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Transfert des éléments traces métalliques ( ETMs ) dans le système sol- plante et évaluation des risques de contamination de la chaà®ne alimentaire. Etude des cas dans la ville de Lubumbashi en RDC( Télécharger le fichier original )par Yannick Useni Sikuzani Ramazani Université de Lubumbashi RDC - Mémoire pour l'obtention du grade d'ingénieur agronome 2009 |
Références A. Apao (1989) E. Pennington et Jones (1987) . B. Ari et al. (1991) F. Razeyre (1991) C. Boudene (2000) G. André (2003) D. Buchet et al. (1983) H. Miquel (2001) Par ailleurs, l'absorption des ETMs comme le plomb et le mercure n'est jamais souhaitable, quelle que soit la quantité. Une fois ingérés, les différents ETMs peuvent s'accumuler dans divers organes comme le rein, le foie et la rate et causer des effets toxiques (intoxication aigue et/ou chronique, monstruosité, cancérogenèse) (Anonyme, 2008b).
1.3 Transfert sol- plante des ETMs1.3.1 Modes de pénétration des ETMs dans la plante1.3.1.1 Pénétration racinairev Entrée dans l'espace radiculaire par l'épiderme Les mouvements des ions ne se limitent pas à la surface racinaire. Avant d'être absorbés par les cellules des racines, les ions peuvent circuler librement dans les espaces intercellulaires du cortex ou être immobilisés par les charges négatives des parois cellulaires. Les ions métalliques ont donc tendance à s'accumuler dans les espaces libres, étant fortement liés aux groupements carboxyliques des composés pecto-cellulosiques des parois suivant l'ordre ci-après : Zn<Cd<<Cu<Pb (Morel, 1985). Les ETMs sont transportés radialement dans l'espace libre (voie apoplasmique) jusqu'à l'endoderme limité par la bande de caspary, barrière limitant leur entrée dans la stèle. Les cellules du cortex contiennent donc plus d'ions que celle de la stèle (Morel et al., 1994 ; Hopkins, 2003). v Entrée dans le cytoplasme La membrane plasmique (75A°) est l'ultime barrière entre la solution du sol et la cellule. Le Cd, le Cu et le Zn traversent cette membrane et pénètrent dans le cytoplasme par les mêmes voies que les cations physiologiquement importants à l'occurrence la voie active (diffusion à travers la membrane plasmique) et la voie passive (transport) requerrant l'énergie. A faible concentration dans la solution du sol (<0,005ìM) c'est-à-dire les sols non ou peu contaminés, les ETMs sont absorbés par la voie active impliquant les H+-ATPases localisées dans le plasmalemme. A des concentrations supérieures à 0,1ìM, la diffusion est le processus majeur de l'absorption (bien sûr sous l'influence de la température du milieu). Les cations bivalents essentiels comme le Ca, Mn, Zn sont des compétiteurs vis à vis des métaux toxiques (suite au phénomène de blocage) (Kabata-Pendias et Pendias, 1984 ; Bourrelier et Berthelin ,1998). 1.3.1.2 Pénétration foliaireLes ETMs peuvent être absorbés directement par les parties aériennes des plantes à partir des dépôts atmosphériques (exemple particules de terre, cendre, particules métalliques,...) (Morel et al., 1995 ; Bargagli et al, 1997). Les ETMs essentiels et/ou non essentiels emprunteraient les mêmes voies que les autres éléments nutritifs (azote, phosphore) par les ectodermes de la cuticule (Bourrelier et Berthelin ,1998). La contamination par voie aérienne est généralement faible, sauf lorsque les retombées atmosphériques sont importantes : dans certains lieux comme les zones industrielles ou pour les résidus de combustion de l'essence plombée (Merian, 1991). Les ETMs essentiels ainsi que non essentiels peuvent être prélevés par les feuilles sous différentes formes : v forme gazeuse (Se, As...pouvant entre autre émaner du sol). Sous cette forme, les éléments métalliques entrent dans les feuilles par les stomates ; v forme d'ions et entrent surtout à travers les cuticules des feuilles (Kabata-Pendias et al., 1993). 