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1 Introduction à lécologie des sols IRD, UMR 137 S. Barot

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Présentation au sujet: "1 Introduction à lécologie des sols IRD, UMR 137 S. Barot"— Transcription de la présentation:

1 1 Introduction à lécologie des sols IRD, UMR 137 S. Barot

2 2 Donner des éléments permettant de comprendre lintérêt de lécologie des sols Faire un catalogue rapide des organismes et mécanismes intervenant E des sols, Barot

3 3 Plan Pourquoi faire de lécologie des sols? Quest ce quun sol? Quels sont les organismes du sol? E des sols, Barot

4 4 Pourquoi faire de lécologie des sols? E des sols, Barot

5 5 Les sols sont le support de toutes la biosphère continentale Ils supportent les plantes qui effectuent toute la production primaire terrestre, qui sert de base à tous les réseaux trophiques terrestre SolsPlantes HerbivoresPrédateurs E des sols, Barot

6 6 Les sols sont le support de toutes lalimentation humaine Il y a finalement peu dagriculture hors sol! E des sols, Barot Les sols posent de nombreux problèmes quand à la durabilité de leur utilisation

7 7 Une utilisation des sols trop intensive La plupart des sols cultivables sont cultivés E des sols, Barot

8 8 Quels problèmes cela pose-t-il? Une partie des systèmes de culture ne permet quune production faible +Problème pour les pays en voie de développement E des sols, Barot

9 9 Quels problèmes cela pose-t-il? E des sols, Barot Une partie des systèmes de culture permet une production élevée mais nest probablement pas durable + Problème pour lagriculture industrielle des pays développés

10 10 Quels problèmes cela pose-t-il? E des sols, Barot On estime que 40 % des sols cultivés (cultures et prairies cultivées) sont dégradés (Lal 2007) Érosion par leau Érosion par le vent Dégradation chimique Dégradation physique Perte de matière organique (5 % de la MO totale des sols, bcp plus/MO sol cultivés)

11 11 Quels problèmes cela pose-t-il? E des sols, Barot Perte de matière organique (5 % de la MO totale des sols) La fixation industrielle dazote minéral (engrais) est deux fois plus importante que la fixation par les plantes légumineuses + Pollution + Coup énergétique

12 12 Rôle de lécologie? E des sols, Barot Elle étudie les relations entre organismes et entre organismes et milieu physique Interactions entre le sol et les plantes Interactions entre les organismes du sol et les plantes Effet des pratiques culturales sur ces interactions Interactions entre le biologique et le physico-chimique

13 13 Quest ce quun sol? Et particularités de lécologie des sols… E des sols, Barot

14 14 E des sols, Barot

15 15 Le sol est linterface entre la lithosphère et la biosphère!!! Quapporte le sol à la biosphère? E des sols, Barot

16 16 Support physique pour les plantes Nutriments minéraux (Ca, Mg, P …) E des sols, Barot Réserve deau

17 17 Formation du sol E des sols, Barot

18 18 Facteurs de formation du sol Facteurs physiques Le climat: leau, lalternance de gel et dégel… La dissolution de certains composants chimiques La transformation de certains composants chimiques Facteurs biologiques Action physique des racines Apport de matière organique Changements chimique du sol (pH…) E des sols, Barot La roche mère

19 19 Importance des facteurs biologiques E des sols, Barot

20 20 Formation des horizons E des sols, Barot

21 21 Description des horizons E des sols, Barot Humus Encore riche en matière organique, horizon appauvri Encore pauvre en matière organique, horizon daccumulation Horizon daltération de la roche

22 22 Facteurs de formation du sol Lixiviation Entraînement dions et molécules en solution Lessivage Entraînement de particules en profondeur E des sols, Barot Orientation verticale du sol La matière organique arrive par le haut Piégeage/fixation des molécules/ions Réactions chimiques Bioturbation

23 23 La texture E des sols, Barot La structure Sable d>0.02 mm Limon 0.02>d>0.002 mm Argile 0.002>d 50 m

24 24 Importance De la biologie!!! E des sols, Barot En outre rôle important des organismes ingénieurs!!!

25 25 Rôle de leau E des sols, Barot 3 phases!

