Ce protocole sert à mesurer la quantité de dioxyde carbone (CO2) produite via la dégradation de matières organiques qui est transformée en éléments minéraux par des microorganismes (microbes) présents dans le sol. Ces microorganismes sont soit des eucaryotes, comme des champignons, soit des procaryotes, comme des bactéries. Ils vont aussi stabiliser et participer à la structuration du sol, et certains vont être en symbiose avec des végétaux, comme les mycorhizes. Le phénomène par lequel ces microorganismes prélèvent du dioxygène et émettent du CO2 est ce qu'on appelle la "Respiration microbienne".

Cette méthode a été réalisée d'après le livret Biofunctool.

Tout commence avec un prélèvement de sol qu'on fait sécher, puis on en pèse 50g qu'on met dans un pot hermétique et qu'on humidifie. Il faut ajouter à cela une 15 mLde soude dans un plus petit récipient qu'on place dans le pot hermétique. Un autre pot est rempli mais sans le sol et il sera le "témoin", par la suite les 2 pots sont mis en incubation à 28°C dans l'obscurité pendant 8 jours.

Après l'incubation, 1mL de la soude de chaque pot est prélevé séparément et dans chacun des prélèvements on y ajoute 2mL de chlorure de baryum et quelques gouttes de phénolphtaléine. Le mélange sera de couleur rose. On y ajoute ensuite de l'acide chlorhydrique jusqu'à ce que la solution soit transparente.

La différence de quantité d'acide ajoutée aux 2 solutions révèle la quantité de CO2 émis par les microorganismes, et on peut ensuite en déduire le taux de respiration du sol.

Il faut y ajouter une cuve contenant un gel coloré. Ce gel est composé d'agar agar chauffé à ébullition, auquel on ajoute une solution indicatrice colorée de rouge de crésol. Une fois les cuves remplies, on les laisse refroidir, puis on les garde dans un dessiccateur et à l'obscurité, avec un bécher de soude et un autre d'eau, pendant plusieurs jours. La coloration de ce gel varie en fonction du pH, le CO2 émis par le sol va faire varier le pH et donc la coloration du gel contenu dans la cuve. Plus la couleur devient jaune, plus le taux de CO2 émis par le sol est important, par conséquence le taux de la respiration microbienne sera important.

La cuve de gel est laissée en incubation dans le pot hermétique pendant un jour.

Une fois que le gel a changé de couleur, on mesure l'absorbance à une longueur d'onde précise. La différence entre l'absorbance du gel de départ et une fois qu'il y a eu un changement de couleur permet ainsi de déduire la quantité de CO2 émis lors de la respiration microbienne du sol.

Connaître le taux de respiration du sol sert à connaître le taux de la vie microbienne, c'est-à-dire de l'activité métabolique des microorganismes présents dans ce sol. En effet, plus le sol respire (taux de respiration élevé), plus les microorganismes sont actifs ; par conséquent, il y a plus de dégradation de matières organiques et donc plus de transformation en éléments minéraux. Ainsi quand la teneur en CO2 est élevée, le sol est en bonne santé. Parfois la respiration est trop élevée, c'est le signe d'une décomposition de matières organiques trop importante qui peut être liée à l'utilisation de fertilisants.

A l'inverse, moins le sol respire (taux de respiration faible), moins il y a moins de vie microbienne, donc les microorganismes sont moins actifs, ou la teneur en matières organiques qu'ils dégradent est insuffisante.

C'est utile de savoir si le taux de la vie microbienne d'un sol est élevé, car plus les microorganismes sont actifs, plus ils créent des éléments minéraux, et donc plus les plantes qui en ont besoin pour leur croissance en auront à disposition. La respiration microbienne fait ainsi partie des indicateurs de la fertilité du sol avec d'autres paramètres comme le carbone libre. Ainsi la respiration microbienne est donc importante, car c'est un indicateur de la santé des sols. Elle participe à la régulation du cycle du carbone, stabilise et contribue à la formation de la structure du sol.