Dissertations / Theses on the topic 'Sols – Teneur en azote'

La maitrise des pertes de nitrate associees aux systemes agricoles necessite la prediction precise de l'evolution des transformations et des transferts du nitrate dans le sol. Dans cet objectif, nous proposons un modele dynamique et mecaniste couplant les transferts d'eau, de solutes et d'energie avec les transformations biologiques du carbone et de l'azote. Ce travail consiste a parametrer et evaluer le modele. Une experimentation in situ a ete conduite en sol nu, de septembre 1993 a octobre 1994, pour mesurer les variables necessaires au fonctionnement et a l'evaluation du modele. Ces mesures ont ete effectuees entre 0 et 150 cm, sur quelques metres carres et pour deux traitements: avec ou sans incorporation de paille de ble. Les parametres physiques et biologiques du modele sont determines independamment de l'experience de validation. La temperature du sol, le rayonnement net et les transformations biologiques (mineralisation du carbone, mineralisation et organisation brutes de l'azote) sont simules de maniere satisfaisante pour toute l'annee de mesure. Des desaccords entre observations et simulations apparaissent en ete et en hiver pour les potentiels hydriques et les teneurs en eau. Ils sont attribues a l'existence d'un mulch a la surface et aux ecoulements preferentiels. Ces ecoulements ont ete clairement mis en evidence par un tracage cl#--#1#5no#3#-. L'evolution du nitrate est bien simulee pour les 90 premiers centimetres de sol. Plus en profondeur, le modele surestime les quantites de solutes au printemps et en ete. Le modele sous-estime en fait le drainage durant ces periodes. Nous pouvons conclure que l'amelioration du modele requiert surtout une meilleure description des transferts de masses. Il parait notamment necessaire de prendre en compte les ecoulements preferentiels et l'evolution de l'etat de surface du sol

L'influence de differents systemes de culture sur le statut organique des sols ferrallitiques sablo- faiblement argileux du sud-benin a ete etudiee en comparant les stocks de matiere organique dans les sols sous foret (f), sous plantations forestieres (pf), sous plantations de palmiers a huile (ph) et sous cultures vivrieres (cv). L'evaluation des stocks de carbone et d'azote organique a ete realisee en utilisant des techniques d'echantillonnage adaptees a l'heterogeneite de surface due aux techniques culturales. La diminution dramatique des stocks organiques par rapport aux stocks contenus dans les sols forestiers varie de 50 a 70%. La hierarchie est la suivante: f>pf>cv>ph. La diminution des stocks est d'autant plus importante que les horizons superieurs sont sableux. Le fractionnement granulometrique par tamisage humide avec ultrasons montre que c'est surtout la fraction organique grossiere (>50 m) qui est concernee par cette diminution des stocks organiques due aux cultures. Les fractions plus fines sont peu importantes et varient assez peu avec la mise en culture. Les fractions azotees obtenues par hydrolyse acide decroissent toutes y compris la fraction non hydrolysable sous l'action des cultures. L'activite des matieres azotees restantes a ete evaluee par la mesure de l'azote potentiellement mineralisable (no). Le rapport no/ntotal decroit dans les agrosystemes. La disponibilite de l'azote pour les cultures a ete evaluee en vase de vegetation, avec ou sans solution minerale (sans azote). Il existe des interactions entre l'effet de la fertilisation minerale et l'assimilation de l'azote des sols sous palmiers

La caractérisation des particularités des boues de station d'épuration des eaux et la problématique agro-économique et environnementale liée à leur élimination, ont constitué les motivations principales de ce travail. La première partie de ce travail est destinée à mesurer la qualité du carbone des boues, à évaluer sa vitesse de dégradation et à établir des relations entre la qualité de la matière organique et sa dégradation afin d'expliquer et de prévoir le comportement du carbone des boues dans deux sols fréquemment répandus dans la région du Midi-Pyrénées. Dans une seconde partie, la vitesse de minéralisation de l'azote des boues a été déterminée, ainsi que son potentiel de volatilisation. Afin de conclure l'étude sur le carbone et l'azote, l'effet de la taille des particules sur la dynamique de dégradation a été évalué. [. . . ]

Apres des apports d'azote is en plein champ, la dynamique des transformations de l'azote dans le sol est suivie et particulierement l'organisation microbienne de l'azote mineral. Les facteurs de variation testes sont la forme d'apport, la date d'apport et la situation pedo-climatique. Des etudes en conditions controlees (incubations de sol nu et cultures pures de microorganismes isoles du sol) permettent d'expliquer l'organisation preferentielle de l'ammonium par rapport au nitrate

La transition agroécologique vise la triple performance agronomique, écologique et sociétale des exploitations agricoles. Un certain nombre de pratiques agricoles permet d’envisager la construction et le développement de systèmes de culture répondant à ces contraintes. Les légumineuses, par leur capacité à fixer l’azote atmosphérique, sont une alternative intéressante aux intrants azotés. Outre l’absence de fertilisation lors de leur culture, elles fournissent de l’azote à la culture suivante. Il existe cependant un manque de références sur certaines légumineuses à graines et notamment la culture du pois d’hiver. En effet, si des données acquises dans différentes régions françaises sont disponibles, aucune référence n’a été publiée pour la Normandie où la culture du pois d’hiver connaît un récent regain d’intérêt. Cette thèse propose d’évaluer, sur une période de deux ans, l’effet du remplacement du colza par le pois d’hiver en tête de rotation en réalisant une analyse comparative de ces deux successions (pois d’hiver-blé et colza-blé). L’objectif était d’évaluer l’effet de ce changement de tête de rotation (pois d’hiver vs colza) sur l’état biologique du sol et les flux d’azote à différentes échelles spatiotemporelles. Les résultats ont révélé une forte variabilité spatio-temporelle dans la réponse des communautés microbiennes du sol, et mis en évidence l’importance du contexte pédoclimatique dans le déterminisme de l’abondance et de l’activité des communautés microbiennes du sol. Ils ont montré par ailleurs, l’effet positif du pois d’hiver sur la disponibilité de l’azote minéral au cours du cycle cultural et pour les cultures suivantes, ici le blé puis l’orge. Les apports d’azote minéral dans le sol lié à la contribution des parties racinaires via la rhizodéposition et à la dégradation des résidus de culture après récolte ont été évalués au cours de ce travail de thèse. En effet, si la rhizodéposition s’est révélée plus importante sous pois d’hiver, elle n’a pas eu d’impact significatif sur les communautés microbiennes rhizosphériques. Contrairement à ces observations, la dégradation des résidus de culture a significativement modifié la composition des communautés bactériennes en lien avec leur composition biochimique initiale. La succession culturale incluant le pois a enrichi le sol en azote minéral mais des risques de perte d’azote par lixiviation de l’ordre de 23 kg N. ha-1 ont été estimés. Ces constats soulignent l’importance d’adapter la conduite des systèmes de culture incluant le pois d’hiver, en limitant les pertes d’azote par lixiviation et en maximisant son utilisation par les cultures suivantes. Les résultats de ces travaux ont confirmé la diminution des quantités d’engrais azoté utilisées dans la succession contenant le pois, sans préjudice de productivité, ni pour le pois, ni pour la culture suivante, ici, le blé. Finalement, introduire le pois d’hiver dans la rotation de culture en région Normandie, semble permettre de répondre à la problématique d’augmentation du coût des intrants, et aux enjeux de transition agroécologique et d’autonomie protéique régionale
The agroecological transition targets triple agronomic, ecological, and societal performance of farms. Some new agricultural practices had emerged to develop a new cropping system to respond to these constraints. Legumes constitute an interesting alternative. Indeed, legumes are advantageous for soils due to their symbiotic relationship with nitrogen-fixing bacteria. The presence of compatible rhizobia combined to nitrogen-limited conditions promotes symbiosis which is the most efficient way for legumes to acquire more nitrogen. Compared with non-nodulated plants, symbiosis provides a competitive advantage by increasing soil nitrogen pool. However, some grain legumes, notably winter pea, are rarely studied, especially in the Normandy region where no reference has been published for this crop. The objective of this study is to compare two crop successions for a period of two years (winter pea-wheat and rapeseed-wheat), in order to assess the effect of replacing rapeseed by winter pea at the head of the rotation .We evaluated the effect of these two crops (winter pea vs rapeseed) on the biological state of the soil and nitrogen fluxes at different spatio-temporal scales. The results showed a significant spatio-temporal effect on the response of soil microbial communities and highlighted the importance of the pedoclimatic context in determining the abundance and activity of soil microbial communities. A positive effect of winter pea has been demonstrated on the availability of mineral nitrogen during the crop cycle and for following crops (wheat and barley). The supply of nitrogen to the soil is linked to the rhizodeposition of nitrogen via plants roots and the degradation of crop residues after harvest. Our results showed that winter pea exhibited the greatest amount of nitrogen rhizodeposition. However, rhizodeposition did not have a significant impact on rhizospheric microbial communities. Contrary to these observations, the degradation of crop residues significantly modified the composition of bacterial communities linked to their initial biochemical composition. Crop succession including winter pea enriched the soil with mineral nitrogen but simulation with STICS software revealed a nitrogen leaching around of 23 kg N. ha-1 during the cropping cycle. These findings underline the importance of adapting an adequate crop management system, including winter pea, to limit nitrogen losses. The results showed also that wheat yields after winter pea without the use of nitrogen fertilizers were equivalent to those obtained after rapeseed. However, rapeseed required significant nitrogen fertilization. Including winter pea in crop rotation in Normandy region may be a key to enhance productivity, to respond to the challenges of agroecological transition, regional protein autonomy, and to reduce environmental and economic costs, by reducing notably, the costs of fertilizers production and uses

De la paille de ble mature marquee au 14c et au n15 a ete incubee durant deux ans, a temperature et humidite controlees, dans deux types de sol. Sur la moitie de chaque type de sol, douze cultures successives de ble ont ete realisees, pendant que l'autre moitie a ete maintenue sans plante dans les memes conditions. Durant les stades initiaux de decomposition rapide du materiel vegetal, la presence de racines a legerement reduit la mineralisation du carbone. Par contre, durant les stades ulterieurs, lorsque le materiel labile avait disparu, la presence de racines a provoque un surcroit de mineralisation du carbone marque et du carbone natif du sol. La dynamique de la biomasse microbienne est caracterisee par un developpement rapide en reponse a l'existence de substrats facilement mineralisables. Durant les stades de forte activite biologique du sol, la presence de plantes a ralenti provisoirement l'evolution de la biomasse microbienne. Apres epuisement du substrat labile, la biomasse microbienne en absence de plante a ete diminuee d'un facteur de 3 a 4, tandis que, en presence de plantes, les composes rhizodeposes lui permettent de se maintenir a un niveau eleve. Cette biomasse rhizospherique a provoque la mineralisation des composes humifies relativement stables du sol. Ainsi, un surcroit de mobilisation de n d'origine native du sol a ete constate dans le sol avec plantes par rapport au sol nu

Nous avons étudié l'impact à moyen-terme du scalpage de l'horizon organique, de la fertilisation et de la pulvérisation d'herbicide, réalisés seuls ou combinés, sur la fertilité des sols et la croissance des plants de conifères. L'utilisation de la biomasse microbienne et du taux de minéralisation nette de l'azote comme indicateurs de la qualité des sols a permis d'identifier la pulvérisation d'herbicide comme étant le traitement le plus perturbateur. Ce traitement a entraîné une importante diminution des stocks d'éléments nutritifs et de l'activité enzymatique des horizons supérieurs du sol, ainsi qu'une augmentation de la croissance en hauteur et en diamètre des plants de conifère. L'augmentation de croissance pourrait s'atténuer dans les années à venir, en raison de la diminution des stocks dans les parcelles traitées. D'autre part, ce traitement, en uniformisant les conditions du milieu, a entraîné une diminution de la variabilité intrinsèque des sols et donc certainement une diminution de la biodiversité.

Le travail a porte sur l'etude de l'effet de la qualite biochimique et de la teneur en azote des residus issus de cultures de colza sur les flux de carbone et d'azote impliques au cours de leur decomposition dans le sol. L'etude a tout d'abord permis d'evaluer la pertinence de methodes proximales (fractionnement van soest, pyroanalyse a programmation de temperature) et spectroscopiques (infrarouge a transformee de fourier, rmn) pour definir la composition biochimique des residus ou suivre son evolution au cours de la decomposition dans le sol. Des relations statistiques ont ensuite ete etablies entre le devenir du carbone et de l'azote de differents residus de cultures (plantes entieres ou des organes issus de colza, luzerne, pois, soja, orge, ble et mais) et leurs caracteristiques biochimiques (teneurs en azote organique, carbone soluble a l'eau a 20\c et polyphenols solubles ; fractions composes solubles, cellulose, hemicelluloses et lignine definies par la methode van soest). L'influence de la qualite et celle de la teneur en azote des residus vegetaux sur ces flux nets d'azote ont ete explicitees par la quantification des processus bruts d'organisation et de mineralisation de l'azote en utilisant un marquage isotopique des residus au carbone 13 et a l'azote 15. Enfin, la decomposition de residus de colza a ete etudiee au champ au moyen de 2 dispositifs experimentaux (parcelles et cylindres remplis de sol remanie implantes dans le sol) en utilisant une approche couplee des dynamiques du carbone et de l'azote.

