Evolution des teneurs en polysaccharides

Chapitre IV: Efficacité des composts a stabiliser des agrégats de sol : lien avec leur degré de maturité_________

120

par rapport au reste de la biomasse microbienne totale. La figure IV-13 donne l’évolution de ce ratio au cours des incubations. Pour les sols incubés seuls, les champignons représentent 60% de la biomasse microbienne totale dans la première série d’incubation et 45% lors de la deuxième série.

Lors des incubations à 28°C avec les composts immatures, la proportion du carbone fongique représente environ 63% du carbone total d’origine microbienne et environ 80% à 4°C. En présence des composts mûrs, les proportions du carbone fongique par rapport au carbone total d’origine microbienne sont de 43 et 55% respectivement pour les incubations à 28 et à 4°C. Ces chiffres confirment la dominance des champignons lorsque la température est faible. Sur l’ensemble des mesures, les champignons sont majoritaires dans le compartiment biologique puisqu’ils représentent 63% de la population microbienne totale. Cette proportion est proche des 54% calculés par Djajakirana et al (1996).

Cependant, dans plusieurs points de nos cinétiques (essentiellement au départ des incubations et durant l’incubation à 4°C de l’OMRi), les proportions du carbone fongique sont supérieures au carbone attribué à la population microbienne totale. Au départ de nos incubations, les niveaux de la biomasse microbienne peuvent être biaisés parce qu’on a utilisé du sol initialement sec. Mais, le cas de l’OMRi incubé à 4°C montre que le coefficient proposé par Djajakirana et al (1996) ne permettrait pas d’évaluer le pourcentage de carbone fongique dans toute les situations, ou bien que le rendement d’extraction des champignons par la méthode de fumigation-extraction, utilisée pour l’extraction de la biomasse totale, n’est pas comparable au rendement d’extraction de l’ergostérol.

2.2.3. Evolution des teneurs en polysaccharides

121 Figure IV- 13 : Evolution du ratio Ergostérol/Biomasse microbienne au cours des incubations des mélanges « sol+compost » en conditions contrôlées de laboratoire.

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0

Composts Immatures Composts Immatures 4°C

28°C

Composts Mûrs 4°C Composts Mûrs

28°C

DVBi OMRi BIOi T DVBi OMRi BIOi T

DVBi OMRi BIOi T DVBi OMRi BIOi T

DVBm OMRm BIOmT DVBm OMRm

BIOmT DVBm

OMRm BIOmT DVBm OMRm BIOmT

Chapitre IV: Efficacité des composts a stabiliser des agrégats de sol : lien avec leur degré de maturité_________

122

teneurs mesurées en présence du compost OMRi sont significativement plus élevées (p<0,01) que celles mesurées en présence des composts DVBi et BIOi qui ne sont pas différentes entre elles.

En présence des composts immatures, l’effet de la température d’incubation est significativement perceptible au seuil de 1%, avec des teneurs en polysaccharides extractibles à l’eau chaude dans les traitements incubés à 4°C supérieures à celles mesurées dans les traitements à 28°C.

Avec les composts mûrs, les teneurs en polysaccharides extractibles à l’eau chaude mesurées dans les traitements incubés à 28°C présentent également une cinétique en deux phases : diminution des teneurs durant les deux premières semaines puis stabilisation jusqu’à la fin des incubations à des teneurs statistiquement supérieures à celles du sol témoin (p<0,05). Il n’y a pas de différences significatives entre les 3 composts.

A 4°C, les teneurs en polysaccharides extractibles à l’eau chaude des mélanges avec les composts mûrs diminuent durant les deux premières semaines d’incubation. Ensuite les teneurs fluctuent faiblement jusqu’à la fin des incubations. Sur l’ensemble de l’incubation, les teneurs sont similaires en présence des composts DVBm et OMRm, ces teneurs étant significativement supérieures aux teneurs détectées dans le sol témoin, elles-mêmes similaires à celles mesurées en présence du compost BIOm.

Comme avec les composts immatures, les teneurs en polysaccharides mesurées à 4°C sont statistiquement supérieures (p<0,01) à celles mesurées à 28°C.

Le degré de maturité des composts n’influence pas toujours l’évolution des concentrations en polysaccharides au cours des incubations. Ainsi, à 28°C, elles sont similaires dans les incubations avec les composts OMR et BIO aux deux stades de maturité. En revanche, avec le compost DVB on observe une diminution significative des teneurs en polysaccharides extractibles à l’eau chaude quand l’incubation est réalisée avec le compost mûr par rapport aux concentrations mesurées en présence du compost immature. A 4°C, c’est avec le compost OMR qu’on observe une diminution significative des concentrations en polysaccharides extractibles à l’eau chaude quand l’incubation est faite avec le compost mûr. En revanche, les résultats obtenus avec les composts DVB et BIO sont similaires aux deux stades de maturité testés.

