Effects of interactions between roots, microorganisms and hydric conditions on metal mobilization and redistribution in a nickel-bearing soil
Incidences d'interactions racines-microorganismes-état hydrique sur la mobilisation et redistribution de métaux dans des sols nickélifères
Résumé
In New Caledonia Ferralsols, nickel, chromium and cobalt are contained in iron and manganese (oxy-hydr)oxides and are released during weathering, particularly by iron reducing bacteria. So it is of major interest to know the biogeochemical cycle of Fe, Mn, and associated trace elements in soils and rhizosphere of crop plants. The aim of this work is to define the effect of rhizosphere, microorganismes and hydric conditions on iron and manganese oxyhydroxides weathering, and mobilization of trace elements (Ni, Cr, Co). Experiments have been done using pot cultures of maize or axenic column, and batch devices in controlled conditions. Iron and manganese reducing bacterial communities have been isolated from maize rhizosphere. Weathering of mineral phases has been monitored by transfer elements to the plant, dissolution and redistribution of metals between the different geochemical compartments, from the most available (watersoluble elements) to the most stable (iron oxides). Results show an improvement of bioavailability of Fe, Mn, Ni, Cr and Co, which were trasfer to maize. Mineral phases weathering involve a mobilization of the metals from oxides and their redistribution to most stable or most available compartments. The presence of the plant, iron and manganese reducing communities, and waterlogged conditions during plant culture, increases the element bioavailability. Biodegradation of soil organic matter has an important influence on the occurrence of conditions favourable to the weathering.
Les Ferralsols Néo-Calédoniens sont naturellement riches en Cr, Co et Ni, concentrés principalement dans les oxyhydroxydes de Fe et Mn. Ils sont libérés lors de la dissolution des minéraux par réduction bactérienne du fer. Connaître les cycles biogéochimiques de Fe, Mn et éléments en traces associés est donc d'un intérêt fondamental dans les sols et la rhizosphère des plantes cultivées. Le but de ce travail est de déterminer l'incidence de la rhizosphère, des microorganismes et de l'état hydrique du sol, sur l'altération des oxydes de Fe et de Mn et la mobilisation d'éléments en traces. Des dispositifs de cultures de maïs en pots ou colonnes axéniques et en cuves en conditions contrôlées ont été utilisés. Des communautés bactériennes ferri- et mangani-réductrices ont été isolées de la rhizosphère du maïs. L'altération des phases minérales des sols a été évaluée par le transfert aux plantes, la dissolution des éléments et leur redistribution vers les différents compartiments, du plus disponible (éléments hydrosolubles) au plus stable (oxydes de fer). Les résultats mettent en évidence une altération des phases minérales qui se traduit par une mobilisation des éléments depuis les oxydes et leur redistribution vers des compartiments du sol soit plus disponibles soit plus stables. La présence de la plante, de communautés bactériennes ferri- et mangani-réductrices, ainsi que de périodes d'engorgement au cours de la culture, augmentent la disponibilité des éléments. L'activité rhizosphérique a un rôle déterminant. La biodégradation des matières organiques du sol intervient aussi pour favoriser l'apparition de conditions favorables à l'altération.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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