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Année 2014 Julia Le Noë, étudiante en première année de master

Environnements Continentaux et Hydrosciences et stagiaire dans le laboratoire METIS à l’Université Pierre et Marie Curie Sous la tutelle de Katell Quénéa, Maître de Conférences

[RAPPORT DE STAGE, JUIN 2014] Sujet : Influence des pratiques culturales sur la caractérisation du profil lipidique des sols

Compte-Rendu de stage, juin 2014

Par Julia Le Noë, sous la tutelle de Katell Quénéa

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SOMMAIRE

Contexte du stage ……………………………………………………………………………….… p.3

I) Bibliographie.....................................................................................................................................p.4

a) Mécanismes impliqués dans la stabilisation et le renouvellement du carbone dans les sols……p.4

i) Le concept de réservoir de Carbone………………………………………………………p.4

ii) Mécanismes impliqués dans la stabilisation du carbone dans les sols : récalcitrance chimique ou propriétés

physico-chimiques des sols……………………………………………………………….p.4

iii) Une possible réconciliation des visions antagonistes précédemment décrites ? …………………….p.6

b) Influence de la gestion des sols sur la matière organique dans les sols ………………………..p.7

i) Généralités…………………………………………………………………………....p.7

ii) Labour vs non labour : quelles réelles différences ?..............................................................................p.9

iii) Le surpâturage : une menace pour les sols concernés…………………………………………p.10

c) Les lipides dans les sols……………………………………………………………………...p.11

i) Les lipides dans les sols : définition et généralités…………………………………………...p.11

ii) Intérêt de l’étude des lipides……………………………………………………….…......p.12

iii) Devenir et facteurs influençant la stabilité des lipides dans les sols…………………………….p.13

II) Matériels et Méthodes……………………………………………………………......p.15

a) Extraction des lipides…………………………………………………………………..p.15

i) Présentation des échantillons analysés………………………………………………..p.15

ii) Broyage des échantillons………………………………………………….………...p.15

iii) Extraction des lipides : procédure ASE (Accelerated Solvant Extraction)………….……p.16

b) Préparation des échantillons……………………………………………………….…....p.16

i) Evaporation des solvants et séchage des fractions solides…………………………….…..p.16

ii) préparation des échantillons pour la FID-GC (Flame Inization Detector-Gas Chromatography)

……………………………………………………………………………….p.16

c) Analyses des lipides en chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse....p.17

i) Principe de la GC-SM (Gas Chromatography – Mass Spectrometry)…………….…….p.17

ii) Paramètres utilisés pour les analyses en GC-SM……………………………….…….p.17

III) Résultats et Discussion……………………………………………………………..p.18

a) Résultats…………………………………………………………………….…….p.18

i) Part des lipides dans le sol et dans la matière organique du sol……………………..p.18

ii) Allure générale des chromatogrammes………………………………………….p.19

iii) Principales Différences observées entre les spectres………………………………...p.20

iv) Rapport de la part des acides insaturés sur la part de l’acide saturé du même nombre de

carbone…………………………………………………………...…….…p.23

v) Rapport de la part des stérols sur la part de l’acide saturé C16…………………….p.24

b) Discussion………………………………………………………………………..p.25

i) Origine des lipides dans les sols……………………………………………….p.25

ii) Effet de la gestion des sols sur la préservation des lipides totaux et de la matière organique dans

les sols…………………………………………………………………….p.25

iii) Préservation préférentielle des lipides dans les sols ? …………………………. ….p.26

iv) Intervention du pH ?.....................................................................................................p.27

IV) Conclusion…………………………………………………………………… ……p.27

Remerciements………………………………………………………………….…………...p.28

Bibliographie………………………………………………………………….……………..p.29

Annexes…………………………………………………………………...…………………p.3



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Contexte du stage

Présentation du projet de recherche dans lequel s’inscrit le stage réalisé

Du 28 avril au 20 juin 2014, j’ai réalisé mon stage en laboratoire sous la tutelle de Katell Quénéa, Maître de

conférences à l’Université Pierre et Marie Curie et chercheuse dans le laboratoire METIS. Ce stage s’inscrit

dans le cadre du projet DESTOC ayant pour but de mieux comprendre le déstockage de carbone

organique des sols afin d’en améliorer la modélisation et d’envisager des méthodes d’ingénierie adaptés à la

séquestration de carbone sur le long terme. Le projet DESTOC est porté par Vincent Chaplot, chercheur

à l’IRD, et mobilise plusieurs équipes de chercheurs afin de répondre à différentes problématiques. La

réalisation du projet est planifiée sur deux années et ma participation durant les deux mois de mon stage

est donc humble à l’échelle de cette étude.

Un sous-objectif de ce projet de recherche est l’identification et la compréhension des mécanismes et

processus intervenant dans les pertes en carbone organique observées sous semis direct (pas de labour

conventionnel). Dans ce but, trois modalités de culture de maïs ont été retenues pour l’échantillonnage :

- Pâturage libre sans labour (1)

- Pâturage libre avec labour (2)

- Surpâturage sans labour (Plus de six vaches pour 50m2 pendant au moins quatre jours dans

l’année) (3).

En juin 2013, une campagne de prélèvement a été organisée lors de laquelle, trois réplicas de chacune des

trois modalités jusqu’à dix cm, tous les deux cm, ont été collectés afin de suivre l’effet des pratiques

culturales sur la distribution de carbone organique dans l’horizon de surface. Les prélèvements de sol ont

été réalisés par Marie Alexis sur les parcelles expérimentales du site de Puccini (Afrique du Sud).

Présentation du sujet du stage et de la démarche suivie

Ce projet recouvre un vaste champ de questions et ma participation à ce projet est donc modeste et plutôt

précise. En effet, l’objectif du stage réalisé est de caractériser qualitativement les lipides extractibles

présents dans chacun des sols des trois modalités de culture de maïs expérimentées au cours de ce projet.

Ainsi, on pourra constater de l’influence (ou non) des pratiques culturales quant à la distribution et la

préservation des lipides dans les sols.

Le compte-rendu de stage présent tente de résumer le stage effectué au cours des deux derniers mois et de

mettre en lumière les résultats qui ont pu être obtenus. Dans ce but, la rédaction de ce compte-rendu a été

organisée de la façon suivante : la première partie est consacrée à la présentation des recherches

bibliographiques réalisées afin de mieux cerner les problématiques posées par le sujet du stage. La seconde

partie est dédiée à la présentation du matériel et des méthodes utilisés pour l’extraction et l’analyse des

lipides. Enfin, la présentation, l’analyse et l’interprétation des résultats obtenus à partir des spectres de

masse et des spectres de chromatographie constituent la dernière partie de ce compte-rendu de stage.



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I) Bibliographie

a) Mécanismes impliqués dans la stabilisation et le renouvellement du carbone dans les sols

i) Le concept de réservoir de Carbone

La masse globale de carbone organique dans les sols est estimée de 1500 [6]1 à 2300 gigatonnes, soit deux

à trois fois la masse de carbone contenue dans l’atmosphère. Dans le contexte actuel du réchauffement

climatique, la compréhension des facteurs qui gouvernent l’absorption et le rejet global de carbone depuis

les sols constitue donc un enjeu majeur. Le concept de réservoir de carbone organique dans les sols

permet de différentier des compartiments de carbone organique dans le sol sur le critère du temps de

résidence. En réalité, il existe probablement un continuum de réservoirs de carbone dans les sols.

Cependant, leur discrétisation constitue un support à l’établissement d’un raisonnement.

En 2008, Von Lützow et al. [25] présentent dans un article de revue un modèle conceptuel des trois

principaux réservoirs de carbone identifiés dans la littérature scientifique2. Le réservoir actif correspond au

compartiment contenant l’ensemble du carbone organique ayant un temps de renouvellement compris

entre un et dix ans. Il existe un consensus dans la littérature scientifique sur le fait que le réservoir actif de

carbone est composé des résidus « frais » de plantes, d’exsudats racinaires, de matières fécales et des

résidus de la faune et la flore microbienne. Le réservoir intermédiaire correspond au compartiment

contenant l’ensemble du carbone organique ayant un temps de renouvellement compris entre dix et cent

ans. Dans cet article, il est avancé que la stabilisation du carbone dans le réservoir dit intermédiaire est

principalement gouvernée par l’interaction de la matière organique avec les ions métalliques et les

minéraux du sol et par l’agrégation biogénique. Enfin le réservoir passif comprend l’ensemble du carbone

organique ayant un temps de renouvellement supérieur à cent ans. Ce réservoir passif est sujet à de

nombreux débat puisque les processus impliqués dans la stabilisation du carbone de celui-ci sont encore

mal identifiés.

En effet, les principaux problèmes posés par l’identification de réservoir de carbone organique avec des

temps de renouvellement différents dans le sol sont : (1) le choix de critères permettant de distinguer ces

réservoirs et (2) la méthode choisie pour isoler ces réservoirs. Actuellement, deux visions s’opposent pour

expliquer les différences de persistance de la matière organique dans le sol.

ii) Mécanismes impliqués dans la stabilisation du carbone dans les sols : récalcitrance chimique ou propriétés

physico-chimiques des sols

Markus Kleber et Mark G Johnson [10] présentent un état de l’art du grand dilemme scientifique sur

l’étude de la matière organique des sols, à savoir la traditionnelle opposition entre : la perception que la

matière organique du sol est à la fois dynamique et réfractaire et la question de savoir comment une telle

dualité peut-elle se réfléchir dans les propriétés physiques et chimiques du sol.

D’un côté, il y a l’idée que ce sont des propriétés chimiques intrinsèques de la matière organique qui lui

confèrent des temps de renouvellement plus ou moins long. Autrement dit, les composés de la matière

organique seraient, de par leurs propriétés physico-chimique inhérentes, plus ou moins résistants à la

biodégradation.

1 Les numéros entre crochets indiquent les références citées à la fin du rapport.

2 En raison de la courte durée de mon stage je n’ai pas pu vérifier toutes les sources citées par les références sur

lesquelles je m’appuie et j’ai décidé de faire confiance aux auteurs des publications bien que cela puisse constituer un biais dans mon travail. Je prie les correcteurs de bien vouloir être indulgent envers ce manque de rigueur.



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Des preuves empiriques suggèrent que les quatre groupes majeurs de composés de la matière organique

(ici sont considérés la lignine (1), la cellulose et l’hémicellulose et autres oses (2), les lipides (3) et les

protéines (4)) se décomposent sans trop de difficultés, bien qu’à des taux variables, lorsqu’ils viennent

s’ajouter à la litière du sol. Un morceau de bois aura tendance à avoir un temps de décomposition totale

bien plus lent que celui d’une feuille tombée au sol. Cependant, l’observation de tous profils de sol permet

de constater que même les morceaux de bois disparaissent de la litière du sol laissant place à une phase

organique amorphe et sombre qui semble persister, sinon pour toujours, du moins pour un temps plus

long que les fragments de plante en décomposition. L’hypothèse habituelle de cette observation

morphologique est que les matériaux relativement labiles de la litière seraient transformés et resynthétisés

en une nouvelle forme de matière organique dont les nouvelles propriétés chimiques induiraient une

résistance à la décomposition plus efficace que celle du matériel précurseur. Traditionnellement, cette

nouvelle forme de la matière est appelée humus. Néanmoins, la caractérisation des substances humiques

demeurent un sujet de débat. En effet, historiquement, les techniques d’extraction employées en

laboratoire reposent sur l’extractabilité des composés de l’humus par des solutions alcalines et la

solubilisation après acidification des extraits alcalins. Ainsi, les substances humiques définis par leur

solubilité (ou non) dans des solutions alcalines ne peuvent être observées qu’en laboratoire et sont

reconstituées comme étant d’énormes macromolécules très aromatiques. Cette caractérisation des

substances humiques est actuellement remise en cause notamment par des auteurs comme Piccolo qui

élaborent une caractérisation des substances humiques in situ du sol. La structure physique et chimique des

substances humiques est alors remise en question et il est proposé que plutôt que de gros polymères, il

s’agisse davantage de petites molécules interagissant entre elles et stabilisées par ces interactions.

D’un autre côté, il y a l’idée que les caractéristiques physiques, la structure du sol et l’association avec des

minéraux sont les principaux facteurs expliquant la stabilisation de la matière organique dans les sols.

