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Activité 2 - différenciation

Biodiversité du sol et ses rôles





Utiliser des outils simples d'identification et concevoir des expériences pour comprendre le recyclage de la biomasse.

Un gramme de sol contient un milliard de bactéries (un million d’espèces différentes), entre 1 000 et 10 000 espèces de champignons et environ un millier d’autres espèces d’eucaryotes unicellulaires. Le sol comporte aussi des organismes plus gros, animaux ou végétaux.

Une équipe, un ensemble documentaire

Quels sont les rôles des êtres vivants du sol ? Vous rédigerez un paragraphe argumenté.

Chaque ensemble permet de répondre à la problématique.
Les apprentis
Les confirmés
Les experts

Autoévaluez-vous !


Pour chaque question, choisissez l'unique bonne réponse.

1. Les feuilles mortes sur le sol vont :





2. Les végétaux sont des :





3. La matière organique est :




4. Pour se développer, les végétaux ont besoin, en plus de lumière et de CO2 :





5. Les décomposeurs sont des êtres vivants qui :





6. D’après le document suivant, la pollution du sol :





SVT_LDP_CH09_pollution

Influence de la pollution du sol sur la faune.

7. Toujours d’après ce document, on peut affirmer :





Calculer votre niveau en fonction de votre nombre de réponses correctes :
  • 0 à 2 réponses correctes : niveau apprenti
  • 3 à 5 réponses correctes : niveau confirmé
  • 6 ou plus de réponses correctes : niveau expert
Les apprentis

Les lombrics et leur rôle dans les réseaux trophiques


Supplément numérique




A
Des appareils de Berlèse, permettant d’isoler les organismes du sol.

Claude et Lydia Bourguignon fondent en 1990 le LAMS (laboratoire d’analyses micro- biologiques des sols). Ils étudient la microfaune pour mieux comprendre son rôle dans le sol et l’agriculture. Visionnez « La vie et la mort des sols », vidéo avec Claude et Lydia Bourguignon.

Rôle des lombrics dans la décomposition
1
2
3

B
Rôle des lombrics dans la décomposition.

On place dans trois pots une quantité égale de terre et de lombrics. À la surface on place à quantité égale : des morceaux de plastique (pot 1), des feuilles mortes (pot 2), des morceaux de papier journal (pot 3). Le papier journal est fabriqué à partir de matière végétale.

Le réseau trophique du sol

C
Le réseau trophique du sol.

Les êtres vivants du sol appartiennent à plusieurs chaînes alimentaires liées entre elles : c’est un réseau trophique. Certains organismes, appelés décomposeurs, jouent un rôle majeur dans la décomposition de la matière organique en matière minérale dans le sol : c’est le recyclage de la biomasse.

TP


Cliquez ici pour observer les résultats deux mois plus tard et pour voir une vidéo de bioturbation.
Les confirmés

Diversité des organismes et de leurs rôles écologiques



Photo de Iule
Photo de Collembole

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Micro et macrofaune du sol.

Des organismes de taille très variable vivent dans le sol. Pour les animaux, on parle de microfaune pour les organismes microscopiques (taille inférieure à 0,2 mm) et de macrofaune pour les plus gros, comme les collemboles, les iules ou les lombrics.

Le rôle des microorganismes (bactéries, champignons, microfaune) du sol.

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Le rôle des microorganismes (bactéries, champignons, microfaune) du sol.

Un filtre à café est placé sous un sol tamisé stérilisé ou non. La cellulose qui constitue le filtre à café est la molécule organique la plus abondante des végétaux.

TP

Récoltez la macrofaune d'un sol grâce à votre appareil de Berlèse. Cliquez ici pour visualiser sa fabrication.

Matériel :
  • 1 entonnoir.
  • De la litière.
  • 1 lampe.
  • 1 récipient.
  • De l'eau ou de l'alcool.
  • Un cache sombre (type papier sombre).