Polysaccharides extractibles à l’acide dilué

L’évolution des concentrations en polysaccharides extractibles à l’acide dilué au cours des incubations est présentée dans la figure IV-15. Les concentrations sont environ 10 fois plus élevées que celles en polysaccharides extractibles à l’eau chaude.

A 28°C comme à 4°C, les teneurs en polysaccharides extractibles à l’acide dilué évoluent peu au cours des incubations avec les composts immatures. Elles fluctuent autour d’une concentration moyenne de 2,2 mgC.g^-1sol sec, concentration significativement plus élevée que dans le sol seul, mais sans différence significative entre composts, ni entre température d’incubation.

123 Figure IV-14 : Evolution des concentrations en polysaccharides extractibles à l’eau chaude au cours des incubations des mélanges « sol+compost » en conditions contrôlées de laboratoire.

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336

C-polysaccharides extractibles à l'eau chaude (mg.g-1 sol sec)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336

C-polysaccharides extractibles à l'eau chaude (mg.g-1 sol sec)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336

C-polysaccharides extractibles à l'eau chaude (mg.g-1 sol sec)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336

C-polysaccharides extractibles à l'eau chaude (mg.g-1 sol sec)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

DVBm OMRmBIOm T DVBm OMRmBIOm T

Composts Immatures Composts Immatures 4°C

28°C

Composts Mûrs Composts Mûrs 4°C

28°C

DVBi OMRi BIOi T DVBi OMRi BIOi T

DVBi OMRi BIOi T DVBi OMRi BIOi T

DVBm OMRm BIOm T DVBm OMRm BIOm T

DVBm OMRmBIOm T DVBm OMRmBIOm T

124

En présence des composts mûrs, les teneurs en polysaccharides extraits à l’acide dilué évoluent peu également à 28 comme à 4°C, sans différences significatives entre températures d’incubation. Elles sont en général significativement supérieures à celles mesurées dans le sol seul témoin.

A 28°C, les concentrations en polysaccharides extractibles à l’acide dilué sont statistiquement plus élevées (p>0,01) en présence des composts DVB et OMR immatures par rapport aux mêmes composts mûrs. A 4°C, le degré de maturité des composts a un effet significatif pour les 3 types de compost avec des concentrations supérieures en présence des composts immatures par rapport aux mêmes composts mûrs.

Les quantités théoriques de polysaccharides que les composts apportent aux mélanges, sont dans la plupart des cas plus élevées par rapport à celles effectivement mesurées au départ des incubations, ce qui pourrait être du à la consommation rapide de ces polysaccharides pendant les 2 heures nécessaires à l’humectation des mélanges (tableau IV-7), ce qui pourrait expliquer la croissance fongique observée durant cette période qui utiliserait ces polysaccharides comme source d’énergie. Une autre explication pourrait être l’adsorption des polysaccharides dans le sol, observée par Guckert (1973).

Les polysaccharides extraits à l’eau chaude sont essentiellement composés de polysaccharides extracellulaires d’origine microbienne (Haynes et Francis, 1993). Ils peuvent également avoir en partie une signature végétale (Puget et al, 1999). En revanche, l’hydrolyse à l’acide dilué permet d’extraire tous les polysaccharides hormis les polysaccharides végétaux d’origine structurale comme la cellulose (Angers et al, 1988). Les cinétiques d’évolution des teneurs en polysaccharides varient de façon similaire pour les deux types de polysaccharides et pour les différents composts. Les polysaccharides extractibles à l’eau chaude représentent environ 8,2% (±1,2%) des polysaccharides extractibles à l’acide dilué.

Aux deux températures d’incubation, les teneurs en polysaccharides extractibles à l’eau chaude et à l’acide dilué sont plus élevées avec les composts immatures qu’avec les composts mûrs. Ceci est en partie dû aux teneurs plus importantes en polysaccharides des composts immatures par rapport aux composts mûrs. La stimulation de l’activité microbienne du sol comme le montrent le dégagement de CO2 et l’augmentation des biomasses microbiennes et fongiques explique également les teneurs plus importantes en polysaccharides en présence des composts immatures. De telles augmentations sont classiquement observées après apports de matières organiques exogènes (Sidi, 1987 ; Roldan et al, 1994 ; Caravaca et al, 2003). La production de polysaccharides extractibles à l’eau chaude augmente avec l’intensité de la stimulation de l’activité microbienne ; elle est donc plus importante lors des apports de composts immatures.

125 Figure IV-15: Evolution des concentrations en polysaccharides extractibles à l’acide dilué au cours des incubations des mélanges « sol+compost » en conditions contrôlées de laboratoire.