Cette hypothèse est illustrée dans une publication L. Salvo et al. [21] s’intéressant à la dynamique du

carbone sous différents systèmes de labour en rotation avec des prairies pérennes. Pour ce faire, ils

utilisent des apports en carbone marqués au 13C afin de suivre la dynamique du carbone sous les différents

systèmes de labour. Afin de mieux comprendre la dynamique du carbone dans les sols, ils cherchent à

identifier les compartiments du sol les plus impliqués dans le renouvellement du carbone. Ils partent alors

du principe que les réservoirs du sol se distinguent principalement sur des critères physiques, comme la

taille des agrégats et la contenance en minéraux et celle en argile du sol. Des méthodes de fractionnement

physiques sont utilisées pour séparer les macro-agrégats des micro-agrégats.

Ainsi ils différentient la matière organique particulaire supérieure à 200 µm de la matière organique

particulaire comprise entre 200 et 50 µm et de la matière organique associée à des minéraux. De manière

surprenante, aucunes différences significatives des temps de renouvellement du carbone n’ont été

observées entre les différents traitements du sol sur la période d’étude (9,5 ans), cependant, les taux de

renouvellement du carbone des différentes fractions physiques identifiées se sont avérés très variables. En

effet, la constante de décomposition moyenne du carbone originel a été calculée égale à 0,025 Mg de

carbone par hectare et par an avec une demi-vie de 28 ans. Les demi-vies du carbone dans les sols étaient

drastiquement différentes entre les fractions de la matière organique particulaires du sol et la fraction de la

matière organique du sol associée à des minéraux : les demi-vies du carbone des fractions de la matière

organique particulaire du sol de plus de 200 µm et comprise entre 200 et 50 µm étaient respectivement de

2,6 et 4,6 ans tandis que celle de la fraction de la matière organique du sol associée à des minéraux était de

425 ans. Les résultats apportés par cette étude postulent le haut degré d’inaccessibilité de la matière

organique par les organismes décomposeurs lorsque celle-ci se trouvent physiquement protégée.

L’implication de : la protection physique de la matière organique (par encapsulation dans les agrégats du

sol) (1) et, la sorption de la matière organique sur les parties minérales (2) dans la stabilisation du carbone

sont ainsi démontrés de manière convaincante. En outre, d’autres publications viennent supporter l’idée



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que les protections physiques, la structure du sol et les interactions organo-minérales joueraient un rôle

prédominant dans la stabilisation du carbone organique des sols.

La taille des agrégats du sol peut donc servir de critère pour l’isolement de réservoirs de carbone organique

ayant des temps de renouvellement plus ou moins long. L’hypothèse sous-jacente à cette méthode de

fractionnement physique est que : plus les agrégats sont petits, plus ils sont plus altérés. Plus ils sont altérés

plus la matière organique contenue dans ces agrégats est ancienne. Ainsi, la méthode de fractionnement

physique du sol sur le critère de la taille des agrégats offre une délimitation des réservoirs de carbone telle

que : les macro-agrégats correspondent au réservoir actif du carbone organique, les micro-agrégats

correspondent au réservoir intermédiaire du carbone organique, les micro-agrégats organo-minérals

correspondent au réservoir lent du carbone organique du sol.

Néanmoins, les méthodes de fractionnement physique de la matière organique du sol ne sont pas toujours

les mêmes. En effet, si dans l’étude précédente, le fractionnement physique de la matière organique était

effectué sur le critère de la taille des agrégats, il peut également être réalisé sur la base des différences de

densité des fractions de matière organique du sol. Par exemple, au cours d’une étude réalisée par W. M.

Post et K. C. Kwon [19], on différentie la fraction légère de la fraction dense dans la matière organique du

sol. Ici, la matière organique est davantage stabilisée lorsqu’elle se trouve dans la fraction lourde

(contenant des minéraux interagissant avec la matière organique) que lorsqu’elle se trouve dans la fraction

légère.

L’hypothèse sous-jacente au fractionnement physique de la matière organique sur le critère de la densité

des agrégats est que : plus les agrégats sont lourds, plus ils sont chargés en minéraux argileux et plus la

matière organique est stabilisée par les effets de sorption sur les surfaces minérales. Ainsi, la méthode de

fractionnement physique du sol sur le critère de la densité des agrégats offre une délimitation des

réservoirs de carbone telle que : les agrégats les plus denses correspondent au réservoir lent du carbone

organique, les agrégats plus légers correspondent au réservoir du carbone organique actif.

Ainsi, il faut bien prendre en compte que la détermination des différents réservoirs de la matière organique

repose sur la méthode de fractionnement physique utilisée. Actuellement, il n’existe pas de consensus

quant à l’utilisation d’une méthode de fractionnement physique plutôt qu’une autre et comme ce que l’on

observe dépend de la méthode utilisée au départ, le débat concernant les critères de délimitation de

compartiments plus ou moins anciens de la matière organique du sol reste très ouvert et donne

actuellement lieu à de nombreuses recherches dans la discipline des sciences du sol. Enfin, la question de

déterminer plus précisément l’ensemble des facteurs (tels que l’hydrophobicité du sol, la taille des agrégats,

la présence d’oxydes de fer et d’aluminium, le type d’argile etc.) et leur poids relatif dans la stabilisation du

carbone demeure également à élucider.

iii) Une possible réconciliation des visions antagonistes précédemment décrites ?

L’opposition entre propriétés inhérentes de certains composés et protection physique de la matière

organique du sol pour comprendre les processus et mécanismes mis en jeu dans la stabilisation de la

matière organique a été décrite dans les paragraphes précédents. Néanmoins, ces deux visions ne sont-elles

pas conciliables ? A quel point, la récalcitrance chimique des composés de la matière organique explique-t-

elle la stabilité du carbone et à partir d’où ne l’explique-t-elle plus ?

L’article de revue précédemment évoqué de Von Lützow [25] s’interroge sur cette problématique. Ils

avancent que la préservation sélective des composés récalcitrants n’est pertinente que dans le réservoir

défini comme actif (temps de renouvellement du carbone organique du sol inférieur à 10 ans). Et d’une

importance particulière dans les horizons avec une forte teneur en carbone comme les horizons A ou

l’horizon Bh d’u podzol par exemple. La co-existence des deux visions s’avère donc possible.



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Robert Mikutta et al. [15] dans un article consacré à l’estimation de l’implication des processus de

protection physique de la matière organique par interactions organo-minérales et de la récalcitrance

inhérente dans la stabilisation de la matière organique du sol montre que 73 % de la matière organique dite

stable était associée à une phase minérale. Cependant, la fraction définie comme réfractaire dans cette

publication avait en moyenne des temps de résidence plus long. Le mécanisme dominant de la stabilisation

de la matière organique du sol était l’association de celle-ci avec des hydroxydes de fer et d’aluminium et

avec des oxydes de fer cristallisés. Il est apparu que les composés aliphatiques constituaient une large

proportion de la fraction du carbone organique non-stabilisée par des interactions minérales.

Néanmoins, la pertinence du critère de la récalcitrance comme propriété chimique inhérente de certains

composés de la matière organique pour expliquer la stabilisation de la matière organique du sol prête

encore actuellement à débat. Les résultats des différentes études menées ne permettent pas actuellement

de tirer un consensus quant à l’implication de ce processus. En effet, si Robert Mikuta et al. et Von

Lützow attribuaient à ce critère un rôle limité mais non négligeable, Bernd Marschner et al. [13] semblent

plus sceptiques dans un article publié en 2008. A l’issue de cette recherche pour déterminer l’implication

du critère de récalcitrance chimique dans la stabilisation de la matière organique, ils tirent la conclusion

que l’apparente propriété de récalcitrance de la matière organique du sol est en réalité due à la limitation en

substrat dégradable par la faune du sol et ainsi à la faible activité des micro-organismes plutôt qu’à des

propriétés physico-chimiques de la matière organique du sol. En outre, les résultats obtenus dans cette

étude montrent que la matière organique du sol ancienne avec des taux de renouvellement lent n’était

généralement trouvée seulement lorsque celle-ci était en association avec des minéraux. Le seul composé

de la matière organique ayant un temps de renouvellement long et ne se trouvant pas associé à des

minéraux était le charbon (black carbon).

La matière organique du sol joue donc un rôle majeur dans la dynamique du cycle du carbone terrestre.

Or, la gestion des sols, particulièrement au travers de l’agriculture, peut avoir un impact sur le cycle du

carbone. Il convient d’examiner les études publiées dans la littérature scientifique sur l’influence des

pratiques culturales (telles que le labour, le non-labour et le surpâturage) sur la dynamique du carbone dans

les sols.

b) Influence de la gestion des sols sur la matière organique dans les sols

i) Généralités

En 2010, T. Eglin et al. [6] réalisent une étude sur les effets des changements d’utilisation des sols et du

changement climatique sur les équilibres des stocks de carbone organique dans les sols. En substance, les

points mis en avant par cet article sont la vulnérabilité des régions tropicales aux changements d’usage des

sols (notamment via la déforestation qui est à l’origine d’une perte évaluée de 1,4 Pétagrammes de carbone

par an entre 2000 et 2008) et la vulnérabilité des cultures intensives aux pertes de matière organique (via

l’érosion du sol par exemple). Néanmoins, le devenir du carbone dans les zones nouvellement déforestées

et converties en pâturages ou en cultures dépend grandement des pratiques agriculturales qui s’en suivent.

Les cultures intensives pourraient vider les stocks de carbone organique du sol en 20-30 ans tandis que des

pratiques durables permettraient de maintenir les teneurs en carbone organique du sol à leurs niveaux

initiaux. Les auteurs de cet article expliquent que la séquestration de carbone atmosphérique peut être

réalisée dans les sols en augmentant le flux net de carbone depuis l’atmosphère vers la biosphère terrestre.

L’augmentation des apports globaux de carbone aux sols depuis la production primaire nette induirait au

long terme le stockage d’une plus large proportion de carbone dans les sols. La réduction des pertes de

carbone depuis les sols par le ralentissant les vitesses de décomposition de la matière organique est une

autre possibilité pour augmenter les flux nets de carbone vers le sol.



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Les résultats apportés par cette étude conduisent à s’interroger plus précisément quant aux changements

d’utilisation des sols qui permettraient une augmentation des flux nets depuis l’atmosphère vers les sols.

En 2002, L. B. Guo et R. M. Gifford publient un article de revue [9] présentant une méta-analyse de

l’ensemble des publications sur le lien entre stocks de carbone dans les sols et changements d’utilisation

des sols. L’objectif de cette publication est de résumer les données de la littérature scientifique sur les

effets variés des changements d’utilisation des sols sur le stock de carbone des sols. Cinq cents trente-sept

observations à partir de soixante-quatorze publications ont été incluses dans la base de données pour cette

étude. Cette base de données couvrait seize pays mais la plupart des études avaient eu lieu dans les quatre

pays suivant : l’Australie, la Nouvelle-Zélande, le Brésil et les U.S.A. La profondeur, le type de végétation

et de changement d’utilisation des sols, les précipitations annuelles et le temps depuis la conversion d’un

écosystème en un autre sont autant de facteurs qui ont été pris en compte pour affiner les conclusions

quant aux variations de stocks de carbone dans les sols lors de cette étude. Il en ressort que :

- La transformation de forêts naturelles en pâturages conduit généralement à une hausse du stock

de carbone organique dans les sols lorsque les précipitations annuelles sont comprises entre 1000

et 3000 mm. L’effet inverse est observé si les précipitations annuelles ne se situent pas dans cette

fourchette. En outre, les changements observés sont plus important près de la surface du sol

(profondeur inférieure à 30 cm) que plus en profondeur.

- La transformation de forêts naturelles en cultures céréalière induit systématiquement un

déstockage de carbone organique dans les sols. Cette perte est d’autant plus marquée que l’on se

situe à de faibles profondeurs.

- La transformation de forêts naturelles en forêts de plantation a des effets plus mitigés et qui

varient en fonction du type d’arbres plantés, des précipitations annuelles et du temps depuis la

conversion. Globalement, ce changement est suivi par une baisse de carbone dans les sols. Celle-

ci est d’autant plus marquée si les précipitations annuelles sont supérieures à 1500 mm par an et si

le changement d’utilisation du sol est récent. Au-delà de 40 ans, il semble que dans l’ensemble, le

niveau du stock de carbone du sol revienne à son état initial.

