Description

Bien que le couplage entre les cycles du carbone (C) et du phosphore (P) soit de plus en plus reconnus, ces deux cycles sont encore majoritairement étudiés séparément dans les agroécosystèmes. Or, sous fertilisation organique, les cycles du C et du P sont fortement interdépendants. Les apports de carbone organique (CO) influencent les transformations du P par les processus microbiens de minéralisation et d’immobilisation, tout en modifiant la capacité d’adsorption du sol. Inversement, la disponibilité du P contrôle le recyclage et la stabilisation du carbone par les microorganismes, en controlant leur efficacité métabolique et leurs voies de décomposition. L’absence d’une compréhension intégrée de ce couplage C–P limite la capacité à prédire la fertilité des sols, l’efficacité d’utilisation des nutriments et le potentiel de séquestration du carbone dans les systèmes agricoles notamment avec une fertilisation organique.
À l’échelle minérale, la fraction colloïdale — composée d’oxydes de Fe/Al, d’argiles et de complexes organo-minéraux — constitue l’interface la plus réactive où interagissent les cycles du C et du P. Ces colloïdes offrent de nombreuses surfaces et groupes fonctionnels capables de fixer simultanément le CO et le P, régulant leur co-sorption, leur mobilité et leur stabilisation à long terme. Les processus d’adsorption-désorption déterminent ainsi les relations entre carbone organique du sol (COS) et disponibilité du P.
À l’échelle microbienne, la disponibilité en P influence directement le métabolisme, l’activité enzymatique et l’allocation du carbone microbien. Le P contrôle la production et la décomposition de la biomasse et de la nécromasse microbiennes, précurseurs essentiels de la matière organique associée aux minéraux (MAOM). En condition de limitation en P, l’efficacité d’utilisation du carbone diminue, favorisant la production de phosphatases et la décomposition de la matière organique. À l’inverse, un apport suffisant en P stimule la croissance microbienne et la formation de nécromasse, favorisant l’accumulation du carbone organique.
Le projet vise à combler ces lacunes de connaissance à travers trois axes de recherche (WP) combinant observations de terrain, expériences contrôlées et modélisation.
WP1 : analyser des sols issus d’essais de longue durée pour évaluer l’effet des différents amendements organiques sur les stocks et les rapports C/P.
WP2 : mener des expériences en laboratoire et en pot, utilisant des traceurs isotopiques (¹³C, ³²P ou ¹⁸O-P) afin de suivre le devenir du C et du P dans les fractions dissoutes, colloïdales et minérales, et de caractériser les rétroactions microbiennes.
WP3 : intégrer ces mécanismes dans un modèle sol-culture (p. ex. STICS) pour améliorer la représentation des interactions C–P et des rétroactions minérales et microbiennes.
Les résultats attendus permettront d’améliorer la précision des modèles prédictifs sol-culture et de concevoir des stratégies de fertilisation organique optimisant l’efficacité du phosphore tout en favorisant la séquestration du carbone dans les sols.

Compétences requises

La/le candidat.e devra être titulaire d’un Master (MSc ou équivalent) en sciences du sol, biogéochimie, sciences de l’environnement ou dans des disciplines proches. Un fort intérêt pour l'étude des cycles des nutriments, la dynamique de la matière organique du sol et les applications agronomique est essentiel. Une expérience en travaux de laboratoire (analyses chimiques ou microbiennes des sols), en traitement de données, ainsi qu'une bonne maitrise des statistiques ou de modélisation (par exemple, R, Python) sera considérée comme un atout. La/le candidat.e doit être motivé.e, curieux.se et capable de travailler en autonomie tout en collaborant efficacement au sein d’une équipe de recherche multidisciplinaire et internationale. De bonnes compétences en communication en anglais (écrit et parlé) sont requises ; la maîtrise du français n’est pas obligatoire mais sera un avantage pour l’intégration dans l’environnement local de recherche.

Bibliographie

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Mots clés

Stoechiometrie, cycle du carbone, cycle du phosphore, fertilisation organique, agroecosystème