Physiological mechanisms for the maintenance of nitrogen stoichiometric homeostasis in earthworms and implications for soil nitrogen dynamics in temperate agroecosystems
Notice bibliographique
Résumé
Les vers de terre (VDT) contribuent dans la dynamique d'azote (N) en agroécosystèmes par la libération directe de N à travers leurs populations, et par leurs effets indirects sur les processus physiques, chimiques et biologiques du sol. Malgré une littérature abondante sur l'écologie des VDT, les études examinant leur rôle sur la dynamique de N selon l'écologie stœchiométrique font défaut. Combler ce manque est d'une grande importance, particulièrement en agroécosystèmes tempérés où les VDT constituent la faune dominante du sol en biomasse. Cette étude a pour objective d'élucider les mécanismes physiologiques régulant la stœchiométrie de N dans le corps des VDT, pour mieux comprendre l'interaction entre les VDT et leurs ressources alimentaires au niveau individuel, et les implications de la qualité des résidus de culture sur la dynamique de N médiée par les VDT au niveau agroécosystèmique. Premièrement, j'ai examiné au laboratoire si le VDT Aporrectodea turgida maintient une homéostasie stricte dans la concentration en N corporel et le rapport C:N. Cela m'a permis d'évaluer certains mécanismes physiologiques qu'A. turgida peut utiliser pour réguler sa stœchiométrie en N corporel, à savoir la sécrétion du mucus externe et interne, l'ingestion sélective, l'excrétion d'urine, et la dénitrification intestinale. Deuxièmement, j'ai mené une étude de terrain sur la dynamique de la population de VDT en relation avec la quantité et la qualité des résidus de culture, et la matière organique particulaire du sol (POM) pendant deux ans en agroécosystèmes maïs-soja sans labour. Enfin, j'ai quantifié le flux direct de N à travers la population d'Aporrectodea spp. dans ces agroécosystèmes. Comme attendu, A. turgida présentait une homéostasie stricte dans sa concentration en N corporel (11%) et son rapport C:N (3,9), indépendamment de la teneur en N (1,5-5,7%) et du rapport C:N (8-29) des matières ingérées. Parmi les mécanismes physiologiques étudiés, seules l'ingestion sélective et la dénitrification intestinale sont susceptibles de contribuer à la conservation de la stœchiométrie en N d'A. turgida. Ceci implique que dans les agroécosystèmes pauvres en N, les vers de terre augmenteront leurs taux d'ingestion pour acquérir la quantité nécessaire de N pour maintenir leur stœchiométrie. Cependant, indépendamment de leurs ressources alimentaires, A. turgida semblent maintenir le même taux d'excrétion de N en urine et mucus, en moyenne 609 μg N g-1 fw d-1, dont 36 à 84% est récupéré dans le N-minéral et N organique dissout (DON) après deux jours. Ce résultat concorde avec le fait que la présence des VDT en agroécosystèmes tempérés augmente la minéralisation et la croissance des plantes. L'étude de terrain a montré que l'abondance et la biomasse des VDT étaient liées positivement à la quantité des résidus présents dans les agroécosystèmes sans labour, mais n'étaient pas corrélées à la composition chimique des résidus de culture et au contenu en POM de sol au cours des deux ans étude. Puisque l'interaction stœchiométrique entre les VDT et leurs ressources alimentaires dans les conditions réalistes de terrain n'était pas liée aux indicateurs de qualité des résidus de culture, je propose que la caractérisation future de la qualité des aliments se base sur des indicateurs plus utiles, tel que l'énergie assimilable. Mon estimation du flux direct de N à travers la population d'Aporrectodea spp. variait de 22 à 105 kg N ha-1 an-1, ce qui représenterait 24-88% des besoins en engrais azotés pour la culture du maïs au Québec. Je conclus que le flux direct de N à travers les populations des VDT est substantiel et peut contribuer à l'approvisionnement en azote pour la production des cultures dans les agroécosystèmes du Québec. Affiner la recommandation de fertilisation en N pour les cultures céréalières non légumineuses en tenant compte de l'approvisionnement en N par les VDT a la possibilité de réduire les coûts et les pertes environnementales de N.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».