L’intensification de l’agriculture, débutée au milieu du XXème siècle, a conduit ces dernières décennies à des impacts négatifs sur les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des sols causant, entre autre, un fort déclin de leur biodiversité. En réponse à ces effets, de nouvelles pratiques agricoles, plus respectueuses de l’intégrité physique et biologique des sols ont émergé. Ces pratiques dites innovantes s’appuient entre autre sur la réduction du travail du sol, une bonne gestion des résidus de culture, l’installation d’un couvert végétal permanent ou encore l’introduction de légumineuse dans les rotations. C’est dans ce contexte de mutation des pratiques agricoles que s’inscrit ce sujet de thèse qui vise à mieux comprendre les effets de la réduction du travail du sol et de l'introduction de la féverole dans les rotations de culture sur la structure des communautés microbiennes du sol et les fonctions qui leurs sont associées. L’hypothèse centrale des travaux est que la combinaison de la réduction du travail du sol et de l’introduction de la légumineuse dans les rotations engendre des modifications de la structure des communautés, des fonctions enzymatiques ainsi que de la dynamique de l’azote dans le sol. Deux approches ont été utilisées pour évaluer l’effet de ces pratiques innovantessur les communautés microbiennes et les fonctions résultantes. La première approche monofactorielle/monosite visait à évaluer l’effet individuel de la réduction du travail du sol d’une part et de l’introduction de la légumineuse d’autre part dans un contexte d’expérimentation en conditions contrôlées. La seconde approche, multifactorielle/multisites visait à étudier l’effet combiné de ces deux pratiques en prenant en compte différents itinéraires techniques liés à la mise en place de ces pratiques innovantes et ce dans un contexte d’exploitations agricoles. L’effet individuel de l'introduction d'une légumineuse modifie la structure des communautés et entraine une augmentation des fonctions enzymatiques résultantes. Par ailleurs, l'étude de la réponse des fonctions enzymatiques à la conversion du mode du travail du sol montre un accoisement significatif suite à la réduction/suppression du travail du sol. L’approche multifactorielle/multi-sitesa montré que certaines combinaisons de ces pratiques innovantes sont bénéfiques pour les communautés microbiennes du sol : (i) la présence de la légumineuse en tant que précédent cultural combiné à un labour conventionnel modifie la structure des communautés microbiennes, (ii) l’effet de la présence de la légumineuse trois ans avant le blé perdure essentiellement sous un déchaumage l’année de l’échantillonnage. Cependant, les fonctions microbiennes et la dynamique de l’azote ne semblent pas impactées par ces pratiques. Par ailleurs, l'approche multifactorielle a permis d'identifier que les effets bénéfiques de ces pratiques innovantes ne peuvent être envisagés sans prendre en compte la manière dont ces pratiques innovantes sont mises en oeuvre à l’échelle des rotations culturales et des itinéraire techniques. Finalement, les observations de ces deux approches suggèrent un rôle déterminant des communautés microbiennes dans les activités liées au cycle du carbone et de l'azote. Ces conclusions ont une résonance tout à fait particulière dans un contexte de mutation de l'agriculture et la proposition de nouvelles pratiques susceptibles de modifier le fonctionnement biologique des sols
The intensification of agriculture, which began in the mid 20th century, led to negative impacts on soil physical, chemical and biological characteristics causing a strong decline in their biodiversity. To address these threats, new agricultural practices have emerged to preserve the physical and biological integrity of the soils. These practices, namely innovative practices, include reduced tillage, crop residues management, permanent cover crop or the introduction of legumes in rotations. Considering the changes in agricultural practices, the aim of this thesis was to understand the combined effects of reduced tillage and the introduction of faba bean in crop rotations on the structure of soil microbial communities and soil functions these communities support. The central hypothesis was that the combination of reduced tillage and the introduction of the legume in the rotation improved the structure of microbial communities, enzyme activities and soil nitrogen dynamics. Two approaches were used to evaluate the effect of these innovative practices on the soil microbial communities and the resulting functions. The first approach was a single-factor / single-site approach designed to assess the individual effect of reduced tillage on one hand, and the introduction of the legume on the other hand both under controlled field conditions. The second approach was a multi-factorial approach / multisite approach aiming at investigating the combined effects of these two innovative practices taking into account various farmers’ practices related to the implementation of these innovative practices in farm conditions. The individual effect of the introduction of legume induced modification in the structure of soil microbial communities and the increase of enzyme activities. Moreover, the response of enzyme activities to soil tillage conversion showed significant enhancement by the reduced tillage / no tillage. The multi-factorial / multi-site approach showed that the combinations of these innovative practices are suitable to the soil microbial communities: (i) the presence of the legume as previous crop combined to conventional tillage modified the structure of microbial communities or (ii) the effect of the presence of legume three years before wheat persists under reduced tillage. However, microbial functions and nitrogen dynamics were not affected. Moreover, multi-factorial approach showed that the benefits of these innovative practices cannot be established without considering the whole variability brought by farmers’ practices around the implementation of these two innovative practices. Finally, the observations made with the two approaches suggest a crucial role of microbial communities and their activities on the carbon and nitrogen cycles. These findings have a special resonance in the context of agriculture on-going transformations and the suggestion of new practices that could change the soil biological functioning

Le protoxyde d'azote (N2O), gaz en traces dans l'atmosphère, est impliqué dans l'effet de serre et la chimie de l'ozone (O3) stratosphérique. Dans ce travail, nous avons développé les méthodes de traçage isotopique 15N à l'étude des émissions de N2O par les sols. L'apport d'un traceur isotopique 15N, permettant la mesure simultanée des émissions de N2O et de N2, a souligné la grande variabilité intra-parcellaire de la dénitrification. Les données confortent l'hypothèse du rôle de la disponibilité en carbone sur la régulation du rapport N2O/N2. L'apport de traceurs isotopiques (15NH4+ ou 15NH3–) a permis d'évaluer la contribution relative de la nitrification et de la dénitrification aux émissions de N2O. Le passage vers des conditions saturées en eau a augmenté la proportion d'azote nitrifié émise sous forme de N2O. Une étude du fractionnement isotopique au cours de la dénitrification montre une diminution de ce fractionnement avec l'enrichissement isotopique 15N du substrat apporté
Nitrous oxide (N2O) is a trace gas involved in the greenhouse effect and stratospheric ozone (O3) depletion. During this work, we have developed isotopic techniques to study N2O emissions from soils. Using the addition of a 15N–labelled substrate, allowing the simultaneous measurement of N2O and N2, observed spatial variability of N2O and N2 emissions was significant at the field scale. Results support the hypothesis that soil carbon availability influences N2O/N2 regulation. The relative contributions to N2O production of nitrification and denitrification were investigated using a pair–labelled experiment (15NH4+ or 15NH3–). Transition to saturated conditions increases the proportion of nitrified nitrogen emitted as N2O. Finally, a study of isotopic fractionation during denitrification shows a decrease in the fractionation effect with the 15N enrichment of the added substrate

Dans ce travail, un outil de modelisation mathematique a ete mis au point pour modeliser de facon simple et rapide, et avec une precision acceptable, le transport des nitrates d'origine agricole dans les eaux souterraines. Les donnees necessaires pour l'utilisation de cet outil de modelisation peuvent etre recueillies sur une annee, avec un nombre restreint de mesures in situ. Le modele peut etre applique a une nappe libre alimentant une station de pompage et sur laquelle l'impact de la pollution nitratee d'origine agricole est tres fort. L'outil de modelisation est constitue d'un modele de transport en zone saturee, developpe en langage de programmation turbo-pascal et integre dans un systeme d'information geographique (idrisi). Le sig joue un role d'interface pour le modele et permet une saisie rapide des donnees de modelisation. Un certain nombre de simplifications apportees a la theorie du modele permet de restreindre le nombre de donnees necessaires a la simulation : - le modele est base sur un principe convectif pur (la dispersion etant negligee) ; - il traite egalement l'evolution annuelle de la piezometrie de la nappe par une interpolation mathematique entre la piezometrie des hautes eaux et des basses eaux. Le modele de transport, ne gerant pas l'hydrodynamisme de l'aquifere, a ete couple avec un modele hydrodynamique : modflow. Le modele de transport a egalement ete couple avec un modele de transfert de nitrates en zone non saturee : agriflux. Cet outil de modelisation, teste sur deux sites d'etude du poitou-charentes, a donne pour chacun des resultats de modelisation satisfaisants, assurant ainsi la validation du modele. Une modelisation parallele, conduite pour les deux sites avec un modele de transport classique (mt3d, couple avec modflow), a permis d'obtenir des resultats tres proches des premiers, permettant ainsi une validation complementaire de l'outil de modelisation.

Dans l'ouest du Burkina Faso où se développe le système coton/céréales, l'entretien organique des sols devient une nécessite absolue. Nos résultats d'études en particulier ceux de Faraka-Ba sur sol ferralitique montrent qu'une fumure minérale seule n'empêche pas une forte décroissance des rendements après un certain nombre d'années de cultures continues. Les exportations culturales, même faibles, entrainent une perte d'éléments minéraux conduisant a une rupture du cycle biogéochimique normal, notamment pour les cations ca#+#+ et mg#+#+ liés aux migrations des nitrates. La suite de nos investigations a porté sur l'évolution du cycle interne de l'azote. Nous constatons que la non-culture entraine une mise en réserve de molécules organiques azotées dans les formes hydrolysables ; par contre, la croissance des végétaux utilise préférentiellement les ions no#3 issus de ces formes. L'apport de fumier empêche l'épuisement de ce pool disponible tout en agissant positivement sur d'autres propriétés du sol. Des études en vases avec #1#5n appliqué sur une culture de digitaria exilis, ont confirmé l'évolution des différents compartiments azotes observée au champ ; l'immobilisation de l'azote engrais s'effectue préférentiellement dans les fractions hydrolysables. Dans une rotation triennale coton/mais/sorgho, en utilisant les tiges de sorgho transformées en fumier, l'entretien organique du sol devient possible à condition de veiller à l'érosion et à l'équilibre calcique du sol

Les couvertures de couverture (CC) sont des plantes utilisées périodiquement pour couvrir le sol et qui sont ensuite enfouies dans le sol pour enrichir celui-ci par l’augmentation de la quantité de matière organique à la suite d’un retour de résidus végétaux. Cette utilisation se fait généralement de deux façons : semées après ou avant la culture principale (en dérobée) ou semées en même temps que la culture principale (en intercalaire). Ce projet de recherche avait pour objectif général de déterminer l’effet des espèces de CC et des parties végétales (racines et parties aériennes) sur la décomposition de ces plantes enfouies dans le sol. Dans une expérience factorielle en tiroirs de 3 x 2 x 6 avec quatre blocs aléatoires complets, les parties aériennes et racinaires de trois espèces de CC dont le pois fourrager (Pisum sativum L.), le trèfle rouge (Trifolium pratense L.) et la vesce commune (Vicia sativa L.) ont été enfouies dans le sol, par la technique des sacs de résidus. Des sacs ont été prélevés à 0, 10, 20, 30, 60 et 90 jours après placement au champ. Initialement, la partie racinaire de la vesce commune était la plus riche en azote (N) tandis que la partie aérienne du trèfle rouge était la plus riche en N. Nos résultats démontrent que l’azote contenu dans les racines des CC se libère plus lentement que celui des parties aériennes. Le trèfle rouge est l’espèce qui s’est décomposée le plus rapidement. Après 90 jours de décomposition, il ne restait que 20 % et 11 % de la biomasse initiale pour le pois fourrager et la vesce commune, et le trèfle rouge, respectivement. La partie racinaire des CC était plus riche en N que leur partie aérienne. Nous n’avons pas trouvé de corrélation entre la biomasse et les paramètres de qualité des CC (N, carbone (C), C:N).

