Effets de l'assèchement des bassins ostréicoles sur le cycle biogéochimique de nutriments azotés: ammonification préférentielle
| Autre(s) titre(s) | Effects of drying-out on the biogeochemical cycle of nitrogenous nutrients in oyster ponds: preferential ammonification | ||||||||
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| Type | Article | ||||||||
| Date | 1996 | ||||||||
| Langue(s) | Français | ||||||||
| Auteur(s) | Gouleau Dominique1, 2, Feuillet-Girard Michelle1, 2, Germaneau James1, 2, Robert Serge1, 2 | ||||||||
| Affiliation(s) | 1 : CNRS,IFREMER. Centre de Recherche en Ecologie Marine et Aquaculture de L'Houmeau, B.P. 5,17137 L'Houmeau, France. 2 : IFREMER, CNRS. Centre de Recherche en Ecologie Marine et Aquaculture de L'Houmeau, B.P. 5,17137 L'Houmeau, France. |
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| Source | Oceanologica Acta (0399-1784) (Gauthier-villars), 1996 , Vol. 19 , N. 2 , P. 101-115 | ||||||||
| WOS© Times Cited | 4 | ||||||||
| Résumé | A l'inverse des zones humides qui exportent une grande partie de la matière organique produite vers les océans ou de nutriments azotés vers l'atmosphère par dénitrification, les bassins aquacoles, et en particulier les bassins d'élevage d'huîtres, constituent de véritables accumulateurs de matière organique. Pour éviter les phénomènes de dystrophie consécutifs aux accumulations de matière organique, il est effectué un asséchement temporaire de ces bassins dont les conséquences physiques sont bien connues, mais dont les actions biogéochimiques sont mal comprises jusqu'à présent. A partir d'un asséchement d'un bassin ostréicole, nous avons décrit les modifications engendrées dans le cycle de l'azote: processus de minéralisation au sein des cinq premiers centimètres de sédiment, variations des concentrations des éléments nutritifs dans les eaux interstitielles, et flux à travers l'interface eau/sediment. Avant asséchement, l'ammonium est la forme prédominante de l'azote dans la colonne d'eau et dans les eaux interstitielles des cinq premiers centimètres de sédiment ; les concentrations en NH4 + dissous augmentent en fonction de la profondeur, alors que NH4 + adsorbé sur les sédiments diminue. A la fin de l'asséchement, lorsque les premières précipitations du sel apparaissent à l'interface air/sédiment, les sédiments restent réduits, malgré une légère oxydation superficielle autour des blocs de dessication, environ 1 mm, ne permettant une nitrification importante. Il s'ensuit une prédominance du processus d'ammonification au sein du sédiment. Les teneurs en NH4 + dissous des eaux interstitielles de l'interface sont 45 fois plus élevées qu'au début de l'asséchement, alors qu'elles demeurent constantes à 5 cm sous l'interface; l'ammonium adsorbé n'augmente pas en conséquence; bien au contraire, il tend à diminuer à l'interface. Les fortes augmentations de l'ammonium dissous suivent rigoureusement les augmentations de la salinité des eaux interstitielles. La non-adsorption de NH4 + sur les sédiments et la défixation simultanée de NH4 + à partir des minéraux argileux de type illitique sont dues à la présence de plus en plus importante des ions K+, suite aux sursalinités provoquées par l'asséchement. La submersion effectuée lors des premiers jours après le début de la précipitation du sel a pour conséquences: (1) installation de flux d'ammonium maximum, flux qui se maintiennent longtemps après la submersion; (2) restauration d'un milieu réducteur prévenant une perte d'azote pour le milieu par le couple nitrification-dénitrification ; (3) effacement des sursalinités des eaux interstitielles supprimant l'action des ions K+ sur les minéraux argileux et permettant la réadsorption et la fixation de NH4 + sur le sédiment, un stockage momentané en équilibre avec les formes dissoutes. L'asséchement temporaire des bassins ostréicoles permettrait donc d'améliorer la production d'ammonium dans les sédiments, indépendamment de la régénération benthique, spontanée, bactérienne, qui est controlée par la température. |
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| Résumé en anglais | Oyster ponds behave as organic matter accumulators, unlike wetlands which export a large part of their natural productivity towards the ocean as well as inorganic nitrogen towards the atmosphere through denitrification. Thus, to prevent eutrophication temporary drying-out is necessary, the physical effects of which are weIl known but who se biogeochemical processes are still poorly documented. The aim of the present study was to perform a drying -out operation in an oyster pond, and to describe the modifications which occurred within the nitrogen cycle: i.e. mineralization processes within the top 5 cm of the sediment; changes in nutrient pore-water concentrations; and fluxes through the water/sediment interface. Prior to the operation, ammonia was the major nitrogen form in the water column and in pore waters (top 5 cm); concentrations of free NH4+ increased as a function of depth, whereas exchangeable NH4 + decreased. At the end of drying-out, when salt precipitation first occurred at the water/sediment interface, the sediment remained reduced des pite a slight oxidation around dessication cracks, thus preventing nitrification. In consequence, ammonification was the prevailing process within the sediment. At the surface of the sediment, concentrations of free NH4 + in pore waters were 45 times as high as at the beginning of the drying-out, whereas they remained constant at 5 cm depth; exchangeable NH4+ did not increase accordingly, but tended, rather, to decrease. Strong increases of free ammonia were correlated to those of pore-water salinity. The non-adsorption of NH4 + on sediment and the concomitant defixing of NH4 + from illitic clays were due to increasing quantities of K+, as a consequence of the high salinities induced by drying. The flooding carried out a few days after the occurrence of salt precipitation had the following effects: (i) maximum ammonia fluxes through the water/sediment interface which persisted for a long time after flooding; (ii) restoration of reduced conditions which prevented nitrogen loss due to the coupling of nitrification and denitrification; (iii) disappearance of high salinities in pore waters, thus eliminating the effect of K+ on clays, and allowing NH4 + fixing and adsorption on sediments. In conclusion, drying-out might help physically to control ammonia production, independently of the biological production (bacterial mineralization) which is controlled by temperature. |
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| Texte intégral |
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