Facteurs déterminant la disponibilité de l'azote pour les semis de conifères dans un contexte d'exploitation forestière

• Main Author: Grenon, Frank
• Other Authors: Bradley, Robert
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2007
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5076

Cette thèse porte sur l'étude des facteurs qui déterminent la disponibilité de l'azote pour les semis de conifères dans un contexte d'exploitation forestière. Les facteurs qui y sont étudiés sont le taux brut de production de l'azote minéral, la température du sol, la nitrification autotrophe et hétérotrophe, et la compétition entre les racines des jeunes semis et les microorganismes du sol. L'utilisation de substrats enrichis en isotope stable d'azote ([indice supérieur 15]N) a été primordiale pour l'ensemble des expériences réalisées. Pour la quantification des taux bruts de production, la technique de dilution d'isotope a été utilisée. Afin de distinguer entre la nitrification autotrophe et hétérotrophe, les mesures de taux bruts de production ont été mesurées en présence et en absence d'acétylène qui inhibe la nitrification autotrophe. Pour évaluer la compétition entre les racines des jeunes semis et les microorganismes du sol, le [indice supérieur 15]N a été utilisé comme traceur afin de quantifier le déplacement d'une forme d'azote vers les différents compartiments. En premier lieu, je me suis intéressé au concept de disponibilité dans des conditions où l'azote est considéré comme limitant. La disponibilité de l'azote pour les semis est typiquement associée à la concentration en azote minéral dans le sol ou à la quantité d'azote minéral qui n'est pas utilisée par les microorganismes au cours d'une incubation, soit le taux net de production. J'ai donc tenté d'établir un parallèle entre les taux bruts de production de l'azote minéral dans le sol et un concept développé en condition hydroponique. Ce concept suggère qu'un flux rapide de nutriments à faible concentration peut permettre à une plante de maintenir un taux maximal de croissance. D'autres indices de disponibilité de l'azote minéral comme la concentration, l'azote microbien et le taux de mycorhization ont aussi été mesurés, mais c'est le taux brut de production de l'ammonium dans le sol qui s'est avéré le plus important pour la vitesse d'absorption de l'ammonium par de jeunes semis d'épinettes blanches plantées au champ.Cette étude a également permis de démontrer que le taux de mycorhization des jeunes semis pouvait interférer sur certains aspects du cycle de l'azote du sol. En deuxième lieu, je me suis intéressé à la voie de nitrification ainsi qu'à l'effet que peut avoir la température sur les taux bruts de transformation de l'azote dans le sol. Les résultats ont montré que la sensibilité des taux bruts de transformation à la température dépend de la qualité chimique de la litière ce qui peut expliquer l'augmentation des concentrations d'azote minéral dans la couche organique de certains sols forestiers après perturbation. Par contre, je n'ai pu démontrer si la proportion de nitrification autotrophe versus hétérotrophe explique les différences observées des concentrations de nitrate après coupe entre les écosystèmes forestiers. En troisième lieu, je me suis intéressé à la compétition directe entre les racines de jeunes semis et les microorganismes du sol pour trois formes d'azote, soit l'ammonium, le nitrate et un mélange d'acides aminés dans de l'humus provenant de parterres de coupe et de forêt mature. J'ai comparé la cinétique d'absorption simultanée de ces trois formes d'azote en me servant de molécules marquées par l'isotope [indice supérieur 15]N. Les résultats ont montré que les microorganismes du sol possédaient un avantage compétitif important sur les jeunes semis pour l'absorption des trois formes d'azote à haute concentration, mais que cet avantage était considérablement réduit à des concentrations faibles. La provenance de l'humus a un effet significatif sur les cinétiques d'absorption qui est en lien avec la disponibilité en carbone dans chacun des sols. Une meilleure compréhension des différences entre les cinétiques d'absorption de l'azote par les microorganismes du sol et celles des plantes dans un contexte naturel permettrait d'améliorer nos connaissances à propos de l'effet des perturbations et des processus de succession sur la disponibilité en azote en dans le sol.