En zone rurale, la pollution des aquifères par les nitrates a pour principale origine la matière organique des sols qui, chaque année, se minéralise en plus ou moins grande quantité en fonction des conditions pédoclimatiques. Ce phénomène s’accentue avec les interventions de l’agriculteur qui apportent à ces sols des fertilisants organiques et minéraux. Nous avons donc déterminé durant cinq années la teneur en nitrates des horizons superficiels (horizons Ap) et sous-jacent d’un sol argilo-calcaire du Bajocien servant de réserve à un mini bassin versant alimentant les eaux de captage de la commune de Loisy (54). La teneur en nitrates de ces eaux a depuis plusieurs années dépassé sensiblement le seuil de 50 mg/l (taux limite de la norme CEE) pour évoluer entre 65 et 75 mg/l. Nous avons tenté de relier la dynamique de l’azote minéral présent dans les sols et la teneur en nitrates des eaux mesurée hebdomadairement. En parallèle nous avons testé l’influence de l’enfouissement d’un substract carboné (paille) et celle d’une culture intercalaire (colza fourrager) dans la retenue des nitrates, à une époque où les sols sont nus certaines années. C’est en effet la situation que l’on rencontre lorsqu’une culture de printemps (orge ou maïs) est envisagée. Après moisson (vers le 15/08) et jusqu’à la fin octobre, la minéralisation reste active et les risques d’entraînement des nitrates vers les eaux profondes sont à craindre. Il ressort de cette étude qu’une approche plus précise des fournitures en azote du sol est indispensable : que les apports de fertilisants azotés doivent ensuite prendre en compte les conditions climatiques récentes et présentes : enfin il faut privilégier le stade végétatif des cultures fertilisées et leur capacité à utiliser au maximum cet azote minéral qui leur est fourni
In agricultural areas, the pollution of aquifers by nitrates is caused especially by the mineralization of soil organic matter. This phenomenon is aggravated by farming practices that use organic or mineral fertilizers to achieve maximum yield. During five years, the nitrate levels in top-soil layer (Ap and subsequent lavers) of a clayey-calcareous soil were measured. The amounts of these nitrates non immobilized by soil or by crops come directly to a mini-watersheb supplying a water-catchment of the commune of Loisy (54). The nitrate contents of water were, for several years beyond the target content of 50 mg/l (CEE norm) to range between 65 and 75 mg/l. Therefore, an attempt was made to explain the relationship between the contents of nitrates in soil and in drainage water measured weekly. In parallel, the influence of the buryinf of the straw and an intercrop culture using rape to catch the nitrates was studied during the intercrop period on bare soil. The overall balance of this work explained clearly the necessity to know the real supply of native mineral nitrogen. Nitrogen fertilizers applications should be made accounting for local climatic conditions and particularly the different stages of the development of plant crop

L’objectif de cette étude était d’évaluer les effets à long terme (28 ans) de huit itinéraires agronomiques sur les stocks de carbone organique du sol (COS) et d’azote (N) du sol, et leur répartition dans les fractions de la matière organique (MOS) par un fractionnement granulo-densimétrique (fraction légère [MOL] et fractions lourdes > 53, 53-20, 20-2 et < 2 µm) à deux profondeurs(0-10, 10-30 cm). Le projet, établi en 1989 à Normandin (Québec), consiste en un dispositif en tiroirs à trois facteurs combinant la rotation (monoculture d’orge ou rotation orge grainée-prairie-prairie), le travail du sol (labour ou chisel) et la source fertilisante (engrais minéral ou lisier de bovin). Les résultats ont démontré que les effets de la source fertilisante et du travail de sol sur les stocks de COS et N diffèrent selon la rotation établie. Dans la monoculture d’orge, le chisel a favorisé une accumulation de N en surface alors que l’enfouissement des résidus de cultures par le labour a entrainé des gains de COS et de N en profondeur à la fois dans la fraction légère ainsi que dans les fractions lourdes et fines. Toujours dans la monoculture d’orge, le lisier a enrichi le sol en N dans les10 premiers cm seulement, particulièrement dans les fractions lourdes > 53, 2-20 et < 2 µm. Les mêmes tendances ont été observées dans la rotation orge-prairies, mais les écarts n’étaient pas significatifs, probablement parce que le sol sous prairie était déjà très riche en MOS. À long terme, les itinéraires à prédominance de prairies représentent des systèmes capables d’atteindre de hauts niveaux de MOS, sans égal aux itinéraires composés strictement de cultures annuelles. De ce fait, l’absence d’augmentation significative du COS et du N selon la source fertilisante dans la rotation orge-prairies suggère que l’accumulation de MOS dans le sol soit sujette à saturation.

La grande majorité des grilles de recommandation que l'on retrouve dans le Guide de référence en fertilisation (CRAAQ, 2003) n'ont pas été réévaluées depuis plusieurs décennies et suscitent de nombreuses interrogations quant à leur validité. Une mise à jour de ces grilles, basée sur les régies de production actuelle, et intégrant les besoins réels des cultures est donc devenue indispensable. Ce projet de maîtrise vise à l'élaboration d'un modèle d'évaluation des besoins en azote, phosphore et potassium dans les cultures du chou, du chou-fleur et du brocoli en sols minéraux au Québec. Pour ce faire, des essais de fertilisation ont été réalisés, entre 2003 et 2008, dans quatre régions de la province de Québec, soit la Montérégie, les Laurentides, Lanaudière et Québec (Ile d'Orléans). Au total, toutes cultures confondues, 72 essais en azote, 60 en phosphore et 38 en potassium ont été implantés chez des producteurs maraîchers. Les traitements évalués étaient les suivants : 3 à 6 doses d'azote variant de 0 à 350 kg N/ha, 4 à 5 doses de phosphore variant de 0 à 300 kg P205/ha, et 4 doses de potassium variant de 0 à 240 kg K20/ha. Le dispositif expérimental était en tiroirs (split-plot) avec trois répétitions. Les étapes de réalisation du modèle d'évaluation des besoins étaient basées en partie sur le modèle ayant servi à l'élaboration de la nouvelle grille de fertilisation en phosphore pour la culture de la pomme de terre, telle que revue par Samson et collaborateurs (2008). Ces essais ont permis de déterminer un intervalle de fertilisation azoté pour chacune des cultures, soit de 160 à 200 kg N/ha pour le brocoli, de 190 à 240 kg N/ha pour le chou et de 130 à 185 kg N/ha pour le chou-fleur. Quelques essais de fractionnement de l'azote ont eu lieu de 2003 à 2005. Dans la majorité des cas, l'analyse statistique des fractionnements de l'azote n'a pas montré de différences significatives. Les doses proposées pour le phosphore et le potassium diminuent et varient de 0 à 150 kg P205 selon le rapport P/AlM_m dans le sol et de 0 à 180 kg K20/ha selon la teneur du sol en Kyi_ui. En comparant ces doses proposées avec celles de ia grille de recommandation actuelle du Guide de référence en fertilisation (CRAAQ, 2003), il y a une diminution de 37,5 % pour le phosphore et de 21,7 % pour le potassium. L'analyse de la variance ne révèle aucune différence significative au niveau des prélèvements en azote, en phosphore et en potassium en fonction des doses testé

En zone aride et semi-aride, l'azote est un facteur limitant majeur de la production végétale mais paradoxalement il peut être en excès dans le sol durant certaines périodes du cycle pluviométrique. Notre objectif est la maîtrise des pertes de N au niveau de la parcelle en vue de réduire l'émission de N2O et d'améliorer l'efficacité de l'engrais azoté. Notre démarche consiste (i) à quantifier globalement les pertes en distinguant celles de N engrais, et à étudier les processus majeurs à l'origine de celles-ci: minéralisation, lixiviation, volatilisation et dénitrification (ii) puis à rechercher des indicateurs de fourniture de N par le sol à la plante. Nos expériences sont réalisées en station, en milieu paysan et en laboratoire. Le traceur [exposant]15N permet in situ une approche rationnelle de l'efficacité de l'engrais. On montre l'existence de périodes dans le cycle pluviométrique caractérisées par une nitrification nette négative attribuée à la dénitrification et d'autres caractérisées par un excès de N- NO3- par rapport à la demande de la céréale. Les pertes globales de N évaluées sur une dizaine d'années apparaissent liées positivement d'une part à l'acidification du sol (20 kg ha[exposant]-1an[exposant]-1 dans un sol qui s'acidifie contre 8 dans un sol où l'apport régulier de fumier empêche l'acidification), et d'autre part aux facteurs d'intensification, notamment le chaulage en présence de fumier (68 kg N ha[exposant]-1) et les fortes fumures. Les processus à l'origine de ces pertes globales sont la lixiviation et la dénitrification; la volatilisation affecte principalement l'azote de l'urée. La lixiviation sous sorgho à Saria (isohyète 850 mm), à 90 cm de profondeur, ne dépasse pas 10 kg N ha[exposant]-1 an[exposant]-1. . .

Grace a l'utilisation des techniques de marquage (coloration et #1#5n), nous avons pu suivre, en serre et au champ, le transfert d'azote vers les plantes, en presence ou non de lombriciens (lumbricus terrestris l. ). Pour ce faire, deux types d'experiences ont ete entreprises, l'une, en microcosme, en serre, nous a permis de quantifier et de suivre les transferts de l'azote depuis deux litieres de c/n differents (9,5 et 42,6); l'autre, de mesurer, au champ, les debits d'azote d'origine lombricienne et la part assimilee, in situ, par la prairie. Le double marquage des lombriciens (coloration et #1#5n), leur reintroduction dans le milieu naturel et leur recapture a intervalles predetermines, pendant 48 jours d'experience, nous ont permis (1) de valider au terrain les debits d'azote d'origine lombricienne observes au laboratoire (14,2% par jour a 14c et 16,1% par jour au terrain a 16,5c) avec un q#1#0 de 1,65, (2) de quantifier l'azote emane par les animaux (80%) et reassimile par les plantes (23% de l'azote corporel initial)

The objectives of the study were to determine whether intercropped alfalfa (Medicago sativa L.), red clover (Trifolium pratense L.) or rye grass (Lolium multiflorum Lmk.) could simultaneously contribute to the nitrogen regime of grain-corn (ie: increased yield), improve edaphic quality, and decrease the level of inorganic nitrogen present in the soil after corn harvest. To achieve these objectives the seeding of the intercrops was delayed, the corn population was increased, and the red clover was spring-ploughed.
Fall-ploughed red clover maintained the mean weight diameter (MWD) of aggregates on the Ste-Rosalie clay. Spring-ploughed red clover on the other hand caused a decrease in bulk density in the top 10 cm of the Chicot loam.
The nitrogen-response of corn indicated that the intercrops did not contribute to the nitrogen regime of grain-corn. There were also indications that intercrops competed with corn for available inorganic nitrogen and water. The intercrops, however, did reduce the levels of soil inorganic nitrogen in the fall allowing for a possible decrease in the nitrogen load of soil percolates.
Despite the beneficial effect of nitrogen fertilisation on the organic nitrogen content of the soil, the presence of leguminous intercrops did not prevent the increase of the soil CN ratio.

Une paille d'orge marquée à l'azote quinze est enfouie dans quatre types de sols bruns cultivés de la région de Besançon. Dans la première partie, l'humification et la minéralisation de l'azote sont suivies in situ dans des vases de végétation avec ou sans culture d'orge. Dans la deuxième partie, l'étude est réalisée au laboratoire dans des conditions contrôlées de température et d'humiditée. In situ, la faible minéralisation de la paille, due aux mauvaises conditions climatiques, n'a pas permis de suivre complètement les phénomènes. In vitro par contre, nous avons pu étudier en détail les processus de minéralisation du carbone et de l'azote. Celle du carbone se déroule en trois phases : la première, courte, correspond au flush de reprise de d'activité, la deuxième correspond surtout à la décomposition de la paille, la troixième s'applique davantage à la décomposition de la matière organique. Les deux dernières phases sont dépendantes des modes de pédogenèses. La minéralisation de l'azote du sol atteint 8,3 à 9,4 %, celle de l'azote de la paille, 28 à 30 %. Toutes les fractions organiques diminuent au profit de l'azote minéral. L'azote marqué qui était au départ contenu dans la paille s'est redistribué dans toutes les fractions au cours de l'incubatin : azote minéral, mais aussi organique, extractible ou non. La transformation de la matière organique fraîche est non seulement liée à l'activité minéralisatrice des micro-organismes, mais aussi à leur activité humificatrice au sens large, qui conduit à la formation de biomasse et de composés humiques

Le coefficient de· variation de la répartition des teneurs en azote nitrique dans le sol est constant : 30 pour cent environ avec un coefficient de corrélation de 0,9. Il est largement plus grand que celui des autres éléments chimiques et physiques du sol. Il en résulte une grande incertitude sur la moyenne des quantités de nitrate mesurées. Les hypothèses de normalité et de lognormalité des échantillonnages sont difficilement acceptables et les conditions de validité de l'analyse de variance ne sont pas respectées. Cette grande hétérogénéité provient des techniques d'épandage des engrais azotés, de la répartition aléatoire de l'activité microbienne et de la faible diffusion des ions nitriques dans la solution du sol. L'ensemble des transferts physiques et biochimiques de l'azote nitrique doit donc être considéré comme de type proportionnel aux quantités présentes. Ce processus est à l'origine de l'évolution vers une dissymétrie gauche des populations. L'utilisation d'azote 15 apporte une meilleure connaissance numérique sur le devenir de l'azote minéral dans le système sol-plante. De nombreux exemples sont donnés pour des cultures de betterave sucrière : coefficient réel d'utilisation, minéralisation et organisation brutes, faible risque de pollution sous couvert végétal. Le bilan des Entrées-Sorties est équilibré sous l'hypothèse du même devenir de l'azote minéralisé et de celui apporté par l'engrais. Il est proposé un modèle compartimental décrivant la dynamique de l'azote minéral en sol nu ou cultivé. Les transferts bruts, ou débits d'échange sont calculés par une intégrale sous hypothèse hyperbolique. Une autre étude du modèle compartimental est effectuée en fonction du temps. La solution proposée est une conséquence directe des conclusions sur l'hétérogénéité des répartitions de l'azote nitrique dans le sol.

