2024-01-20 09:22:50
La teneur en azote du sol joue un rôle crucial en influençant la croissance et le rendement des plants de tabac, car l’azote est identifié comme un facteur limitant clé dans la croissance du tabac1. Les plantes ont besoin d’éléments azotés pour soutenir des processus tels que la synthèse des protéines, la formation de chlorophylle et la synthèse d’autres molécules biologiques, qui sont toutes vitales pour la croissance et le développement normaux des plantes. Un apport adéquat en azote contribue à favoriser la croissance des feuilles et le développement des racines, maintenant ainsi la santé globale de la plante2. En outre, un niveau approprié de teneur en azote du sol peut également améliorer le rendement du tabac et la qualité des feuilles. Dans des conditions d’azote suffisantes, les plants de tabac peuvent effectuer plus efficacement la photosynthèse, absorber et utiliser plus de nutriments, entraînant une augmentation du nombre et de la taille des feuilles, améliorant ainsi le rendement total et la qualité du produit3. De plus, les fluctuations des niveaux d’azote dans le sol ont un impact direct sur la composition chimique du tabac4. Généralement, un apport plus élevé d’azote dans le sol peut entraîner une réduction de la teneur en nicotine du tabac, tandis qu’un apport plus faible en azote peut entraîner une augmentation de la teneur en nicotine5. Ces changements dans la composition chimique ont des implications significatives sur la qualité et les objectifs des produits du tabac.
Le tabac, en tant que membre de la famille des Solanacées, est généralement cultivé en rotation avec d’autres cultures. Différentes cultures précédentes, en raison de leurs caractéristiques de croissance et de développement distinctes, exercent divers effets sur le sol du tabac. Des recherches ont montré que certaines plantes, telles que les légumineuses et les graminées, possèdent une production de biomasse et des résidus de racines plus élevés, ce qui peut augmenter considérablement la teneur en matière organique du sol.6,7,8. Zhou et coll. a mené des recherches sur quatre méthodes de plantation différentes, notamment la vesce laitière d’hiver, le colza d’hiver, l’ail d’hiver et une intensification de la rotation hivernale avec la pomme de terre, la vesce laitière et le colza9. Ils ont constaté que les effets de la rotation des cultures sur le rendement du riz et la teneur en carbone et azote du sol variaient selon les différentes cultures. De même, Mesfin et al. ont démontré dans leur étude que la rotation de la féverole, des pois de grande culture et des lentilles avec le blé influençait l’efficacité d’absorption de l’azote du blé et modifiait la structure de l’azote du sol10. Les cultures précédentes peuvent également impacter les activités des enzymes du sol, notamment celles liées à l’azote11. Différentes cultures précédentes laissent différents types et quantités de résidus racinaires dans le sol, qui influencent la diversité, la richesse et l’activité enzymatique de la communauté microbienne du sol12. Des études ont révélé que certaines cultures précédentes, telles que les légumineuses, peuvent augmenter les activités des enzymes d’uréase et de nitrification du sol, facilitant ainsi la conversion et l’apport d’azote13. En revanche, d’autres cultures peuvent réduire l’activité des enzymes du sol, limitant ainsi l’apport d’azote. Diverses cultures précédentes affectent également la répartition et les formes d’azote dans le sol14,15. Les recherches indiquent que certaines cultures précédentes peuvent favoriser l’accumulation d’azote dans le sol, notamment sous forme organique comme l’azote organique et l’azote ammoniacal16. Ces formes d’azote sont plus favorables à la croissance du tabac car non seulement elles fournissent une nutrition azotée mais réduisent également la concurrence de l’azote nitrique pour le tabac. Par conséquent, la sélection de cultures précédentes appropriées peut améliorer la répartition des formes d’azote dans le sol, contribuant ainsi à augmenter le rendement et la qualité du tabac.
