Évaluation de labile carbone organique dans le sol Utilisation des procédures séquentielles Fumigation Incubation

L’objectif global de cette procédure d’incubation par fumigation séquentielle est d’estimer le carbone labile et le taux de renouvellement potentiel du carbone dans le sol. Cette méthode peut répondre à des éléments clés dans le domaine de la microbiologie des sols, tels que la quantité de substrat que les microbes du sol utilisent pour transformer les nutriments dans le sol. L’un des principaux avantages de cette technique est qu’elle est relativement simple à utiliser et peu coûteuse.

Avant le prélèvement, identifiez les différences dans les propriétés du sol et la végétation à l’intérieur du site de prélèvement. À l’aide des coefficients de variation appropriés, déterminez le nombre d’échantillons nécessaires et la distance de variabilité. Pour les conditions de sol hétérogènes, désigner un modèle d’échantillonnage en grille dans lequel la distance entre les points d’échantillonnage sur chaque transect est inférieure à la distance de variabilité à l’intérieur d’une unité expérimentale.

Éliminez la matière organique de la surface du sol aux points d’échantillonnage. À l’aide d’une tarière, prélevez chaque échantillon de sol. Pour chaque transect de la grille, mélangez les échantillons dans un seul récipient.

Placez chaque échantillon composite dans une glacière avec des blocs réfrigérants immédiatement après le prélèvement. Une fois les travaux sur le terrain terminés, tamisez les échantillons de sol. Nettoyez le grillage à l’eau après avoir tamisé chaque échantillon.

Pour chaque échantillon de sol composite, placez trois échantillons individuels de 100 grammes dans des béchers. Couvrez les béchers d’un film de laboratoire et pré-incubez les béchers à 25 degrés Celsius pendant 10 jours. Ensuite, pour chaque échantillon, retirez le film et placez un gramme de terre dans un bateau de pesée en aluminium pré-pesé.

Enregistrez le poids combiné du sol humide et pesez le bateau. Faites sécher chaque échantillon dans les bateaux de pesée à 105 degrés Celsius pendant 48 heures. Vérifiez le poids toutes les huit heures pendant les premières 24 heures, puis toutes les six heures jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de perte de poids.

À l’aide des poids connus des bateaux de pesée, déterminez le poids du sol sec. Calculez le rapport poids/poids du sol sec/humide. Pour commencer la fumigation, placez une serviette en papier humide au fond de chacun des deux dessiccateurs sous vide en verre avec des plaques en porcelaine.

Désigner un dessiccateur pour la fumigation. Pour chaque échantillon, préparez trois flacons en verre étroits, contenant chacun 30 grammes de terre. Étiquetez chaque flacon au crayon sur du ruban adhésif de laboratoire.

Pour chaque ensemble, placez deux flacons dans le dessiccateur de fumigation et le troisième flacon dans l’autre dessiccateur. Placez le dessiccateur de fumigation dans une hotte. Couvrez le fond d’un bécher de 100 millilitres avec des pierres bouillantes.

Dans la hotte, versez 50 millilitres de chloroforme sans éthanol dans le bécher. Placez le bécher au centre du dessiccateur de fumigation et fermez le dessiccateur. Connectez le dessiccateur de fumigation à une pompe à vide.

Allumez la pompe à vide et laissez bouillir le chloroforme pendant 30 secondes. Ensuite, éteignez et débranchez la pompe pour permettre à l’air d’entrer dans le dessiccateur. Répétez cette étape deux fois de plus.

Faites bouillir le chloroforme une quatrième fois pendant deux minutes. Ensuite, fermez le dessiccateur pour maintenir le vide. Éteignez et débranchez la pompe à vide.

Fermez et scellez l’autre dessiccateur. Conservez les deux dessiccateurs dans un endroit sombre à température ambiante pendant 24 heures. Ensuite, placez le dessiccateur de fumigation dans une hotte.

Ventilez le dessiccateur et retirez l’essuie-tout. Placez les flacons contenant de la terre dans le dessiccateur, fermez le dessiccateur, connectez la pompe à vide et ouvrez le vide pour éliminer le gaz chloroforme des échantillons de sol. Faites fonctionner l’aspirateur pendant cinq minutes, puis ventilez le dessiccateur.

