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Relations entre les communautés oxydant l’ammoniac, l’absorption de méthane dans le sol et les flux d’oxyde de diazote dans le sol enrichi en azote d’une plantation subtropicale

Yongsheng Wang, Shulan Cheng, Huajun Fang, Guirui Yu, Xueming Yang, Minjie Xu, Xusheng Dang, Linsen Li, Lei Wang, Relationships between ammonia-oxidizing communities, soil methane uptake and nitrous oxide fluxes in a subtropical plantation soil with nitrogen enrichment, European Journal of Soil Biology, Volume 73, March–April 2016, Pages 84-92, ISSN 1164-5563, http://dx.doi.org/10.1016/j.ejsobi.2016.01.008.

Résumé

Les oxydants d’ammoniac jouent un rôle essentiel dans la transformation de l’azote (N) et l’émission d’oxyde de diazote (N2O) dans le sol des forêts. On ne sait toujours pas si les oxydants d’ammoniac ont des effets sur les interactions entre l’absorption de méthane (CH4) et l’émission de N2O. Notre objectif précis est de tester les conséquences des changements au sein des communautés d’oxydants d’ammoniac induits par l’enrichissement en azote sur l’absorption de CH4 et l’émission de N2O du sol. Lors d’une expérience sur le terrain, deux formes (NH4Cl et NaNO3) et deux concentrations (40 et 120 kg N ha?1 an?1) de N ont été appliquées dans une plantation forestière subtropicale du sud de la Chine. Les flux de CH4 et de N2O dans le sol, l’abondance et la structure des communautés d’archées oxydant l’ammoniac (AOA) et de bactéries oxydant l’ammoniac (BOA) ont été mesurés au moyen d’un chromatographe en phase gazeuse à enceinte statique, de l’amplification en chaîne par polymérase quantitative (qPCR) et d’une analyse du polymorphisme de longueur des fragments de restriction terminaux (T-RFLP). L’ajout d’azote avait tendance à inhiber l’absorption de CH4 dans le sol, mais à faire augmenter de façon significative l’émission de N2O du sol; de plus, ces conséquences étaient plus importantes avec l’ajout de NH4+?N qu’avec celui de NO3-?N. L’ajout de NH4Cl a significativement changé l’abondance d’oxydants d’ammoniac, entraînant une augmentation des AOA et une diminution des BOA. Les ajouts d’azote ont significativement abaissé l’abondance relative des fragments de restriction de 329 pb et de 421 pb du gène amoA des archées. Des relations négatives ont été observées entre l’absorption de CH4 dans le sol et l’abondance d’AOA ainsi qu’entre l’absorption de CH4 dans le sol et le ratio AOA/BOA; cependant, on a noté une relation positive entre l’émission de N2O du sol et l’abondance d’AOA. Ces résultats indiquent un changement de l’abondance et de la composition des communautés oxydant l’ammoniac qui est étroitement lié aux changements de l’absorption de CH4 dans le sol et de l’émission de N2O lorsque le sol est enrichi en N. De plus, le rôle des communautés d’AOA contraste avec celui des communautés de BOA dans la régulation de la fluctuation entre les flux de CH4 et de N2O dans le sol.

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