Le cycle de l’azote du sol est un élément essentiel du cycle des substances microbiennes du sol et de la transformation énergétique, impliquant une variété de micro-organismes complexes et de grande taille17. Parmi eux, les processus de fixation de l’azote et de nitrification-dénitrification sont des éléments cruciaux du cycle de l’azote du sol. La fixation biologique de l’azote (BNF) est une fonction physiologique spécifique des micro-organismes fixateurs d’azote, où ils réduisent l’azote atmosphérique (N2) en azote ammoniacal (NH3) grâce à leurs enzymes nitrogénases18. La recherche a montré qu’une classe de gènes nif est responsable de la fixation de l’azote dans ces micro-organismes. nifH est l’un des membres de ces gènes fixateurs d’azote et sa séquence génétique n’est pas hautement conservée, présentant des variations structurelles entre les différentes souches bactériennes. Par conséquent, le gène nifH peut être utilisé pour étudier la diversité des groupes bactériens fixateurs d’azote dans le sol, servant essentiellement d’outil d’identification des espèces19. D’autre part, les processus de nitrification et de dénitrification impliquent plusieurs bactéries et enzymes du sol. Dans les études sur l’oxydation de l’ammoniac, l’analyse au niveau moléculaire cible généralement le gène amoA codant pour la sous-unité AMO. La nitrification du sol fait référence au processus par lequel NH4+ génère du NO3− sous l’action de micro-organismes nitrifiants dans le sol, qui est en fait l’oxydation du NH4+ dans les bactéries oxydantes de l’ammoniac (AOB) et les archées oxydantes de l’ammoniac (AOA) sont oxydées en nitrite NO2− et le nitrate NO3−, qui joue un rôle important dans la mesure de l’efficacité de l’ensemble du cycle de l’azote. Il a été constaté que l’AOB et l’AOA participaient et dirigeaient le processus de nitrification en fonction de leur ammoniac monooxygénase (AMO). Le fragment de gène compilant AMO était principalement composé de trois sous-unités, AMO-A, AMO-B et AMO-C. Les gènes correspondants sont amoA, amoB et amoC20. Deux gènes fonctionnels, amoA et amoB, sont principalement responsables du codage dans l’environnement du sol21. Parmi eux, le gène amoA codant pour la sous-unité AMO-A peut exprimer et synthétiser indépendamment l’AMO pour compléter la réaction enzymatique afin d’assurer le bon déroulement du processus de nitrification. De plus, le gène amoA est généralement présent dans AOA et AOB et a une capacité conservée et exprimée plus élevée que amoB. Par conséquent, le gène amoA est considéré comme un gène fonctionnel typique dans l’étude des micro-organismes nitrifiants dans le sol et est largement utilisé pour analyser la composition des communautés d’AOA et d’AOB22. Des expériences de culture menées par Yu et al., et d’autres, ont révélé qu’un niveau relativement faible d’oxygène dissous peut favoriser la transcription de l’amoA dans les bactéries oxydant l’ammoniac (AOB)23. Les recherches menées par Bollmann et al. Cela indique que la sous-unité amoA présente à la fois une forte adaptabilité et stabilité. Dans le processus de dénitrification, les bactéries réduisent les composés azotés contenus dans le nitrate (NO3−) en azote gazeux (N2) grâce à une série de produits intermédiaires (NO2−, NO, N2O, etc.). Diverses enzymes, notamment la nitrate réductase, la nitrite réductase, l’oxyde nitrique réductase et l’oxyde nitreux réductase, participent à ce processus. Les gènes tels que narG, narZ et nirK, qui codent pour ces enzymes, peuvent refléter le niveau d’activité de nitrification du sol.
Nous postulons que différentes cultures précédentes au Yunnan, en Chine, sont susceptibles d’induire des changements dans la composition en azote des sols de culture du tabac. Nous pensons que de telles altérations pourraient contribuer aux modifications du cycle de l’azote du sol. Il est concevable qu’il existe une forte corrélation entre la structure de l’azote des sols de culture du tabac et les processus de cycle de l’azote qui s’y déroulent.
#Limpact #des #différentes #cultures #précédentes #sur #structure #lazote #sol #cycle #lazote #dans #sol #plantation #tabac
1705741862