- On observe un comportement très similaire des sols dédiés aux pâturages et qui sont convertis en

forêts de plantation : il y a diminution du stock de carbone dans les sols dans un premier temps

puis, après plusieurs décennies, le stock de carbone du sol retourne quasiment à son niveau initial.

- La conversion des sols dédiés aux pâturages en cultures céréalières s’accompagne toujours d’une

importante diminution du taux de carbone organique dans les sols

- La conversion inverse est suivie d’une augmentation du stock de carbone dans les sols. Cette

augmentation est d’autant plus marquée que l’on se situe à de faibles profondeurs.

En 2007 A. Stuart Grandy et G. Philip Robertson [24] publient un article présentant une étude sur la

vulnérabilité du carbone aux perturbations du sol dans différentes tailles de fraction d’agrégat. Cette étude

inclut dix sites expérimentaux dont quatre systèmes de cultures annuelles, deux systèmes de culture

pérenne, et 4 écosystèmes de succession naturelle. Les résultats de l’expérimentation démontrent le

potentiel du système de non labour des cultures annuelles, des systèmes agricoles pérennes et du

développement des écosystèmes de succession naturelle (abandon de cultures qui reviennent et retour vers

un écosystème « naturel ») pour améliorer le stockage du carbone. Ils montrent également que

l’accumulation du carbone dans les sols est liée aux perturbations du carbone dans les différentes tailles de

fraction d’agrégat. En effet, on constate que l’accumulation de carbone est plus rapide dans les

écosystèmes où l’accumulation d’agrégats larges est la plus rapide. En outre, l’accumulation de carbone

organique se produit principalement dans la fraction lourde des systèmes cultivés (densité supérieure à 1,6

g/cm3) et dans les macro-agrégats supérieurs à 250 µm. Ainsi, les macros agrégats pourraient avoir la plus

grande capacité de protection de la matière organique sur un large panel d’écosystèmes avec des « histoires



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végétales » contrastées mais soulève l’inquiétude de la persistance du carbone stockée (les macro-agrégats

étant les plus vulnérables aux perturbations physiques du sol).

ii) Labour vs non labour : quelles réelles différences ?

Les agrégats constituent les unités de base de la structure du sol et sont composés de particules primaires

et d’agents de liaison. La matière organique est considérée comme étant un agent de liaison majeur

stabilisant les agrégats du sol. La matière organique du sol peut être physiquement protégée de la

décomposition microbienne grâce aux effets de sorption des argiles minéraux et de l’encapsulation au sein

des agrégats du sol (cela a été expliqué dans le a) de cette partie). La matière organique favorisant la

stabilité des agrégats et que les agrégats protègeant la matière organique du sol, il y a donc une sorte de

boucle de rétroaction de la stabilité de la matière organique et des agrégats dans le sol. Evaluer l’impact de

pratiques culturales ayant un effet mécanique sur le sol telle que le labour des terrains cultivés, constitue

donc un enjeu important pour mieux contrôler la dynamique du carbone organique dans les sols.

En 2004, M. M . Mikha et Charles W. Rice [14] ont réalisé une étude dont le but était de comparer sur dix

ans les effets de différents systèmes de labour sur la taille des agrégats du sol et sur l’association du

carbone organique et de l’azote dans ces agrégats. Pour la réalisation de cette étude, des échantillons de sol

ont été prélevés à une profondeur comprise entre 0 et 5 cm pour les différentes modalités testées (non-

labour et labour avec apport de fertilisants azotés et non-labour et labour avec apport de fumier). Les

résultats apportés par cette étude montrent que les dix années de non labour ont augmenté

significativement les teneurs en carbone et en azote total du sol. Cette différence observée sur la teneur en

carbone et en azote total du système de non-labour reflète probablement le résultat d’une moindre

perturbation du sol. Cependant, la protection physique de la matière organique dans le sol n’est pas le seul

facteur entrant en ligne de compte dans la préservation du carbone et de l’azote dans le sol ; l’activité

microbienne du sol se traduisant par la dégradation de la matière organique est également un facteur

important à considérer. C’est peut-être le reproche que l’on peut adresser à cet article : négliger

l’importance de ce facteur.

La question de l’effet du labour et du non labour des cultures sur la structure de la communauté

microbienne du sol fait l’objet d’un article publié en 2008 par Breana L. Simmons et David C. Coleman

[22]. Au cours de leur expérimentation, les auteurs ont disposé de soixante parcelles expérimentales

correspondant à douze réplicas pour cinq sites différents. Les sites sont nommés 0, 1, 5, 10 et 30, les

numéros correspondant aux nombres d’années écoulées sous un système de culture conservatif (non-

labour) succédant à un système de culture avec labour. Les résultats de cette étude ont montré que la

diversité des acides gras, c’est-à-dire l’indice de Simpson devant reflété la diversité des microorganismes,

était similaire sur les cinq sites (néanmoins la pertinence de l’indice de Simpson fait actuellement l’objet de

débat puisque la diversité des acides gras ne traduit pas toujours la diversité des organismes). Dans

l’ensemble, il a été montré que les abondances relatives des champignons (mais pas de bactéries) étaient

plus élevées sur les sites pratiquant un système de non-labour (sites 1, 5, 10 et 30) que sur le site où le sol

était labouré (site 0). Or les champignons par la sécrétion d’hyphes contribuent à la stabilité des agrégats et

donc a priori à la stabilisation de la matière organique. Ainsi les changements induits dans la structure de la

communauté des micro-organismes par le non labour favoriseraient la stabilisation de la matière organique

du sol.

Afin de mieux contrôler les risques encourus pour la stabilité du carbone organique lors du labour des

cultures, il importe de questionner les processus mis en jeu dans la perte de carbone organique des sols

labourés. En particulier, l’érosion des sols causée par le labour est un sujet d’intérêt.

D’une part parce que la matière organique, située dans les couches plus en surface du sol, est plus

vulnérable à l’érosion des sols. La perte de matière organique causée par l’érosion du sol a un effet négatif



10

sur la qualité nutritionnelle et la stabilité des agrégats du sol. L’érosion est une menace importante pour les

sols. Par exemple, en Afrique du Sud, on estime que 85% du pays est menacé par la désertification et la

dégradation des terres. En outre, les pertes annuelles causées par l’érosion ont été estimés à environ 400

millions de tonne [5].

D’autre part, parce que le devenir du carbone déplacé par l’érosion des sols oppose une querelle entre

sédimentologues et spécialistes des sciences du sol sur laquelle il est intéressant de se pencher pour mieux

saisir la complexité de cette question. L’opposition entre ces deux visions est présentée dans un article

publié en 2005 [27].

Les sédimentologues décrivent l’érosion des sols comme un puits de carbone, c’est-à-dire comme un

processus conduisant au final à une augmentation des stocks de carbone dans les sols. Cette hypothèse est

fondée sur deux suppositions, à savoir : (1) l’épuisement du réservoir de carbone organique sur le sol

érodé est dynamiquement remplacé par la repousse de la végétation et retourne ensuite à nouveau dans les

sols via la perte de biomasse aérienne et souterraine ; (2) La matière organique des sols érodés est

transportée vers des sites de basses altitudes où elle est enterrée et protégée et ainsi non minéralisée.

A l’inverse, les spécialistes du sol décrivent l’érosion des sols comme une source de carbone vers

l’atmosphère. Cette vision est fondée sur trois arguments principaux, à savoir, (1) Les sols érodés ont une

productivité primaire nette amoindrie par le déclin de la qualité des sols causée par la diminution de la

profondeur d’enracinement, la diminution relative de l’eau et des nutriments disponibles et par la

perturbation des cycles hydrologiques et biogéochimiques des éléments ; (2) L’exposition de la matière

organique (due à la rupture des agrégats du sol) à l’activité enzymatique microbienne la rend plus

vulnérable à la minéralisation, en outre, la matière organique du sol dans les sédiments érodés est

facilement minéralisée et 20 à 30 % du carbone organique du sol déplacé est susceptible d’être minéralisé;

(3) la matière organique contenu dans la couche labourée du sol est davantage exposée aux perturbations

anthropogéniques et climatiques et facilement minéralisée.

Il semblerait ainsi que le labour des sols constitue une réelle menace pour la préservation du carbone

organique des sols cultivés et l’érosion qu’elle cause est un danger pour la fertilité des cultures.

Néanmoins, il faut souligner que les études mentionnées précédemment se sont portées sur les effets du

labour du sol seulement sur les vingt premiers centimètres du sol. Ainsi, sur l’ensemble du profil du sol

nous ne pouvons pas conclure de l’impact du labour sur le stock de carbone organique du sol. C’est aussi

ce que vient souligner une étude bibliographique publiée par John M. Baker et al. en 2007 [1]. Les auteurs

de cette publication attirent l’attention sur le fait que la grande majorité des études réalisées sur le sujet

sont effectuées à partir d’échantillons prélevés à moins de 30 cm de profondeur tandis que les systèmes

racinaires des plantes peuvent s’étendre jusqu’à plus de deux mètres de profondeur. En outre dans une

étude menée au Canada sur une centaine de parcelle, il a été montré que lorsque des carottes de sol étaient

prélevées à de grande profondeur, aucune variation significative du stock de carbone n’était montrée entre

les systèmes de labour et de non labour des sols cultivés.

iii) Le surpâturage : une menace pour les sols concernés

Un pâturage excessif est préjudiciable à la production de biomasse des plantes et peut conduire à un déclin

de la matière organique des sols. En effet, le surpâturage induit une compaction du sol limitant

l’enracinement et ainsi la production de biomasse végétale aérienne et racinaire. Ainsi, la réhabilitation des

zones dégradées par le surpâturage peut potentiellement être un puits pour la séquestration du carbone

atmosphérique.

Une étude menée en 2002 sur le potentiel de stockage de carbone dans les écosystèmes surpâturés [3] a

compilée l’ensemble des données de la littérature scientifique sur le sujet pour évaluer l’influence de

l’intensité du pâturage sur le carbone organique du sol. Sur la base des données contenues dans les études



11

réalisées sur le sujet, les auteurs de cette publication ont pu montrer une corrélation positive entre les

précipitations annuelles moyenne et le potentiel de séquestration du carbone dans les écosystèmes

surpâturés. Les recherches bibliographiques réalisées pour cette étude révèle que l’Afrique du Sud est la

région où la dégradation des terres par le surpâturage est la plus excessive (cependant, les recherches

effectués sur le sujet n’étant pas des plus nombreuses, il n’y a pas de données sur tour toutes les régions du

monde). Ainsi, il existe un besoin important de contrôler et de réhabiliter les pertes de carbone causées par

le surpâturage en Afrique du Sud. Les résultats apportés par cette étude sont néanmoins encourageant

puisqu’elles suggèrent que l’Amérique et l’Afrique du sud sont les deux régions qui montrent le plus large

potentiel de stockage du carbone si le pâturage intensif est transformé en pâturage modéré.

La gestion des sols joue donc un rôle majeur dans la dynamique du carbone, la fertilité et la structure

physique du sol.

c) Les lipides dans les sols

i) Les lipides dans les sols : définition et généralités

Les lipides sont généralement définis [28] comme des substances organiques insolubles dans l’eau et par

définition extractibles de toute matrice solide (organisme vivant, particule, sédiment) ou liquide (eau de

mer, eau interstitielle) par des solvants organiques tels que le chloroforme, l’hexane ou l’éther. Les lipides

comprennent de nombreuses fonctions chimiques et peuvent avoir diverses structures (aliphatiques,

terpénoïdes, porphyriniques). Les lipides sont aussi la plus importante forme de stockage de l’énergie

chimique. Les lipides polaires et phospholipides sont des constituants essentiels des membranes cellulaires

et définissent les propriétés des membranes cellulaires. Sur une échelle globale, les lipides représentent 4 à

8% du Carbone organique des sols bien que des proportions aussi élevés que 42 % aient pu être relevés

dans certains sols organiques cultivés [4]. En général, 85% des lipides du sol proviennent de la

décomposition des résidus végétaux, 10 % sont issues des excrétions et sécrétion des racines vivantes et

5% sont d’origine bactérienne.

