The role of earthworms in the biological processes of the phosphorus cycle - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Access content directly
Master Thesis Year : 2019

The role of earthworms in the biological processes of the phosphorus cycle

Rôle des vers de terre dans le recyclage biologique du phosphore organique

Abstract

Earthworms are soil engineers that are responsible for many ecosystem services such as nutrient availability. Our study will focus on the role of earthworms in the phosphorus (P) cycle to understand their impact on P pools and the processes involved. To do so, a partnership with the Ecotron (CNRS) was put in place. It was organized in 3 different macrocosms treatments: no earthworms, endogeic or anecic earthworms (100g/m2). Bulk soil and casts composites were sampled. Fresh casts were obtained by incubation. The size of P pools was analyzed (by a sequential extraction) as well as the speciation of organic P (by HPIC). The mechanisms were analyzed by a dosage of phosphatase, chemical and biological parameters as well as with the 18O-P ratio. Our results showed that soil digestion increased both available and stable pools and that pool-changes were not stable with cast- aging. Our global approach showed that increases were only visible for resin-extractable P and organic P. Resin-extractable P was increased in fresh cast due to a phosphatase activity visible by 18OP ratios. It was even higher in old casts due to its liberation from microorganisms after their death. Organic P was either increased by selective ingestion by earthworms or by the synthesis and release by microorganisms. The speciation of the organic P suggested that microbes were more active in fresh casts (more ATP and citrate) but not in old casts (no ATP, more AMP and pyrophosphate) that were colonized by fungi (more oxalate, malate, malonate, G6P). There was no difference for phytate and fructose.
Les vers de terre, ingénieurs du sol, réalisent de nombres services écosystémiques notamment par leur participation aux cycles géochimiques. Notre étude a pour but de comprendre l’impact des vers de terre sur les pools de phosphore (P) et les processus impliqués. Pour cela, un partenariat a été mis en place avec l’Ecotron (CNRS) organisé en macrocosmes sans vers de terre ou avec des endogés ou anéciques. La taille des différents pools a été étudiée (par extraction séquentielle) ainsi que la spéciation du P organique (par HPIC). Les mécanismes impliqués ont été analysés par le dosage des phosphatases, de paramètres chimiques et biologiques du sol et par le ratio isotopique 18O-P. Nos résultats montrent que la digestion du sol et le vieillissement des turicules impactent à la fois les pools disponibles et les stables. Sur le sol global, ces changements ne sont visibles que sur le P extractible aux résines et sur le P organique. Le P extractible aux résines augmente dans les turicules frais suite à la minéralisation par les phosphatases. Les turicules secs montrent aussi une augmentation de ce pool due à sa libération après la mort des microorganismes. L’augmentation du P organique peut être expliquée soit par une ingestion sélective par les vers de terre soit par la synthèse et libération par les microorganismes. L’étude de la spéciation du P nous suggère que les microorganismes sont plus actifs dans les turicules frais (ATP) mais pas dans les turicules sec (ATPàAMP + Pyrophosphate) qui ont été colonisés par les champignons (augmentation de l’oxalate, malonate, malate, G6P).
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Dates and versions

dumas-02747211 , version 1 (03-06-2020)

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  • HAL Id : dumas-02747211 , version 1

Cite

Juliette Steculorum. The role of earthworms in the biological processes of the phosphorus cycle. Life Sciences [q-bio]. 2019. ⟨dumas-02747211⟩
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