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Science du sol > Chapitre 4: La phase solide organiqueé: vie du sol et matière organique > Flashcards

Chapitre 4: La phase solide organiqueé: vie du sol et matière organique Flashcards

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1
Q

Faune du sol

A

Biophages: vivants et saprophages: morts
1- Microfaune( 4 mm)
Annélides (lombricidés), vers
de terre ET Insectes (fourmis,
coléoptères, termites) ET Petits vertébrés (marmotte, écureuil)

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Q

Les vers de terre

A

1-Les deux espèces de vers de terre les plus répandues en Amérique du Nord et en
Europe sont: Lumbricus terrestris et Aporrectodea tuberculata
2-Épigés (Dendrobaena
octaedra): Petite taille (

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3
Q

Rôle de la faune de sol

A 
1-Action mécanique
--fragmentation m.o.
--mélange m.o à matière minérale
--formation agrégaats
2-Action chimique
--Vers de terre principalement
--Remonter en surface les éléments lessivés (Ca)
--Déjections riche en K, P, Mg
--Enzymes digestives
3-Action biologique 
--Stimule la flore microbienne
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4
Q

Microoragnismes du sol

A

1-Procaryotes
(sans noyau) : Actinomycètes et Bactéries
2- Eucaryotes (noyau, chromosomes): Mycètes (levures,
moisissures, champignons) et Algues

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Q

Bactéries

A

1-Groupe diversifié
2-Participent activement à toutes les réactions impliquant la matière organique
3-Classification selon
–Caractéristiques
–Milieu de vie (aérobies vs anaérobies)
–Source d’énergie
i-Hétérotrophes: Décomposition de la matière organique
ii-Autotrophes: Énergie du soleil et minéraux
ii-Semi-autotrophes: Symbiotiques (ex: Rhizobium) et Non symbiotiques (Azotobacter, Clostridium)
4- Facteur: Aération, Teneur en eau (60% de la capacité au champ), Température (21-38 oC), pH (6-8), Ca2+ échangeable et M.o. (source de C)

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6
Q

Bactéries et le cycle de N

A 
-1Bactéries nitreuses: NH3 HNO2 et NO2- Nitrosomonas
2-Bactéries nitriques: NO2
- HNO3 et NO3- Nitrobacter
3-Bactéries réorganisatrices: NO3 - N organique- Enterobacter
4-Bactéries dénitrificatrices: NO3
- N2(g), N2O(g), NO(g)
-Pseudomonas
5-Cyanobactéries :Fixent l’azote
atmosphérique
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7
Q

Actinomycètes

A

1-Bactéries d’aspect ramifié comme un champignon
2-Streptomyces
3-Sensibles à l’acidité, pH optimum 6-7,5
4-Tolèrent les températures élevées
5-Production d’antibiotiques et de vitamines
6-Symbiose en milieu forestier (Frankia-aulne)

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8
Q

Mycètes (champignons)

A

1-Groupe très diversifié
2-Levures, moisissures, autres champignons
3-Classification selon la taille: Macromycètes et Microcycètes
4-Classification selon le type de spores: Basidiomycètes et Ascomycètes
5- Action:
–Moisissures: impliquées dans la décomposition de la m.o. et Résistantes à l’acidité
–Mycorhizes: Réseau d’hyphes, Augmente la surface de contact sol-racine d’environ 400 fois, Mycorhizes endotrophes et Mycorhizes ectotrophes

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9
Q

Algues

A

1-Unicellulaires ou multicellulaires
2-Certaines sont capables de photosynthèse
3-Fixation du CO2 et du N2(g)
4-Trois groupes:
–Algues vertes (sols acides et humides)
–Algues jaunes vertes
–Diatomées (sols bien drainés, riches en m.o.)

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10
Q

Rôle de la microflore

A

1-Décomposition et humification de la matière organique
2-Altération et dissolution des minéraux
3-Développement de la structure du sol (hyphes fongiques, produits de décomposition, exsudats racinaires)
4-Nutrition des plantes (minéralisation, ammonification et nitrification)

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11
Q

Type de microflore

A

1-Microflore de décomposition: Décomposition de la m.o. fraîche
2-Microflore d’assimilation:
Rhizosphère, Mobilise les substances nutritives dans des
complexes argilo-humiques. et Les éléments sous cette forme sont disponibles aux plantes

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12
Q

Matière organique

A

1-Accumulation de résidus végétaux, animaux et microbiens partiellement décomposés et partiellement resynthétisés

  • -Organismes vivants
  • -Résidus de décomposition
  • -Produits secondaires de la dégradation microbienne
  • -Substances humiques
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13
Q

Importance de la m.o.