Il est difficile d’établir une liste exhaustive des différents types de lipides dans les sols. Les lipides

n’appartenant en réalité à aucune classification chimique (leur définition n’est que fonctionnel),

l’identification de « types de lipides » peut faire l’objet de débat selon les critères retenus pour

l’établissement des ces différents groupes. Dans la littérature scientifique, on trouve cependant la plupart

du temps un classement des lipides établis sur la bases de l’association des fonctions chimiques et de la

structure à auxquelles sont associées les lipides.

R. I. Morrison [16] dans un chapitre consacré aux lipides dans les sols présentent une liste non exhaustive

des principaux lipides dans les sols. Ces groupes de lipides sont reconnus et usités dans la littérature

scientifique et permettent de comparer différents profils lipidiques des sols. Dans la suite de ce rapport, on

se réfère à cette classification. R. I. Morrisson répertorie ainsi entre autres lipides :

- Les glycérides ou acylglycérol (esters d’acide gras et de glycérol, ils peuvent être des mono-, di- ou

tri- glycérides),

- Les cires (ce sont principalement de longues chaînes aliphatiques acides estérifiées à de longues

chaînes aliphatiques alcool, généralement saturées et non-ramifiées et avec un nombre de carbone

allant de n= 12 à n= 34),

- Les phospholipides (dont la phosphatidyl choline et la phosphatidyl ethanolamine sont

vraisemblablement les plus abondants),

- Les acides (formes très abondantes des lipides du sol, ce sont de longues chaînes aliphatiques

dont les longueurs de chaîne les plus abondantes sont C16 et C18),



12

- Les hydrocarbures (longues chaînes aliphatiques généralement présentes dans les sols mais en

quantité moindre comparés aux acides),

- Les stéroïdes (lipides avec un noyau de stérane, les stéroïdes sont très présents dans les

organismes vivants mais leur présence n’est pas très abondantes dans les sols, le β-sitostérol est

généralement le stéroïde le plus abondamment identifié dans les sols),

- Les terpénoïdes (très présents dans les membranes cellulaires des végétaux, les terpénoïdes le sont

beaucoup moins dans les sols, le plus fréquemment identifié est le Friedelan-3β-ol),

- Les caroténoïdes.

La variété des différents types de lipides implique des réactivités spécifiques liées aux différentes structures

et fonctions chimiques recouvertes par ce groupe hétérogène de composés. Par exemple, l’ajout de lipides

plus polaires tels que les acides oléiques et les stéariques améliorent la stabilité structurale du sol alors que

l’ajout de lipides apolaires ne produit quasiment aucune amélioration [4]. Par conséquent, il semble

essentiel de comprendre, voire de contrôler, les effets des classes variées de lipides et particulièrement la

longueur de la chaîne carbonée sur la stabilité structurale du sol. En outre, il a été montré que les lipides

polaires ajoutés sur le sol n’affectaient pas seulement la stabilité structurale des sols mais également la

capacité de rétention de l’eau. Les lipides polaires ont un effet plus prononcé que les lipides non polaires

et cet effet est d’autant plus marqué lorsque des composés aliphatiques sont ajoutés dans la matrice du sol.

L’effet optimum serait probablement atteint lorsqu’il y a suffisamment de lipides pour former un film

continu au-dessus de la surface des agrégats du sol.

Néanmoins, l’effet bénéfique de la présence des lipides dans les sols (et surtout de quels lipides) ne fait pas

l’objet d’un consensus dans la communauté scientifique. Si Dinel et al. [4] y voient plus un avantage qu’un

inconvénient, cet avis n’est pas unanimement partagé. Stevenson [23], dans un article publié en 1966

relevait dans ses recherches bibliographiques que les lipides avaient un effet plutôt néfaste sur la fertilité

des sols. Une meilleure qualité des sols semblaient être associée à de faibles proportions en lipides dans la

matière organique. En particulier, il souligne que la présence de terpènes serait toxique pour la croissance

des plantes. Ainsi, les avis quant aux effets bénéfiques ou nocifs des lipides sur la qualité des sols semblent

contrastés. Cela est probablement dû à la difficulté de distinguer l’impact de chaque classe de lipides sur

les propriétés du sol.

Remarquons que les lipides constituent une faible part de la matière organique totale du sol mais, ils

représentent un centre d’intérêt particulier dans les travaux de recherches. Quels intérêts recèlent-ils pour

faire l’objet d’une telle attention ?

ii) Intérêt de l’étude des lipides

Une des raisons pour lesquelles les lipides des sols sont étudiés est qu’ils constituent de bons marqueurs

biogéochimiques. Dans la définition fournie par Anouck Garett Lepecq [28] les marqueurs

biogéochimiques sont définis comme des empreintes moléculaires spécifiques d’une origine précise ou

bien d’un processus d’évolution qu’il soit physique, chimique ou biologique. Une empreinte est constituée

des abondances relatives de plusieurs composés spécifiques choisis parmi l’ensemble des traceurs

organiques. L’utilisation de ces empreintes moléculaires apparaît primordiale pour pouvoir reconnaître et

quantifier les différentes contributions autochtones et allochtones des composés composant le puzzle de

structures complexes qu’est la matière organique.

Les lipides peuvent être de biogéomarqueurs et l’on parle alors de traceurs de processus physico-

chimiques. Les lipides comme traceurs de processus physico-chimiques permettent de mesurer

l’avancement de la dégradation de la matière organique dans le temps. C’est le cas des acides gras par

exemple pour lesquels les composés insaturés sont plus instables que les composés saturés. La cinétique de



13

dégradation est d’autant plus rapide que le nombre de doubles liaisons est élevé. On pourra donc mesurer

le degré d’évolution de la matière organique en mesurant le rapport des concentrations entre acides

insaturés et saturés, par exemple : Somme (C18 insaturés)/ C18 saturé. Le ratio de ces différentes formes permet

de faire la différence entre la matière organique fraîche et la matière organique ancienne.

Les lipides peuvent également être des biomarqueurs et l’on parle alors de traceurs biologiques. Dans sa

définition la plus simple, un traceur biologique est un composé dont la structure peut être assignée à une

origine biologique précise. On peut ainsi proposer une première classification permettant de discriminer

les apports des algues, des bactéries, des animaux, des plantes continentales etc. Certains composés dits

ubiquistes ne permettent d’établir un diagnostic par rapport à cette classification. La spécificité de la

biosynthèse peut permettre d’attribuer plus précisément l’origine des composés à plusieurs sous-groupes

de chacun des règne. On perla alors de marqueurs taxinomiques.

Les acides gras phospholipidiques (PLFA) sont particulièrement utilisés comme marqueurs taxinomiques

des micro-organismes du sol. Afin d’utiliser à bon escient les PLFA comme marqueurs taxinomiques,

L.Zelles [26] rappelle l’importance que : (1) les PLFA analysés soient connus comme appartenant à des

microorganismes vivants, (2) les analyses des PLFA fournissent une résolution suffisante pour des

interprétations précises et, (3) l’analyse des PLFA soit non sélective et couvre le profil lipidique de tous les

organismes du sol. Si ces conditions sont respectées, les profils de PLFA peuvent fournir un aperçu de la

structure de la communauté microbienne en raison de la relative abondance de certains PLFA qui

diffèrent considérablement entre les groupes de micro-organismes. Par exemples, bien que les PLFA

insaturés puissent être présents à la fois chez les bactéries Gram négative et chez les bactéries Gram

positive, leur contribution relative au total des PLFA dans les bactéries Gram positive est beaucoup plus

faible que dans les bactéries Gram négative.

Néanmoins, l’utilisation des PLFA comme biomarqueurs est à manipuler avec prudence. Plus

spécialement, l’utilisation des données de PLFA pour estimer la biodiversité microbienne est un indicateur

biaisé [7] car la diversité des PLFA peut être faible chez les espèces de champignons et élevés chez

certaines espèces de bactérie alors que la diversité des champignons est bien pus importante que la

diversité qu’elle recèle en matière de PLFA. Ainsi, la diversité des PLFA ne reflètent pas toujours la

diversité des espèces de champignon présentes dans un sol.

Pour évaluer et comprendre l’implication réelle des pratiques culturales sur le profil lipidique total de la

matière organique des sol, il semble important de se questionner quant à l’ensemble des facteurs pouvant

avoir un effet sur la préservation, la quantité et le type de lipides présents dans les sol.

iii) Devenir et facteurs influençant la stabilité des lipides dans les sols

Influence du type de matériel végétal

Une étude réalisée par E. Fustec et al. [8] sur les principaux facteurs influençant l’évolution des lipides

végétaux dans le sol montre très clairement que les extraits de certaines espèces se dégradent

facilement dans certains sols seulement alors ceux d’autres espèces se dégradent facilement dans tous

les milieux. Ce résultat laisse penser que certains lipides végétaux sont plus labiles que d’autres.

La moyenne des taux de décomposition enregistrés pour les lipides dans les différentes modalités

expérimentales montre que les lipides issus de la dégradation du maïs sont ceux qui se dégradent le

plus facilement. De manière assez logique, les résultats apportés par cette étude soulignent que les

parcelles sur lesquelles le maïs était cultivé enregistrent la proportion de lipides non extractibles sur les

lipides totaux la plus importante. Cela semble cohérant car, si les lipides labiles du maïs sont les plus

facilement dégradés, le profil lipidique total des sols sous culture de maïs est donc appauvri et la part



14

des lipides non-extractibles (protégés contre la dégradation car les lipides non-extractibles sont des

lipides liés à la matière minérale des sols) augmentent donc relativement par rapport au profil lipidique

total.

Influence des caractéristiques du sol

Plusieurs études montrent le rôle prédominant du pH dans la préservation des lipides dans les sols. En

effet E ; Fustec et. Al [8], Klaas G. J. Nierop et al. [18] et Ian. D. Bull et al. [2], relèvent une

dégradation des lipides accrue dans les sols alcalins et une préservation des lipides plus marquée dans

les sols acides. Le pH est donc un facteur essentiel dans la stabilisation des lipides dans les sols.

L’étude réalisée par Ian. D. Bull [2] en 2000 nuance l’effet du pH dans la stabilisation des lipides du

sol. Le pH joue certes un rôle majeur dans la préservation des lipides totaux du sol, mais, il n’agit de la

même façon sur toutes les classes de lipides du sol. Dans l’expérimentation réalisée par les auteurs, la

préservation des n-alcanes était améliorée sous des conditions plus alcalines alors que les n-acides

alcanoïques et les ω-hydroxy-acides s’accumulaient davantage dans les sols acides. En outre, quelque

soient les conditions de pH du sol, de fortes pertes en tri-acyglycérol ont été relevées. Ceci est

probablement la conséquence de préférences d’utilisation biologiques et du caractère plus labile de ces

composés.

Pour résumer cette première partie, on peut dire que les recherches bibliographiques réalisées permettent à

présent de mieux situer le sujet de ce stage dans la vaste problématique de la dynamique du carbone dans

les sols. En outre, les recherches réalisées sur l’influence des pratiques culturales sur la matière organique

des sols et sur l’importance, l’intérêt et le devenir des lipides dans les sols devraient normalement faciliter

les interprétations des résultats obtenus au cours de ce stage. Ces informations vont donc être bien prises

en compte dans les parties suivantes de ce compte-rendu.

La caractérisation des lipides extractibles dans les différentes parcelles expérimentales du site de Puccini

soulève un certain nombre d’interrogations. Il convient d’abord de déterminer l’origine et l’avancement de

dégradation des lipides présents dans les sols. Ainsi, on aura un aperçu de la variation entre lipides du sol

et lipides des végétaux indiquant à la fois la participation de ces derniers aux la teneur en lipides totales du

sol et la préservation sélective (ou non) des lipides d’origine végétale dans les sols (toujours selon les

différentes pratiques culturales).

Par ailleurs, la définition même du terme de lipides fait encore objet de débat puisque cette famille de

composés ne correspond pas à une classification chimique. En effet, les lipides sont définis d’un point de

vue fonctionnel comme l’ensemble des molécules extractibles par des solvants organiques. Ainsi, il ne

s’agit pas d’une famille de composés homogènes mais au contraire d’un groupe très hétérogène de

molécules que l’on pourra séparer en classe suivant différents critères tels que la polarité, les fonctions

chimiques ou encore l’origine (végétales, bactérienne, animales etc) de ceux-ci. Ainsi, un des enjeux de ce

travail est de définir des critères permettant de distinguer les différentes classes de lipides en fonction de

leur sensibilité aux pratiques culturales.

