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

L'objectif général de cette procédure d'incubation par fumigation séquentielle est d'estimer le carbone labile et le taux potentiel de renouvellement du carbone dans le sol. Cette méthode permet de répondre à des questions essentielles dans le domaine de la microbiologie du sol, telles que la quantité de substrat que les micro-organismes du sol utilisent pour transformer les nutriments présents dans le sol. L'un des principaux avantages de cette technique est qu'elle est relativement simple à mettre en œuvre et peu coûteuse.

Avant le prélèvement, identifier les différences dans les propriétés du sol et la végétation au sein du site d'échantillonnage. À l'aide des coefficients de variation appropriés, déterminer le nombre d'échantillons nécessaires ainsi que la distance de variabilité. En cas de conditions hétérogènes du sol, établir un plan d'échantillonnage en grille, dans lequel la distance entre les points d'échantillonnage sur chaque transect est inférieure à la distance de variabilité au sein d'une unité expérimentale.

Retirez les matières organiques de la surface du sol aux points d'échantillonnage. À l'aide d'un carottier, prélève chaque échantillon de sol. Pour chaque transect de la grille, mélangez les échantillons dans un même récipient.

Placer chaque échantillon composite dans une glacière avec des accumulateurs de froid immédiatement après le prélèvement. Une fois les travaux sur le terrain terminés, tamiser les échantillons de sol. Nettoyer la maille à l’eau après le tamisage de chaque échantillon.

Pour chaque échantillon composite de sol, placer trois échantillons individuels de 100 grammes dans des béchers. Couvrir les béchers avec du film de laboratoire et pré-incuber les béchers à 25 degrés Celsius pendant 10 jours. Ensuite, pour chaque échantillon, retirer le film et placer un gramme de sol dans un creuset en aluminium préalablement pesé.

Enregistrez le poids combiné du sol humide et du creuset de pesée. Séchez chaque échantillon dans les creusets de pesée à 105 degrés Celsius pendant 48 heures. Vérifiez le poids toutes les huit heures pendant les 24 premières heures, puis toutes les six heures jusqu’à ce qu’aucune perte de poids supplémentaire ne soit observée.

À l'aide des masses connues des barquettes de pesée, déterminer la masse du sol sec. Calculer le rapport entre la masse du sol sec et celle du sol humide. Pour commencer la fumigation, placer une serviette en papier humide au fond de chacun des deux dessiccateurs sous vide en verre équipés de plaques en porcelaine.

Attribuez un dessiccateur à la fumigation. Pour chaque échantillon, préparez trois petits flacons en verre, chacun contenant 30 grammes de sol. Étiquetez chaque flacon au crayon sur du ruban adhésif de laboratoire.

Pour chaque série, placer deux vials dans le dessiccateur de fumigation et le troisième vial dans l'autre dessiccateur. Placer le dessiccateur de fumigation dans une hotte aspirante. Recouvrir le fond d'un bécher de 100 millilitres de pierres d'ébullition.

Dans la hotte, verser 50 millilitres de chloroforme sans éthanol dans le bécher. Placer le bécher au centre du dessiccateur de fumigation et fermer le dessiccateur. Connecter le dessiccateur de fumigation à une pompe à vide.

Activez la pompe à vide et laissez le chloroforme bouillir pendant 30 secondes. Ensuite, éteignez et débranchez la pompe pour laisser entrer l'air dans le dessiccateur. Répétez cette étape deux fois supplémentaires.

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.

Fermer et sceller l'autre dessiccateur. Conserver les deux dessiccateurs dans un endroit sombre à température ambiante pendant 24 heures. Ensuite, placer le dessiccateur de fumigation dans une hotte.

Relâchez la pression du dessiccateur et retirez la serviette en papier. Placez les vials contenant le sol dans le dessiccateur, fermez-le, raccordez la pompe à vide et ouvrez le vide afin d'éliminer le chloroforme des échantillons de sol. Faites fonctionner la pompe à vide pendant cinq minutes, puis relâchez la pression du dessiccateur.

