UXS394I5

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28 octobre 2020 12:28

6 novembre 2020 12:18

Le sol et les systèmes de culture hors sol étant des environnements très dynamiques, la structure des communautés microbiennes de la rhizosphère s'adapte constamment. Les processus de conversion microbienne de l'azote n'ont pas encore été signalés dans les systèmes de culture hors sol, et nous avons donc cherché à étudier leur impact sur la diversité et la composition des communautés bactériennes sur une période de 10 mois. Nous avons comparé les mesures communautaires entre un sol organique fertilisé avec des matières végétales et animales et un substrat de culture organique avec des effluents de poisson ou supplémenté avec des engrais organiques. La composition de la communauté bactérienne a été surveillée au fil du temps en utilisant une analyse des acides gras phospholipidiques et un séquençage d'amplicon ARNr 16S. La dynamique de l'azote et la performance des plantes ont été évaluées pour donner un aperçu de la façon dont la diversité bactérienne du sol et des communautés microbiennes sans sol a finalement un impact sur la productivité. Les systèmes de culture du sol et hors sol complétés par différents engrais riches en azote ont différé sur ses caractéristiques tout au long de la période expérimentale. Une analyse multivariée a montré que la longueur de la plante, le pH, le Flavisolibacter, le phosphore, le chlorure, l'ammonium, le potassium, le calcium, le magnésium, le sodium, la conductivité électrique, le nitrate, le sulfate et les genres bactériens Desulfotomaculum, Solirubrobacter, Dehalococcoides, Bythopirellula, Steroidobacter, Litorilinea, Nonomuraea étaient les facteurs les plus significatifs discriminant entre les sols naturels complétés par des sous-produits animaux et végétaux. L'utilisation de ces sous-produits dans le sol était positivement associée aux champignons mycorhiziens arbusculaires (AMF), qui peuvent influencer les communautés de la rhizosphère par le biais d'exsudats racinaires et de translocation de C. La structure communautaire était distincte et constamment différente dans le temps, malgré la supplémentation en engrais. La composition de la communauté microbienne fongique était moins affectée par le pH, tandis que la composition des communautés bactériennes (actinomycètes, bactéries Gram-négatives et bactéries Gram-positives) était étroitement définie par le pH du sol, démontrant l'importance du pH comme moteur de la composition de la communauté bactérienne. Les différences observées pourraient être attribuées aux conversions d'azote très dynamiques sur les quatre systèmes de culture de tomates, car la minéralisation nette d'azote a contribué jusqu'à 80% à l'azote disponible par les plantes. L'application d'engrais peut être responsable des variations au fil du temps dans l'écosystème. La connaissance des interactions microbiennes dans les systèmes de culture de la tomate ouvre une fenêtre d'opportunité pour la conception d'engrais ciblés soutenant une production agricole durable.

As soil and soilless culture systems are highly dynamic environments, the structure of rhizosphere microbial communities is consistently adapting. Microbial-driven nitrogen conversion process are yet to be reported in soilless culture systems, and thus we aimed at surveying their impact on diversity and composition of bacterial communities across a 10-month period. We compared community metrics between organic soil fertilized with plant and animal-derived material and organic growing medium with fish effluent or supplemented with organic fertilizer. Bacterial community composition was monitored over time using phospholipid fatty acid analysis and 16S rRNA amplicon sequencing. Nitrogen dynamics and plant performance were assessed to provide insight on how bacterial diversity of soil and soilless microbial communities ultimately impacts productivity. Soil and soilless cultivating systems supplemented with different nitrogen-rich fertilizers differed on its characteristics throughout the experimental period. Multivariate analysis showed that plant length, pH, Flavisolibacter, phosphorus, chloride, ammonium, potassium, calcium, magnesium, sodium, electrical conductivity, nitrate, sulphate, and the bacterial genera Desulfotomaculum, Solirubrobacter, Dehalococcoides, Bythopirellula, Steroidobacter, Litorilinea, Nonomuraea were the most significant factors discriminating between natural soils supplemented with animal and plant by-products. The use of these by-products in the soil was positively associated with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which may influence rhizosphere communities through root exudates and C translocation. Community structure was distinct and consistently different over time, despite the fertilizer supplementation. The fungal microbial community composition was less affected by pH, while the composition of the bacterial communities (Actinomycetes, Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria) was closely defined by soil pH, demonstrating the significance of pH as driver of bacterial community composition. Observed differences could be attributed to the highly dynamic nitrogen conversions on the four tomato cultivating systems, as net nitrogen mineralization contributed up to 80% to the plant-available nitrogen. Fertilizer application may be responsible for variations over time in the ecosystem. Knowledge about the microbial interactions in tomato cultivating systems opens a window of opportunity for designing targeted fertilizers supporting sustainable crop production.

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• AB - Modalité bio
• FREDO biologie et travail du sol
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• GEO Belgique
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• PRODUIT tomato
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Frontiers in Plant Science

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2020

1 janvier 2020

10.3389/fpls.2020.520834 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique

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