Le biochar atténue l'émission de N2O de la dénitrification microbienne en modulant le métabolisme du carbone et l'allocation de pouvoir réducteur

Pour élucider les effets directs du biochar sur le métabolisme de la dénitrification au niveau cellulaire, la réponse globale de la bactérie modèle de sol dénitrifiant (Paracoccus denitrificans) à l'ajout de biochar a été étudiée par des analyses physiologiques, protéomiques et métabolomiques. L'effet d'amélioration sur la dénitrification était positivement corrélé avec ses températures de pyrolyse (300-500 °C) et ses dosages (0.1-1 %), indépendamment des précurseurs [paille de maïs (CS) ou paille de blé]. De plus, l'effet stimulant du biochar CS fabriqué à 500 °C (CS-500) était principalement attribué aux particules en vrac plutôt qu'aux composés solubles libérés. Sans contact direct avec les cellules, les particules en vrac de CS-500 pourraient moduler directement le métabolisme du carbone par l'adsorption de métabolites extracellulaires. Étant donné que le flux de carbone vers le stockage a été déplacé vers le catabolisme oxydant et l'assimilation de croissance, une plus grande part du pouvoir réducteur produit a été utilisée pour la réduction de l'azote. Pendant ce temps, à l'exception de la nitrate réductase, les expressions protéiques et les activités enzymatiques de la nitrite réductase, de la nitric oxide réductase et de la nitrous oxide réductase ont été régulées à la hausse. En conséquence, l'accumulation de N2O a été réduite de 98 % en raison de la distribution optimisée des électrons parmi les enzymes dénitrifiantes. En fin de compte, le taux de croissance de Pc. denitrificans s'est amélioré grâce à l'efficacité améliorée de l'utilisation de l'énergie. Ces résultats mettent à jour le mécanisme de régulation du biochar sur le métabolisme de dénitrification et l'atténuation de N2O.