Effects of temperatures near the freezing point on N2O emissions, denitrification and on the abundance and structure of nitrifying and denitrifying soil communities.

Wertz, S., Goyer, C., Zebarth, B.J., Burton, D.L., Tatti, E., Chantigny, M.H., et Filion, M. (2013). « Effects of temperatures near the freezing point on N2O emissions, denitrification and on the abundance and structure of nitrifying and denitrifying soil communities. », FEMS Microbiology Ecology, 83(1), p. 242-254. doi : 10.1111/j.1574-6941.2012.01468.x  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Dans les régions tempérées, le réchauffement climatique pourrait entraîner une baisse des températures du sol l’hiver en raison de la réduction de la couverture de neige. Nous avons étudié les effets de températures proches du point de congélation sur les émissions de N2O, sur la dénitrification ainsi que sur l’abondance des organismes nitrificateurs et dénitrificateurs du sol et la structure de leur communauté. Nous avons incubé des microcosmes de sol enrichis en NO3־ seulement ou en NO3־ et en résidus de trèfle rouge durant 120 jours à des températures de -4°C, -1°C, +2°C ou +5°C. Dans les microcosmes amendés avec des résidus, plus la température était élevée, plus les émissions de N2O et la dénitrification aux jours 2 et 14 étaient fortes. Par contre, après le jour 14, les émissions de N2O et la dénitrification étaient les plus fortes à -1°C. Des émissions substantielles de N2O n’ont été observées qu’au jour 2 à +2°C et à +5°C, tandis qu’à 1°C, des émissions de N2O ont été observées tout au long de l’expérience. Les bactéries oxydantes de l’ammoniac (BOA), les archées oxydantes de l’ammoniac (AOA), les bactéries de type Nitrospira et les bactéries dénitrificatrices possédant le gène nirK étaient les moins abondantes dans les sols à -4°C, alors la température n’a eu aucun effet sur l’abondance des bactéries de type Nitrobacter et des bactéries dénitrificatrices possédant le gène nirS. La structure des communautés de bactéries dénitrificatrices possédant le gène nirK ou nirS et des bactéries de type Nitrobacter était différente dans les sols de température inférieure à zéro et supérieure à zéro. La structure des communautés de BOA et d’AOA a aussi varié mais pas de façon systématique entre les sols gelés et non gelés. Nos résultats montrent des modifications par le gel de certaines communautés d’organismes nitrificateurs et dénitrificateurs, ainsi qu’une stimulation surprenante des émissions de N2O à -1°C en présence de NO3־ et de C.

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