La souche Y AS34, sélectionnée pour la qualité et la quantité d'exopolysaccharide (EPS) qu'elle produit, a été isolée de la surface de racines de tournesol cultivé sur un sol sablo-limono-argileux de St-Florent-sur-Cher (18, France). La cartographie et le séquençage du gène codant pour l'ARNr 16S ainsi que la présence du gène nodD ont permis d'identifier cette souche YAS34 au genre Rhizobium. Elle se caractérise par la production d'un EPS gélifiant, poly-électrolyte, de structure et de composition différentes des succinoglycanes habituellement rencontrés chez les bactériys du genre Rhizobium. L'ajout de cet EPS, à une teneur de 1%, au sol de St-Florent-sur-Cher s'est traduit par l'augmentation de sa capacité de stockage d'eau (+50%). L'inoculation du sol et des semences de tournesol par la souche YAS34 a permis d'augmenter significativement la taille de la population de Rhizobium sp. Y AS34 dans la rhizosphère et sur les racines de tournesol (+50% de la microflore productrice d'EPS). Cette colonisation rhizosphérique et racinaire s'accompagne d'une augmentation de la biomasse racinaire et de la masse du sol adhérent par unité de masse de matière sèche racinaire (SA/RA) (en moyenne +80%) et une modification de la structuration de cette fraction de sol: augmentation de la macro-porosité dont les rayons d'entrée des pores sont compris entre 5 et 50mm. Ces modifications qualitatives et quantitatives de l'environnement physique des racines de tournesol, dues à l'inoculation, ont été concomitantes d'une augmentation à la fois de la teneur en azote au niveau du sol adhérent et des exportations de cet élément vers la plante ainsi qu'à une valorisation plus importante de l'engrais azoté apporté en début de culture, par comparaison avec des plantes non inoculées
The bacterial strain Y AS34, selected for exopolysaccharide (EPS) production, was isolated from the rhizoplane of sunflower (Helianthus annuus) in a Dystric Cambisol. From cartography and sequencing of the 16S rDNA gene it was concluded that strain Y AS34 belongs to the genus Rhizobium. The gelatinous EPS produced by this strain was different from succinoglycan usually produced by bacteria belonging to the genus Rhizobium. In the presence of 1 % (w/w) of the EPS purified from strain Y AS34, the water holding capacity of soil from St-Florent-sur-Cher was enhanced by 50%. Inoculation of sunflower seeds and soil with strain Y AS34 led to a significant increase of rootadhering soil mass per root biomass (+80%), under both, water stress and normal water supply conditions. Concomittantly with this bacterial effect on the mass of root-adhering soil, an increase of soil macro-porosity (pore diameter between 5 and 50 mm) was observed. In addition to these physical changes of root-adhering soil, nitrogen uptake by sunflower was significantly increased after inoculation with Rhizobium sp. Y AS34 in the presence of 1 N-nitrates. Strain y AS34 seems to modify the soil structure around the root system in a way that the water supply of sunflower and its nitrogen uptake is increased counteracting the effect of water deficit on sunflower growth

La difficulté d'estimer avec fiabilité la contribution des cultures de légumineuses au pool azoté du sol est un frein à l'accroissement de l'utilisation de ces cultures en tant qu'alternative aux engrais azotés chimiques. D'une part, il est difficile de prévoir la quantité d'azote (N) fixé en fonction des conditions de culture. D'autre part, il existe une grande incertitude sur la quantité d'azote provenant des parties souterraines et principalement de l'N rhizodéposé. Dans ce contexte, le premier objectif de mon travail de thèse était d'adapter et d'affiner une méthode de marquage utilisant le tracer 15N pour mesurer la quantité d'N rhizodéposé par une culture de pois. Deux méthodes « split-root » et « cotton-wick » ainsi que plusieurs conditions de marquage ont été testées. Les effets de la disponibilité en azote du sol, d'un stress hydrique et des sources d'azote sur ce processus ont également été étudiés chez différentes variétés et lignées isogéniques de pois. L'estimation de la rhizodéposition est influencée par la fréquence de marquage et la concentration de la solution de marquage. Cependant, des résultats fiables ont été obtenus avec les deux méthodes de marquage lorsque les plantes étaient soumises à un marquage continu avec une solution diluée d'urée. Pour des raisons pratiques, la méthode « cotton-wick » a été adaptée pour les expérimentations en conditions de plein champ. La proportion d'azote allouée aux parties souterraines n'était influencée ni par un stress hydrique, ni par la disponibilité en azote du sol ou les sources d'azote. L'N rhizodéposé représentait 90% de l'azote total des parties souterraines. De ce fait, l'azote des parties souterraines devrait être intégré dans le calcul du bilan N après une culture de légumineuse ainsi que pour la prédiction des économies en N pour les cultures suivantes dans les systèmes de cultures basés sur les légumineuses
In order to use grain legumes as a means of N acquisition in cropping systems, estimates of biological N2 fixation, N balances and the N benefit for following crops need to be improved. These estimates remain unclear, mainly because of difficulties in assessing below ground N (BGN = Root N + N rhizodeposition), especially N rhizodeposition. The aim of my Ph. D. Was to adapt and refine a 15N labelling method to measure the amount of N derived from rhizodeposition by a pea and to design a protocol for field studies. Two methods (split-root and cotton-wick) and a variety of labelling conditions were tested in the field and in the greenhouse. In addition, effects of water stress, N availability and sources of N nutrition (nitrogen fixation or inorganic N uptake) on this process were investigated on different pea varieties and isolines. The labelling frequency and concentration of the labelling solution were shown to influence the assessment of N rhizodeposition. However, results obtained with both methods were reliable when plants were labelled continuously with a diluted labelling solution. The 15N cotton-wick technique was easier to adapt and monitor in the field than the split-root method and was chosen for further field studies. The results suggest that N source and water stress have no specific effect on the proportion of total plant N allocated to the below ground parts. In the field, rhizodeposition represented around 90% of the total plant N. This should be taken into account when estimating N benefits from biological N2 fixation by a grain legume crop and for the prediction of N economies for succeeding crops in legume-based cropping systems

Le procede biosec est un moyen biologique de deshydratation de boue de station d'epuration, il utilise la chaleur produite au cours de la fermentation aerobie controlee du melange de boue et de coproduits lignocellulosiques recyclables. Le criblage du melange traite permet d'obtenir une fraction fine constituee de 85 a 90% de boue transformee, le reste etant des coproduits. Cependant son humidite varie en fonction des saisons et de la teneur en eau du produit initial. Une importante quantite d'azote est perdue au cours du traitement (30 a 35% de l'azote initial) provoquant une baisse de la valeur agronomique du produit. Pour que le produit final soit stable son humidite doit etre inferieure ou egale a 35%. Cette caracteristique est obtenue si la boue a une humidite inferieure a 81%. Si celle-ci est superieure (85 a 87%) l'apport de 10 m#3 de fraction fine obtenue anterieurement permet d'obtenir 36% d'humidite en ete et 45% en hiver, soit une amelioration de 6 a 11%. Au cours du procede biosec, 2/3 de l'energie proviennent de la degradation des coproduits et 85% sont utilises pour deshydrater la boue. Il est donc exclu de remplacer les coproduits lignocellulosiques par des materiaux structurants inertes. Une importante perte en azote au cours du procede s'effectue sous la forme d'ammoniac entraine par l'air extrait. L'apport d'un agent acidifiant diminuera cette perte. En laboratoire, dans un reacteur pilote, l'apport de fec1#3 dans un melange de boue de station d'epuration et de coproduits provoque une diminution des pertes en azote (facteur 2,3 par rapport au temoin). L'apport de h#3 po#4 dans un melange de boue riche en phosphates de calcium supprime cette perte

Devant le développement de cultures exigeantes en soufre tel le colza, les agronomes s'intéressent à nouveau au cycle du soufre dans le sol et en particulier à la nutrition sulfatée des plantes. Ce travail a concerné quatre sols lorrains. En premier lieu des expérimentations de terrain comparant l'efficience de fertilisants azotés et soufrés montrent que le turnover du soufre est plus intense que celui de l'azote ; en outre un apport d'azote minéral classique à la sortie de l'hiver diminue la teneur en ions sulfatés du sol. Dans un second temps, la mesure du pouvoir minéralisateur par la méthode de Stanford et Smith sous différentes températures démontre que la minéralisation des réserves organiques soufrées est plus intense que celle des réserves organiques azotées et ceci quelque soit le type de sol. Enfin, l'utilisation en vases de végétation et sous paramètres contrôlés d'un engrais soufré marqué, réalisé sur deux sols, confirme les résultats de terrain : l'organisation de l'engrais est importante et immédiate (supérieure à 40 pour cent après une semaine), cette immobilisation présente une intensité plus forte dans le sol brun lessivé que dans la rendzine ; elle s'effectue dans deux compartiments organiques avec une prédominance du soufre ester par rapport au soufre lié au carbone. Les rythmes intenses de reminéralisation de ces composés organiques permettent des coefficients réels d'utilisation élevés (70 pour cent en moyenne) d'où des conséquences importantes sur les potentialités agronomiques et l'environnement

A partir de protocoles de terrain en mini-cases lysimétriques, nous avons estimé la contribution de l'azote engrais aux lixiviations de nitrates en sol argilo-calcaire. Il nous a été possible à partir d'un engrais marqué de mettre en évidence les cinétiques d'immobilisation et de reminéralisation au cours d'une année culturale. D'autre part sur le même sol, nous avons testé l'influence de l'enfouissement de paille à l'intersaison sur la limitation de lixiviation des nitrates. Enfin, une étude portant sur quatre sols lorrains nous a permis d'estimer au champ l'influence du pédo-climat sur la migration des nitrates en profondeur. Une étude sous paramètres contrôlés nous a permis de mettre en évidence dans les quatre sols l'influence du complexe organo-minéral sur les intensités d'immobilisation après un mois d'incubation. Par la suite sur les mêmes sols incubés après extraction de l'azote minéral, nous avons implanté de ray-grass d'Italie. Nous avons ainsi pu déterminer la biodisponibilité potentielle de l'azote et l'on constate des intensités et des cinétiques différentes de reminéralisation de l'azote engrais préalablement organisé. Une étude comparative de l'évolution des différentes fractions organiques azotées obtenues par hydrolyse acide nous a permis de déterminer l'origine de l'azote reminéralisé ; ces résultats soulignent une évolution biochimique différente des composés organiques azotés en fonction de la nature pédogénétique des sols

Le modele experimental retenu prevoit la culture de ble sous atmosphere enrichie en #1#4co#2 sur sol brun lessive tel que ou diversement amende. Le suivi regulier de la distribution du carbone (c natif et c marque) et de l'azote (n natif et n marque) dans le materiel vegetal (parties aeriennes et racines) et dans le sol (individualisation des compartiments microbien et mineral) permet d'evaluer les modalites preferentielles de l'effet rhizosphere sur les flux de carbone et d'azote dans les systemes experimentaux consideres. La conclusion s'efforcera de degager les points remarquables materialisant les inter-relations carbone-azote dans le sol environnant les racines

En Guadeloupe, les rendements actuels de la canne cultivée sur vertisols sont inferieurs aux rendements attendus. Un des facteurs limitants d'après des diagnostics foliaires serait la nutrition azotée, en particulier pour les cannes en place depuis plusieurs années. L’objectif de cette étude est de (1) définir si cette déficience est réelle, si elle est cause ou conséquence de la limitation du rendement, (2) donner les bases du cycle de l'azote dans ce système vertisol canne. Les résultats indiquent une diminution de l'absorption d'azote et du rendement avec le nombre de repousses. Les coefficients réels d'utilisation de l'engrais (CRU%) varient entre 6 et 34%, et 30 à 40% de l'engrais azoté est immobilisé dans le sol (NiS %) après un cycle de culture. Les pertes d'azote sont comprises entre 26 et 39%. L'azote absorbe par la canne provient essentiellement du sol. En canne plantée, la capacité du sol à minéraliser l'azote est plus forte ; la productivité de l'engrais est nulle, mais l'efficience (CRU + NiS) est bonne. La limitation de l'absorption d'azote est attribuée principalement à deux facteurs : - la dégradation de l'état de fertilité du sol au fil des repousses résultant à priori d'une réduction du volume de la porosité structurale ; - les stress hydriques influant sur les transformations de l'azote dans le sol (la nitrification et la minéralisation nette augmentent lorsque la teneur en eau du sol passe de 45 à 55%). La limitation des rendements est causée par ces deux facteurs, et non par la diminution de l'absorption d'azote. La gamme optimale de teneur en eau pour les cannes et l'activité biologique est étroite, surtout si le volume de la porosité structurale est réduit. En repousse, il est donc nécessaire d'entretenir voire de régénérer l'état structural de ces vertisols, d'adopter une technique d'irrigation permettant à la fois de satisfaire les besoins en eau des cannes, et d'activer le turn-over de l'azote. Le pool d'azote du sol doit être maintenu notamment par l'enfouissement des pailles. L'apport d'azote (date, méthode, quantité) doit être raisonné en fonction des conditions hydriques et des besoins réels des cannes.

