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).