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336

C-polysaccharides extractibles au H2SO4 (mg.g-1 sol sec)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336

C-polysaccharides extractibles au H2SO4 (mg.g-1 sol sec)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336

C-polysaccharides extractibles au H2SO4 (mg.g-1 sol sec)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Temps (jours)

0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 308 322 336

C-polysaccharides extractibles au H2SO4 (mg.g-1 sol sec)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Composts Immatures Composts Immatures 4°C

28°C

Composts Mûrs 4°C Composts Mûrs

28°C

DVBi OMRi BIOi T DVBi OMRi BIOi T

DVBi OMRiBIOi T DVBi OMRiBIOi T

DVBm OMRm BIOm T DVBm OMRm BIOm T

DVBm OMRm BIOmT DVBm OMRm BIOmT

___

126

Tableau IV-7 : Comparaison entre les quantités de polysaccharides extractibles à l’eau chaude et à l’acide dilué théoriquement apportées par les composts et les quantités effectivement dosées 2 heures après la réalisation des mélanges.

1^ère série d’incubation 2^ème série d’incubation T DVBi OMRi BIOi T DVBm OMRm BIOm Teneur dans les composts

(mg C.g^-1 compost sec) - 5,98 5,82 5,34 - 3,65 1,83 2,76

Masse de compost apportée

pour 125 g de sol sec - 2,25 2,81 2,46 - 2,64 4,33 3,53

Quantité théorique apportée par les composts (mg C.g^-1sol

sec) - 0,11 0,13 0,10 - 0,08 0,06 0,08

Quantité dosée à J0 (mg

C.g^-1 sol sec) 0,14 0,20 0,32 0,17 0,13 0,21 0,17 0,18

Polysaccharides extractibles à l’eau chaude

Quantité issue des composts (mg C.g^-1 sol

sec) 0 0,06 0,18 0,03 0 0,08 0,03 0,05

Teneur dans les composts

(mg C.g^-1 compost sec) - 37,78 23,63 32,54 - 21,12 6,72 10,80

Masse de compost apportée

pour 125 g de sol sec - 2,25 2,81 2,46

- 2,64 4,33 3,53

Quantité théorique apportée par les composts (mg C.g^-1sol

sec) - 0,68 0,53 0,64 - 0,45 0,23 0,30

Quantité dosée à J0 (mg

C.g^-1 sol sec) 1,98 2,29 2,41 2,16 1,73 2,14 2,04 1,99

Polysaccharides extractibles à l’acide dilué

Quantité issue des composts (mg C.g^-1 sol

sec) 0 0,31 0,43 0,18 0 0,41 0,31 0,26

A 28°C, la stimulation de l’activité microbienne est très rapide. Les polysaccharides microbiens sont facilement biodégradables. A cette température élevée, ils doivent donc être dégradés très rapidement après leur synthèse. En revanche à 4°C, la minéralisation des composts se fait plus lentement et les polysaccharides synthétisés persistent plus longtemps dans le sol. Les concentrations sont maximales en présence du compost le moins stable, l’OMRi, et les teneurs maximales mesurées sont corrélées significativement à la proportion de C des composts minéralisée (tableau IV-8).

Chapitre IV: Efficacité des composts a stabiliser des agrégats de sol : lien avec leur degré de maturité_________

___

127 En revanche, les concentrations en polysaccharides extractibles à l’acide dilué restent pratiquement constantes durant toute la durée des incubations à 4 comme à 28°C. Ces polysaccharides sont en partie d’origine végétale. La décomposition progressive de la matière organique des composts, en grande partie d’origine végétale, doit s’accompagner de la libération de ces polysaccharides extractibles à l’acide dilué. Les concentrations mesurées sont d’ailleurs corrélées aux proportions de cellulose des composts (tableau IV-12). Des processus similaires de synthèse continue tout au long des incubations expliquent sans doute également la présence de polysaccharides extractibles à l’eau chaude tout au long des incubations.

Tableau IV-8 : Coefficients de corrélation « r » entre les caractéristiques initiales des composts et les teneurs moyennes et maximales en polysaccharides au cours des incubations (corrélations faites avec les quantités apportées au départ des incubations).

Caractéristiques initiales des composts Polysaccharides extractibles à l’eau chaude Polysaccharides extractibles à l’acide dilué

moyenne maximale moyenne maximale

COT 0,34 0,29 0,80** 0,57

C/N 0,48 0,58 0,81** 0,54

C0 0,63* 0,73** 0,92** 0,69*

SOLU -0,58* -0,63* -0,95** -0,72**

HEMI 0,50 0,62* 0,64* 0,30

CELL 0,63* 0,75** 0,85** 0,77**

LIGN -0,19 -0,42 0,34 0,11

Lipides 0,59* 0,86** 0,33 0,32

Polysaccharides extractibles à l’eau chaude 0,57 0,61* 0,95** 0,72**

Polysaccharides extractibles à l’acide dilué 0,36 0,31 0,86** 0,56 * et ** indiquent une significativité aux seuils de 5% et 1%, respectivement.

No documento Stabilisation de la structure d’un sol limoneux par des apports de composts d’origine urbaine: relation avec les (páginas 131-138)