Devant la complexité du cycle de l’azote (N) et la variété de ses formes disponibles dans le sol, la planification de la fertilisation de cet élément repose sur des calculs et considérations complexes. La fertilisation biologique a de particulier que l’N est apporté sous forme organique, alors que les plantes le prélèvent principalement sous forme minérale. La disponibilité de l’N repose donc sur une minéralisation efficace des amendements. Cette situation peut mener des producteurs à surfertiliser, entraînant des pertes financières et d’N dans l’environnement. Parvenir à une meilleure synchronisation de la minéralisation de l’N avec les besoins de la plante est donc crucial pour le développement de la serriculture biologique, où les besoins en azote des cultures sont de loin plus élevés qu’au champ. De plus, la capacité de certaines plantes à prélever directement l’N sous forme organique est souvent considérée négligeable en agriculture, mais pourrait être plus importante qu’on ne le croit, contribuant ainsi substantiellement au bilan d’N de la plante. Les objectifs généraux de ma thèse étaient de : (1) évaluer les taux de minéralisation de fertilisants biologiques couramment utilisés en culture légumière sous serre au Québec ; (2) étudier l’impact de différentes sources fertilisantes sur la biodiversité des bactéries du sol ; (3) étudier la capacité du concombre à prélever l’N directement sous forme organique ; et (4) développer et valider un outil de gestion de la fertilisation biologique azotée. Une expérience d’incubation de cinq fertilisants biologiques d’usage commun en serriculture biologique a été menée. La minéralisation de l’N a plafonné dans un sol minéral et un substrat tourbeux à, respectivement, 41 et 63 % de l’N appliqué pour le fumier de poule granulé, 56-93 % pour la farine de sang, 54-81 % pour la farine de plume, 34-43 % pour la farine de luzerne et 57-73 % pour la farine de crevette. Dans un sol minéral, la biodiversité bactérienne alpha (indice Shannon) a été augmentée par l’apport de farine de luzerne, alors que dans un substrat organique à base de tourbe, ce sont la farine de crevette et le fumier de poule granulé qui l’ont le plus augmentée. En se basant sur ces résultats, le modèle NLOS a été adapté à la serriculture biologique pour produire le nouveau modèle NLOS-OG. Cet outil a été validé en serres expérimentales et commerciales et a permis une prédiction satisfaisante de la disponibilité d’N minéral pour une culture en sol minéral, ainsi que de la minéralisation cumulative de fertilisants appliqués dans un sol ou un substrat tourbeux. Par contre, de la recherche spécifique à la dynamique de l’eau dans les cultures biologiques en contenants sera nécessaire afin de prédire adéquatement la disponibilité de l’azote dans ce système. Une interface web est disponible pour les agronomes et producteurs (https://exchange.iseesystems. com/public/pierrepauldion/nlos-og/). Le contenu en C et N solubles du substrat biologique d’une culture de concombre en serre biologique a été positivement corrélé au contenu en C et N organiques de la sève du xylème et aux solides solubles du fruit, suggérant un prélèvement et un transfert de C et N organiques vers les parties aériennes et les fruits. Dans une seconde expérience, en milieu contrôlé, de jeunes plants de concombre ont été exposés à une solution d’alanine enrichie en 13C et 15N. En combinant l’utilisation de molécules marquées à une position spécifique (Position-specific labelling) et l’analyse isotopique spécifique au composé (Compound-specific isotopic analysis), nous avons développé une approche innovatrice permettant de suivre le métabolisme de l’assimilation de l’N issu d’un acide aminé prélevé par les racines. Nous avons ainsi démontré que les racines peuvent prélever et assimiler l’N sous forme organique, surtout en situation de rareté de l’N. Elles ont toutefois une nette préférence pour les formes inorganiques (nitrate et ammonium). Les contributions scientifiques découlant de cette étude doctorale sont : (1) une meilleure connaissance de la minéralisation des fertilisants biologiques azotés ; (2) l’intégration de ces taux de minéralisation dans un outil de gestion de l’N applicable en serriculture biologique; et (3) une meilleure compréhension du prélèvement et de l’assimilation de l’azote organique par des plants de concombre. Ces connaissances permettront une meilleure planification de la fertilisation à base de matière organique, et par conséquent un accroissement de la durabilité de la serriculture biologique.
Devant la complexité du cycle de l’azote (N) et la variété de ses formes disponibles dans le sol, la planification de la fertilisation de cet élément repose sur des calculs et considérations complexes. La fertilisation biologique a de particulier que l’N est apporté sous forme organique, alors que les plantes le prélèvent principalement sous forme minérale. La disponibilité de l’N repose donc sur une minéralisation efficace des amendements. Cette situation peut mener des producteurs à surfertiliser, entraînant des pertes financières et d’N dans l’environnement. Parvenir à une meilleure synchronisation de la minéralisation de l’N avec les besoins de la plante est donc crucial pour le développement de la serriculture biologique, où les besoins en azote des cultures sont de loin plus élevés qu’au champ. De plus, la capacité de certaines plantes à prélever directement l’N sous forme organique est souvent considérée négligeable en agriculture, mais pourrait être plus importante qu’on ne le croit, contribuant ainsi substantiellement au bilan d’N de la plante. Les objectifs généraux de ma thèse étaient de : (1) évaluer les taux de minéralisation de fertilisants biologiques couramment utilisés en culture légumière sous serre au Québec ; (2) étudier l’impact de différentes sources fertilisantes sur la biodiversité des bactéries du sol ; (3) étudier la capacité du concombre à prélever l’N directement sous forme organique ; et (4) développer et valider un outil de gestion de la fertilisation biologique azotée. Une expérience d’incubation de cinq fertilisants biologiques d’usage commun en serriculture biologique a été menée. La minéralisation de l’N a plafonné dans un sol minéral et un substrat tourbeux à, respectivement, 41 et 63 % de l’N appliqué pour le fumier de poule granulé, 56-93 % pour la farine de sang, 54-81 % pour la farine de plume, 34-43 % pour la farine de luzerne et 57-73 % pour la farine de crevette. Dans un sol minéral, la biodiversité bactérienne alpha (indice Shannon) a été augmentée par l’apport de farine de luzerne, alors que dans un substrat organique à base de tourbe, ce sont la farine de crevette et le fumier de poule granulé qui l’ont le plus augmentée. En se basant sur ces résultats, le modèle NLOS a été adapté à la serriculture biologique pour produire le nouveau modèle NLOS-OG. Cet outil a été validé en serres expérimentales et commerciales et a permis une prédiction satisfaisante de la disponibilité d’N minéral pour une culture en sol minéral, ainsi que de la minéralisation cumulative de fertilisants appliqués dans un sol ou un substrat tourbeux. Par contre, de la recherche spécifique à la dynamique de l’eau dans les cultures biologiques en contenants sera nécessaire afin de prédire adéquatement la disponibilité de l’azote dans ce système. Une interface web est disponible pour les agronomes et producteurs (https://exchange.iseesystems. com/public/pierrepauldion/nlos-og/). Le contenu en C et N solubles du substrat biologique d’une culture de concombre en serre biologique a été positivement corrélé au contenu en C et N organiques de la sève du xylème et aux solides solubles du fruit, suggérant un prélèvement et un transfert de C et N organiques vers les parties aériennes et les fruits. Dans une seconde expérience, en milieu contrôlé, de jeunes plants de concombre ont été exposés à une solution d’alanine enrichie en 13C et 15N. En combinant l’utilisation de molécules marquées à une position spécifique (Position-specific labelling) et l’analyse isotopique spécifique au composé (Compound-specific isotopic analysis), nous avons développé une approche innovatrice permettant de suivre le métabolisme de l’assimilation de l’N issu d’un acide aminé prélevé par les racines. Nous avons ainsi démontré que les racines peuvent prélever et assimiler l’N sous forme organique, surtout en situation de rareté de l’N. Elles ont toutefois une nette préférence pour les formes inorganiques (nitrate et ammonium). Les contributions scientifiques découlant de cette étude doctorale sont : (1) une meilleure connaissance de la minéralisation des fertilisants biologiques azotés ; (2) l’intégration de ces taux de minéralisation dans un outil de gestion de l’N applicable en serriculture biologique; et (3) une meilleure compréhension du prélèvement et de l’assimilation de l’azote organique par des plants de concombre. Ces connaissances permettront une meilleure planification de la fertilisation à base de matière organique, et par conséquent un accroissement de la durabilité de la serriculture biologique.
Because of the complexity of the nitrogen (N) cycle and the diversity of its molecule forms in the soil, N fertilization management is based on complex calculations and considerations. For organic farming, N is provided via organic amendments and biological fixation. However, lack of precise tools that predict the N mineralization rate of N sources leads some producers to over-fertilize, resulting in the buildup of salinity, N leaching and possible loss of profits. Consequently, better knowledge of N availability following organic fertilization, to improve synchronization of N supply with crop N demand, is crucial to advance sustainable organic horticulture. In addition, the capacity of plants to take up N directly as organic molecules is seldom considered in agriculture and could be higher than previously thought, contributing significantly to the plant’s N budget. The objectives of this thesis were to: (1) evaluate the mineralization rates from organic fertilizers commonly used in greenhouse vegetable horticulture in Quebec; (2) study the impact of different fertilizer sources on soil bacterial diversity; (3) study the capacity of cucumber plants to take up and assimilate N directly as organic molecules; and (4) develop and validate a N management tool for organic fertilization. An incubation experiment with five organic fertilizers commonly used in organic greenhouse horticulture was performed. Nitrogen mineralization plateaued for a mineral soil and a peat substrate at respectively 41 and 63% of applied N for pelleted poultry manure, 56-93% for blood meal, 54-81% for feather meal, 34-53% for alfalfa meal, and 57-73% for shrimp meal. Organic fertilizers supported markedly contrasted bacterial communities, closely linked to soil biochemical properties, especially mineral N, pH and soluble C. Alfalfa meal promoted the highest alpha diversity (Shannon index) in the mineral soil, whereas shrimp meal and pelleted poultry manure increased it in the peat-based growing medium. Based on those results, we adapted the NLOS model to organic greenhouse horticulture and developed the new model NLOS-OG. This tool was validated in commercial and experimental greenhouses. It yielded a satisfying prediction of mineral N availability in a greenhouse crop grown in native mineral soil, and for the cumulative mineralization of fertilizers applied in a soil or organic substrate. However, further research should focus on water dynamics in containerized organic crops in order to achieve a precise prediction of N availability in that cropping system. A free web interface for NLOS-OG is now available for agronomists and growers (https://exchange. iseesystems.com/public/pierrepauldion/nlos-og/).In a greenhouse experiment, the C and N content of soil solution was positively linked to the xylem sap C and N content of mature cucumber plants and appeared to contribute to the accumulation of soluble solids in cucumber fruits, suggesting uptake and transfer of soil soluble organic N and C to the shoot and fruits. In a second experiment, in a growth chamber, young cucumber plants were exposed to 13C- and 15N-labelled alanine. By combining two methods, i.e., the use of Position-specific labelling (PSL) of alanine and Compound-specific isotopic analysis (CSIA) of free amino acids, we developed a novel approach allowing the study of the mechanism of the assimilatory metabolism of an amino acid taken up by the roots. We demonstrated that their roots can take up and assimilate N as organic molecules, although they showed a preference for inorganic N forms (nitrate and ammonium). The scientific contributions from this doctoral study are: (1) a better knowledge of the nitrogen release from nitrogen organic fertilizers; (2) the integration of mineralization rates into a N management tool adapted to organic greenhouse horticulture; and (3) a better understanding of the uptake and assimilation of organic N by cucumber plants. This knowledge will contribute to a better planning of N fertilization based on organic matter, thus increasing the sustainability of organic greenhouse horticulture.
Because of the complexity of the nitrogen (N) cycle and the diversity of its molecule forms in the soil, N fertilization management is based on complex calculations and considerations. For organic farming, N is provided via organic amendments and biological fixation. However, lack of precise tools that predict the N mineralization rate of N sources leads some producers to over-fertilize, resulting in the buildup of salinity, N leaching and possible loss of profits. Consequently, better knowledge of N availability following organic fertilization, to improve synchronization of N supply with crop N demand, is crucial to advance sustainable organic horticulture. In addition, the capacity of plants to take up N directly as organic molecules is seldom considered in agriculture and could be higher than previously thought, contributing significantly to the plant’s N budget. The objectives of this thesis were to: (1) evaluate the mineralization rates from organic fertilizers commonly used in greenhouse vegetable horticulture in Quebec; (2) study the impact of different fertilizer sources on soil bacterial diversity; (3) study the capacity of cucumber plants to take up and assimilate N directly as organic molecules; and (4) develop and validate a N management tool for organic fertilization. An incubation experiment with five organic fertilizers commonly used in organic greenhouse horticulture was performed. Nitrogen mineralization plateaued for a mineral soil and a peat substrate at respectively 41 and 63% of applied N for pelleted poultry manure, 56-93% for blood meal, 54-81% for feather meal, 34-53% for alfalfa meal, and 57-73% for shrimp meal. Organic fertilizers supported markedly contrasted bacterial communities, closely linked to soil biochemical properties, especially mineral N, pH and soluble C. Alfalfa meal promoted the highest alpha diversity (Shannon index) in the mineral soil, whereas shrimp meal and pelleted poultry manure increased it in the peat-based growing medium. Based on those results, we adapted the NLOS model to organic greenhouse horticulture and developed the new model NLOS-OG. This tool was validated in commercial and experimental greenhouses. It yielded a satisfying prediction of mineral N availability in a greenhouse crop grown in native mineral soil, and for the cumulative mineralization of fertilizers applied in a soil or organic substrate. However, further research should focus on water dynamics in containerized organic crops in order to achieve a precise prediction of N availability in that cropping system. A free web interface for NLOS-OG is now available for agronomists and growers (https://exchange. iseesystems.com/public/pierrepauldion/nlos-og/).In a greenhouse experiment, the C and N content of soil solution was positively linked to the xylem sap C and N content of mature cucumber plants and appeared to contribute to the accumulation of soluble solids in cucumber fruits, suggesting uptake and transfer of soil soluble organic N and C to the shoot and fruits. In a second experiment, in a growth chamber, young cucumber plants were exposed to 13C- and 15N-labelled alanine. By combining two methods, i.e., the use of Position-specific labelling (PSL) of alanine and Compound-specific isotopic analysis (CSIA) of free amino acids, we developed a novel approach allowing the study of the mechanism of the assimilatory metabolism of an amino acid taken up by the roots. We demonstrated that their roots can take up and assimilate N as organic molecules, although they showed a preference for inorganic N forms (nitrate and ammonium). The scientific contributions from this doctoral study are: (1) a better knowledge of the nitrogen release from nitrogen organic fertilizers; (2) the integration of mineralization rates into a N management tool adapted to organic greenhouse horticulture; and (3) a better understanding of the uptake and assimilation of organic N by cucumber plants. This knowledge will contribute to a better planning of N fertilization based on organic matter, thus increasing the sustainability of organic greenhouse horticulture.

