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Responses of Aquatic Bacteria to Terrestrial Runoff: Effects on Community Structure and Key Taxonomic Groups

Authors :
Jean L. Janeau
Emma Rochelle-Newall
Quan H. Trinh
Minh T. N. Luu
Hai S. Tran
Duc Anh Trinh
Didier Orange
Cuong Tu Ho
Huong T. Le
Thomas Pommier
Asmaa Merroune
Vietnam Academy of Science and Technology (VAST)
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Soils and Fertilizers Research Institute (SFRI)
Vietnam Academy of Agricultural Sciences (VAAS)
Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
LOTUS 44/2012/HD-NDT, MOST, PHC Hoa Sen Lotus 23970QM, JEAI BioGEAQ, Institut de Recherche pour le Developpement (IRD), UMR laboratories iEES-Paris, LEM, USTH, Vietnam, IRD (ARTS)
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)
Institute of Ecology and Environmental Sciences
University Pierre et Marie Curie
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Vietnam Academy of Science and Technology ( VAST )
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris ( IEES )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 ( UPEC UP12 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Ecologie microbienne ( EM )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon ( ENVL ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL )
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -VetAgro Sup ( VAS )
Soils and Fertilizers Research Institute ( SFRI )
VAAS
Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes ( Eco&Sols )
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro )
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Source :
Frontiers in Microbiology, Frontiers in Microbiology, Frontiers Media, 2016, 7, pp.889. ⟨10.3389/fmicb.2016.00889⟩, Frontiers in Microbiology (7), . (2016), Frontiers in Microbiology, Frontiers Media, 2016, 7, pp.889. 〈10.3389/fmicb.2016.00889〉, Frontiers in Microbiology, 2016, 7, pp.889. ⟨10.3389/fmicb.2016.00889⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; Organic fertilizer application is often touted as an economical and effective method to increase soil fertility. However, this amendment may increase dissolved organic carbon (DOC) runoff into downstream aquatic ecosystems and may consequently alter aquatic microbial community. We focused on understanding the effects of DOC runoff from soils amended with compost, vermicompost, or biochar on the aquatic microbial community of a tropical reservoir. Runoff collected from a series of rainfall simulations on soils amended with different organic fertilizers was incubated for 16 days in a series of 200 L mesocosms filled with water from a downstream reservoir. We applied 454 high throughput pyrosequencing for bacterial 16S rRNA genes to analyze microbial communities. After 16 days of incubation, the richness and evenness of the microbial communities present decreased in the mesocosms amended with any organic fertilizers, except for the evenness in the mesocosms amended with compost runoff. In contrast, they increased in the reservoir water control and soil-only amended mesocosms. Community structure was mainly affected by pH and DOC concentration. Compared to the autochthonous organic carbon produced during primary production, the addition of allochthonous DOC from these organic amendments seemed to exert a stronger effect on the communities over the period of incubation. While the Proteobacteria and Actinobacteria classes were positively associated with higher DOC concentration, the number of sequences representing key bacterial groups differed between mesocosms particularly between the biochar runoff addition and the compost or vermi-compost runoff additions. The genera of Propionibacterium spp. and Methylobacterium spp. were highly abundant in the compost runoff additions suggesting that they may represent sentinel species of complex organic carbon inputs. Overall, this work further underlines the importance of studying the off-site impacts of organic fertilizers as their impact on downstream aquatic systems is not negligible.

Details

Language :
English
ISSN :
1664302X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Frontiers in Microbiology, Frontiers in Microbiology, Frontiers Media, 2016, 7, pp.889. ⟨10.3389/fmicb.2016.00889⟩, Frontiers in Microbiology (7), . (2016), Frontiers in Microbiology, Frontiers Media, 2016, 7, pp.889. 〈10.3389/fmicb.2016.00889〉, Frontiers in Microbiology, 2016, 7, pp.889. ⟨10.3389/fmicb.2016.00889⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....60086accecef1563d772d648e0c01c5a