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Caractérisation des litières végétales et agromatériaux, biodégradation et cycles du carbone et de l'azote dans les sols
(ACR)
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Les grandes lignes de l'activité scientifique se déclinent en deux volets: un volet de recherches Afficher la suite
Les grandes lignes de l'activité scientifique se déclinent en deux volets: un volet de recherches porte sur la qualité chimique des litières végétales et leur accessibilité aux agents décomposeurs (microorganismes et enzymes); un second volet porte sur l'intégration et la modélisation des processus et facteurs des cycles biogéochimiques associés à la biodégradation des matières organiques exogènes.
Cette activité met en oeuvre des études de décomposition des résidus végétaux, au laboratoire ou au champ, grâce au suivi de la minéralisation du carbone, de l'azote et du soufre (des résidus et des sols), la caractérisation de l'évolution des substrats ligno-cellulosiques au cours du temps, et des activités microbiennes et enzymatiques impliquées dans la décomposition. Les modules de décomposition GDM, Cantis et Stics sont utilisés d'une part pour faire évoluer les formalismes décrivant la composition chimique des résidus, et d'autre part pour simuler l'évolution du carbone et de l'azote et extrapoler dans le temps.
Le projet scientifique se situe dans le contexte des travaux visant à quantifier les impacts environnementaux des systèmes cultivés, et à améliorer la gestion des ces systèmes en vue de réduire les émissions directes de gaz à effet de serre (CO2, N20), favoriser le stockage de carbone par les sols, contribuer à réduire l'usage du carbone fossile (par réduction des intrants, par valorisation du maximum admissible de la biomasse ligno-cellulosique en substitution au C d'origine fossile), et enfin réduire les pollutions diffuses d'origine agricole (nitrate, pesticides) . Une des entrées majeures de matière organique dans les sols se fait principalement par les plantes : litières aériennes (feuilles sénescentes) et souterraines (racines, rhizomes) et résidus de récolte. Ces travaux contribuent à l'évaluation des impacts environnementaux des systèmes de culture, particulièrement dans le contexte duchangement climatique global, et à l'évaluation d'alternatives à l'usage du C fossile, notamment l'usage de la biomasse végétale.

Les principales collaborations sont les suivantes:
- Au plan national : INRA UMR EGC Grignon, UMR SAS Rennes, UMR Eco&Sols INRA-IRD-ENSA Montpellier, US Agro Impact Laon-Mons, UMR Agronomie Grignon UR Université Champagne-Ardenne GEGENA,
- Au plan européen et international : Université Toledo (Ohio, USA), Université Fédérale Santa Maria (RS), Brésil, Université d'Agriculture de Copenhague (Danemark), Université Perth (UWA), Australie. CSIRO,

Les objectifs scientifiques sont d'approfondir la connaissance des caractéristiques des biomasses ligno-cellulosiques végétales (résidus de culture, litières de feuilles et racinaires) entrant dans le sol et modéliser les processus de décomposition qui les affectent, d'une part pour leurs effets à court et long terme sur les cycles biogéochimiques, et d'autre part pour leurs effets sur la dynamique, l'activité et la diversité des populations microbiennes du sol. L'originalité scientifique de ce projet repose d'une part sur l'articulation des recherches autour du rôle joué par les caractéristiques biochimiques et physiques des matériaux ligno-cellulosiques sur laquelle manquent les connaissances génériques nécessaires, en valorisant la collaboration avec les chercheurs en biochimie végétale, d'autre part sur l'étude couplée des cycles du carbone et des autres éléments (principalement azote) et de leur modélisation indispensable à la prédiction des flux d'éléments vers l'atmosphère (CO2, N2O) ou vers l'hydrosphère (NO3-).

Caractérisation chimique des résidus de récolte et litières (feuilles sénescentes, racines) en relation avec leur aptitude à la décomposition:
- Composition biochimique des racines de diverses espèces végétales (colza, blé, sorgho, riz, brachiaria, soja, miscanthus, maïs) et étude de leur biodégradabilité potentielle dans les sols.
- Identification des constituants spécifiques des racines expliquant leur faible dégradation
- Relations entre dynamique du carbone, dynamique de l'azote et du soufre.
- Contribution à l'évolution des formalismes et parametrisation des modèles de biotransformations Cantis (modèle Pastis), Stics, et GDM. Modélisation de la décomposition
- Relations entre la localisation des résidus et leurs décomposition, notamment les MULCHS de résidus, dans les situations sans labour. Réduire

- Champs de rattachement :