Aller au contenu
Aller au menu
Aller à la recherche
Aller au pied de page

Projets financés

RACINE-C

Evaluation de la source racinaire de carbone pour la gestion et la modélisation des matières organiques des sols.
Responsable Scientifique: 

Jérôme Balesdent

Organisme: 
UR Géochimie des Sols et des Eaux - INRA Aix-en-Provence
Partenaires: 

UMR Ecologie Microbienne de la Rhizosphère - CNRS/CEA/Université de la Méditerranée ; Groupe de Recherches et d'Applications en Phytotechnologies - CEA; UMR Agronomie et Environnement - ENSAIA; UR Fonctionnement et gestion de l'écosystème prairial - INRA Clermont-Ferrand

Résumé: 

 

La connaissance de la rhizodéposition, transfert de carbone des racines vivantes des plantes vers le sol, est un verrou pour la prévision et la modélisation du stockage de carbone dans les sols. D’une part les flux souterrains entrant dans le sol sont difficiles à quantifier, d’autre part le devenir à long terme du carbone rhizodéposé est peu connu.

 

Les principaux résultats sont:

1. Quel est le flux de carbone libéré dans le sol par les racines ?

· Pour les quatre plantes testées, blé, maïs, tournesol, colza, le flux de rhizodéposition en période de croissance est de l'ordre de 6 à 10% de la production primaire nette, correspondant à 15 à 35% de la production de biomasse racinaire.

·  Dans des projets qui viseraient à estimer la production primaire nette souterraine, l'erreur sur la mesure de biomasse racinaire elle-même peut être supérieure à l'erreur liée à la méconnaissance du flux de rhizodéposition.

2. Quelle est la nature du carbone rhizodéposé et que devient-il à moyen ou long terme dans les sols ?

·  Les polysaccharides sont les composés dominants du flux de rhizodéposition (étude sur blé). Ces derniers proviennent des mucilages et des parois et résidus cellulaires.

·  Contrairement à ce qui est couramment annoncé, les composés très biodégradables ont un rendement en matières organiques à long terme (plusieurs années) plus important que les composés plus lentement dégradables comme les fibres végétales. En particuliers, les rhizodépôts ont un rendement en matières organiques supérieur ou égal à celui des restitutions aériennes de la plante.

3. Quel est l'effet indirect de l'apport de carbone par les racines sur la minéralisation du carbone du sol ?

·  L'apport de litières racinaires stimule la minéralisation des matières organiques des horizons profonds des sols. La biodégradation des matières organiques anciennes y est en effet limitée par la taille des communautés microbiennes présentes et par le trop faible apport énergétique ambiant.

4. Implications pour la modélisation et la prévision

·  Dans l'état actuel des modèles opérationnels du carbone des sols (RothC et Century par exemple), une solution simple est d'ajouter la rhizodéposition au flux de production de biomasse souterraine.

·  La réalité est cependant assez différente. Les apports de carbone ont des effets sur la minéralisation du carbone Plutôt que d'affiner les paramètres des précédents modèles, il sera nécessaire de développer une modélisation plus prospective, de nouvelle génération, non linéaire, sur la base de stratégies écologiques ou de variations du rendement en composés protégés.

Durée du projet: 
4 ans
Etat d'avancement: 
Terminé
Les articles scientifiques et thèses :
 
  • Balesdent J., Derrien D., Fontaine S., Kirman S., Klumpp K., Loiseau P., Marol C., Nguyen C., Péan M., Personeni E., Robin C. 2011. Contribution de la rhizodéposition aux matières organiques du sol, quelques implications pour la modélisation de la dynamique du carbone. Etude et Gestion des Sols, 18 (3), pp. 201-216, téléchargeable ci-dessous.
  • Klumpp K., Soussana J.F., Falcimagne R. 2007. Effects of past and current disturbance on carbon cycling in grassland mesocosms. Agriculture, Ecosystems & Environment 121, 1–2, 59–73.
  • Klumpp K., Soussana J.F., Falcimagne R. 2007. Long-term steady state 13C labelling to investigate soil carbon turnover in grasslands. Biogesciences, 4, 1-10.
  • Derrien D., Marol C., Balesdent J. 2007. Microbial biosyntheses of individual neutral sugars among sets of substrates and soils. Geoderma 139, 190-198.
  • Zahar Haichar F., Marol C., Berge O., Rangel-Castro I., Prosser J., Balesdent J., Heulin T., Achouak W. 2008. Plant host habitat and root exudates shape soil bacterial community structure. The ISME Journal, 2, 1221–1230.
  • Fontaine S., Barot S., Barre P., Bdioui N., Mary B., Rumpel C. 2007. Stability of organic carbon in deep soil layers controlled by fresh carbon supply. Nature, 7167 Pages: 277-U10.
  • Derrien D., Marol C., Balabane M., Balesdent J. 2006. The turnover of carbohydrate carbon in a cultivated soil estimated by 13C natural abundances. Europ. J. Soil Sci. 57(4) 547-557.
Fichier(s) attaché(s)Mise à jourTaille
GESSOL2_RapportFinal_racineC_JBalesdent.pdf18/10/2011739.08 Ko
Balesdent_EGS_2011.pdf22/02/20121.09 Mo