Le besoin de comprendre les mécanismes et des processus impliqués favorisant l’accumulation des lipides

dans les sols découle du questionnement précédent quant à la définition de critères permettant d’établir

une classification des lipides en fonction de leur sensibilité aux pratiques culturales. Ainsi, si l’on parvenait

à identifier des classes de lipides répondant différemment aux gestions du sol, il serait envisageable

d’utiliser cette famille de composé pour affiner les modèles décrivant les différents compartiments de la

matière organique mis en jeu dans les flux de carbone entre le sol et l’atmosphère. Bien que la variabilité



15

des teneurs en lipides face aux différences de pratiques agricoles sur le site de Puccini semble être un objet

d’étude précis, il ne s’inscrit pas moins dans une problématique bien plus vaste qui mérite donc d’être

explorer minutieusement.

II) Matériels et Méthodes

Cette partie a pour but de présenter la procédure expérimentale et les outils employés pour analyser les

lipides contenus dans les échantillons de sol et de végétaux. Expliquer les matériels et méthodes utilisés

pour étudier les lipides des sols est d’une grande importance. En effet, les machines scientifiques

constituent un vecteur permettant d’accéder aux informations que l’on cherche à obtenir. La réalité à

laquelle on a accès dépend des moyens d’observation que sont la chromatographie gazeuse et le spectre de

masse. Bruno Latour [12], philosophe et sociologue des sciences dit à propos de des appareillages

scientifiques que : Ce qui les rend si importants est le fait qu’aucun phénomènes « auxquelles ils se réfèrent » ne

pourraient exister sans eux. Il semble donc nécessaire d’apporter une attention particulière aux matériels et

méthodes car ils ne sont pas simplement un moyen d’accès aux données scientifiques, ils sont au cœur de

la production des faits scientifiques.

a) Extraction des lipides

i) Présentation des échantillons analysés

En raison de la relativement courte durée impartie à la réalisation de ce stage, il n’a pas été possible

d’effectuer l’analyse des lipides de tous les échantillons prélevés. Ainsi, les échantillons qui ont été analysés

sont les suivant :

- Les trois réplicas de la parcelle expérimentale non labourée et faiblement pâturée, notés NT1,

NT2 et NT3 (prélevés entre 0 et 5 cm de profondeur),

- Les trois réplicas de la parcelle expérimentale labourée et faiblement pâturée, notés T1, T2 et T3

(prélevés entre 0 et 5 cm de profondeur),

- Les deux réplicas et trois réplicas de la parcelle expérimentale non-labourée et surpâturée, notés

O.V (0-2) 1, O.V. (0-2) 3, O.V. (2-4) 1, O.V. (2-4) 2, O.V. (2-4) 3 (prélevés respectivement entre 0

et 2 cm et entre 2 et 4 cm de profondeur),

- Un réplica d’une croûte s’étant formé sur la parcelle expérimentale non labourée et faiblement

pâturée, noté NT croûte (des croûtes ont également été prélevés sur la parcelle expérimentale

labourée mais les quantités étaient trop faibles pour faire des analyses),

- Enfin les lipides des échantillons des végétaux prélevés sur les parcelles expérimentales non

labourée, faiblement pâturée et non labourée, surpâturée, notées respectivement NT_VEG et

O.V._VEG, ont également été analysés.

ii) Broyage des échantillons

Le broyage des échantillons est une étape nécessaire pour optimiser et homogénéiser l’extraction des

lipides. Tous les échantillons de sol avaient été broyés avant le début de mon stage par Giacomo

Santoiemma, étudiant en deuxième année de master et stagiaire sous la tutelle de Marie Alexis (Maître de

conférences). Je n’ai donc pas eu à le faire pour ces échantillons. En revanche, les échantillons de végétaux

n’avaient pas encore été broyés et cette tâche m’a donc été attribuée pour les échantillons de végétaux

collectés au dessus des parcelles expérimentales non-labourée, faiblement pâturée et non-labourée,

surpâturée.

Le broyage des lipides a été réalisé avec un broyeur mécanique Retsch© PM 200 dans lequel on plaçait à

chaque fois deux bols en zyrcon remplis chacun de 10 billes en zyrcon et d’une certaine quantité



16

d’échantillon de végétaux préalablement découper à la main avec un ciseau pour que la granulométrie reste

inférieure à 4 millimètres. Le programme utilisé pour le broyeur était le suivant : temps de broyage : 5

min/ vitesse : 500 tours par minute/intervalle : 2 minutes 30. A l’issu du broyage des échantillons, ceux-ci

étaient tamisés (maille de 250 µm).

iii) Extraction des lipides : procédure ASE (Accelerated Solvant Extraction)

Les échantillons ainsi broyés pouvaient ensuite être extraits en suivant la procédure ASE (Accelerated

Solvant Extraction).

Le principe de l’extraction des lipides repose dur la définition fonctionnelle faite de ceux-ci : composés

extractibles par des solvants organiques. Ici, on choisit un mélange de solvant DCM/methanol dans les

proportions 2:1 (m/v). La machine utilisée pour la procédure ASE est une DIONEX ASE 100. Pour

procéder à l’extraction des lipides de chaque échantillon, on remplit une cellule de 10 ml avec 2 grammes

d’échantillon de sol ou de végétaux (pesés sur une balance de précision).

La méthode utilisée pour l’extraction est la suivante : température d’extraction : 60°C, Static time : 10 min,

Flush volume : 100 %, Purge time : 60 secondes, static cycle : 2.

Les masses exactes des échantillons introduits dans la cellule sont résumées dans le tableau (1) en annexe.

b) Préparation des échantillons

i) Evaporation des solvants et séchage des fractions solides

Dans un premier temps, on concentre à l’évaporateur rotatif les solvants des solutions contenant les

lipides de chaque échantillon extrait.

Dans un second temps, Les solutions contenues dans les vials, sont séchées sous azote afin de déduire la

masse de lipide dans les vials pour chaque fraction pour chaque échantillon. Dans un but de clarté, les

données sont résumées dans le tableau (2) de ci-dessous :

Tableau 2

Till 1

Till 2

Till 3

No-Till 1

No-Till 2

No-Till 3

O.V (0-2) cm 1

O.V (0-2) cm 3

Masse des lipides dans les vials (mg)

1.6

1.1

1.6

3.1

1.3

1.8

1.2

1.3

ii) préparation des échantillons pour la FID-GC (Flame Inization Detector-Gas Chromatography)

Pour vérifier que l’on se trouve dans la gamme de concentrations optimales pour réaliser les analyses des

lipidiques des échantillons en GC-MS, on procède à une analyse en FID-GC.

Avant de procéder à la FID-GC, il faut réaliser la dérivatisation des solutés présents dans la solution de

l’échantillon à analyser. Le procédé de dérivatisation auquel on a recours ici est la triméthylsilyation. Lors

de la triméthylsilyation, un proton labile est remplacé par un groupement triméthylsilyl (TMS). Comparé à

O.V (2-4) cm 1

O.V (2-4) cm 2

O.V (2-4) cm 3

NT croûte VEG NT VEG OV

Masse des lipides dans les vials (mg)

1.0

1.0

1.3

4.4

7.4

15.2



17

ses composés parents, les dérivés silyés sont plus volatils, moins polaires et plus thermodynamiquement

stables. La réaction type mise en jeu est la suivante :

R—OΔ-—H + (Me)3 —SiΔ+—R’ ↔ R—O —Si—(Me)3 + HR’

L’intérêt de réaliser une dérivatisation des composés polaires afin de les rendre moins polaires est de

rendre possible la migration des composés le long d’une colonne de chromatographie apolaire.

Ainsi, pour les six échantillons choisis, on injecte 100 µL de DCM plus 10 µL de BSTFA dans les vials

contenant les lipides secs. Les solutions sont chauffées dans un four à 60°C afin de faciliter la réaction de

dérivatisation avant d’être injectés en FID-GC.

c) Analyses des lipides en chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse

i) Principe de la GC-MS (Flame Inization Detector-Mass Spectrometry)

Le principe de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse est le suivant : la

chromatographie sépare les constituants d'un mélange (les solutés) par entraînement au moyen d'une

phase mobile gazeuse appelée gaz vecteur le long d'une phase stationnaire (solide), grâce à la répartition

sélective (en fonction de l’affinité pour chacune des deux phases) des solutés entre ces deux phases.

Un appareil de chromatographie en phase gazeuse comprend schématiquement trois modules spécifiques ;

un injecteur, une colonne et un détecteur réunis dans un bâti unique. Les débits contrôlés avec précision

permettent une grande répétabilité des temps de rétention spécifique des composés. L’analyse débute à

l’instant où l’on introduit une très petite quantité de l’échantillon sous forme liquide dans l’injecteur qui a

la double fonction de le porter à l’état de vapeur et de l’amener dans le flux de gaz en tête de colonne.

Celle-ci se présente comme un tube de faible section enroulé sur lui-même de un à 30m de longueur et

contenant la phase stationnaire. La colonne est placée dans une enceinte à température régulée.

La spectrométrie de masse désigne une méthode d’analyse qui repose sur la détermination des masses des

espèces atomiques ou moléculaires individuelle de l’échantillon analysé, ce qui permet de recueillir des

informations sur sa nature, sa composition et sa structure. Le principe de cette méthode repose sur l’étude

des trajectoires suivies par les composés ionisés d’une faible quantité du composé sous l’effet d’un champ

magnétique [26]. Les ions sont formés dans un état excités et disposent d’un surplus d’énergie qui

provoque presque instantanément la fragmentation de beaucoup d’entre eux. Tous cependant ne se

dissocient de la même façon. Tous ces fragments, nés des coupures des liaisons et des réactions de

réarrangement qui peuvent s’en suivre, sont porteurs d’informations sur la molécule initiale. Pour un

composé, en opérant dans des conditions identiques, la fragmentation est reproduite et donc

caractéristique.

ii) Paramètres utilisés pour les analyses en GC-SM (Gas Chromatography – Mass Spectrometry)

On utilise une machine Agilent 6890 Series GC system. On choisit une colonne RTXS SilMS Restek © de

30 mètres de longueur, de diamètre interne 0,25 mm avec une phase stationnaire de 0.5 µm d’épaisseur

(5% diphényl/95% polysilox). Cette colonne est apolaire (les composés retenus préférentiellement par la

colonne sont les plus polaires). On entre un programme d’instruction dans cette machine permettant la

réalisation automatisée de la triméthylsilyation des échantillons à passer. Chaque fois, on injecte un

volume de 1 µL de l’échantillon à analyser. Le gaz vecteur utilisé est de l’hélium. Le four du GC est

chauffé à 80°C pendant 0,5 minute puis la température du four est porté à 100°C par pallier de 10°C par



18

minute puis à 320°C par pallier de 4°C par minute. La température du four est maintenue à 320°C

pendant les 20 dernières minutes. La température de l’injecteur est de 280°C. On se place en mode

splitless. La température de l’auxiliaire de transition entre la partie GC et la partie SM est de 300°C.

Dans le spectromètre de masse, on règle les différents paramètres de la source. Ici, il s’agit d’une source

Electronic Impact (= ionisation des molécules par impact électronique avec un électron ayant une énergie

de 70 eV). La température de la source est fixée à 220°C. L’analyseur est un quadripôle maintenu à une

température de 120°C et le détecteur est un multiplicateur d’électrons.

III) Résultats et Discussion

a) Résultats

i) Part des lipides dans le sol et dans la matière organique du sol

Giacomo Santoiemma a mesuré les teneurs en carbone organique (noté %C) de chaque échantillon. A

partir des ces données, les proportions de lipides dans les sols et dans la matière organique ont pu être

calculées comme :

% de lipides dans le sol =

% de lipides dans la M.O. =

Avec : Masse L : la masse de lipides pesée après évaporation des solvants ; Masse S : la masse de sol pesée

avant l’extraction à la ASE ; β : coefficient de proportionnalité entre la teneur en matière organique

(=1.72) et la teneur en carbone organique ; M.O. : la matière organique et %C : la teneur en carbone

organique. Les données relatives à ces calculs sont récapitulées dans le tableau (3) ci-dessous (le tableau

avec les données complètes figure en annexe).

