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Laboratoire de recherche: INRA Nancy, UR Biogéochimie des Écosystèmes Forestiers, 54280 Champenoux Kasaina Sitraka ANDRIANARISOA 15 Janvier 2009 4eme année,

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1 Laboratoire de recherche: INRA Nancy, UR Biogéochimie des Écosystèmes Forestiers, Champenoux Kasaina Sitraka ANDRIANARISOA 15 Janvier eme année, soutenance 11 Février 2009 Co-encadrant: Bernd ZELLER Contact: Séminaire 2009 de lécole doctorale RP2E, Nancy Directeur de thèse Etienne DAMBRINE

2 N organique NH 4 + NO 3 - Mineralisation Ammonification Nitrification Ecosystème forestier à faible intrant Litière Pluie Relation entre colonisation racinaire et disponibilité en nitrate en forêt Pluviolessivats 2 / 15

3 NO 3 - très mobile Biomasse racinaire faible NH 4 + peu mobile, Fixé par les charges négatives du sol, Biomasse racinaire forte ou association avec des mycorhizes Contexte La disponibilité en nitrate influence la biomasse et la croissance racinaire FaibleForte Disponibilité en nitrate Racines (Unité relative) Biomasse racinaire Production de racines 3 / 15 (Nadelhofer, 2000; Aber et al., 1985)

4 Contexte Selon les différentes espèces, la racine influence la disponibilité en nitrate dans le sol Activité potentielle de nitrification, nmol NO 3 - h -1 g -1 sol sec Aegopodium podagraria Deschampsia flexuosa Geum urbanum Convalaria majalis Poa nemoralis Rhizosphère Sol distant * * 4 / 15 (Olsson and Falkengren-Grerup, 2000) Espèces préférant les nitrates en culture hydroponique Espèces préférant lammonium en culture hydroponique Espèce intermédiaire

5 N organique Objectifs 1- Influence de la disponibilité des nitrates sur la biomasse racinaire 2- Influence de la croissance racinaire sur disponibilité des nitrates NH 4 + NO /

6 Site detude Remplacée par des plantations monospecifiques (1000 m²) Epicéa (Picea abies) Sapin (Abies nordmanniana) Douglas (Pseudotsuga menziesii) Hêtre (Fagus sylvatica ) Pin (Pinus laricio ) Forêt de Breuil (47°18 10, 4° 4 4) FRANCE Actuellement :10 à 20 m de hauteur, le TSF a 150 ans Altitude : 650 m Précipitation : 1280 mm Température : 9°C Sol : Alocrisols, 4

7 Résultats des études récentes sur le site experimental de Breuil Nitrification nette sous les différents peuplements HêtrePinDouglasSapinEpiceaTSF Potentiel net de nitrification, mg kg -1 sol j -1 Il existe deux groupes despèces par rapport à la nitrification Hetre, Pin et Douglas Hêtre Pin Douglas Sapin, Epicéa et TSF Sapin Epicéa TSF 7 / 15

8 Experimentation Echanges des carottes de sol entre les 6 peuplements (Hêtre, Pin, Douglas, Sapin, Epicéa et TSF) en Février 2006 TSF Douglas 15 cm Humus 8 cm n = 5 par espèce Exemple : entre le TSF et la plantation de Douglas 8 / 15

9 Douglas 50 cm 5 cylindres de sol, provenant du Sapin 16 mois 28 mois Dispositif expérimental et prélèvements 5 x 6 = 30 cylindres de sol PrélèvementCollecte de lhumus Mise en boite Echantillon témoin, non perturbé (n=5) 9 / 15

10 Analyses au laboratoire Echantillons de sol minéral (0-15 cm) NO 3 - et NH 4 + ont été extraits avec du K 2 SO M et dosés par colorimétrie Incubation de sol à 20°C pendant 42 j Pourcentage de nitrification [NO 3 - NO 3 - ] [NO 3 - ] final – [NO 3 - ] initial [NH4 + NO 3 - [NH4 + NO 3 - ] [NH4 + +NO 3 - ] final – [NH4 + +NO 3 - ] initial Les racines vivantes (<2mm) ont été collectées, séchées 65°C et pesées Les sols sont tamisés à 4 mm 10 / 15

11 Provenance des sols Peuplements récepteurs < > 75 Résultats des échanges de carottes : pourcentage de nitrification Pourcentage de nitrification Aucun changement Augmentation Les peuplements forts nitrifiant stimulent rapidement la nitrification 11 / 15

12 Peuplements récepteurs Provenance des sols Résultats des échanges de carottes : pourcentage de nitrification < > 75 Pourcentage de nitrification Aucun changement Augmentation Diminution Les peuplements peu nitrifiants réduisent assez lentement le pourcentage de nitrification 12 / 15

13 Résultats des échanges de cylindres de sols: poids de racines Provenance des sols Colonisation racinaire, t ha -1 Peuplements récepteurs La croissance racinaire dépend de lespèce et non de la disponibilité en nitrate dans le sol < – – 2.5 > / 15

14 Poids de racines, t ha Pourcentage de nitrification (Fr Fr) (FbFb) (FrFb) Forte croissance racinaire correspond à une diminution du pourcentage de nitrification Fr = Hêtre, pin et Douglas Fb = Forêt native, Sapin et Epicéa Influence de la racine sur le pourcentage de nitrification Faible croissance racinaire correspond à une augmentation du pourcentage de nitrification Fb = Faible nitrification Fr = Forte nitrification 14 / 15

15 Conclusions 1- Influence de la disponibilité des nitrates sur la croissance racinaire 2- Influence de la croissance racinaire sur disponibilité des nitrates NO / Croissance racinaire dépend de lespèce et non de la disponibilité des nitrates La croissance racinaire réduit le pourcentage de nitrification du sol

16 Merci pour votre attention


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