L'agroforesterie intraparcellaire offre plusieurs services écosystémiques tels que le maintien de la biodiversité, la séquestration du carbone, la diminution de l'érosion et l'amélioration de la qualité de l'eau. Toutefois, l'introduction d'arbres dans un système agricole crée une zone de transition entre la ligne d'arbre et la zone de culture où les espèces sont en compétition pour les ressources telles que l'espace, les nutriments, l'eau et la lumière. Cette compétition peut être responsable d'une diminution du rendement de la culture. D'autres études montrent qu'une complémentarité racinaire se met en place entre les racines des arbres et des cultures limitant la compétition pour l'eau et les nutriments. L'initialisation de la croissance racinaire des arbres en profondeur demeure mal connue, alors même qu'il s'agit d'une phase déterminante pour une bonne conduite des parcelles agroforestières. L'objectif de cette thèse est de caractériser le partage des ressources en eau et en azote pendant la phase d'installation des arbres dans les parcelles agricoles. L'abondance des racines fines des arbres a été quantifiée le long d'une chornoséquence de 17 peuplements agroforestiers intraparcellaires âgés entre 3 et 12 ans. Un suivi du partage de l'eau et de l'azote entre les arbres et la culture a été réalisé sur une parcelle en agroforesterie intraparcellaire âgée de 4 ans. Des sachets de thé ont été enterrés afin d'évaluer la décomposition de la matière organique du sol à 30, 50 et 100 cm de profondeur. Plusieurs prélèvements de sol ont été réalisés au cours de ces expérimentations, les paramètres principaux analysés étaient la teneur en eau, en azote et carbone organique et en azote minérale. La chronoséquence a révélé que les racines fines des arbres colonisent d'abord le premier horizon dès leur jeune âge, après cinq année de plantation, elles se développent principalement verticalement dans la ligne d'arbres puis explorent latéralement les horizons profonds. Les arbres de 3 ans et demi n'ont pas impacté l'absorption d'eau et d'azote de la culture en place, mais un début de compétition est perçu pour les arbres ayant une croissance rapide. En effet, la teneur en eau du sol diminue avec l'âge des arbres en particulier dans le premier horizon et proche de la ligne contribuant à une meilleure utilisation de l'eau profonde. De même une augmentation de la matière organique du sol a été observée chez les peuplements de 10-12 ans dans le premier horizon de la ligne confirmant la capacité des systèmes agroforestier à stocker du carbone mais que ce processus est lent. Enfin, les racines fines des arbres modifient la dynamique de l'azote en favorisant l'ammonification. Les changements se produisant lors de la transition d'un système grandes cultures en agroforesterie sont progressifs, après 4 ans de plantations les effets des arbres sur les ressources du sol sont encore peu visibles. La poursuite du suivi de la phase d'installation de la parcelle permettra de déterminer si une forte compétition pour l'eau et l'azote entre les arbres et la culture apparaît, à partir de quel âge et à quelle profondeur
Alley-cropping systems (AC) offer several ecosystem services such as biodiversity preservation, carbon sequestration, soil erosion reduction and improving water quality. However, the introduction of trees creates a transition zone between the row and crop alley where the species compete for resources such as space, nutrients, water and light. This competition may induce a decrease of the crop yield. Other studies showed that a root complementarity was established between trees and crops, limiting the competition for water and nutrients. The initialization of deep tree root growth remains poorly understood, even though it is a crucial phase for the well management of agroforestry plots. The objective of this thesis was to characterize the sharing of water and nitrogen during the tree establishment in agricultural plots. The tree fine roots abundance was measured along a chronosequence of seventeen AC ranging from 3 to 12 years old. The water and nitrogen partitioning between trees and crop was monitored on a 4-year-old AC. Tea bags were buried to assess the decomposition of soil organic matter at 30, 50 and 100 cm depth. Several soil samples were taken during these experiments, the main parameters analyzed were water content, nitrogen and organic carbon content and mineral nitrogen content. The chronosequence evidenced that tree fine roots first colonized the topsoil in rows at a young age, but after 5 years of intercropping, they grew mainly vertically in rows before laterally exploring deep soil layers. The 3.5-year-old trees did not impact the water and nitrogen uptake of the crop, but a beginning of competition was detected for the fast-growing trees. Indeed, the soil water content decreased as the trees getting older, especially in topsoil and near the row, contributing to a best use of deep-water resources. Similarly, an increase in soil organic matter was observed in the 10-12-year-old stands in topsoil and within the row, attesting the capacity of AC to store carbon but this process is slow. Finally, the tree fine roots modified the nitrogen dynamics by promoting ammonification. The changes occurring during the conversion from a cropland system to AC are gradual, after 4 years of establishment, trees still had faintly effects on soil resources. Continued monitoring of the AC initialization will allow us to determine if a strong competition for water and nitrogen between the trees and the crop appears, from what age and at what depth

Les connaissances liées aux épandages de matière organique d'origine anthropique étant limitées, des essais en champ, en lysimètres sous serre et en incubation, ont été menés afin de connaître les effets de divers apports (boues brutes, lisier de porcs, compost de boue et compost d'ordures ménagères) sur la minéralisation de l'azote, les rendements d'une culture de blé et les modifications de l'organisation du sol. L'étude de l'impact des épandages de matière organique en grande culture sous climat méditerranéen met en évidence les modifications des propriétés physiques et chimiques des sols, et les conséquences sur l'activité culturale et environnementale. L'effet fertilisant après épandage et l'arrière effet des traitements organiques, comparé à l'apport d'un engrais minéral, permet de suivre les potentialités fertilisantes des apports et les interactions probables de la matière organique avec les modifications de l'organisation du sol. L'effet "amendement" mesuré plus particulièrement à partir de l'évolution de la structure et de l'espace poral du sol, a montré des différences entre les traitements organiques et un sol témoin. L'amélioration de la structure du sol entraînant des conséquences favorables à l'installation du réseau racinaire est constatée pour tous les traitements organiques. Des modifications de la morphologie du sol, caractérisées par une augmentation de la macroporosité (les boues et le lisier de porcs) et la microporosité (les composts) sont également observées. Le suivi de la croissance et du rendement d'une culture de blé, souligne le rôle des différents amendements : boues brutes et lisier de porcs peuvent être envisagés pour des cultures nécessitant un besoin immédiat et important en azote minéral, alors que le compost d'ordures ménagères est plus adapté aux cultures dont les besoins sont plus faibles, compte tenu d'une libération d'azote moins importante mais plus régulière dans le temps. Le lessivage de l'azote, étudié par la lysimétrie en serre, est plus élevé après épandage des boues brutes. Il demeure important en l'absence de cultures durant les précipitations hivernales, et au contraire, plus élevé en automne en cas de précédent cultural, quel que soit l'apport. Des essais d'incubation pendant 20 semaines à 28 et à 15 degrés C montrent que l'influence de la température est faible sur les taux de minéralisation de l'azote organique, mais plus marquée sur le phénomène d'ammonification. Les modifications de l'organisation du sol sont plus marquées à 28 degrés C qu'à 15 degrés C, avec une amélioration de la microagrégation et de la microporosité du sol en présence de boues brutes ou compost de boue, l'activité biologique étant plus élevée avec ces apports, alors que le compost d'ordures ménagères améliore la structure du sol seulement en début d'incubation. La dégradation observée dans le temps s'explique par une baisse de la stabilité structurale compte tenu de la teneur plus faible en matière organique avec cet apport. Les résultats obtenus avec ces trois essais peuvent constituer une base de conseil aux agriculteurs quant aux impacts de l'épandage de matières organiques issues de déchets, dans un contexte cultural donné.