Tableau 3 : Moyennes sur les réplicas des proportions de lipides dans le sol et dans la matière organique en

fonction des différentes gestions du sol

En moyenne, la proportion de lipides dans le sol de la parcelle non labourée (notée NT) est plus

importante que la proportion des lipides dans les sols des autres parcelles. En effet, la proportion de

lipides dans le sol non-labouré (pour une profondeur de prélèvement de 0 à 5 cm) correspond à 1.5 1.7,

1.9 fois les proportions respectives de lipides dans les sols : de la parcelle expérimentale labourée (pour

une profondeur de prélèvement de 0 à 5 cm) ; de la parcelle expérimentale surpâturée (pour une

profondeur de prélèvement de 0 à 2 cm) ; de la parcelle expérimentale surpâturée (pour une profondeur de

prélèvement de 2 à 4 cm). En revanche, les moyennes des proportions de lipides dans les sols des parcelles

expérimentales labourées et surpâturées sont très proches, bien que la proportion de lipides dans le sol

labouré soit légèrement supérieure à celle dans le sol surpâturé.

% lipides dans le sol % de M.O. % lipides dans la M.O

Moyenne NT 0,104 4,30 2,34

Moyenne Till 0,07 2,95 2,41

Moyenne O.V (0-2) 0,0625 5,16 1,16

Moyenne O.V. (2-4) 0,055 3,34 1,65

NT Croûte 0,22 9,18 2,4



19

En moyenne, les proportions de lipides dans la matière organique du sol des parcelles expérimentales non

labourée et labourée sont plus importantes que la proportion de lipides dans la matière organique du sol

de la parcelle expérimentale surpâturée. En revanche, les moyennes des proportions de lipides dans les

sols des parcelles expérimentales labourée et non-labourée sont assez proches, bien que la proportion de

lipides dans le sol labouré soit très légèrement supérieure à celle dans le sol non-labouré.

La teneur en lipides dans la croûte prélevée sur la parcelle expérimentale non labourée est beaucoup plus

élevée que toutes les autres teneurs en lipides dans les sols des parcelles expérimentales. Néanmoins, la

teneur lipides dans la matière organique de la croûte du sol non labouré est quasiment la même que celle

de ce même sol. La forte teneur en lipides dans la croûte du sol non labouré est donc probablement lié sa

forte teneur en matière organique (9,18 %).

ii) Allure générale des chromatogrammes

Pour chaque échantillon, le chromatogramme présente l’ensemble des pics (correspondant aux différents

composés élués de la colonne de chromatographie en fonction du temps de rétention (propre à chaque

composé). Pour déterminer à quel composé chaque pic correspond, l’analyse de ce seul chromatogramme

n’est pas suffisante. Il est nécessaire d’analyser le spectre de masse ou fragmentogramme de chaque pic

pour identifier le composé élué à un temps de rétention donné.

Les chromatogrammes des différents échantillons ont tous une allure générale semblable. On identifie

plusieurs séries de molécules : une série d’acides carboxyliques, d’alcools, d’alcanes, d’ -hydroxy acides et

de mono-acyl glycérols.

Les chromatogrammes sont dominés par la famille de composés correspondant aux acides.

Sur l’ensemble des spectres, la présence de série d’acides allant de 8 atomes de carbones (C8) à 32 atomes

de carbones (C32) est remarquée. L’abondance des acides pairs est prédominante par rapport à l’abondance

des acides impairs. Sur l’ensemble des spectres, le composé dominant est l’acide dominant soit l’acide

saturé C16, soit une distribution unimodale. Les alcools peuvent être identifiés à partir du C14 pour les

chromatogrammes comprenant les plus fortes abondances de pics correspondants à des alcools et jusqu’à

l’alcool C30 ou C34. L’abondance des alcools pairs est prédominante sur l’abondance des alcools impairs.

L’alcool le plus abondant est l’alcool C30.

Les alcanes, moins abondants que les acides et les alcools ont une distribution allant de C25 à C33dominée

par l’alcane C31. Dans la majeure partie des cas, seuls les alcanes impairs ont été identifiés.

Enfin, des -hydroxyacides pairs allant de C22 à C28 ont pu être identifiés sur la plupart des

chromatogrammes, dominés par l’ -hydroxyacide C26.

La présence du diacide C9 a également pu être identifiée mais pas de manière systématique ainsi que des

séries de mono-acyl glycérols pairs allant de C16 à C20. A partir du temps de rétention de 50 minutes, de

nombreux composés définis dans la bibliographie comme des stérols ou des stanols ont pu être détectés.

Particulièrement, le choléstérol, le campéstérol, le β-sitostérol (le β-sitostérol était systématiquement le

stérol le plus abondant dans les échantillons analysé), le stigmastérol, le sitostanol, le stigmastan-7-one, le

stigmast-4-ène-3-one, le 24-éthyl-δ(22) coprostérol étaient les plus fréquemment identifiés sur les spectres

analysés. Néanmoins, la variété et la complexité de ces familles de lipides a parfois rendu malaisé

l’identification du spectre de masse d’un pic du chromatogramme. De ce fait, certains pics dont les

spectres de masse caractéristiques de spectres de masse de stérols ou de stanols n’ont pu être clairement

identifiés. La variété des stérols et stanols identifiés est donc en deçà de la réalité.

Egalement, on a souvent relevé la présence de glycérol, de phosphate, de 2-pentadécanone et de molécules

issues de la décomposition de la lignine (acide cinnamique entre autres).



20

iii) Principales Différences observées entre les spectres

Les analyses lipidiques des différents échantillons soulèvent un certain nombre de questions. En effet, il

convient de s’interroger quant à l’origine des lipides présents dans les sols, pour répondre à cette

interrogation, il faut comparer les résultats obtenus de l’analyse des lipides des végétaux et des sols sur

lesquels ils ont été prélevés. Par ailleurs, pour estimer l’influence des pratiques culturales sur la distribution

et la préservation des lipides, il convient de s’assurer de la faible variabilité entre réplicas d’une même

modalité de pratique culturale par rapport à la variabilité entre les moyennes des différents réplicas des

différentes modalités de pratiques culturales. En effet, si la variabilité intra réplicas d’une parcelle

expérimentale s’avère plus grande que la variabilité (moyennée sur les trois réplicas) entre les différentes

parcelles expérimentales, alors il devient malaisé de statuer quant à l’influence des pratiques culturales sur

la constitution lipidiques du sol.

Afin d’alléger ce rapport, seuls certains spectres de chromatographie sont présentés et commentés dans ce

rapport (les autres spectres de chromatographie sont en annexes). En outre, les similitudes entre les

chromatogrammes étant importantes, la présentation et la comparaison de certains spectres seulement

offre une vision globale représentative des résultats obtenus et de la démarche du raisonnement suivi.

Comparaison des chromatogrammes des végétaux avec les spectres lipidiques de la croûte et du sol : le cas de la

parcelle expérimentale non labouré en pâturage libre

La figure (1) laisse constater la similitude des chromatogrammes des échantillons du sol (A), de la

végétaux (C) et de la croûte (B) du sol non-labouré. Mis à part des différence d’intensité liée aux dilution

effectuées avant injection des lipides, on peut remarquer la présence plus marquée de séries d’alcools et

d’acides sur le chromatogramme du sol non labouré comparé à ceux de la croûte et des végétaux du sol

non-labouré. Sur les chromatogrammes des végétaux et de la croûte, les abondances relatives des alcools

par rapport au composé dominant (l’acide C16) semblent plus faibles que sur le chromatogramme du sol

non-labouré. Les abondances relatives des alcanes, des -hydroxy-acides et des stérols par rapport à

l’acide C16 apparaissent en revanche plus stables entre les différents spectres.

L’analyse des spectres de masse des principaux pics (en moyenne, il y avait 200 pics sur un

chromatogramme et seuls les plus abondants ont été identifiés quand cela était possible) permet de

constater que les mêmes composés étaient présents sur ces trois chromatogrammes. La présence en faible

quantité de divers sucres a pu être décelée sur le chromatogramme de l’échantillon de végétaux.



21

Figure 1 : Chromatogrammes des végétaux (C), de la croûte (B) et du réplica 1 de sol (A) prélevés sur la

parcelle expérimentale non labourée en pâturage libre

Comparaison des chromatogrammes des réplicas du sol non labouré

Sur la figure (2), des différences d’intensité de pics correspondant aux mêmes composés entre les

chromatogrammes des réplicas du sol non labouré sont visibles. Par ailleurs, ces variations d’intensité

entre les réplicas d’un même sol étaient également observées pour les échantillons des autres modalités.

Ces fluctuations peuvent constituer une limite à l’étude de l’impact des pratiques culturales sur le profil

lipidique des sols. Néanmoins, cette limite peut être contournée. En effet, si une comparaison en valeur

absolue des différences mesurées semble téméraire, une comparaison en valeur relative des teneurs en

lipides dans le sol et dans la matière organique du sol paraît en revanche idoine pour mieux évaluer l’effet

de la gestion du sol sur la présence de lipide. En outre, le choix de certains ratios comme la part des acides

insaturés sur la part de l’acide saturé du même nombre de carbone constitue un bon indicateur du degré de

préservation des lipides dans les sols.

Légende Acides Alcools Stérols et stanols Alcane ω-hydroxyacides Mono-acylglycérol Phtalates Acide cinnamique

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

0

2 e + 0 7

4 e + 0 7

6 e + 0 7

8 e + 0 7

1 e + 0 8

1 . 2 e + 0 8

1 . 4 e + 0 8

1 . 6 e + 0 8

1 . 8 e + 0 8

2 e + 0 8

2 . 2 e + 0 8

2 . 4 e + 0 8

2 . 6 e + 0 8

2 . 8 e + 0 8

3 e + 0 8

3 . 2 e + 0 8

3 . 4 e + 0 8

3 . 6 e + 0 8

3 . 8 e + 0 8

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : N T 0 - 5 _ 1 . D

T I C : N T C R U S T . D ( * )

T I C : N T V E G . D ( * )

A

B

C



22

Figure 2 : Chromatogrammes des réplicas 1, 2 et 3 du sol prélevés (entre 0 et 5 cm de profondeur) sur la

parcelle expérimentale non labourée en pâturage libre

Comparaison des chromatogrammes des sols en fonction des différentes modalités de gestion du sol

La figure (3) laisse constater la similitude concernant la diversité moléculaire des chromatogrammes des

échantillons des sols non-labouré (en D), labouré (en F) et surpâturé (en E). Cependant, les intensités des

pics des chromatogrammes du sol labouré et, plus nettement, du sol surpâturé sont globalement de plus

faibles intensités que ceux du chromatogramme du sol non labouré.

Sur le chromatogramme du sol labouré, les abondances relatives des alcools, des stérols et des stanols par

rapport au composé dominant (l’acide C16) semblent plus faibles que sur le chromatogramme du sol non-

labouré.

Le chromatogramme du sol surpâturé est le plus différent des trois. Il montre en effet des pics de

beaucoup plus faibles intensités pour les acides saturés et insaturés C18.


1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

0

2 e + 0 7

4 e + 0 7

6 e + 0 7

8 e + 0 7

1 e + 0 8

1 . 2 e + 0 8

1 . 4 e + 0 8

1 . 6 e + 0 8

1 . 8 e + 0 8

2 e + 0 8

2 . 2 e + 0 8

2 . 4 e + 0 8

2 . 6 e + 0 8

2 . 8 e + 0 8

3 e + 0 8

3 . 2 e + 0 8

3 . 4 e + 0 8

3 . 6 e + 0 8

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : N T 0 - 5 _ 1 . D

T I C : N T 0 - 5 _ 2 . D ( * )

T I C : N T 0 - 5 _ 3 . D ( * )



23

Figure 3 : Chromatogrammes des réplicas 1, 3 et 2 des sols respectivement prélevés sur les parcelles

expérimentales non labourée D (entre 0 et 5 cm de profondeur), surpâturée E (entre 0 et 2 cm de

profondeur), labourée en pâturage libre F ( entre 0 et 5 cm de profondeur)

iv) Rapport de la part des acides insaturés sur la part de l’acide saturé du même nombre de carbone

Les acides insaturés sont plus facilement dégradables que les acides saturés du même nombre de carbone.

Ainsi, une abondance relative des acides insaturés par rapport aux acides saturés élevée indique une bonne

préservation de la matière organique.

