L'équipe de recherche a mené une expérience complète sur le terrain appelée Observatoire biogéochimique pour la recherche sur le carbone, l'eau et l'énergie (BOCWER) au sein de la Division des sciences de l'environnement de l'ORNL. L'expérience BOCWER implique 96 grandes parcelles de terrain qui ont été plantées avec différentes combinaisons de trois espèces de plantes indigènes :le peuplier jaune, le chêne blanc et le pin à encens depuis 2016.
En surveillant la croissance des plantes, les conditions du sol et les communautés microbiennes dans ces parcelles pendant plusieurs années, les scientifiques ont cherché à comprendre comment les plantes influencent l'environnement du sol et comment le biote du sol, à son tour, affecte la croissance des plantes et le fonctionnement de l'écosystème.
"Notre étude démontre que les plantes ont des impacts distincts sur les propriétés du sol et les communautés microbiennes, qui à leur tour influencent la croissance et les performances des plantes elles-mêmes", a déclaré Adam Pellegrini, co-auteur de l'étude et chercheur postdoctoral à la division des sciences environnementales de l'ORNL. "Ces résultats mettent en évidence l'interdépendance des plantes et du biote du sol et leurs rôles cruciaux dans la structure et la fonction des écosystèmes."
Les chercheurs ont observé que différentes espèces végétales avaient un impact significatif sur la chimie du sol, le cycle des nutriments et la composition de la communauté microbienne. Par exemple, les parcelles de peuplier jaune présentaient une teneur en azote du sol et une activité microbienne plus élevées que les parcelles de chêne blanc ou de pin à encens. À l’inverse, le sol des parcelles de pins à encens présentait des niveaux d’azote plus faibles et une structure de communauté microbienne distincte.
En outre, l’étude a révélé que les interactions entre les plantes et le biote du sol évoluaient au fil du temps. À mesure que les communautés végétales mûrissaient, l’influence des communautés microbiennes du sol sur la croissance des plantes devenait plus prononcée. Cela suggère que la coévolution des plantes et du biote du sol est un processus continu qui façonne la dynamique des écosystèmes sur le long terme.
"Nos résultats soulignent l'importance de prendre en compte les interactions plante-sol et la dynamique des communautés microbiennes lors de l'étude et de la gestion des écosystèmes", a déclaré le co-auteur Christopher Brown, chercheur scientifique à la division des sciences de l'environnement de l'ORNL. "En comprenant ces relations, nous pouvons mieux prédire comment les écosystèmes réagiront aux changements environnementaux et développer des stratégies pour améliorer leur résilience et leur durabilité."
L’expérience BOCWER est une plateforme unique pour étudier les interactions complexes entre les plantes, le sol et les communautés microbiennes dans un environnement contrôlé. La nature à long terme de l’expérience permet aux chercheurs de suivre ces interactions au fil du temps, fournissant ainsi des informations précieuses sur les mécanismes qui déterminent le développement et le fonctionnement des écosystèmes.