L'offre en N d'origine organique est étudiée dans le cadre de systèmes de culture de maïs, avec une durée de jachère de 6 mois (SC6MJ) et 18 mois (SC18MJ). Les jachères sont occupées soit par Chromolaena odorata (subspontanée), soit par Pueraria phaseoloides (introduite). Le potentiel de minéralisation des litières au laboratoire est corrélé avec leur rapport C/N, plus faible pour Pueraria (20 à 23) que pour Chromolaena (25 à 43). Les dynamiques au champ en C et N des litières modélisées sur deux années montrent des différences significatives. L'activité de la faune du sol est estimée responsable de la disparition de 50 % des litières au début et de 35% à la fin du processus de décomposition. La relation sur l'année entre offre des litières et besoins de la culture pour N indique un risque «d'asynchronie» en début de cycle, une insuffisance pour les SC6MJ, peu de différenciation entre Chromolaena et Pueraria. L'offre en N in situ du sol en surface (0-10 cm) durant le cycle du maïs sol est corrélée les deux années pour les SC6MJ avec les mobilisations en N du maïs, avec une supériorité du Pueraria. Une étude utilisant l'abondance naturelle 15N permet d'estimer que la litière de Pueraria contribue entre 30 à 87% à la nutrition azotée de la culture. Après 4 années les stocks en N sont évalués sur 0-10 cm en moyenne à 2. 34 t ha-1 N pour les SC6MJ et à 2. 83 t ha-1 N pour les SC18MJ. Pour les SC6MJ la différence obtenue entre les apports et les pertes sur quatre années suggère sous Chromolaena une meilleure conservation des stocks en Cet N. Les études sur des incubations de sol montrent pour les SC6JM que le compartiment à taux de renouvellement élevé des MOS représente une part plus importante avec Pueraria, en relation avec des apports cumulés ayant des rapports lignine 1 N plus faibles. Avec ce traitement la disponibilité en N facilement minéralisable est comparable avec celle des traitements à SC18MJ
N supply coming from SOM mineralisation or above-ground litter decomposition was compared with Chromolaena odorata (natural) or Pueraria phaseoloides (improved) 6 month fallow (CS6MF) and 18 month fallow cropping systems (CS18MF) with maize. The capacity of litter to mineralise N during in-vitro incubation was directly correlated with the C/N ratio which were lower for Pueraria (20 à 23) than for Chromolaena (25 à 43). C and N litter dynamics during decomposition were different the two years but were closely fit the double-exponential model simulations. Soil mesofauna and termites were responsible for about 50% at the beginning and about 35% at the end of the total decomposition process. Utter N supply for subsequent maize crops was suggested to be asynchronous since the release of N litters was rapid. N supplies in 6MF cropping systems were globally insufficient and similar for the two species. Upper in situ N soil supply (0-10 cm) for CS6MF during two cropping seasons was weil correlated with N maize uptake and higher with Pueraria fallow. Natural 15N concentration in soil and plant samples showed that the Pueraria litter would contribute for 30 to 87% N maize uptake. After four years upper N soil stock (0-10 cm) was 2. 34 t ha-1 for CS6MF and 2. 83 t ha-1for CS 18MF. N balance between cumulated litter inputs and soil losses suggested that Chromolaena would have a better capacity than Pueraria for N soil maintenance. Upper soil in-vitro incubation (0-10 cm) contributed to estimate that the size of N pool of labile organic matter was higher with Pueraria for CS6MF in relation with lowest lignine 1 N ratio organic residues. This pool was comparable with those obtained for CS18MF

La gestion de l'azote (N) et de l'irrigation sont des facteurs importants affectant les pertes de N par lessivage de nitrates dans la production de pomme de terre (Solanum tuberosum L.) sur des sols à texture grossière. L'objectif de cette thèse était d'étudier l'effet de la fertilisation azotée (dose et source) sur le lessivage intra-saisonnier et la teneur en nitrates du sol (RSN) ainsi que le rendement total (TY) et commercialisable (MY) dans la pomme de terre irriguée et non-irriguée cultivée en sols sableux. Une expérience de 5 ans (2008-2012) et une autre de 3 ans (2013-2015) ont été menées pour comparer l’application de l’urée enrobée de polymères (PCU) à la plantation avec celle fractionnée d’engrais azotés solubles à plusieurs doses équivalentes. Les résultats ont montré que, lorsque les déficits en eau sont faibles durant la saison de croissance, il ne résulte aucun avantage à apporter de l’eau supplémentaire par irrigation. L'irrigation a augmenté le lessivage intra-saisonnier des nitrates de 52%, mais n'a eu aucun effet sur le TY et le MY. Les rendements total et commercialisable n’ont pas répondu à la fertilisation azotée en raison d’un apport élevé en N du sol. Cependant, l’augmentation de la dose de N a entrainé une augmentation du lessivage intra-saisonnier de nitrates et du RSN. À doses équivalentes, l’apport du PCU a produit un TY et MY similaires par rapport à l’apport fractionné d’engrais conventionnels solubles. Les résultats ont montré que l'efficacité du PCU pour réduire le lessivage intra-saisonnier variait en fonction de la distribution des précipitations et de la période d'irrigation en raison des caractéristiques de libération de l’azote. L’apport du PCU au moment de la plantation était efficace pour réduire le lessivage intra-saisonnier lorsque les précipitations étaient élevées entre la plantation et le buttage. Le mélange PCU + urée appliqué à la plantation a entrainé une réduction du TY et du MY par rapport au PCU et aux engrais conventionnels solubles en raison d'une croissance végétative excessive et d’un retard dans l'initiation des tubercules. Par ailleurs, à doses équivalentes, le PCU+urée a augmenté le lessivage intra-saisonnier des nitrates en comparaison au PCU et aux engrais solubles appliqués. Les résultats ont aussi montré que le RSN était un bon indice du potentiel de lessivage post-récolte des nitrates dans la pomme de terre. Les pertes de N après la saison de croissance étaient plus élevées lorsque le RSN mesuré à l’automne était élevé. Le PCU+urée a été introduit dans le but de diminuer le risque de lessivage post-récolte lié à l’application du PCU. Toutefois, les résultats ont indiqué que l’application du PCU à la plantation, seul ou mélangé avec un engrais soluble, augmentait le risque de lessivage post-récolte par rapport aux engrais solubles. Globalement, les résultats de cette thèse suggèrent que la réduction de la dose de N est plus importante que le choix de la source de N pour minimiser le lessivage des nitrates.
Nitrogen (N) management and irrigation are important factors affecting yield and N losses through nitrate-N (NO3-N) leaching in potato (Solanum tuberosum L.) production on sandy soils. The objective of this thesis was to investigate the effect of N fertilization (rate and source) on total (TY) and marketable (MY) yields, in-season NO3-N leaching, and residual soil NO3-N (RSN) for potatoes grown on sandy soils under two irrigation regimes (irrigated and non-irrigated). Two field experiments were conducted to compare split-applied conventional soluble N fertilizers (ammonium sulfate, ammonium nitrate, and calcium ammonium nitrate) and polymer-coated urea (PCU) products at several N rates during five (2008-2012) and three (2013-2015) years, respectively. The results showed that there was no benefit from additional water by irrigation when water deficits were low. Irrigation increased in-season NO3-N leaching by 52% but had no effect on TY and MY. Results from the 3-year field experiment showed that TY and MY response to N fertilization were not significant when soil N supplied by soil N mineralization was high. However, increasing the fertilizer N rate increased in-season NO3-N leaching and RSN. A single application of PCU resulted in similar TY and MY as split-applied conventional soluble N fertilizers at equivalent N rates. Results from both field experiments suggest that the potential of PCU to reduce in-season NO3-N leaching may vary according to rainfall distribution and irrigation timing due to the N-release characteristics of the PCU. Application of PCU at planting was an effective strategy to reduce in-season NO3-N leaching when there was significant rainfall during the period between planting and hilling. The results also indicated that PCU+urea applied at planting may reduce TY and MY compared to PCU and conventional soluble N fertilizers due to excessive vegetative growth and delayed tuber initiation. Furthermore, PCU+urea increased in-season NO3-N leaching relative to PCU and conventional soluble N fertilizers applied at equivalent N rates. Residual soil NO3-N was an effective index of the potential soil NO3-N losses in the non-growing season, as overwinter NO3-N losses were generally higher with greater RSN. The results indicated that a single application of PCU, alone or mixed with a conventional soluble N fertilizer at planting increases the risk of NO3-N leaching in the non- growing season in comparison to conventional soluble N fertilizers. The overall results suggest that reducing the fertilizer N rate is more important than the choice of N sources to minimize NO3-N leaching from potato production.

Notre objectif consiste à identifier les causes de variation des différents termes de l'équation d'efficience de l'engrais (by = Po + CAU. X) afin d'en améliorer la prévision pour le calcul de la fertilisation azotée du blé d'hiver. Pour les besoins en azote, nos résultats montrent l'importance de l'objectif de rendement prévisionnel, dont les variations sont expliquées par les caractéristiques des sols et du climat. Les besoins en azote par unité de production (b en kg N/quintal de grain) varient en fonction des variétés et des années. Le ratio B (azote absorbe/matière sèche des parties aériennes) est beaucoup plus stable que b. Sa valeur est d'environ 1,7 kg N,q de matière sèche. Le test de différents modèles pour prévoir la valeur du terme po (azote absorbe en l'absence de fertilisation) montre que l'élément déterminant est la teneur en azote organique du sol. L’utilisation de modèles de minéralisation dynamique (azodyn) permet d'améliorer la prévision des quantités d'azote minéral présentes dans le sol à la récolte. Pour le coefficient apparent d'utilisation de l'azote (CAU) nos résultats montrent que le facteur principal est la vitesse de croissance instantanée du peuplement au moment de l'apport d'azote. L’utilisation de l'isotope 15 N montre que le coefficient réel d'utilisation (CRU) est déterminé par la rapidité d'absorption par la culture après la fertilisation. Les quantités organisées sont stables et indépendantes du fonctionnement du peuplement. Les quantités d'azote minéral de l'engrais dans le sol à la récolte sont nulles, le défaut de bilan étant du a des pertes par voies gazeuses.

Le statut organique d'un sol ferrugineux tropical peu lessivé de texture sableuse de la zone Centre-Nord du Sénégal a été étudié sur deux dispositifs de longue durée. Le labour, l'apport de fumier et diverses successions culturales ont induit une différenciation dans la productivité du sol. On a tenté d'expliquer les mécanismes d'évolution de la matière organique du sol et du cycle interne de l'azote et d'en tirer les conséquences agronomiques; notamment, on a suivi à l'aide du 15N le devenir in situ d'un fertilisant azote. Le coefficient réel d'utilisation de l'azote engrais par une culture de mil est particulièrement faible (10 à 17%); par contre l'immobilisation de cet azote engrais dans le sol à la récolte atteint selon les traitements 44 à 80% de l'apport. Ce fait est à rapprocher de l'importante augmentation de la biomasse microbienne observée en fin de période pluvieuse. Le fractionnement des composés organiques azotés par hydrolyse acide a montré que les pratiques culturales telles que le labour; la rotation arachide-mil et surtout l'apport de fumier augmentent de façon significative la teneur en azote alpha-amine du sol; cet azote contribue fortement au pool d'azote mobilisable par les cultures. Ces phénomènes soulignent la capacité du sol à mettre en réserve l'azote avant la saison sèche mais aussi la difficulté à gérer la fertilité azotée de ces terres: il est indispensable d'optimiser la biodisponibilité de cet azote reminéralisé pour minimiser les pertes d'azote nitrique par lixiviation afin d'éviter un accroissement de l'acidification

Dans le contexte actuel où l'agriculture doit produire de façon durable, la gestion de l'azote doit être raisonnée de plus en plus finement pour atteindre des objectifs multiples de rendement et de qualité des produits récoltés mais aussi de respect de l'environnement. Ces objectifs ne peuvent être atteints qu'en pilotant la fertilisation azotée au plus près des besoins de la plante et en adaptant le système de culture en interculture afin de réduire les pertes d'azote nitrique et sous forme gazeuse. Pour cela, il convient de connaître et de prévoir précisément la dynamique saisonnière de la minéralisation de l'azote organique du sol in situ. L‘objectif de ce travail de thèse est double : (i) quantifier la dynamique de minéralisation nette in situ de l'azote organique du sol durant une année calendaire au champ, et (ii) expliquer et prédire cette minéralisation in situ pour une large gamme de pédoclimats et de systèmes de grande culture français. La minéralisation de l'azote in situ a été estimée en sol nu à l'aide de mesures régulières d'eau et d'azote minéral (0-120 cm) et du programme de calcul LIXIM basé sur un bilan dynamique journalier d'azote. Le concept de temps normalisé permettant de rendre compte des effets de la température et de l'humidité sur la minéralisation de l'azote a également été utilisé afin de normaliser la vitesse de minéralisation in situ en référence à des conditions constantes (vitesse potentielle normalisée). La validité de ce concept a été éprouvée pour une gamme étendue de températures et d'humidités à l'aide d'incubation de sol (conditions contrôlées ou in vitro). La fonction température de type exponentiel (Q10) utilisée initialement a été trouvée inopérante pour des températures supérieures à 25°C ; une fonction de type logistique a été ajustée pour une gamme de températures variant de 0 à 35 °C et différents sols. La fonction de réponse de la minéralisation à l'humidité s'est avérée variable entre sols, comme suggéré par l'analyse bibliographique ; la fonction humidité initialement utilisée dans le programme LIXIM a été conservée après analyse de sensibilité ayant montré un effet mineur sur nos expérimentations in situ. Les mesures in vitro ont confirmé qu'il n'y a pas d'interaction significative entre température et humidité, comme sous-tendu par le concept de jours normalisés. Deux expérimentations localisées dans le Sud de la France (Toulouse, Drôme) ont permis de montrer, qu'en condition de champ, la dénitrification pouvait représenter une forte perte d'azote quand les apports d'eau sont reçus avec une forte intensité par le sol en été, suite à l'irrigation ou aux pluies d'orage. Une estimation précise de la quantité d'azote minéralisé in situ par bilan dynamique d'eau et d'azote dans ces situations requiert donc une mesure ou une estimation précise de l'azote minéral perdu par dénitrification ; or ce phénomène est trop souvent considéré comme négligeable dans les systèmes de grande culture français, ce qui pourrait ne pas être le cas si l'irrigation par aspersion est pratiquée. Le concept de vitesse potentielle normalisée de minéralisation, correspondant à une valeur unique de minéralisation basée sur le temps normalisé, a été globalement validé sur un réseau expérimental de 55 parcelles de grande culture réparties sur l'ensemble du territoire français. Différents méthodes et modèles statistiques ont été testés pour décrire la variabilité observée de la minéralisation potentielle de l'azote in situ. Ainsi, la vitesse de minéralisation in situ de l'azote a été ajustée par RLM (Régression Linéaire Multiple) et PLS (Partial Least Squares regression). Les formalismes couramment utilisés, correspondant à l'effet de variables quantitatives comme la teneur en argile, en CaCO3 et la quantité d'azote organique, ainsi que la vitesse de minéralisation de l'azote mesurée in vitro n'ont pas permis d'expliquer ni de prédire, avec une bonne précision, la vitesse potentielle de minéralisation de l'azote in situ. Par contre, l'information apportée par des variables qualitatives relatives au système de culture (type de précédent cultural, nature de la rotation, apport régulier ou non de matières organiques exogènes) améliore significativement l'explication de la variabilité et les qualités prédictives des modèles statistiques sélectionnés. Les caractéristiques biologiques du sol, comme le carbone de la biomasse microbienne ou la vitesse de minéralisation in vitro du carbone, ont aussi permis d'améliorer la prédiction de la vitesse de minéralisation de l'azote in situ, confirmant le lien étroit entre minéralisation du carbone et de l'azote organique du sol. Ces variables sont cependant plus difficiles d'accès que les caractéristiques physicochimiques et du système de culture des parcelles. Leur utilisation semble donc plus adaptée pour des modèles de type « recherche » que pour des outils d'aide à la décision nécessitant un paramétrage simple et robuste et des variables d'entrée faciles à acquérir.