Le rapport de l’abondance des acides insaturés sur l’abondance de l’acide saturé du même nombre de

carbone est donc un indicateur du degré de préservation de la matière organique dans les sols. Néanmoins,

c’est un indicateur dont la valeur est essentiellement comparative. En effet, les abondances étant relative,

on ne peut réellement parler de matière organique bien conservée mais davantage de matière organique mieux

conservée dans telle condition plutôt que dans telle autre.

A partir des aires sous les pics des acides insaturés et saturés C16 et C18 calculées par le traitement des

chromatogrammes, il est possible d’établir les ratios de la somme des acides insaturés C16 et C18 sur les

acides saturés C16 et C18 : . En effet, les acides C16 et C18

étant systématiquement présents, et le C16 dominant le chromatogramme, ils constituent un outil de

comparaison privilégié du degré de préservation des lipides dans les sols en fonction des différentes

pratiques culturales. Les données relatives à ces calculs sont récapitulées dans le tableau (4) ci-dessous (le

détail des calculs de la moyenne et de l’écart-type sont regroupés dans le tableau 7 et en annexes).


1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

0

5 e + 0 7

1 e + 0 8

1 . 5 e + 0 8

2 e + 0 8

2 . 5 e + 0 8

3 e + 0 8

3 . 5 e + 0 8

4 e + 0 8

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : N T 0 - 5 _ 1 . D

T I C : O V 0 - 2 _ 3 . D ( * )

T I C : T 0 - 5 _ 2 _ C . D ( * )F

E

D



24

Tableau 4 : moyennes des indices de préservation des lipides en fonction des différentes pratiques

culturales

moyenne sur les réplicas écart -type

No-Till 0,89 0,42

Till 0,59 0,61

O.V (0-2) cm 0,68 0,10

O.V (2-4) cm 0,59 0,16

Moyenne 0.V. (0-2)/ (2-4) 0,63

Les moyennes (sur les réplicas d’un type de gestion du sol) calculés des ratios

sont différentes les unes des autres. En effet, le ratio

est le plus élevé dans le cas du sol labouré (0,89 +/-42)

que dans le cas du sol surpâturé (0,63 en moyenne entre 0 et 4 cm de profondeur3) et dans le cas d’un sol

non-labouré (0,59 +/- 0,61).

Néanmoins, les écarts-type sur la moyenne du ratio

sont assez élevés. Pour les réplicas du sol labouré, l’écart-type s’élève à 0,61. Cette valeur est très élevée en

comparaison de l’écart entre les moyennes des modalités labourée et non-labourée qui est de seulement

0,30.

Il est donc fort probable que les différences relevées de ne soient pas significatives d’un point de vue

statistique. Cependant, les informations qu’elles apportent sont appréciables. Bien que non significatives

d’un point de vue statistique, ces données peuvent donc être utilisées (certes avec prudence) et faire l’objet

d’interprétations pour répondre à la problématique de ce stage.

v) Rapport de la part des stérols sur la part de l’acide saturé C16

La proportion de stérols par rapport à l’acide saturé C16 : pourrait

constituer un indicateur comparatif du degré de préservation des stérols et des stanols dans les sols en

fonction de la gestion du sol. La sélection de certains stérols et stanols identifiés clairement et communs à

la plupart des spectres pourrait permettre de comparer la préservation de cette famille de lipide dans les

sols en fonction de la pratique culturale exercée. Pour établir cet indicateur, les stérols et stanols choisis

sont donc : le choléstérol, le campéstérol, le stigmastérol, le coprosténol, le sitostanol et le β-sitostérol. Ces

composés étaient presque toujours présents sur les différents chromatogrammes et en proportion

importante. Ils peuvent donc servir de référence aux stérols et aux stanols pour l’indice proposé. Les ratios

ont été calculés à partir des valeurs des aires de chaque pic. Les données relatives à ces calculs sont

récapitulées dans le tableau (5) ci-dessous.

3 Afin de rendre comparable les ratios obtenus pour les sols labourés et non-labourés avec ceux du sol surpâturé, j’ai fait la moyenne des moyenne

des ratios sur les profondeurs (0-2) cm et (2-4) cm du sol surpâturé. Ainsi on obtient la moyenne des ratios des acides insaturés sur les acides

saturés C16 et C18 du sol surpâturé sur une profondeur de 0 à 4 cm. Il est plus cohérant de comparer des valeurs sur des pas de profondeur

proches (5 et 4 cm) que sur des pas de profondeur plus éloignés (5 et 2 cm).



25

Tableau 5 : Moyennes des indices de préservation des stérols + stanols en fonction des différentes

pratiques culturales

Moyenne sur les réplicas Ecart-type

No-Till 1,76 0,07

Till 1,17 0,28

O.V. (0-2) cm 1,73 0,57

O.V. (2-4) cm 0,68 0,34

Moyenne 0.V. (0-2)/ (2-4) 0,89

Les moyennes (sur des réplicas pour chaque type de gestion du sol) des ratios

montrent des différences non négligeables. En effet, le ratio

est le plus élevé dans le cas du sol non labouré (1,76 +/- 0,07) que

dans le cas du sol labouré (1,17 +/0,28) et dans le cas d’un sol surpâturé (0,89 en moyenne sur les quatre

premiers centimètres de profondeur).

Cependant, bien que les écart-types soient globalement plus faibles pour ce ratio la même remarque que

précédemment peut être adressée à la significativité des valeurs calculées. L’interprétation des résultats

obtenus se doit donc de demeurer prudente.

b) Discussion

i) Origine des lipides dans les sols

L’analyse des spectres de chromatographie a permis de remarquer la similitude entre les lipides contenus

dans des végétaux prélevés sur le sol non-labouré et les lipides présents dans l’échantillon de ce même sol.

Cette observation rejoint les informations recueillies dans la littérature scientifique : les lipides dans le sol

sont essentiellement d’origines végétales.

ii) Effet de la gestion des sols sur la préservation des lipides totaux et la matière organique dans les sols

Les valeurs des ratios des acides insaturés C16 et C18 sur les acides saturés C18 et C16 laissent penser que la

dégradation de la matière organique est plus avancée dans le sol labouré que dans le sol surpâturé et plus

avancé dans le sol surpâturé que dans le sol non-labouré. La plus forte dégradation des lipides dans le sol

labouré peut être du à une plus grande disponibilité de ceux-ci promu par le travail de la terre et la rupture

des agrégats du sol. L’érosion des sols accrût par le surpâturage et le labour du sol pourrait également

expliquer la plus forte dégradation des lipides dans les parcelles expérimentales surpâturée et labourée. En

effet, l’érosion accroît l’exposition de la matière organique à la dégradation microbienne.

Les résultats résumés dans le tableau 3 offrent à penser qu’entre 0 et 5 centimètres de profondeur, il n’y a

a priori pas d’effets directs du labour sur les teneurs en lipide dans la matière organique du sol. Néanmoins,

il y a un effet indirect du labour sur la teneur en lipides dans le sol via l’effet de diminution de la teneur en

matière organique. En effet, la teneur moyenne (sur les trois réplicas) en matière organique est nettement

plus faible dans le sol labouré comparé au sol non-labouré (dans les 5 premiers centimètres du sol).

En revanche, le surpâturage semble avoir un effet direct sur la teneur en lipides dans le sol et dans la

matière organique. La teneur moyenne en matière organique du sol dans les quatre premiers centimètres

du sol surpâturé est de 4,47 %, c’est-à-dire presque la même valeur que celle du sol non-labouré. La faible

teneur en lipides dans la matière organique du sol surpâturé n’est donc pas liée à une diminution de la

teneur en matière organique. Il est donc permis de penser que le surpâturage à un effet direct sur la



26

préservation des lipides dans la matière organique du sol conduisant à un affaiblissement de la teneur en

lipides totaux dans la matière organique des sols surpâturés.

En résumé, les teneurs en lipides dans les sols surpâturés et non-labourés sont plus faibles que celles du

sol non-labouré. Cependant, seules les teneurs en lipides dans la matière organique du sol surpâturé sont

plus faibles que celles du sol non labouré. Dans les sols surpâturés, les lipides semblent donc faire l’objet

d’une dégradation préférentielle. Trois hypothèses semblent possibles : soit la communauté microbienne

sur cette parcelle est différente (quantitativement et/ou qualitativement) de celle des deux autres et a une

activité de dégradation des lipides plus efficace ou plus importante ; soit le surpâturage a un effet sur les

propriétés physiques et/ou chimiques du sol ayant un impact direct sur la préservation des lipides dans le

sol, soit la combinaison des deux hypothèses précédentes.

La gestion des sols semble donc avoir un effet sur la préservation de la matière organique et des lipides

dans les sols.

iii) Préservation préférentielle des lipides dans les sols ?

L’analyse des chromatogrammes a permis de constater que l’acide C16 était toujours (sauf une exception) le

composé dominant et, de manière plus générale, les acides étaient toujours présents en quantité

importantes. Ces composés semblaient être les mieux préservés et les moins sensibles aux changements de

gestion des sols. Les alcanes bien que présents en moins grandes proportions paraissaient également

moins sensibles aux changements de pratiques culturales.

En revanche, les abondances relatives des stérols, stanols et des alcools par rapport à l’acide C16 étaient les

plus variables en fonction des différentes modalités de pratiques culturales testées. Ils ont parus plus

sensibles aux changements de gestion des sols.

Ces valeurs laissent penser que la dégradation des stérols et des stanols est plus avancée dans le sol

surpâturé que dans le sol labouré et plus avancé dans le sol labouré que dans le sol non-labouré. La plus

forte dégradation des stérols dans les sols surpâturés et labourés peut être du à une moindre protection de

ceux-ci, les rendant plus vulnérables aux attaques microbiennes. En outre, les stérols et stanols étant des

lipides plus polaires et plus labile, ils sont d’autant plus miscibles dans l’eau et ainsi plus susceptibles à

l’érosion hydrique et au lessivage. L’érosion des sols accrût par le surpâturage et le labour du sol pourrait

donc expliquer les plus faibles proportions des stérols et des stanols dans les parcelles expérimentales

surpâturées et labourées.

Si des différences de sensibilité aux pratiques culturales sont remarquées entre les groupes de lipides, cela

pourrait signifier que ces groupes ne sont pas protégés de la même façon. Ainsi, L’hypothèse que les

alcools, les stérols et les stanols sont protégés moins durablement que les alcanes et les acides dans les sols

pourrait être formulée sur la base des observations réalisées. Néanmoins, d’un point de vue statistique, le

faible nombre de réplicas étudiés constitue un frein et il semble difficile de tirer des conclusions tranchées

à partir des résultats fournis lors de cette étude. Il ne s’agit donc bien sur que d’une hypothèse et d’autres

études pourraient être menées pour tester cette hypothèse.

Par ailleurs, d’autres facteurs expliquant les différences observées pourraient être intervenus.

Particulièrement, le pH est un facteur important dans la stabilisation des lipides du sol. Il convient donc de

s’interroger quant à la possibilité que ce facteur n’ait joué un rôle dans les différences de préservation des

lipides dans les sols.



27

iv) Intervention du pH ?

Monsieur Vincent Chaplot, porteur du projet DESTOC, m’a envoyé les mesures de pH réalisées sur le

terrain. Pour chaque modalité de gestion du sol, neuf mesures avaient été effectuées sur le terrain. Le

tableau (6) ci-dessous résume les pH moyens de chacune des neuf mesures pour chaque modalité de

gestion du sol.

Tableau 6

pH moyen

No-Till 5,5

Till 5,6

O.V. 5,7

Le pH ne varie quasiment avec les différentes gestions du sol. Ainsi ce facteur n’a pas pu entrer en ligne de

compte dans les différences observées de préservation des lipides dans les sols. Néanmoins les faibles

valeurs de pH mesurées sur les différentes parcelles expérimentales ont favorisé la stabilisation des lipides

dans les sols. I

IV) Conclusion

Résumé

Les résultats décrits dans les paragraphes précédents montrent que la matière organique et les lipides dans

les sols non-labourés sont les mieux préservés. En effet, le sol non-labouré présente les teneurs les plus

élevés en lipide dans le sol et dans la matière organique et les indices de préservation montrent chaque fois

une plus grande stabilisation de la matière organique dans le sol non labouré.

Dans les sols surpâturés, les lipides semblent faire l’objet d’une dégradation préférentielle.

