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Agronomie
Volume 22, Number 5, July-August 2002
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Page(s) | 479 - 488 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/agro:2002025 |
Agronomie 22 (2002) 479-488
DOI: 10.1051/agro:2002025
Denitrification in the upper vadose zone layers: a comparison between a fluvic hypercalcaric cambisol and a haplic calcisol
Patrice Cannavoa, b, Agnès Richaumec, Pierre Renaulta, Christophe Emblanchb, Patrick Bertuzzia and François Lafolieaa INRA, Unité Climat Sol Environnement, Bâtiment Sol, Domaine Saint-Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon Cedex 9, France
b UAPV, Laboratoire d'Hydrogéologie, 74 rue Louis Pasteur, 84029 Avignon Cedex 1, France
c UCB - Lyon 1, Écologie Microbienne, UMR-CNRS 5557, 43 boulevard du 11 novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex, France
(Received 17 July 2001; accepted 7 March 2002)
Abstract
The vertical distributions of heterotrophs, NO
3--reducers and denitrifiers,
specific respiratory and denitrifying activities were studied in the upper vadose zone of two
profiles, distinguished from each other by the risk of transitory anaerobic conditions.
According to pedological observations, 3 and 4 layers were defined in the fluvic
hypercalcaric cambisol and haplic calcisol profiles, respectively. Bacterial enumerations
were performed using the Most Probable Number (MPN) method. Aerobic respiratory and
denitrifying activities were estimated from the depletion of O
2 and the accumulation of
N
2O in the presence of C
2H
2, respectively, for soil in sealed flasks incubated
in optimal conditions. The denitrifier - to - heterotroph ratio indicates that the
denitrifying ability favors micro-organisms in the competition for deep layer colonization in
the poorly aerated site. Whereas specific aerobic respiration does not vary or increase with
depth, the specific denitrifying activity decreases with depth and is mostly affected by
organic-C in the poorly aerated site. The use of specific denitrifying activity should be
accounted for in models of denitrification.
Résumé
Dénitrification dans la zone non saturée superficielle : comparaison entre un fluvic
hypercalcaric cambisol et un haplic calcisol
. Dans cette étude les distributions verticales
des micro-organismes hétérotrophes, des réducteurs de nitrate et des dénitrifiants, ainsi que
de leurs activités spécifiques respiratoires et dénitrifiantes, ont été comparées dans la
zone non saturée superficielle de deux sites se distinguant par le risque de conditions
anoxiques transitoires. Suite à une caractérisation pédologique, 3 et 4 horizons ont été
distingués respectivement aux niveaux d'un fluvic hypercalcaric cambisol et d'un haplic
calcisol. Les nombres de bactéries ont été estimés par la méthode du nombre le plus probable
(MPN). Les activités respiratoire aérobie et dénitrifiante ont été caractérisées par le suivi
respectif de la disparition de O
2 ou de l'accumulation de N
2O en présence de
C
2H
2, pour du sol incubé en conditions optimales à l'intérieur de flacons scellés. Le
rapport dénitrifiants/hétérotrophes indique que l'aptitude à dénitrifier donne un avantage
dans la compétition pour coloniser les horizons profonds du site le moins bien aéré. Alors
que l'activité respiratoire aérobie spécifique semble constante ou s'accroître avec la
profondeur, l'activité spécifique dénitrifiante décroît. Elle est affectée par le
C-organique plus faible dans le site moins aéré. L'introduction de l'activité spécifique
dénitrifiante dans les modèles de dénitrification pourrait améliorer les prédictions de
concentration en NO
3- arrivant à la nappe.
Key words: denitrification / denitrifying bacteria / heterotroph micro-organisms / specific activity / vadose zone
Mots clés : dénitrification / bactérie dénitrifiante / micro-organismes hétérotrophes / activité spécifique / zone non saturée
Correspondence and reprints: Patrice Cannavo Patrice.Cannavo@avignon.inra.fr
Communicated by Edward Topp (London, Canada)
© INRA, EDP Sciences 2002