Effectuer cette étape quatre fois supplémentaires, puis retirer les vials remplis de sol du dessiccateur afin de les préparer pour les procédures d'incubation. Pour préparer les récipients d'incubation, étiqueter des bouteilles en polypropylène à large ouverture destinées aux sous-échantillons fumigés et non fumigés. Étiqueter trois autres bouteilles comme témoins sans sol pour la titration ultérieure.

Pour chaque flacon étiqueté, percer un trou au centre d’un bouchon en caoutchouc de taille 10 et insérer une tige en verre de 15 centimètres de long dans le trou. Fixer un petit flacon en verre de 40 millilitres à la tige en verre à l’aide d’un élastique. Ensuite, ajouter un gramme de sol provenant de l’échantillon de sol initial pré-incubé à chacun de ses trois sous-échantillons.

Placer un millilitre d’eau déionisée dans l’un des flacons étiquetés pour le sol fumigé. Placer un flacon de sol fumigé dans le flacon. Ajouter un millilitre d’hydroxyde de sodium à deux molaire dans le flacon en verre de l’ensemble bouchon.

Fermer soigneusement la bouteille et sceller la bouteille avec du film de laboratoire. Répéter ce processus pour les échantillons de sol restants. Préparer les récipients sans sol de la même manière, mais sans échantillons de sol.

Conserver les chambres d'incubation dans un endroit sombre à température ambiante pendant 10 jours. Après l'incubation, retirer soigneusement le flacon d'hydroxyde de sodium d'un récipient d'incubation. Prélever à la pipette deux millilitres de chlorure de baryum à une molaire et les ajouter dans le flacon.

Ajouter une goutte de phénolphtaléine dans le flacon. Placer une barre magnétique dans le flacon et commencer à agiter le mélange sur un agitateur magnétique. À l’aide d’une burette, ajouter lentement de l’acide chlorhydrique 0,1 N jusqu’à ce que l’aspect de la solution passe du rouge à incolore.

Enregistrez le volume d'acide chlorhydrique ajouté. Répétez le titrage pour toutes les chambres d'incubation en notant séparément les valeurs sans sol. À l'aide des données de titrage et du rapport poids sec/poids humide du sol, calculez le dioxyde de carbone minéralisé pendant l'incubation des échantillons de sol.

À partir de cela, calculez le carbone de la biomasse microbienne pour chaque série 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, déterminez la quantité de carbone organique labile et le temps de renouvellement potentiel pour chaque échantillon fumigé par régression non linéaire.

La méthode séquentielle de fumigation du sol et d'incubation permet d'identifier les différences en matière de carbone organique labile, ou LOC, et des taux de renouvellement potentiel du carbone selon diverses conditions de végétation. Les conditions de culture de soja présentent les valeurs de LOC les plus élevées, ce qui est associé au dépôt de biomasse lors de la récolte du soja. Les plantations de pin maritime présentaient les taux de renouvellement potentiel du carbone les plus élevés, ce qui est associé au fait que la litière acide de pin constitue la source dominante de matière organique du sol.

Le système agroforestier associant le pin à aiguilles longues et la panic raide présentait la gamme la plus étendue de conditions de sites d'échantillonnage, tandis que le pâturage de panic raide affichait la plus grande variation des textures du sol parmi les sites d'échantillonnage. Ces deux conditions ont montré d'amples variations tant des valeurs de COS que des taux potentiels de renouvellement du carbone. Une fois maîtrisée, cette technique prend environ 30 minutes par échantillon, réparties sur une période de 80 jours nécessaire à l'analyse de chaque échantillon.

Pour réaliser cette procédure avec précision, voici quelques points à retenir : veiller à ce que les dessiccateurs et les chambres d'incubation soient hermétiquement fermés, et éviter de respirer trop près des vials contenant l'hydroxyde de sodium. En parallèle avec cette procédure ou à sa suite, plusieurs dosages enzymatiques différents peuvent être effectués dans le sol afin de mieux comprendre la fonction microbienne du sol. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment réaliser une analyse du carbone labile en utilisant la méthode d'incubation avec fumigation séquentielle.

N'oubliez pas que le travail avec le chloroforme peut être extrêmement dangereux. Vous avez besoin d'équipements de protection individuelle et d'une hotte aspirante pour effectuer ces procédures en toute sécurité.