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Le flux d'azote dérivé des litières dans les horizons de surface des sols forestiers est pour partie contrôlé par les associations organo-minérales. Nous proposons un model conceptuel y expliquant le devenir de l'azote grâce à trois grands types d'associations organo-minérales : les débris végétaux auxquels quelques minéraux sont associés (densité 2.4 g.cm-3). Nous avons fait l'hypothèse que le degré de transformation de la matière organique par les micro-organismes dans les agrégats contrôlait leur porosité, leur densité, leur dynamique de renouvellement ainsi que le délais précédent l'incorporation de l'azote dérivé des litières da[...]

Le flux d'azote dérivé des litières dans les horizons de surface des sols forestiers est pour partie contrôlé par les associations organo-minérales. Nous proposons un model conceptuel y expliquant le devenir de l'azote grâce à trois grands types d'associations organo-minérales : les débris végétaux auxquels quelques minéraux sont associés (densité 2.4 g.cm-3). Nous avons fait l'hypothèse que le degré de transformation de la matière organique par les micro-organismes dans les agrégats contrôlait leur porosité, leur densité, leur dynamique de renouvellement ainsi que le délais précédent l'incorporation de l'azote dérivé des litières dans les agrégats. Nous avons également fait l'hypothèse que l'association des matières organiques avec les particules minérales simples était fonction de la minéralogie et de
l'abondance des surfaces hydroxylées. Pour tester ce model, nous avons tiré parti de deux dispositifs de marquage européens vieux d'une décennie. Les 2,5 premiers centimètres de l'horizon A ont été fractionnés selon leur densité sur les sols des sites en limitant les traitements désagrégeant. La matière organique y a été caractérisée grâce au d13C, au d15N, au ratio C/N et à des analyses thermiques. Les propriétés minérales ont été étudiées par diffraction des rayons X et par la dissolution sélective des oxydes pédogéniques. Les agrégats retenaient encore une part importante du tracer appliqué une décennie auparavant, indiquant un rôle tampon de ses associations organo-minérales dans le devenir de l'azote. Nos résultats corroborent le model conceptuel initialement proposé et confirment que les fragments végétaux passent d'abord dans les agrégats de faible densité puis dans les agrégats de forte densité. Nous concluons que le fractionnement densitométrique
ainsi appliqué isole des associations organo-minérales écologiquement pertinentes. D'une manière générale, la contribution de l'azote inorganique dans les sols étudiés est très restreinte. Nous ne savons cependant pas si le traceur 15N se trouve sous forme organique ou inorganique dans les fractions de sol isolées. Nous avons donc mis au point un protocole visant à quantifier l'azote inorganique dans les fractions de sol et les solutions de rinçage associées. Ce dernier permettra également de déterminer la vraisemblance des éventuels biais associés à la méthode de fractionnement. Pour finir, nous avons mis au point un protocole visant à déterminer la part du contrôle microbien dans la stabilisation du carbone et de l'azote du sol. Nous avons mis au point une incubation de deux ans faisant appel à trois substrats doublement marqués 13C-15N : des feuilles finement broyées, un acide aminé et un sucre aminé. Nous avons pour ambition de caractériser les dynamiques
du carbone et de l'azote en décrivant leurs flux de dégradation, de biosynthèse et de stabilisation.
Mineral-organic associations act as mediators of nitrogen flow to the mineral soil during the first decade after litterfall. We propose a conceptual model for forest topsoils, which consists of three types of organic-mineral associations: plant fragments with few trapped minerals (density 2.4 g.cm-3). We hypothesized that the degree of microbial processing of OM within aggregates controls their porosity, density, turnover dynamics, and the extent of the time-lag between litterfall and litter residue incorporation into aggregates. The association of OM with mineral particles was assumed to be a function of mineralogy and of the abundance of hydroxylated surfaces. To test our model, we took advantage of decade-old 15N litter-labeling experiments conducted in two European forests. We fractionated the top 2.5 cm of the A-
horizon by density and investigated OM characteristics using d13C, d15N, C:N ratio and thermal analyses. Mineral properties were studied by X-ray diffraction and selective dissolution of pedogenic oxides. A decade after litter application, a high amount of label was still retained in aggregates. This indicates an ecologically relevant buffer function of mineral-organic associations for the incorporation of N into mineral soils. Our results corroborated the conceptual model and confirmed that plant material passes first through aggregates of low density, followed by subsequent incorporation into aggregates of higher density. We conclude that non-disruptive density fractionation is a powerful tool for the isolation of ecologically meaningful organic-mineral associations. Inorganic nitrogen represents a small part of the total nitrogen in the studied samples. However, the proportion of organic and inorganic nitrogen-15 incorporated within soil fractions remain
to determine. Thus, we designed a protocol for the quantification of inorganic nitrogen within the soil fractions and the related rinsing solutions, and the assessement of the suspected bias due to the fractionation method. Finally, we designed a protocol to assess the part of microbial processing in the stabilization of carbon and nitrogen. We established a two years long incubation with three labeled 13C-15N-labeled substrates: finely ground leaf litter, one amino acid and one amino sugar. We intended to make progress in the understanding of carbon and nitrogen dynamics in describing fluxes of degradation, biosynthesis and stabilization of the soil organic matter.