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Les microorganismes du sol sont parmi les composants les plus divers des écosystèmes terrestres [1], où ils jouent, entre autres, un rôle dans la qualité des sols agricoles. Il a été suggéré que la clé de la compréhension du fonctionnement des sols est la description de la composition et de la biodiversité des communautés microbiennes du sol [2]. Cependant, l'interrelation hypothétique entre la biodiversité microbienne du sol et le fonctionnement écologique du sol est mal documentée. Il est donc nécessaire de développer des approches permettant d'établir des liens explicites entre la présence de micro-organismes spécifiques et les processus qu'ils catalysent [3].

Résultats majeurs

L'impact d’amendement organique (boues d'épuration ou eaux usées) utilisé pour fertiliser les sols agricoles a été estimé sur l'activité de dégradation de l'atrazine (figure 1), le potentiel génétique de dégradation de l'atrazine et la structure de la communauté bactérienne, de sols cultivés avec du maïs (figure 2).

Figure 1 : Cinétique de la dégradation de l’atrazine marquée au 14C dans [panel A] le sol des Couhins (U) non modifié, modifié avec du fumier (FM), (SS10) boues d’épuration (10 tonnes ha-1 an-1) et (SS100) boues d'épuration (100 tonnes ha-1 an-2); [panel B] le sol de Pierrelaye modifié avec des eaux usées légèrement pollué (LP),modérément (MP) pollué ou fortement polluées (HP); [panel C] le sol de La Bouzule (U) non amendé, (LDSS) modifié avec des boues d’épuration légèrement déshydratées, (LDCSS) amendé avec des boues d’épuration compostées légèrement déshydratées et (LDCSS + PAH) modifié avec du compost de boues d'épuration légèrement déshydraté  additionnées d'hydrocarbures polyaromatiques.

Figure 2 : Analyse PCR quantitative des séquences atzA, B et C à partir de Échantillons d’ADN extraits du [panel A] sol de Couhins U, FM, SS10 et SS100; [panel B] le sol de Pierrelaye LP, MP ou HP; [panel C] le sol de La Bouzule U, LDSS, LDCSS et LDCSS + PAH.

L'application à long terme d'amendement organique n'a pas modifié l'activité de minéralisation de l'atrazine, qui s'est avérée essentiellement dépendre du type de sol. Il n'a pas non plus modifié le potentiel génétique de dégradation de l'atrazine estimé par PCR quantitative ciblant les gènes atzA, B et C, qui s'est avéré dépendre du type de sol. La structure de la communauté bactérienne du sol déterminée par les empreintes digitales de RISA était significativement affectée par l'amendement organique. Ces résultats ont montré que la modification de la structure de la communauté bactérienne du sol en réponse à un amendement organique ne s'accompagnait pas nécessairement d'une modification du potentiel ou de l'activité génétique dégradant l'atrazine. En outre, ces résultats ont révélé que différents sols présentant des potentiels génétiques dégradant l'atrazine similaires pouvaient présenter des activités dégradant l'atrazine différentes.

Références

1. Ekschmitt, K. and Griffiths, B.S. (1998) Soil biodiversity and its implications for ecosystem functioning in a heterogeneous and variable environment. Appl. Soil Ecol. 10, 201–215.

2. Schloter, M., Lebuhn, M., Heulin, T. and Hartmann, A. (2000) Ecology and evolution of bacterial microdiversity. FEMS Microbiol. Rev. 24, 647–660.

3. Gray, N.D. and Head, I.M. (2001) Linking genetic identity and function in communities of uncultured bacteria. Environ. Microbiol. 3, 481–492.

Affiliations

a INRA-CMSE, UMR 1229 INRA-Université de Bourgogne, Microbiologie et Géochimie des Sols, 17 rue Sully, BP 86510, 21065 Dijon Cedex, France

b ENSAIA-INPL/INRA, Laboratoire Sols et Environnement UMR 1120, 2, avenue de la Forêt de Haye, BP 172, F-54505 Vandoeuvre-les-Nancy, France