A 
1-Propriétés physiques du sol:
--Couleur
--Rétention en eau
--Structure 
2-Propriétés chimiques du sol:
--Groupes fonctionnels acides
--pH
--Échanges ioniques
--Minéralisation 
2-Propriétés biologiques du sol:
--Source d’éléments nutritifs
--Support
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14
Q

M.o. Contient:

A

M.O.: (Litière et…)
1-Fraction légère
2-Biomasse microbienne
3- Humus:
–Substances humiques :Acides humiques, Acides fulviques et Humine
–Substances non humiques:
Hydrates de C,N, P, S org., Composés aromatiques,Acides organiques et Lipides
4-Fraction active: organismes vivants, débris en décomposition et produits transitoires
5-Fraction stable: composés humiques

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15
Q

Substances non humiques

A

1- Hydrates de carbones
–glucides simples (+facile dégrader)
–hémicelluloses
–pectines
–cellulose
–lignines(+ diff à dégrader
2-hydrates de carbone: paille céréale, tiges maïs, moutard et ray-grass
3- Hémicelluloses:
–Polymères de sucres autres que le glucose
–Dégradées en même temps que la cellulose (mais dégradation des
hémicelluloses plus facile)
4- Cellulose: polymère de glucoses et structure en fibres
–milieu aéré et neutre: bactéries aérobie(humine microbienne) et champignons (acide humique et humine)
–milieu aéré et acide: champignon seul (cellulose non décomposé accumulé)
– milieu asphyxiant et humide: bactéries anaérobies (méthane et hydrogène
5- Lignines: composé aromatiques importants
6- Azote organique: 90%
–Azote minéral (inorganique): NH4+ dont la majorité est liée aux
minéraux, NO3- = présent, mais ne s’accumule pas
7-soufre organique : Deux catégories de composés organiques: C-O-S (ester) et C-S
8- Phosphore organique: formes organiques: inositols phosphates

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16
Q

Substances humiques

A 
1-Fraction stable de la matière
organique
2-Fraction la plus réactive
chimiquement :Plusieurs groupes fonctionnels acides et basiques 
3-charge variable
4-Définition...
--Fraction insoluble-humine
--Précipité-acide humiques
--fraction soluble-acide fulviques
17
Q

Comlexe argilo-humique

A

humique (-) et argilo(-) avec Ca2t entre

18
Q

Groupe fonctionnel

A

1-Groupe d’atomes dans une molécule qui possèdent une certaine réactivité
2-Groupes fonctionnels acides: donneurs de protons (H+)
–principaux: Carboxyliques (R-COOH), Phénoliques (Ar-OH), Énoliques (R1R2C=C-R3OH)
–dév charge négative dependament du pH (charge variable)
3-Groupes fonctionnels basiques: accepteurs de protons (H+)
–principaux: AZOTE: amine, amide, imine, pyridine, SOUFRE: sulfhydryl (R-SH)
–dév charge positive

19
Q

Substances humiques: composition élémentaire

A 
Élément 
1-Carbone(C) 
--Acides humiques:53,8-58,7 
-- Acides fulviques: 40,7-50,6
2-Oxygène (O) 
--Acides humiques:32,8-38,3 
--Acides fulviques: 39,7-49,8
20
Q

Substances humiques: Groupes fonctionnels

A 
Acidité totale
--Acides humiques:560-890
-- Acides fulviques: 640-1420
COOH 
--Acides humiques:150-570
-- Acides fulviques: 520-1120
21
Q

Substances humiques

A 
1-Contenu en C
--Acides humiques:+
--Acides fulviques: -
2-Contenu en O
--Acides humiques: -
-- Acides fulviques: +
Acidité total
3---Acides humiques-
-- Acides fulviques: +
4-Taille
--Acides humiques:+
-- Acides fulviques: -
22
Q

