3.5.2. Activité de population microbienne
L'activité microbienne dépend des
capacités de transformation des populations et des conditions auxquelles
elles sont soumises. Les microorganismes prélèvent
l'énergie dans le milieu environnant et la transforme en énergie
chimique. Un flux d'énergie correspond un flux de matière qu'on
désigne comme l'ensemble des réactions de dégradation qui
libère de l'énergie et des réactions du métabolisme
nécessitent l'intervention d'enzymes. Pour assurer leur entretien, leur
croissance et leur reproduction, les microorganismes doivent disposer
d'énergie, d'éléments minéraux dont le carbone, et
l'azote, éléments de base de leurs constituants.
Les microorganismes capables d'élaborer de la
matière organique à partir des éléments simples
sont autotrophes comme les plantes. Les autres, beaucoup plus nombreux sont
hétérotrophes. Pour cette élaboration, certaines algues et
bactéries qui captent l'énergie lumineuse sont des phototrophes,
d'autres trouvent leur énergie dans les phénomènes
d'oxydation : ce sont des chimiotrophes. Les bactéries de la
nitrification, les bactéries sulfureuses, les bactéries de la
dénitrification appartiennent au groupe des chimiotrophes. Les groupes
de chimio organotrophes oxydent des composés organiques. Ils sont
très nombreux dans le sol et très actifs en présence des
composés facilement dégradables. Ils utilisent à la fois
l'énergie libérée par oxydation et le carbone
libéré pour leurs synthèses.
Chez les chimio-organotrophes aérobies, le transport
des électrons jusqu'à l'oxygène dégage une grande
quantité d'énergie. Ils convertissent environ 50% du carbone
organique en carbone cellulaire, le reste est dégagé sous forme
de gaz carbonique. Chez les anaérobies, l'hydrogène et les
électrons se fixent sur des accepteurs organiques ou minéraux. Le
rendement énergétique est beaucoup plus faible et, pour obtenir
la même quantité d'énergie, les anaérobies doivent
dégrader beaucoup plus de matière organique que les
aérobies.
3.5.3. Facteurs influençant l'activité
microbienne 3.5.3.1. Les conditions du milieu
La température, l'humidité, la
disponibilité en oxygène (Musten, 1989), le pH du sol (Mustin,
1987) sont des facteurs qui influencent directement ou indirectement
l'activité microbiologique dans le sol. La disponibilité en azote
minéral dans le sol est aussi importante (Recous et al., 1990).
Les micro-organismes ont un ratio C/N relativement faible (C/N entre 8 et 12)
et ont souvent besoin d'une source d'azote minérale extérieure
pour utiliser le substrat C du produit organique de façon optimale.
Tableau 1.4 : Interaction entre le pédoclimat et
l'évolution de la matière organique
Pédoclimat Influence sur l'altération
Evolution de la matière
organique
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Sol gorgé d'eau Réduction et
éventuellement
élimination du fer
Froid et humide toute l'année Altération
importante des minéraux par acidolyse et complexolyse
|
Accumulation de la matière végétale peu
décomposée Minéralisation ralentie
|
L'altération reste modérée Accumulation de
matière
organique en surface
Température modérée,
drainage libre, faible contrast saisonniers de
température et d'humidité
Température modérée,
conditions réductrices par engorgement, une partie de
l'année.
Température modérée, sol constamment
humide, mais non réducteur
Température modérée, forts contrastes
saisonniers de température et d'humidité
Altération modérée. Les argiles sont surtout
héritées
Altération renforcée par complexation de
l'aluminium. Evolution des argiles vers des
montmorillonites de
dégradation
Tendance à l'accumulation de calcaire en profondeur
Minéralisation rapide mais humification faible.
Tendance à la dégradation des humus par
destruction des structures, sauf si Ca échangeable est abondant.
Forte maturation des
composés humiques et incorporation profonde de
matière organique
Température élevée et Altération
poussée, forte Minéralisation rapide
alternance de saisons sèches et humides. Sol
drainé, saison humide longue Température élevée
et
alternance de saisons sèches et humides. Sol drainé, saison
humide courte Température et humidité élevées en
toute saison
individualisation et
rubéfaction éventuelle du fer
Altération faible, tendance à accumulation des
carbonates
Altération très poussée.
Formation de kaolinite
Forte maturation des
composés humiques, forte liaison argile humus
Minéralisation rapide et humification faible
(Bonneau et Souchier, 1979).
3.5.3.2. Contact entre la matière organique
apportée et les particules de sol
Le contact détermine la colonisation par les
microorganismes, la diffusion des composés solubles et les transferts de
nutriments et d'oxygène (Chenu et al., 1999). La surface de
contact est déterminée par les caractéristiques physiques
initiales des matières organiques apportées (MOA) et le
degré d'intimité entre le sol et la MOA. La compaction
améliore significativement la minéralisation de la MOA, tant que
le système reste aérobie (Fruit et al, 1999).
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