Organic and inorganic carbon dynamics in calcareous soils
Objectifs
Le carbone du sol est présent sous forme organique (Soil Organic Carbon -SOC) et dans les sols calcaires, il est également présent sous forme inorganique (Soil Inorganic Carbon SIC). Ces deux origines du carbone ont des formes différentes, sont plus ou moins concentrées et impliquent des propriétés différentes des sols. La communauté scientifique a des connaissances différentes à leur sujet. Le SOC est beaucoup plus étudié que le SIC. Le SOC joue un rôle clé dans les propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols. Le SOC peut être géré par des activités anthropiques et on pense qu'il est beaucoup plus dynamique que le SIC. On pense généralement que le SIC est assez inerte. Et surtout, le SOC dans les sols contenant du SIC est peu étudié en raison de problèmes méthodologiques.
Cependant, les SIC ne sont pas seulement des fragments de matériel parental et ont différentes formes dans les sols. Le SIC est principalement du carbonate de calcium (CaCO3) sous la forme de carbonates primaires hérités du substrat calcaire. Le SIC peut également se présenter sous la forme de carbonates secondaires précipités dans les pores du sol ou autour des racines, avec des morphologies différentes (nodules, cristaux de calcite lamellés ou aiguilles) et des solubilités variables. Les SIC interagissent avec diverses activités biologiques. Les dynamiques SIC et SOC ne sont probablement pas indépendantes l'une de l'autre. La teneur en SIC implique un pH et des teneurs en Ca2+ élevés qui affectent la structure du sol et l'activité biologique, ce qui peut modifier les mécanismes de stabilisation du SOC et l'équilibre entre toutes les formes de SIC en solution. Nous faisons donc l'hypothèse que le SIC a un impact sur la dynamique du SOC et que SIC et SOC interagissent.
Le projet SIC SOC DYN est un consortium de 5 équipes intéressées par les sols carbonatés avec un objectif commun : comprendre la spécificité de la dynamique du SOC dans les sols calcaires. L'objectif principal est de documenter la stabilisation du SOC dans les sols contenant du SIC et les interactions entre les pools de SOC et de SIC.
Le projet est structuré autour de 3 objectifs spécifiques :
1. Etablir un protocole harmonisé pour mesurer les contenus et l'abondance naturelle 13C du SIC et du SOC
2. Identifier les pools de SOC stabilisés dans les sols avec différentes caractéristiques de SIC.
3. Quantifier l'équilibre du carbone dans divers environnements carbonatés.
Attendus
Les difficultés analytiques pour mesurer séparément les teneurs en SOC et SIC ont souvent découragé les études sur la dynamique du SOC dans les sols carbonatés. Les stocks de carbone de ces sols sont donc mal caractérisés et peu pris en compte dans les bilans C. Le projet SIC-SOC-DYN vise donc (i) à documenter la dynamique du SOC dans les sols contenant du SIC, et (ii) à comprendre et formaliser les interactions entre ces deux formes de C dans les sols.
Les principales activités du projet sont (i) d'établir des protocoles de mesures de C et surtout de tester le potentiel de l'analyse Rock-Eval® pour caractériser les formes de C dans les sols calcaires, (ii) de caractériser les formes de SIC et SOC par fractionnement physique du sol et (iii) d'étudier l'origine des émissions de CO2 des sols calcaires. Une large gamme de sols calcaires contrastés en termes de contenus SIC et SOC sera étudiée.
Date
2022-2024
Financement
EJP Soil - External Call 
Partenaires
IRD –UMR Eco&Sols, US Imago (Chevallier T., Rakotondrazafy N., Moulin P., Hazera J.)
CSFK – Research Centre for Astronomy and Earth Sciences in Budapest, Hungary (Zachary D., Gergely J., Ringer M., Szalai Z., Filep T.)
IFPEN – Institut Français Pétrole Energies Nouvelles (Kowaleski I., Sebag D., Ravelojaona H., Alvès-Fortunato M., Hazera J.)
University of Milano (Trombino L., Masseroli A.)
AAFC – Agriculture and Agri-Food Canada (Hannam K., Ellert B., Yanni S., Gorzelak M.)
Contact
Tiphaine Chevallier IRD UMR Eco&Sols