Acides fulviques et Acides humiques

A

1-Acide fulvique
– N non protéique
—COOH, -OH
– tout milieux: acides mal drainés, champigno
– petite taille ( pour substance humique)
2- Acides humiques
–Molécules polymérisées (complexes)
–N, sucres réducteurs, noyaux
aromatiques
–Plus grosses (jusqu’à 100000 g/mol)
–Acides humiques gris (mull calcique): Sols riches en minéraux calcaires
–Acides humiques bruns (moder): Sols légèrement acides, pauvres en calcium
–Humine: héritée ou résiduelle (lignine diminution de -OCH3+, augmentation de -COOH), humine d”insolubilisation, humine microbienne, humine évoluée (polycondensation)

23
Q

Humus

A 
1- Propoiétés
--Réaction acide (humates ....)
--Hydrophile
--Colloïdes électronégatifs
--Structure du sol -> complexes argilohumiques
--Azote (3 à 6%), phosphore, soufre
--C/N = 10-12
2-Humus forestiers: mull, mor, moder, anmoor, mor tourbeux
24
Q

Évolution M.O

A 
1-Minéralisation primaire
--Phase de prolifération microbienne
--Phase de décroissance microbienne
2-Humification (substances humiques)
--Insolubilisation
--Héritage
--Néosynthèse microbienne
3-Minéralisation secondaire
25
Q

Rapport C/N

A 
1-Les microorganismes ont des exigences nutritionnelles
2-Dégradation des la matière organique: équilibre carbone/azote (C/N) est important
--Affecte le taux de décomposition
--Affecte la quantité d’humus formée 
3- C/N  ÉLEVÉ de la nouvelle m.o.
--Beaucoup de carbone
--Peu d’azote
--Compétition microorganismes et
plantes pour l’azote assimilable
(azote de la nouvelle matière
organique + azote du sol) 
--IMMOBILISATION DE L'AZOTE
4- C/N FAIBLE
--Peu de carbone
--Beaucoup d’azote
--Trop d’azote pour les besoins
--MINÉRALISATION DE L'AZOTE
26
Q

Rapport C/N- résidus organiques

A

1- C/N 100- forte immobilisation avec peu d’azote
3-Cherche rapport équilibré:
–Pas trop élevé pour éviter
l’immobilisation de l’azote
–Pas trop faible pour éviter une
minéralisation trop intense et des
pertes d’azote.
–Le rapport C/N « idéal » dépend de la composition de la m.o. apportée
4-Résidu en décomposition ayant un C/N optimal:
–35% du C est transformé en humus
–65% du C perdu en CO2
–Le rapport C/N de l’humus formé: 10/1
5- Les résidus en décomposition n’ont pas tous un C/N optimal, ce qui affecte:
–Vitesse (taux) de décomposition
–Quantité d’humus formée
6- Rendement en humus: produit par amendement organique, s’estime avec coefficient isohumique

27
Q

Bilan humique

A

Variation de la m.o. du sol =
M.O. ajoutée au sol (Amendement organiques , réside de culture= coefficient isohumique)
MOINS
M.O. décomposée (minéralisation de l’humus= coefficient de minéralisation)

28
Q

Analyse et fractionnement de la m.o.

A 
1-Carbone organique et m.o.
2-Carbone total (combustion)
3-Extraction et fractionnement des substances humiques
4-Analyse des fibres
-- Matière organique soluble (SOL)
--Hémicellulose (HEM)
--Cellulose brute (CEL)
--Lignine-cutine (LIC)
--ISB (Indice de stabilité biologique)
29
Q

Cycle de l’azote- en général

A 
1- Minéralisation:
--Protéolyse
--Ammonification
--Nitrification
2-Réduction des nitrates
3-Fixation de l’azote moléculaire
4- immobilisation/minéralisation= rapport C/N
30
Q

Cycle de l’azote-minéralisation

A

1-Protéolyse
–Dégradation des protéines
–Libération de l’azote immobilisé dans les protéines: Acides aminés et Urée
–Enzymes bactériennes
2-Ammonification (hydrolyse) (ph)
–Formation d’ion ammonium (NH4+) ou d’ammoniac [NH3(g)]
–Acides aminés et l’urée issus de la protéolyse
–Urée + H2O = 2NH3(g) + CO2
–NH3(g) + H+ = NH4+
3-Nitrification (oxydation)
–Formation de nitrates (NO3-) à partir des ions ammonium (NH4+)
–Se fait en 2 étapes:
Nitritation (Nitrosomonas) 6e-
Nitratation (Nitrobacter) 2e-

