Grassland-cropland rotation cycles in crop-livestock farming systems regulate priming effect potential in soils through modulation of microbial communities, composition of soil organic matter and abiotic soil properties

Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
Les cycles de rotation prairies-terres cultivées dans les systèmes de culture-élevage régulent le potentiel d'effet d'amorçage dans les sols par la modulation des communautés microbiennes, la composition de la matière organique du sol et les propriétés abiotiques du sol
Titre anglais
Grassland-cropland rotation cycles in crop-livestock farming systems regulate priming effect potential in soils through modulation of microbial communities, composition of soil organic matter and abiotic soil properties
Auteur(s)
  • PANETTIERI Marco
  • GUIGUE Julien
  • CHEMIDLIN PREVOST-BOURÉ Nicolas
  • THÉVENOT Mathieu
  • LÉVÊQUE Jean
  • LE GUILLOU Cédric
  • MARON Pierre-Alain
  • SANTONI Anne-Lise
  • RANJARD Lionel
  • MOUNIER Stéphane
  • MENASSERI Safya
  • VIAUD Valérie
  • MATHIEU Olivier
Editeur(s)
Autre(s)
Id
EH4GLITH
Version
2745
Date ajout
20 novembre 2020 17:08
Date modification
20 novembre 2020 17:08
Résumé français
Les sols peuvent agir comme un puits de carbone, et la transformation chimique et biologique de la litière végétale en matière organique du sol (MOS) est largement influencée par l'utilisation des terres et d'autres paramètres biogéochimiques. Cependant, l'augmentation des nouveaux apports de carbone dans le sol a le potentiel de déclencher la minéralisation de la MOS stabilisée, un processus appelé effet d'amorçage. L'objectif de ce manuscrit est d'étudier, à l'échelle du paysage (5 km²), les facteurs influençant la sensibilité de la MOS à l'effet d'amorçage. Pour atteindre cet objectif, des analyses physiques, chimiques et métagénomiques ont été menées sur 88 échantillons de sol et combinées successivement avec des données agronomiques et une incubation du sol pour la quantification des flux de carbone. Les modèles de répartition de la variance ont mis en évidence que l'effet d'amorçage est contrôlé par des interactions complexes de facteurs biotiques et abiotiques, notamment la chimie du sol, la qualité de la MOS, la forme et l'abondance des communautés microbiennes. Les propriétés de fluorescence de la matière organique dissoute se sont révélées être un puissant descripteur de l'effet d'amorçage. En fonction du temps de rotation des cultures consacré aux prairies, deux composantes différentes conduisant à un effet d'amorçage ont été identifiées. L'introduction de prairies pendant 40 à 60% du temps de rotation a permis d'obtenir la plus faible sensibilité à l'effet d'amorçage et des indices de diversité microbienne plus élevés, tandis que des proportions plus ou moins élevées de temps de rotation consacrées aux prairies ont entraîné une augmentation de l'effet d'amorçage et une diminution de la régularité bactérienne.
Résumé anglais
Soils can act as a carbon sink, and the chemical and biological transformation of vegetal litter into soil organic matter (SOM) is widely influenced by land-use and other biogeochemical parameters. However, the increase of new carbon inputs to soil has the potential to trigger the mineralization of stabilized SOM, a process called priming effect. The objective of this manuscript is to investigate, at a landscape scale (5 km²), the factors influencing the susceptibility of SOM to priming effect. To achieve this objective, physical, chemical, and metagenomics analyses were conducted on 88 soil samples and successively combined with agronomical data and soil incubation for the quantification of carbon fluxes. Variance partitioning models highlighted that priming effect is controlled by complex interactions of biotic and abiotic factors, which include soil chemistry, quality of SOM, shape and abundance of microbial communities. Fluorescence properties of the dissolved organic matter has been found as a strong descriptor for priming effect. Depending on the time of crop rotation devoted to grassland, two different components leading to priming effect were identified. The introduction of grassland for 40–60% of the time of rotation achieved the lowest susceptibility to priming effect, and higher indexes of microbial diversity, whereas higher or lower proportions of time of the rotation devoted to grassland resulted in an increase of priming effect and a decrease of bacterial evenness.
Note
None
CRAW tags
  • AB - Utile à l'AB
  • FREDO biologie et travail du sol
  • FREDO rotation culturale
  • mixed farming
  • mixed cropping
  • variance partitioning
  • water-extractable organic carbon
WEB tags
  • cropland
  • grassland
  • soil carbon
Titre de la publication
Agriculture, Ecosystems & Environment
Volume
299
Pages
106973
Date caractères
September 1, 2020
Date publication
1 septembre 2020
Doi
10.1016/j.agee.2020.106973 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique
Issn
0167-8809 L’ISSN est un code de 8 chiffres servant à identifier les journaux, revues, magazines, périodiques de toute nature et sur tous supports, papier comme électronique.