Effectuez cette étape quatre fois de plus, puis retirez les flacons remplis de sol du dessiccateur pour les préparer aux procédures d’incubation. Pour préparer les contenants d’incubation, étiqueter les bouteilles en polypropylène à large ouverture pour les sous-échantillons fumigés et non fumigés. Étiquetez trois autres bouteilles sans contrôle de la saleté pour un titrage ultérieur.

Pour chaque bouteille étiquetée, percez un trou au centre d’un bouchon en caoutchouc de taille 10 et insérez une tige de verre de 15 centimètres de long dans le trou. Fixez un flacon en verre de 40 millilitres sur la tige de verre à l’aide d’un élastique. Ensuite, ajoutez un gramme de sol de l’échantillon de sol pré-incubé d’origine à chacun de ses trois sous-échantillons.

Placez un millilitre d’eau déminéralisée dans l’une des bouteilles étiquetées pour le sol fumigé. Placez une fiole de terre fumigée dans la bouteille. Pipeter un millilitre d’hydroxyde de sodium à deux molaires dans le flacon en verre de l’ensemble de bouchon.

Fermez soigneusement la bouteille et scellez-la avec un film de laboratoire. Répétez ce processus pour les échantillons de sol restants. Préparez les récipients sans sol de la même manière, mais sans échantillons de sol.

Conservez les chambres d’incubation dans un endroit sombre à température ambiante pendant 10 jours. Après l’incubation, retirez délicatement le flacon d’hydroxyde de sodium d’un récipient d’incubation. Pipeter deux millilitres d’une molaire de chlorure de baryum dans le flacon.

Ajoutez une goutte de phénolphtaléine dans le flacon. Ajoutez une barre d’agitation magnétique dans le flacon et commencez à remuer le mélange sur une plaque d’agitation. Avec une burette, ajoutez lentement 0,1 d’acide chlorhydrique normal jusqu’à ce que l’apparence de la solution passe du rouge à l’incolore.

Noter le volume d’acide chlorhydrique ajouté. Répétez le titrage pour toutes les chambres d’incubation en notant séparément les valeurs d’absence de sol. À l’aide des données de titrage et du rapport poids-sol sec-humide, calculer le dioxyde de carbone minéralisé lors de l’incubation des échantillons de sol.

À partir de là, calculez le carbone de la biomasse microbienne pour chaque ensemble d’échantillons. Effectuez sept autres cycles de fumigation et d’incubation sur les échantillons fumigés, en calculant le dioxyde de carbone minéralisé après chaque cycle. À l’aide de ces données, déterminer la quantité de carbone organique labile et le temps de renouvellement potentiel de chaque échantillon fumigé par régression non linéaire.

La méthode séquentielle de fumigation et d’incubation du sol permet d’identifier les différences de carbone organique labile et les taux de renouvellement potentiel du carbone entre différentes conditions de végétation. Les conditions de soya ont les valeurs de LOC les plus élevées, ce qui a été associé aux dépôts de biomasse pendant les récoltes de soja. Les plantations de pins à lobes avaient les taux de renouvellement potentiel du carbone les plus élevés, ce qui était associé à la litière de pin acide étant la principale source de matière organique du sol.

Le système de culture du pin à lobes et du panic raide présentait le plus large éventail de conditions de site d’échantillonnage, et le pâturage de panic raide présentait la plus grande variation de texture de sol entre les sites d’échantillonnage. Ces deux conditions présentaient de larges écarts de valeurs LOC et de taux de renouvellement potentiel du carbone. Une fois maîtrisée, cette technique prend environ 30 minutes par échantillon au cours d’une période de 80 jours nécessaire à l’analyse de chaque échantillon.

Pour mener à bien cette procédure avec précision, il faut se rappeler que les dessiccateurs sont bien scellés, ainsi que les chambres d’incubation, et qu’il ne faut pas respirer trop près des flacons contenant de l’hydroxyde de sodium. En tandem avec cette procédure ou après cette procédure, plusieurs dosages enzymatiques différents peuvent être effectués dans le sol pour mieux comprendre la fonction microbienne du sol. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’effectuer l’analyse du carbone labile à l’aide de la procédure d’incubation par fumigation séquentielle.

N’oubliez pas que travailler avec du chloroforme peut être extrêmement dangereux. Vous avez besoin d’un équipement de protection individuelle et d’une hotte pour effectuer ces procédures en toute sécurité.