Microbial distribution in an eroded landscape: Buried A horizons support abundant and unique communities.

Helgason, B.L., Konschuh, H.J., Bedhard-Haughn, A., VandenBygaart, A.J., et VandenBygaart, A.J. (2014). « Microbial distribution in an eroded landscape: Buried A horizons support abundant and unique communities. », Agriculture, Ecosystems and Environment, 196, p. 94-102. doi : 10.1016/j.agee.2014.06.029  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les paysages en bosses et creux sont naturellement sensibles à l’érosion due à l’eau et au travail du sol. Le mouvement descendant des matériaux entraîne leur accumulation dans des zones de dépôt et l’exposition du sous-sol aux endroits érodés, ce qui affecte le cycle du C et la productivité à l’échelle du paysage. Une érosion prolongée ou extrême peut créer des profils pédologiques inversés, où les matériaux de surface riches en C se retrouvent profondément enfouis. La décomposition de ce C est en grande partie tributaire du potentiel de biodégradation par des microorganismes, qui a des répercussions à long terme sur la dynamique du C dans les agroécosystèmes. Notre objectif était d’évaluer si la redistribution du sol le long des pentes érodées provoquait des changements dans la structure de la communauté microbienne du sol, à la fois latéralement, à l’échelle du paysage, et verticalement, dans le profil pédologique. À l’aide d’une analyse des acides gras phospholipidiques (AGP) et du séquençage de l’ADN à haut débit, nous avons analysé l’abondance, la diversité et la structure des communautés microbiennes dans un paysage érodé. Nous avons constaté que l’abondance microbienne et la structure des communautés étaient fortement liées à un gradient de profondeur dans la couche de sol située près de la surface (0 à 20 cm). Dans une zone de dépôt située sur un revers, une biomasse microbienne viable a été détectée dans l’horizon A (à une profondeur de 85 cm), dans une couche enfouie riche en C contenant une importante biomasse viable (10,1 à 18,8 μg d’AGP g-1 de sol). La concentration de carbone organique du sol (COS) présentait une corrélation significative (r = 0,40; p < 0,001) avec la concentration d’AGP dans toutes les zones, ce qui indique que l’abondance microbienne est déterminée par la disponibilité du C. Par contre, la structure des communautés était liée à l’origine du sol dans le paysage et pourrait être davantage tributaire de la composition du COS. Le pyroséquençage de l’ADN bactérien et fongique a montré que la diversité génétique était en grande partie maintenue dans les anciens sols de surface. Nos travaux montrent qu’une biomasse microbienne abondante est maintenue dans les sols enfouis riches en C, tandis que le COS est largement préservé pendant des décennies. La présence d’une communauté abondante et diversifiée porte à croire que la perte de C peut être supérieure lorsque les conditions évoluent, par exemple en raison du changement climatique ou d’une modification de l’utilisation des terres.

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