Respiration par incubation de 3 jours
A9 - Mesure de la respiration des micro-organismes du sol par dosage de CO2 libéré en conditions standardisées par incubation.
Principe
L’échantillon de sol est placé dans une enceinte hermétique contenant un pilulier de soude puis il est mis à incuber. La soude réagit avec le CO2 pour former des ions carbonates, que l’on fait précipiter par l’ajout de chlorure de baryum. L’excès de soude, qui n’a pas réagit avec le CO2, est dosé par un dosage acide-base.
Les réactions chimiques
A pH 8,3 un virage coloré s'opère, la solution passe du rose au transparent.
Conditions de mise en œuvre
La mesure s'effectue de manière ponctuelle, lorsque l'humidité du sol correspond à la capacité au champ, par exemple après une forte pluie. Le début du printemps est une période favorable à la réalisation de cette mesure.
Matériel et fournitures
· tamis de maille 2 mm
· 2 récipients hermétiques
· 2 cristallisoirs
· 2 piluliers
· chambre d'incubation
· burette graduée
· agitateur magnétique
Réalisation du protocole
Mise en incubation
1) Prélever 50 g de sol préalablement séché à l'air libre et tamisé à 2 mm et déposer dans un récipient hermétique.
2) Pour ajuster la teneur en eau du sol à 25 % mouiller le sol en ajoutant 12.5ml d'eau déminéralisée. Homogénéiser jusqu'à ce que tout le sol soit mouillé.
3) Déposer un pilulier au centre de l’échantillon et ajouter 15 mL de soude 1 M.
4) Fermer le récipient et mettre à incuber à 28C pendant 3 jours.
5) Pour le blanc déposer un pilulier avec 15 ml de soude à 1 M dans un récipient vide. Fermer le récipient et mettre à incuber avec le/s échantillon/s
Titration
6) Dans un cristallisoir ajouter 1 mL de la solution de soude contenue dans le pilulier de chaque échantillon ou du blanc
7) Ensuite ajouter 2 ml chlorure de baryum à 20 % et 3 à 4 gouttes de phénolphtaléine;
8) Titrer avec l'acide chlorhydrique à 0,05 M en ajoutant goutte à goutte jusqu'à ce que la solution change de couleur, en passant du rose au blanc. Pendant la titration homogénéiser la solution à l'aide d'un agitateur magnétique
9) Noter le volume d'acide utilisé pour chaque cristallisoir.
Facteur de correction des solutions
Pour chaque pair de solutions NaOH/HCl il faut vérifier si la relation est 20:1 (20 ml HCl 0.05M pour chaque 1 ml de NaOH 1M).
1) Dans un cristallisoir ajouter 1 mL de la solution de NaOH 1M.
2) Ajouter 3 à 4 gouttes de phénolphtaléine.
3) Titrer avec l'acide chlorhydrique à 0,05 M en ajoutant goutte à goutte jusqu'à ce que la solution change de couleur, en passant du rose au blanc. Pendant la titration homogénéiser la solution à l'aide d'un agitateur magnétique.
4) Noter le volume d'acide utilisé (Vcorrection).
Exploitation des données
Calcul du facteur de correction
Facteur de correction: 20 ml / Vcorrection
Pour chaque volume de HCl obtenu dans les titrations des echantillons et du blanc il faut le multiplier para le facteur de correction avant de les mettre sur la formule.
Calcul du taux de respiration
Interprétation des données
La respiration est une mesure de l’activité métabolique de la communauté microbienne du sol.
Plus le sol respire, plus les organismes sont actifs en métabolisant la matière organique facilement assimilable (carbone actif) et les éléments minéraux. Une forte teneur en CO2 est signe d’un sol en bonne santé.
Si le sol ne respire pas ou très peu, soit il présente un réel manque de vie microbienne, soit la teneur en éléments assimilables n’est pas suffisante et devient alors un facteur limitant l’activité microbienne.
Ce test mesure une activité potentielle, c'est à dire celle pouvant s'exprimer dans de bonnes conditions (ici avec une température optimale en ambiance humide). La teneur en CO2 peut être assimilée au taux de minéralisation de la matière organique du sol.
Références
Hurisso TT et al (2016). Comparison of Permanganate-Oxidizable Carbon and Mineralizable Carbon for Assessment of Organic Matter Stabilization and Mineralization. Soil Sci. Soc. Am. J. 80:1352–1364.
Annabi, M., Bahri, H., & Latiri, K. (2009). Statut organique et respiration microbienne des sols du nord de la Tunisie. Base.
Bernard Barthès, Rapport final 2012. Indicateurs spectraux de la qualité biologique des sols.
Wang, W. J., Dalal, R. C., Moody, P. W., & Smith, C. J. (2003). Relationships of soil respiration to microbial biomass, substrate availability and clay content. Soil Biology and Biochemistry, 35(2), 273-284.
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