31
Q

Cycle de l’azote- Réduction des nitrates

A 
1-Réduction assimilatrice:
--Absorption des NO3- par les
microorganismes pour produire des NH4+ (acides aminés)
--IMMOBILISATION
2-Réduction dissimilatrice:
--Dénitrification (microorganismes): !NO3- NO2- NO(g) N2O(g) N2(g)
--Chimiodénitrification (NO2- en N2(g))
--Réduction complète en NH4+ (conditions anaérobies) 
--PERTES GAZEUSES
3-Facteurs:
--Disponibilité du NO3-
--Source de C métabolisable
--Humidité du sol
--Aération du sol
--pH du sol
--Température du sol
4- Que devienne-t-il? (nitrates)
--Immobilisation par les microorganismes (C/N)
--Dénitrification [NO(g), N2O(g), N2(g)] (réduction)
--Absorption par les plantes
--Lessivage
--(Accumulation)
--Ruissellement/Érosion
5- Que devient l'ammonium NH4+?
--Immobilisation par les microorganismes (C/N)
--Absorption par les plantes
--Fixation par les phyllosilicates 2:1
(accumulation)
--Transformation en NH3(g)
--Nitrification (NH4+ -> NO2- -> NO3-) (oxydation)
--Ruissellement/Érosion
32
Q

Cycle de l’azote: fixation symbiotique de l’azote moléculaire

A 
1-Enzyme nitrogénase: Sensible à l’O2
2-Types de fixation : 
--Symbiotiques ex: légumineuses-Rhizobium
--Asymbiotiques (Azotobacter, Clostridium, Cyanobactéries)
3- Conditions: 
--Protection de l’enzyme
--Mo, Fe, P (cofacteurs)
--Absence de NH4+ (fixation)
--Absence de NO3- (nodulation)
--Énergie (photosynthèse)
33
Q

Cycle du phosphore

A

1-Minéralisation du phosphore organique
2-Immobilisation du phosphore soluble
3-Microorganismes et disponibilité du phosphore inorganique
–Bactéries dissolvant le phosphore inorganique
–Mycorhizes

34
Q

Cycle phosphore-procédés

A

1- Minéralisation du phosphore oranique:
P org= Formes ioniques disponible aux plantes (h2PO4- et HPO42-= i. rétention et
ii. précipitation en minéraux solide (P non dispo)
2- immobilisation du phosphore org
– m.o. s’incorpore dans les microorganismes
3- Bactéries et disponibilité du P inorganique:
–microorganismes (bactéries) capables de dissoudre le P inorg:
Prod acide org et inoculation
–p inorg (P-Al, P-fe, P Ca = minéraux solide avec P non dispo) —> formes ioniques dispo aux plantes (H2PO4W et HPO42-)
4-Mycorhizes
–Champignons (symbiose)
–Absorption du P par le champignon puis transfert à la plante hôte
–Ectomycorhizes (arbres, structures visibles)
–Endomycorhyzes (arbres, arbustes, plantes herbacées)
–Inoculum

35
Q

Cycle du soufre

A

1-Minéralisation du soufre organique
–S org devient sulfates, sulfures, composés volatils
–Microorganismes hétérotrophes: Bactéries, champignons
–Eau, pH, température, P disponible
2-Oxydation du soufre (perte d’e-)
–H2S, S ….. oxydés en SO42-
–Bactéries (Thiobacillus)
3-Réduction du soufre (gain d’e-)
–Utilisation des sulfates et sulfites
comme accepteurs d’électrons lors de l’oxydation de composés organiques
–Desulfovibrio et Desulfotomaculum
4-Immobilisation du soufre
–Incorporation des sulfates dans les tissus des microorganismes lorsque le soufre est peu abondant
–C/S > 300 (cellulose)
–C/S > 110 (fumiers)

36
Q

Cycle carbone

A

1-Minéralisation du carbone organique (CO2)

2-Humification: Formation de substances humiques

37
Q

Cycle potassium

A

Minéralisation, absorption par les racines… voir tableau

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