Protocole :
  • Placer un entonnoir au dessus d'un récipient contenant de l'eau ou de l'alcool ;
  • Placer dans l'entonnoir un échantillon de litière fraiche (sol de forêt idéalement) ;
  • Placer la lampe au dessus de l'entonnoir et laisser poser plusieurs heures ;
  • Mettre un cache autour du récipient collecteur.

Les rôles des lombrics.

3
Les rôles des lombrics.

Les vers de terre consomment des débris de plantes et des particules organiques. Les galeries qu’ils creusent augmentent la porosité, ce qui est favorable à la rétention d’eau dans le sol.

Teneur dans \rightarrow
\downarrow Éléments chimiques
le sol les turricules
Calcium 19,9 27,9
Magnésium 1,62 4,92
Azote 0,04 0,22
Phosphore 0,09 0,67
Potassium 0,32 3,58

4
Composition chimique du sol et des turricules (excréments de lombrics).

TP

Réalisez le protocole Vigie-Nature Lombric. Cliquez ici pour le visualiser.

Matériel :
  • 2 boîtes de pétri.
  • Échantillon de sol.
  • Étuve.
  • 2 filtres à café.

Protocole :
  • Placer un filtre à café dans chaque boîte de pétri ;
  • Recouvrir de sol non stérilisé le filtre à café dans la première boîte de pétri ;
  • Stériliser l’autre échantillon de sol en le plaçant à l’étuve à environ 80 °C pendant quelques minutes ;
  • Recouvrir de sol stérilisé le filtre à café dans la deuxième boîte de pétri ;
  • Laisser plusieurs jours / semaines puis observer les résultats.
Les experts

L’importance des réseaux trophiques


Être vivant Macrofaune

Macrofaune
Bactérie

Lactobacillus rhamnosus Bactérie
Champignon

Penicillium Champignon
Exemple Lombric (plusieurs espèces) Lactobacillus rhamnosus Penicillium sp.
Abondance 80 par m3 106 à 109 par gramme de sol 104 à 106 par gramme de sol
Exemple de rôles écologiques Aération du sol en creusant les galeries, décomposition de la matière organique, meilleur accès des végétaux à l’eau et aux nutriments. Dégradation de la matière organique végétale en humus, décomposition de la matière organique en matière minérale. Décomposition des feuilles mortes et du bois mort de la litière en humus (recyclage des éléments organiques).

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Rôles de quelques groupes d’êtres vivants dans l’écosystème sol.


Photo de tea bag index
Mesure simple de l’efficacité de dégradation de la matière organique.

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Mesure simple de l’efficacité de dégradation de la matière organique.

Le tea bag index est une méthode simple et peu coûteuse pour mesurer l’efficacité de dégradation de la matière organique dans le sol, en utilisant des sachets de thé. Le rooibos n’a pas la même composition organique que le thé vert. Ce projet collaboratif permet de collecter des données au niveau international sur l’état des sols.

Réseau trophique simplifié du sol

Décomposeur Régime alimentaire
Limace Feuilles fraîches
Lombric Feuilles mortes de la litière, débris en décomposition
Collembole Feuilles en décomposition
Larve de hanneton Racines
Iule Débris végétaux
Microorganismes Nécromasse et humus

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Réseau trophique simplifié du sol.

Les organismes peuvent être identifiés à partir d’un échantillon de sol en utilisant une clé de détermination. Les décomposeurs se nourrissent de la biomasse morte (nécromasse), puis ils rejettent des éléments minéraux dans le sol par leurs excréments.

TP

Tea bag index.

Matériel
  • 1 sachet de thé vert lipton pyramide ;
  • 1 sachet de rooibos lipton pyramide.

  • Protocole
  • À découvrir ici : http://www.teatime4science.org/wp-content/uploads/French.pdf

  • Cliquez ici pour visualiser un protocole de Tea bag index.
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