Par ailleurs, la sensiblité des lipides aux différents types de gestion des sols était variable en fonction du

type de lipide : alcools, stérols et stanols étaient les plus vulnérables aux changements de pratique sur les

sols. Ces observations vont dans le sens de l’hypothèse d’une préservation préférentielle des lipides dans

les sols en fonction du mode de gestion.

Perspectives

Si les résultats apportés par cette étude permettent de répondre à certaines questions, ils n’en soulèvent

pas moins de nouvelles. Les gestions du sol semblent en effet avoir un effet sur les teneurs en lipides dans

le sol et dans la matière organique du sol. Néanmoins, les mécanismes et processus plus précisément

impliqués dans la stabilisation des lipides demeurent à élucider.

En outre, l’impact des différentes pratiques culturales sur l’activé des micro-organismes (qui sont les

agents de dégradation des lipides principaux) n’a pas pu être étudié. Des analyses complémentaires des

PLFA contenus dans les échantillons étudiés pourraient permettre de relier le rôle des micro-organismes

dans la préservation des lipides du sol avec l’influence des pratiques culturales sur la préservation des

lipides et la structure de la communauté bactérienne dans le sol.

Enfin, l’hypothèse d’une protection physique sélective des lipides dans le sol reste à explorer. Si cette

hypothèse s’avérait juste, les lipides pourraient alors être utilisés dans le but d’affiner les modèles des

réservoirs de carbone du sol.



28

Remerciements

Je remercie Katell Quénéa de m’avoir si bien encadrée tout au long de ce stage que j’ai réalisé sous sa

tutelle, pour m’avoir relue et conseillée lors de la rédaction de ce rapport. Je la remercie également pour les

conseils de lecture qu’elle m’a prodigués et pour sa bienveillante sollicitude tout au long de ce stage.

Je remercie Christelle Anquetil sans qui l’acquisition des chromatogrammes eut été fort périlleuse.

Je remercie Vincent Chaplot et Giacomo pour m’avoir fourni les données sur les caractéristiques du sol

dont j’avais besoin.

Je remercie Marie Alexis de m’avoir aiguillée pour trouver ce stage.

Enfin, je remercie tous les membres du laboratoire METIS pour leur sympathie et leur accueil chaleureux.



29

Bibliographie

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30

[26] L.Zelles, 1999. Fatty acid patterns of phospholipids and lipopolysaccharides in the characterization of

microbial communities in soil: a review. Biol Fertil Soils, 29, 111-129.

[27] Auteurs non mentionnés. Editorial Soil erosion and Carbon Dynamics. Soil&Tillage REsearch, 81

(2005) 137-142.

[28] Références incomplètes : Thèse de Anouck Garette Lepecq (2004)



31

ANNEXES

Tableau 1 : Masse des lipides pesées dans la cellule de la ASE en fonction de l’échantillon

Till 1

Till 2

Till 3

No-Till 1

No-Till 2

No-Till 3

O.V (0-2) cm 1

O.V (0-2) cm 3

Masse des lipides pesés dans la cellule (g)

2.01

2.02

2.02

2.00

2.04

2.02

2.01

2.00

O.V (2-4) cm 1

O.V (2-4) cm 2

O.V (2-4) cm 3

NT croûte VEG NT VEG OV

Masse des lipides pesés dans la cellule (g)

2.00

2.01

2.04

2.00

2.00

5.10

Tableau 3 complet

Masse lipides pesés (mg)

Masse échantillon pesé (mg)

% lipides dans le sol

%C dans l'échantillon

% de M.O.

% lipides dans la M.O

NT (0-5) 1 3,1 2000 0,16 3,01 5,18 2,99

NT (0-5) 2 1,3 2040 0,064 1,77 3,04 2,14

NT (0-5) 3 1,8 2020 0,089 2,72 4,68 1,9

Moyenne NT 2,1 2020 0,104 2,5 4,30 2,34

Till (0-5) 1 1,6 2010 0,08 1,7 2,92 2,72

Till (0-5) 2 1,1 2020 0,05 1,75 3,01 1,81

Till (0-5) 3 1,6 2020 0,08 1,7 2,92 2,71

Moyenne Till 1,4 2016,7 0,07 1,7 2,95 2,41

O.V (0-2) 1 1,2 2010 0,06 3,00 5,16 1,16

O.V (0-2) 3 1,3 2000 0,065 3,00 5,16 1,16

Moyenne O.V (0-2) 1,25 2005 0,0625 3,0 5,16 1,16

O.V (2-4) 1 1 2000 0,05 1,96 3,32 1,51

O.V (2-4) 2 1 2010 0,05 1,6 2,75 1,81

O.V (2-4) 3 1,3 2040 0,064 2,29 3,94 1,62

Moyenne O.V. (2-4) 1,1 2016,666667 0,055 1,94 3,34 1,65

NT Croûte 4,4 2000 0,22 5,34 9,18 2,4



32

Tableau 7 : Tableau détaillé des indices de préservation pour les réplicas prélevés sur le sol labouré

NT 1 1,43

NT 2 0,81

NT 3 0,42

Moyenne NT 0,89 (+/- 0,42)

T1 0,09

T2 1,55

T3 0,12

Moyenne T 0,59 (+/- 0,61)

OV (0-2) 1 0,77

OV (0-2) 3 0,58

Moyenne OV (0-2) 0,68 (+/- 0,10)

OV (2-4) 1 0,43

OV (2-4) 2 0,76

OV (2-4) 3 0,59

Moyenne OV (2-4) 0,59 (+/- 0,16)

Moyenne OV 0,61 (+/- 0,13)



33

Figure 4 : Chromatogramme du réplica 1 de l’échantillon de sol surpâturé (0-2) cm


1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

5 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 5 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 5 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 5 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 5 e + 0 7

5 e + 0 7

5 . 5 e + 0 7

6 e + 0 7

6 . 5 e + 0 7

7 e + 0 7

7 . 5 e + 0 7

8 e + 0 7

8 . 5 e + 0 7

9 e + 0 7

9 . 5 e + 0 7

1 e + 0 8

1 . 0 5 e + 0 8

1 . 1 e + 0 8

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : O V 0 - 2 _ 1 _ C . D

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

5 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 5 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 5 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 5 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 5 e + 0 7

5 e + 0 7

5 . 5 e + 0 7

6 e + 0 7

6 . 5 e + 0 7

7 e + 0 7

7 . 5 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : O V 0 - 2 _ 3 . D



34



1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

2 0 0 0 0 0 0

4 0 0 0 0 0 0

6 0 0 0 0 0 0

8 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 2 e + 0 7

1 . 4 e + 0 7

1 . 6 e + 0 7

1 . 8 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 2 e + 0 7

2 . 4 e + 0 7

2 . 6 e + 0 7

2 . 8 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 2 e + 0 7

3 . 4 e + 0 7

3 . 6 e + 0 7

3 . 8 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 2 e + 0 7

4 . 4 e + 0 7

4 . 6 e + 0 7

4 . 8 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : O V 2 - 4 _ 1 _ B . D

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

5 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0

1 5 0 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0 0

2 5 0 0 0 0 0

3 0 0 0 0 0 0

3 5 0 0 0 0 0

4 0 0 0 0 0 0

4 5 0 0 0 0 0

5 0 0 0 0 0 0

5 5 0 0 0 0 0

6 0 0 0 0 0 0

6 5 0 0 0 0 0

7 0 0 0 0 0 0

7 5 0 0 0 0 0

8 0 0 0 0 0 0

8 5 0 0 0 0 0

9 0 0 0 0 0 0

9 5 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 0 5 e + 0 7

1 . 1 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : O V 2 - 4 _ 2 _ B . D



35


Figure 10 : Chromatogramme de l’échantillon de végétaux prélevé sur sol surpâturé

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

5 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 5 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 5 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 5 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 5 e + 0 7

5 e + 0 7

5 . 5 e + 0 7

6 e + 0 7

6 . 5 e + 0 7

7 e + 0 7

7 . 5 e + 0 7

8 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : O V 2 - 4 _ 3 . D

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

2 0 0 0 0 0 0

4 0 0 0 0 0 0

6 0 0 0 0 0 0

8 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 2 e + 0 7

1 . 4 e + 0 7

1 . 6 e + 0 7

1 . 8 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 2 e + 0 7

2 . 4 e + 0 7

2 . 6 e + 0 7

2 . 8 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 2 e + 0 7

3 . 4 e + 0 7

3 . 6 e + 0 7

3 . 8 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 2 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : O V - V E G - S I L . D



36

Figure 9 : Chromatogramme du réplica 1 de l’échantillon de sol labouré (0-5) cm


1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

2 0 0 0 0 0 0

4 0 0 0 0 0 0

6 0 0 0 0 0 0

8 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 2 e + 0 7

1 . 4 e + 0 7

1 . 6 e + 0 7

1 . 8 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 2 e + 0 7

2 . 4 e + 0 7

2 . 6 e + 0 7

2 . 8 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 2 e + 0 7

3 . 4 e + 0 7

3 . 6 e + 0 7

3 . 8 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 2 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : T 0 - 5 _ 1 . D

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

1 e + 0 7

2 e + 0 7

3 e + 0 7

4 e + 0 7

5 e + 0 7

6 e + 0 7

7 e + 0 7

8 e + 0 7

9 e + 0 7

1 e + 0 8

1 . 1 e + 0 8

1 . 2 e + 0 8

1 . 3 e + 0 8

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : T 0 - 5 _ 2 _ C . D



37


Figure 13 : Chromatogramme du réplica 1 de l’échantillon de sol non labouré (0-5) cm

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

5 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 5 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 5 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 5 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 5 e + 0 7

5 e + 0 7

5 . 5 e + 0 7

6 e + 0 7

6 . 5 e + 0 7

7 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : T 0 - 5 _ 3 . D

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

1 e + 0 7

2 e + 0 7

3 e + 0 7

4 e + 0 7

5 e + 0 7

6 e + 0 7

7 e + 0 7

8 e + 0 7

9 e + 0 7

1 e + 0 8

1 . 1 e + 0 8

1 . 2 e + 0 8

1 . 3 e + 0 8

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : N T 0 - 5 _ 1 . D



38



1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

5 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 5 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 5 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 5 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 5 e + 0 7

5 e + 0 7

5 . 5 e + 0 7

6 e + 0 7

6 . 5 e + 0 7

7 e + 0 7

7 . 5 e + 0 7

8 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : N T 0 - 5 _ 2 . D

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

2 0 0 0 0 0 0

4 0 0 0 0 0 0

6 0 0 0 0 0 0

8 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 2 e + 0 7

1 . 4 e + 0 7

1 . 6 e + 0 7

1 . 8 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 2 e + 0 7

2 . 4 e + 0 7

2 . 6 e + 0 7

2 . 8 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 2 e + 0 7

3 . 4 e + 0 7

3 . 6 e + 0 7

3 . 8 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 2 e + 0 7

4 . 4 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : N T 0 - 5 _ 3 . D



39

Figure 16 : Chromatogramme de l’échantillon de croûte prélevé sur le de sol non labouré

Figure 17 : Chromatogramme de l’échantillon de végétaux prélevés sur le de sol non labouré

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

2 0 0 0 0 0 0

4 0 0 0 0 0 0

6 0 0 0 0 0 0

8 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 2 e + 0 7

1 . 4 e + 0 7

1 . 6 e + 0 7

1 . 8 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 2 e + 0 7

2 . 4 e + 0 7

2 . 6 e + 0 7

2 . 8 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 2 e + 0 7

3 . 4 e + 0 7

3 . 6 e + 0 7

3 . 8 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 2 e + 0 7

4 . 4 e + 0 7

4 . 6 e + 0 7

4 . 8 e + 0 7

5 e + 0 7

5 . 2 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : N T C R U S T . D

1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 0 6 0 . 0 0

5 0 0 0 0 0 0

1 e + 0 7

1 . 5 e + 0 7

2 e + 0 7

2 . 5 e + 0 7

3 e + 0 7

3 . 5 e + 0 7

4 e + 0 7

4 . 5 e + 0 7

5 e + 0 7

5 . 5 e + 0 7

6 e + 0 7

6 . 5 e + 0 7

7 e + 0 7

7 . 5 e + 0 7

T i m e - - >

A b u n d a n c e

T I C : N T V E G . D



40

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