26 26 Particularité du milieu sol Très grande variabilité temporelle E des sols, Barot Emboîtement des structures Hétérogénéité Difficulté de déplacement pour les macroorganismes

27 27 A-t-on toujours un sol? Topographie permettant la stabilité du sol et de la couverture végétale E des sols, Barot Climat laissant pousser les plantes

28 28 Particularité de lécologie des sols Interactions micro-macroorganismes E des sols, Barot Interactions très fortes Physique/chimie-biologie Importance fondamentale de la relation sol-plante et belowground- aboveground

29 29 Quels sont les organismes du sol? E des sols, Barot

30 30 Classification générale par taille 20 < <100 m Microfaune : Protistes et nématodes E des sols, Barot <20 m Microflore : Bactéries et champignons 100 m < <2 mm Mésofaune : Microarthropodes et enchytréides 2 mm< Macrofaune : Termites, vers de terre, myriapodes, fourmis Les racines !!!

31 31 E des sols, Barot

32 32 Les bactéries E des sols, Barot Des procaryotes Eubactéries Archées (bactéries extrémophiles, mais aussi du sol…) Actinobactéries: bactéries filamenteuses (dont des bactéries symbiotiques fixatrices dazote)

33 33 Les bactéries Mobilité extrêmement réduite E des sols, Barot Concept despèce difficile à utiliser à cause de la plasticité génétique Organismes aquatiques Dépendent de ressources (MO, nutriments minéraux) réparties dune manière extrêmement hétérogènes La plupart des bactéries du sol sont inactives (formes de résistance)

34 34 Les bactéries Métabolisme très varié Source dénergie / source de carbone E des sols, Barot A lorigine de très nombreuses fonctions écologiques du sol Photoautotrophe (comme les plantes) Photohétérotrophe Chimioautotrophe Chimiohétérotrophe

35 35 Les bactéries Participent au recyclage des nutriments minéraux (azote, phosphore… ) Fixation symbiotique (Rhizobium) et non- symbiotique (Azotobacter) de lazote Nitrification (chimiotrophe) Dénitrification E des sols, Barot Participent à la décomposition de la matière organique morte des sols: Pour se procurer du carbone et des nutriments minéraux

36 36 Les champignons Structure végétative filamenteuse : mycélium E des sols, Barot Eucaryote Classification selon le mode de reproduction et selon la structure du mycélium ( Zygomycète, Ascomycète, Basidiomycètes, Deutéromycète)

37 37 Les champignons Participent à la décomposition de la matière organique morte E des sols, Barot Métabolisme : fondamentalement hétérotrophe pour le carbone et lénergie Capable de dégrader la lignine et les complexes phénol-protéine Feuille Bois

38 38 Les champignons Le mycélium apporte des sels minéraux aux plantes E des sols, Barot Les symbioses mycorhisiennes La plante apporte de la matière organique aux champignons Ectomycorhises

39 39 Les champignons La structure filamenteuse leur confère une certaine mobilité (pour acquérir leau, les nutriments minéraux et la MO) E des sols, Barot Comparaison avec les bactéries Translocation du protoplasme vivant vers les parties vivantes du mycélium Pénètre de force à lintérieur des cellules à décomposer

40 40 Les nématodes Classe de lembranchement des némathelminthe E des sols, Barot Se déplacent dans lespace poral rempli deau et à la surface des films deau sur les agrégats Forme juvéniles dormantes et résistantes à la dessiccation + cryptobiose chez les adultes

41 41 Les nématodes Régime alimentaire très varié E des sols, Barot Bactérivores Phytoparasites Prédateurs (nématodes…) Omnivores Champignons

42 42 Régime alimentaire très varié E des sols, Barot Lien structure-fonction très clair C. Villenave

43 43 Les nématodes phytoparasites E des sols, Barot Nématodes à kystes Dégâts énormes sur les cultures Des tonnes de nématicides Nématodes à gales

44 44 Les protozoaires E des sols, Barot Restent dans les pores en dehors des microagrégats Dépendent de leau du sol (sinon enkystement) Se nourrissent essentiellement de bactéries

