Legumes provide multiple ecosystem services in agricultural systems. The objectives of this study were to evaluate the influence of different legumes through C rhizodeposition on the dynamics of C, N and P in soil and on microbial communities’ resource requirements. Legumes pea (Pisum sativum L.), faba bean (Vicia faba L.), white clover (Trifolium repens L.), crimson clover (Trifolium incarnatum L.) and non-legume wheat (Triticum aestivum L.) were grown in pots. Carbon rhizodeposition was quantified by using ¹³CO₂ labeling, and six soil enzyme activities were measured: β-glucosidase (BG), arylamidase (ARYLN), N-acetyl-glucosaminidase (NAG), phosphatases (PHO) and alkaline and acid phosphatases (AKP and ACP). Enzyme stoichiometry approaches were applied. The results showed that BG, NAG and ACP activities were positively influenced by faba bean and clovers. Enzyme stoichiometry analysis revealed a limitation of microorganisms in C and P resources at the plant reproductive stage. These results were explained by plant functional traits. Plant biomass production, root total length, the ability of plants to rhizodeposit C and the C and N content of plant tissues were the main explicative factors. This study also shows that N and C nutrient supplies positively contribute to nutritional requirements and the growth of microorganisms and P availability in soil.

L’utilisation des Fabacées dans les systèmes agricoles présente de nombreux avantages pour la préservation de l’environnement et le renforcement de la sécurité alimentaire. Parmi les nombreux services écosystémiques qu’ils fournissent, les Fabacées enrichissent le sol en carbone (C) et en azote (N) grâce à leur capacité à utiliser à la fois le C et l’N atmosphérique à travers la symbiose qu’elles forment avec les rhizobiacées et soutiennent ainsi les activités microbiennes rhizosphériques. Les travaux de cette thèse se sont intéressés à la fourniture de carbone et d’azote dans les sols à travers l’étude du processus de la rhizodéposition et de son impact sur la structure et l’activité des communautés microbiennes rhizosphériques. Ils ont porté sur deux Fabacées protéagineuses (pois et féverole) et deux Fabacées fourragères (trèfle blanc et trèfle incarnat) alors que le blé a été utilisé comme espèce non fixatrice d’N atmosphérique. Les objectifs de ce travail de thèse consistaient à évaluer (i) le flux de C et d’N de l'atmosphère vers le sol liés à la rhizodéposition, (ii) les conséquences sur la dynamique du C, de l’N et du phosphore (P) du sol par la mesure des activités enzymatiques et (iii) l’effet sur la structure des communautés microbiennes actives dans le sol. Les plantes ont été cultivées en conditions contrôlées. Une approche combinant le marquage au 13CO2 et la méthode de dilution au 15N du sol par l’N atmospherique a été mise en oeuvre pour mesurer la rhizodéposition des plantes tout au long de leur croissance en relation avec les traits fonctionnels. Un panel d’activités enzymatiques clefs en lien avec le cycle du C, de l’N et du P ont été mesurées et la technique de sondage isotopique 13C de l’ADN « DNA SIP » a été utilisée pour étudier le lien entre la rhizodéposition et la structure des communauté bactériennes et fongiques actives dans la rhizosphère. Nos résultats montrent que les rhizodéposition du C et de l’N sont fortement contrôlées par la photosynthèse et la fixation biologique de l’azote atmosphérique et en conséquence par la vitesse de croissance des plantes. Ils montrent également que la féverole et les deux trèfles possèdent de bonnes capacités de rhizodéposition du C et de l’N. D'autres traits liés à l'architecture des racines sont apparus comme de bons prédicteurs de la rhizodéposition des plantes. Nous avons également constaté que les espèces ayant présenté les quantités les plus importantes de rhizodépots présentent les niveaux d’activités enzymatiques les plus élevés dans le sol. Aussi, cet apport en nutriments N et C contribue aux besoins nutritionnels et à la croissance des microorganismes dans le sol. L’analyse de la structure des commuanutés actives montre que la féverole est associée à un microbiome rhizosphérique diversifié et enrichi en bactéries et champignons bénéfiques. Le determinisme des communautés actives est expliqué par la production de biomasse et la teneur en matière sèche des racines. Par ailleurs, l’analyse qualitative des exsudats devrait permettre de mieux comprendre l’impact de la rhizodéposition sur les microbiotes rhizosphèriques. Les comparaisons d’espèces observées ici en conditions contrôlées devront être validées par des approches complémentaires en plein champ.