. En résumé, notre étude a montré que l’ajout de bentonite augmentait la productivité du maïs et modifiait les guildes fonctionnelles microbiennes dans les sols sableux, en raison de l’amélioration de la structure du sol ainsi que de la rétention d’eau et de nutriments. Cependant, l’effet à long terme de l’amendement sur la suppressivité du sol à l'égard des champignons phytopathogènes mérite d’être étudié plus avant.