L’avenir d’une agriculture durable, repose sur une gestion optimale de la fertilité des sols et de leurs propriétés physiques et biologiques. Il s’agit de déterminer des pratiques culturales mimant certains processus écologiques (facilitation, complémentarité, effet « plant-soil-feedback) contribuant au maintien de la fertilité des sols. Ces concepts ont longtemps été valorisés de façon empirique dans des pratiques culturales associant simultanément différentes plantes. L’une des pratiques culturales la plus communément rencontrée en milieu méditerranéen associe des légumineuses à des céréales en rotation ou en culture intercalaire. Toutefois, et afin d’optimiser l’impact de ces itinéraires culturaux sur la productivité et la stabilité des agrosystèmes, les mécanismes biologiques mis en jeu doivent être élucidés. Cette étude a pour ambition principale d’améliorer nos connaissances sur les mécanismes mis en jeu au niveau de la microflore du sol et plus particulièrement sur l’importance de la symbiose mycorhizienne dans ces interactions biotiques et abiotiques. En réalisant des expériences en serre et in situ, associant la fêve et le blé en culture intercalaire ou en rotation, les résultats montrent que cette pratique stimule la croissance du blé ainsi que sa nutrition minérale (N et P). Nous avons également montré que cette association induisait des modifications importantes sur la diversité fonctionnelle de la microflore du sol et des bactéries du groupe des Pseudomonas fluorescents ainsi que sur la structure des communautés de champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA). Par ailleurs et afin d’optimiser l’impact de la composition de la couverture végétale dans une culture intercalaire, nous avons démontré qu’une augmentation de la diversité de légumineuses améliorait significativement les bénéfices attendus sur la croissance du blé et de sa mycorhization. Ces résultats soulignent la nécessité de développer ce type de pratiques culturales dans les agro-écosystèmes, afin de valoriser les services écologiques rendus par les légumineuses, et d’envisager la gestion des communautés de CMA dans les stratégies agro-écologiques comme une composante majeure de la productivité des cultures durable
The future of sustainable agriculture is based on an optimal management of the soil fertility and the soil physical and biological properties. The present study focused on identifying cultural practices that mimic some ecological processes (facilitation, complementarity, "plant-soil-feedback” effect) contributing to the maintenance of the soil fertility. These concepts have been empirically used in farming practices mixing plant species in cropping systems. One of the most commonly Mediterranean cropping system associates legumes to cereal in rotation or intercropping (i.e. Faba bean/ Durum wheat association). However, in order to optimize the impact of crop management on the productivity and stability of agro-ecosystems, the biological mechanisms involved must be clarified. The aim of this study is to improve our understanding of the mechanisms involved in the soil microflora plant interactions and especially the importance of mycorrhizal symbiosis in these biotic and abiotic processes. By conducting experiments in controlled and in situ conditions, our results show that intercropping stimulates the wheat growth and its mineral nutrition (N and P). We also showed that this cultural practice induces significant changes on the soil microbial functional diversity, on the fluorescent Pseudomonas functionalities, and also on the arbuscular mycorrhizal (AM) community structures. Furthermore, and in order to optimize the impact of the composition of the plant cover in intercropping, we have shown that increasing the diversity of legumes significantly improved the expected benefits on wheat growth and its mycorrhizal status. These results highlight the need to manage crop diversity in agroecosystems, in order to enhance the ecological services provided by legumes, and to consider the management of AM fungal communities in agro-ecological strategies as major component to maintain crop productivity

Ce travail a pour but d'étudier l'évolution des pressions azotées et de ses facteurs de contrôle sur l'ensemble du territoire. Un modèle de balance azotée de surface du sol a permis de l'obtention de chroniques de surplus azotés à l'échelle départementale pour la période 1917 à 2015 et à l'échelle communale pour la période 1955 à 2015. La quantification des tendances des pressions azotées obtenus à l'échelle départementale, montre que plus de 69% du territoire national est caractérisé par une baisse des pressions azotées à l'heure actuelle, majoritairement sous tendue par une baisse de la fertilisation minérale. Les surplus communaux obtenus sont hétérogènes dans l'ensemble des départements, et ce depuis 1955. Ces résultats peuvent être utilisés dans le cadre de l'état des lieux de la directive nitrate de 2019, mais aussi pour caractériser l'évolution des pressions à l'échelles de masses d'eau ou encore comme données d'entrée dans d'autres modèles de transfert d'azote
This work aimed to study trends in nitrogen pressure and its drivers on the French territory. A nitrogen soil surface balance was developed and used to obtain nitrogen surplus times series at the departmental scale from 1917 to 2015 and at the municipality scale from 1995 to 2015. Characterisation of departmental trends showed that nowadays, more than 69% of the country presents a decrease in nitrogen pressure, mainly resulting from decrease in mineral fertilizer. Municipality surpluses are heterogeneous for all departments since 1955. Results can be used in the framework of the status of the nitrate directive of 2019, but also to characterise nitrogen pressure on water bodies or as input data for other models

A la fin des années 50, l’abandon progressif des pratiques agro-pastorales sur les coteaux calcaires a initié une dynamique de succession secondaire entrainant des changements importants de la végétation initiale et conduisant à la mise place d’une mosaïque de communautés végétales constituée de formations herbacées (pelouses rases, pelouses hautes et pelouses piquetées) et de formations ligneuses (fourrés, forêts). L’étude présentée ici a pour objectif d’apporter une contribution à la connaissance des mécanismes impliqués dans la structuration et la dynamique des formations herbacées d’un coteau calcaire. Pour identifier ces mécanismes, les approches taxonomique, comparative et fonctionnelle ont été utilisées au cours de suivis au champ et d’expérimentations menées en conditions contrôlées. La première partie de la thèse est consacrée à la description de la végétation herbacée et à l’analyse de la dynamique successionnelle. Les principaux résultats montrent des différences importantes de structure, de composition, de diversité et d’abondance spécifique entre les communautés. Les deux mécanismes écologiques à l’origine de ces changements sont l’envahissement par les graminées sociales et la recolonisation ligneuse. La seconde partie de la thèse est consacrée à l’étude des performances des plantes et à leur capacité à répondre aux variations écologiques de leur environnement local. Les mesures des traits biologiques des espèces structurantes ont permis d’identifier la plasticité phénotypique comme une caractéristique essentielle pour leur maintien au cours de la dynamique. La dernière partie de la thèse est une caractérisation de la dynamique temporelle de l’azote et de la disponibilité en eau des sols. Cette caractérisation a fait ressortir le rôle clé du facteur hydrique en tant que filtre abiotique agissant sur la structuration des communautés. L’ensemble des résultats obtenus dans cette étude permet d’expliciter les mécanismes impliqués dans les processus de maintien et de remplacement des espèces au sein des différentes formations herbacées et apporte des éléments nouveaux pour la gestion conservatoire des pelouses calcicoles
During the late 50s, the gradual abandonment of agro-pastoral practices in chalk hillsides initiated secondary succession dynamics which resulted in significant changes from the initial vegetation and led to structuring of a vegetation mosaic including herbaceous (short grasslands, tall grasslands and encroached grasslands) and woody communities (shrubs and forests). The present study aims at improving the knowledge of mechanisms responsible for the structuring and dynamics of herbaceous communities of a chalk hillside. To identify these mechanisms, taxonomic, comparative and functional approaches were used in field surveys and controlled conditions experiments. The first part of the thesis is devoted to the description of the herbaceous communities and analysis of successional dynamics. The main results reveal significant differences in structure, composition, diversity and species abundance between communities. The increase of social grasses and shrub encroachment are the two ecological mechanisms causing these changes. The second part of the thesis is devoted to the study of plant performance and their ability to respond to ecological changes in their local environment. The measurements of biological traits of dominant species identified phenotypic plasticity as an essential feature for their persistence during succession. Finally, the last part of this work proposes the characterization of nitrogen dynamics and water availability in different soils. These results highlighted the key role of water factor as an abiotic filter influencing the structuring of communities. Overall, the results obtained in this study clarify the mechanisms involved in the process of species persistence and replacement within the different communities, and provide new ground for the management and conservation of calcareous grasslands

– Les programmes de diminution des principaux polluants industriels ont entraîné d’importantes réductions des teneurs en S atmosphérique et par conséquent un appauvrissement des sols en S dans les prairies du Nord de l’Europe. Le travail de thèse centré sur le trèfle blanc (Trifolium repens L. ) en tant qu’espèce clef des prairies, s’est attaché à analyser sa plasticité en réponse à la disponibilité en S. La plasticité du trèfle a été évaluée par la variation de traits fonctionnels le long d'un gradient de fertilisation azoté et soufré appliquée sur un sol pauvre, ou de concentration en SO42- en système hydroponique. Un double marquage 15N/34S a été réalisé pour évaluer l’absorption de l’N et du S de la solution ainsi que la fixation du N2 et le dépôt foliaire du soufre atmosphérique. Les résultats ont mis en évidence une plasticité phénotypique, à la fois morphologique et physiologique, importante du trèfle. Le soufre module sa biomasse finale ainsi que ses fonctions biologiques ; aptitude potentielle à la compétition, multiplication végétative, photosynthèse et acquisition du S et de N. Il intervient notamment via la fixation de N2. La réduction de la fixation du N2 observée chez les plantes déficientes en S résulte principalement d’une réduction de la nodulation, mais une moindre synthèse de protéines nodulaires, la nitrogénase et la léghémoglobine a été observée. Le S atmosphérique s’est révélé être une source importante pour la croissance, à travers le dépôt foliaire. La déficience en soufre accroît l’absorption foliaire par unité de surface. L’apport d’engrais soufrés, à l’inverse d’apports azotés pourrait permettre un maintien prolongé du trèfle dans les prairies
– Recent control of atmospheric S pollution is leading to important soil sulphur impoverishment. As a result, a decrease in soil sulphur content has appeared in the last decades in grasslands of Northern Europe. White clover (Trifolium repens L. ) is a key species in grasslands and was chosen as a model species. These phD focused on clover response to sulphur availability. Clover plasticity was assessed through the measurement of a set of functional traits along a gradient of nitrogen and sulphur fertilisation applied on a poor soil or a gradient of sulphate concentration when cultivated on a hydroponic system. A 15N / 34S double labelling was used to measure nitrate and sulphate uptake, N2 fixation an atmospheric S foliar deposition. White clover traits showed a great phenotypic plasticity, due to both morphological and physiological plasticity. Sulphur availability modify clover biomass as well as major functions such as the potential competitive ability, the vegetative reproduction, photosynthesis and sulphur and nitrogen acquisition. Sulphur effect on clover is linked to N2 fixation. N2 fixation was drastically reduced in S deficient plants mainly as a consequence of a decreased nodule development, but also as a consequence of decreased protein synthesis in nodules. Nitrogenase and leghaemoglobin were lower in S deficient nodules. S derived from the atmospheric deposition (Sdad) through foliar deposition appeared to be a significant source of S for clover growth. Sdad:leaf area ratio increased with decreasing S concentration in the nutrient solution. In contrast with N fertilisation, S fertilisation could help to maintain white clover in grassland