Microbiologie du sol

Microbiologie du sol
Dégradation de la matière orga. Cycle des éléments. En majorité : bactéries et champignons
-> micro orga dans le sol : hétérotrophes saprophytes.
Un micro orga : autotrophe : capable de se développer exclusivement sur des minéraux,
généralement ils font la photosynthèse.
Les hétérotrophes vont avoir besoin d’apport en MO. Ils sont saprophytes : se développe sur
la MO morte (déchets).
4 cycles les plus important : carbone/ azote/ soufre/ phosphore
I)
cycle du carbone
le carbone est l’élément essentiel qui compose la MO. On va trouver bcp de micro orga
décomposeurs dans le cycle, vont dégrader cadavres, fruits, feuilles mortes.
Les bactéries et les champignons ne vont pas faire la dégradation seuls -> chaîne trophique.
L’essentiel des molécules : sucre, plus grosse masse qu’on va trouver.
Différent type de composition.
Terre très humide fermentée -> tourbe
1) les sucres
nombreux glucides au niveaux des parois cellulaire des végétaux.
a) les sucres : oses
= simples. Facilement biodégradable, peu dans les sols
consommateur : bactéries qui interviennent plus fréquemment
 bacillus, pseudo mas, artrobacter, micro coccus, ce sont des bactéries anaérobies
présente très souvent dans le sol.
 Clostridium -> anaérobie
Champignons qui interviennent le plus souvent
 pénicillium
 aspergillus
b) les sucres : celluloses
constituants principaux des parois cellulaire des végétaux (entre 30 et 50% des résidus des
végétaux).
Du fait de leur structure (cristalline) : molécule très difficile à dégrader. Polymères du sucre
associés entre eux, résistent bien à l’attaque des micro orga. Les micro orga cellulaire
(cellulolitique) sont des micro orga spécialisés dans l’attaque des celluloses.
Cellulose cristalline -> enzyme C1 -> cellulase -> cellulose activé
Cellulose active ->->-> oligoside cellobise ->-> oses
Pt important : l’enzyme
Les bactéries et les champignons qui sont considérés comme cellulolitique sont ceux qui ont
l’enzyme C1. ce sont surtout des champignons.
Coopération de plusieurs micro orga : ceux qui font une étape, ne font pas les autre.
c) les sucres divers
-
amidon : facilement biodégradable
pectine : dans les fruits (pomme) gélifiant naturel, pas de flore spécifique entre pectine et
amidon
- hémicellulose : molécule voisine des cellulose, mais plus facilement dégradable
- chitine : polymère de sucre, fabriqué le plus souvent par les champignons
tous ces sucres vont donner de la biomasse et une diffusion dans le sol et dans l’air sous forme
de CO2 et H2O
2) composés phénoliques
peu de phénol simple.
 Acide humique : phénols présents en grande quantité, produits de dégradation qui
proviennent des végétaux et du bois. Phénols sont des molécules toxiques pour un certains
nombre de micro orga, en particulier pour ceux qui viennent du cycle de l’azote, micro
orga qui éliminent le phénol : rôle de désintoxication. L’élimination se fait par oxydation.
 Oxydation :
 violente
 plus douce : qui va donner des pigments (substance humique) -> favorisé en
fonction des potentiels redox
 Consommateurs :
 bactéries : pseudomonas, arthrobacter
 champignons : polyponus, trametes
 Lignines : molécule qui compose le bois (20%, 30% des végétaux)
Dégradation des lignines à 99% des champignons. Cette biodégradation passe par une
dépolymérisation puis par une oxydation.
3) hydrocarbures
longue chaîne carbonées (avec C et H). Molécules qu’on trouve dans les huiles.
Bactéries qui dégradent hydrocarbures : pseudomonia methania ; mocardie
Champignons qui dégradent hydrocarbures : pénicillium
 débouche à la production d’acide
les acides vont fixer les atomes métalliques, après on va avoir une lixiviation des sols : l’eau
va entraîner les acides et les métaux (=> appauvrissement du sol)
II)
le cycle de l’azote
1) fixation d’azote
des micro orga (le plus souvent des bactéries) sont capable de fixer l’azote de l’air et de le
transformer soit en azote orga, soit en azote minéral.
Les bactéries libre sont relativement rare, celles qui font ca ont un rendement faible. Les
seules qui ont un rendement fort : cyanobactérie
2) minéralisation
 molécules azotées les plus complexe : protéines
la protéolyse : dégradation des protéines
 2ème etape de la minéralisation : ammonification
problemes des nitrates :
-
bon facteur de croissance
risque d’eutrophisation des suces (nappes phréatique)
3) dénitrification
forme la plus oxydée de l’azote.
soit dénitrification :
- assimilative : NH4+
- dissimilative : va vers l’azote gazeux : N2 augmente
bactéries réductrice : bacillus, aérobacter, pseudomonas, thiobacillus (aussi dans le cycle du
souffre)
III)
cycle du souffre
1) minéralisation
dans certains a.as, lipides, polysaccharides…., c’est la minéralisation du souffre qui va
conduire à SO42- ; réaction qui interviennent dans le métabolisme des bactéries.
2) oxydation
différentes formes vont subir des oxydations diverses qui vont conduire à H2SO4 (très
souvent).
Bactéries qui interviennent dans le phénomène d’oxydation : thidoucillus dénitrificans
(réactions d’oxydation : oxyde S réduit N)
3) réduction
va donner généralement H2S
on va les trouver dans la vase, dans les sols gorgés d’eau, toxicité de H2S
IV)
cycle du phosphore
on va le retrouver dans les phospholipides, dans un certain nombre des molécules du
métabolisme (sucres phosphatés, nucléotides……)
1) minéralisation
phospholipide : cycle du carbone
nucléotide : cycle de l’azote
téphosphasphalation des molécules on va obtenir PO43- (ions phosphates) -> tous les micro
orga vont être capable de faire cette minéralisation.
En général, le phosphate est une molécule peu soluble
2) solubilisation
grâce à des acides (acides humiques), les bactéries vont le capter et l’utiliser dans le
métabolisme.
Solubilisation faite par de nombreuses bactéries (bactéries du sol).