45 45 Les rotifères Embranchement à part de métazoaires E des sols, Barot 2 couronnes de cils permettant de filtrer leau pour manger des particules en suspension Dépend de leau du sol

46 46 Les collemboles Hexapodes aptères Ordre de la classe des Entognathes (Insectes) E des sols, Barot Vivent dans la litière ou lespace poral de la surface du sol

47 47 Les collemboles E des sols, Barot Se nourrissent de mycélium, bactéries, algues qui poussent eux-mêmes sur la litière en décomposition Certains sont géophages et mangent directement la matière organique du sol Certains mangent directement la litière Participation importante à la décomposition de la MO du sol

48 48 Les acarien du sol E des sols, Barot Microarthropode, ordre de la classe des arachnides Vivent dans la litière et lespace poral à la surface du sol Oribate

49 49 Les acarien du sol E des sols, Barot Certains se nourrissent directement de la litière Certains se nourrissent de bactéries, algues, champignons (comme le collemboles) Certains sont prédateurs de microarthropodes et Enchytréides

50 50 Autres microarthropodes E des sols, Barot Les diploures: hexapodes aptères. Ordre de la classe des Entognathes ( saprophage et herbivores) Thysanoure: hexapodes aptères. Ordre des Insectes Les protoure: hexapodes aptères. Ordre de la classe des Entognathes (prédateurs et herbivores)

51 51 Enchytréides E des sols, Barot Embranchement des Annélides, classe des Oligochètes Vivent dans la litière et dans lhorizon organique du sol Mangent la litière, mycélium, fèces

52 52 Les vers de terre E des sols, Barot Embranchement des Annélides, classe des Oligochètes Généralement hermaphrodites, avec fertilisation croisée. Certains sont parthégnogénétiques Production dœufs enfermés dans des cocons

53 53 Les vers de terre E des sols, Barot Taille très variables (de un cm à plusieurs mètres) Vivent dans tous les écosystèmes non désertiques Probablement plus de 6000 espèces dont seulement la moitié a été décrite

54 54 Les vers de terre E des sols, Barot 5 groupes écologiques

55 55 Les vers de terre E des sols, Barot Des ingénieurs des écosystèmes Décomposition de la matière organique Structure du sol Infiltration de leau

56 56 Les myriapodes (Sous-embranchement) E des sols, Barot Embranchement des arthropodes Classe des Diplopodes Structure du sol Infiltration de leau Classe des Chilopodes Iule: Consomme la litière ou le mycélium Scolopendre : Prédateur

57 57 Les Isopodes (Classe) E des sols, Barot Embranchement des arthropodes, Sous embranchement des Crustacés Détritivore Rôle dans la décomposition de la litière Cloportes

58 58 Les Insectes (Classe) E des sols, Barot Embranchement des arthropodes Lépidoptère Nombreuses larves Coléoptère Diptère

59 59 Hyménoptères (ordre) E des sols, Barot Fourmis Aspect ingénieur Récolte de matière organique Très grande diversité de régime alimentaire

60 60 Isoptères (Ordre) E des sols, Barot Termites Très nombreuses surtout dans les régions tropicales Mode de vie social comme les fourmis Existence de différentes castes

61 61 Termites E des sols, Barot Aspect ingénieur Galerie Placage Termitières Buttes Récolte dargile

62 62 E des sols, Barot Termites Effet sur le recyclage de la MO Consomment essentiellement de la matière organique végétale morte Termites humivores Termites lignivores Termites récoltant des restes dherbacées Comment digérer la cellulose et la lignine?

63 63 E des sols, Barot Termites Assimilation de la MO Symbioses avec des protozoaires intestinaux (qui contiennent des bactéries!) Termites champignonnistes Recyclage des nutriments Création de taches de fertilité

64 64 E des sols, Barot Quels autres organismes? Les racines!!! Modifient lenvironnement physico- chimique Apporte de la MO (racines morte) Apporte de petites molécules (déchets? énergie? signaux?) Interactions avec la microflore, les protozoaires…

65 65 Photos mystère E des sols, Barot Mycélium attrape nématode Gloméris : diplopode Collembole géant NZ Cannibalisme entre acariens


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