VOTRE MISSION ET VOS ACTIVITÉS

▪ Contexte

Plaque tournante des cycles biogéochimiques dans les écosystèmes continentaux, les matières organiques des sols (MOS) contribuent fortement à la fertilité des sols et aux services écosystémiques fournis par les agroécosystèmes. Les pratiques agricoles dites « stockantes » ont été identifiées à l’échelle de la France et leur potentiel de stockage évalué. Cependant, on en sait moins sur la durabilité de ce stockage et les variations futures face aux changements climatiques.

De nombreuses études ont mis en évidence l’augmentation des émissions de CO2 lorsque le sol est soumis à des cycles de dessication-réhumectation. Ces émissions, se produisant sous formes de pic intense lors de la réhumectation, sont connues sous le nom d’effet Birch (Birch, 1958). Elles peuvent représenter une large part du bilan de carbone dans des écosystèmes semi-arides (Barnard et al., 2020). Bien que la respiration hétérotrophe ait été largement étudiée, les mécanismes à l’origine de ces pulses de CO2 n’ont toujours pas été démontrés (Moyano et al., 2013). Or l’une des questions clés actuelle dans le domaine est de savoir comment varieront les stocks de C des sols avec l’intensification des épisodes de sècheresse annoncée dans de nombreuses régions (Dai, 2013 ; Donat et al., 2016, IPCC 2019).

Nos travaux récents ont permis de développer une approche méthodologique pour bien quantifier l’effet Birch (Kpemoua et al. 2023a) et montré que l’amplitude de l’effet Birch variait avec les caractéristiques du sol et son usage et les pratiques agricoles (Plaçais et al. soumis). Une partie des pulses de CO2 semble due à une déprotection physique des matières organiques des sols. Des matières organiques anciennes sont t’elles déprotégées ?

▪ Objectifs et Missions du stage

Ce stage vise à identifier l’origine du carbone émis sous forme de CO₂ lors de cycles de dessiccation- réhumectation, afin de mieux comprendre la vulnérabilité des matières organiques du sol aux variations du régime hydrique.

Il s’appuiera sur l’essai de longue durée des Closeaux (INRAE Versailles), initié en 1993, dans lequel des monocultures de maïs ont été implantées depuis différentes dates. Le maïs est naturellement plus riche en ¹³C, un isotope stable du carbone, que les plantes de type C3 comme le blé. Après son introduction, cette différence permet de distinguer le carbone issu du maïs de celui déjà présent dans le sol. L’analyse isotopique du CO₂ émis, pour différentes durées de culture du maïs, permettra ainsi de déterminer si la réhumectation mobilise du carbone ancien, présent depuis plusieurs décennies, ou du carbone plus récents. Le stage mobilisera des échantillons de sol frais qui seront prélevés, ainsi que des échantillons d’archives. Différents scénarios hydriques seront comparés, à humidité constante (e.g. pF2, pF4), ou avec un épisode de sècheresse intense (pF6 pendant une ou plusieurs semaines). Le stagiaire incubera au laboratoire de petits échantillons de sol, et mesurera la respiration du sol au cours du temps grâce à un micro-chromatogramme en phase gazeuse. Il mesurera par ailleurs la stabilité structurale du sol afin d’explorer le potentiel de -dé-protection physique des matières organiques dans ce sol. Le stagiaire s’impliquera par ailleurs dans la campagne de prélèvement décennale organisée sur l’essai.

À l’interface entre biogéochimie, physique du sol et changement climatique, ce stage permettra de développer des compétences en expérimentation, traçage isotopique et analyse de données. Il sera réalisé dans le cadre du projet ANR MicroLarge (Impact of climate change and agricultural management on soil CO2 emissions: from microscale investigations to large scale predictions).

LE PROFIL QUE NOUS RECHERCHONS

Étudiant·e en Master 2 ou en dernière année d’école d’ingénieurs en science du sol, sciences de l’environnement, hydrologie ou écologie, avec des connaissances sur les processus biogéochimiques et physiques des sols. `

Nous recherchons une personne curieuse, motivée par le sujet et appréciant l’expérimentation en laboratoire, faisant preuve de rigueur et d’autonomie et d’esprit de synthèse.