1.3.2 Devenir des ETMs dans la planteA. Dans les cellules des plantesDans le cytoplasme, les ETMs peuvent être immobilisés par la formation des complexes avec les ligands organiques (acides maliques, citriques...) acides et polychélatines ou par la précipitation sous forme des granules. La compléxation des ETMs est le processus dominant pour la plupart des espèces. L'entrée des ETMs toxiques dans le cytoplasme induit la synthèse à partir du glutathion et de la phytochélatine-synthase des composés appelés phytochélatines pourvus des groupements SH et COOH qui complexent les ETMs. Les ETMs ainsi complexés sont alors transférés dans la vacuole, puis dans les cellules racinaires pour la séquestration des éléments toxiques ou transportés vers les parties aériennes (Goldsbrough, 2000). B. Transport des ETMs dans la plantePar voie symplasmique (de cellule à cellule dans le cortex), les ETMs sont transportés et déversés (voie active) dans les vaisseaux du xylème et conduit vers les parties aériennes (Colombé, 1999). Les cations libres interagissent avec les charges négatives des parois des cellules du xylème, ce qui limite leur transfert. Sous forme des complexes neutres ou chargés positivement, ils sont rapidement transférés vers les parties aériennes des végétaux et distribués dans les différents organes de la plante (Kabata-Pendias et Pendias, 1992 ; Baker et al., 1998). Par voie apoplasmique, les ETMs sont transportés dans les tissus de la plante. Afin d'atteindre les vaisseaux xylémiens des racines, les ETMs doivent d'abord traverser la bande de caspary (Paulin, 1995). La sève xylémienne représente le principal moyen de transport des racines vers les parties aériennes pour les ions minéraux. La circulation de la sève brute (contenant les ions métalliques) dans le xylème se fait de bas en haut (soit des racines vers les parties aériennes) par poussée radiculaire et par appel foliaire lors de la transpiration. Dans les vaisseaux xylémiens, les ions métalliques peuvent être transportés soit sous forme des composés anioniques ou cations (complexes organiques c'est-à-dire que les ions métalliques sont associés aux acides organiques et se retrouvent incorporés dans les métabolites produit par la plante) ou soit sous forme libre (Ross, 1995 ; Planta, 2001). C. Concentration des ETMs et répartition dans la plante en phase de croissanceLa concentration en ETMs dans la plante varie d'un organe à un autre (tableau 1-2). Pour la plupart des espèces végétales : · Les racines retiennent la majeure partie d'ETMs absorbés, 80 à 90% de la quantité totale. · Quelques espèces cependant transfèrent des fortes quantités d'ETMs vers les parties aériennes, surtout dans les organes végétatifs (feuilles et tiges) et relativement moins dans les organes de reproduction (Haq et al., 1980). Tableau 1-2. Aptitude de quelques espèces à accumuler les ETMs (Ademe, 1990)
D. Les excrétions des ETMs par la planteLes ETMs peuvent être évacués de la vacuole vers le cytoplasme ou du cytoplasme vers l'apoplaste et à partir de là, leur relâchage est possible vers le milieu environnant. Ce relâchage est probablement non métabolique (passif). Les ETMs relâchés dans la rhizosphère sont sous forme complexée ou libre (Klovàc et al., 1994) Il peut se produire dans les feuilles un relâchage des ETMs de la couche cuticulaire pendant les pluies dites « acides ». Ceci est dû à des phénomènes d'échange cationique entre les ions hydrogènes et métalliques. Les ETMs sont alors entraînés lors du « rinçage » des feuilles vers le sol. Les ETMs, sous forme gazeuse, peuvent également sortir à travers les stomates des feuilles dans l'air lorsque celles-ci sont ouvertes (Pieczonka et Rosopulo, 1985) 1.3.3 Tolérance des plantes aux fortes concentrations en ETMs dans le solLa tolérance aux ETMs est l'aptitude qu'ont certaines plantes à se développer dans un environnement dont la teneur en ETMs est toxique pour d'autres plantes (Macnair, 1990). Cette adaptation des métallophytes à des concentrations élevées en ETMs est couplée au développement des mécanismes de tolérance à ces conditions adverses où les autres espèces des plantes ne survivent pas. La tolérance aux ETMs a été observée chez les nombreuses espèces poussant sur les sites métallifères. Elle est acquise en réponse à des concentrations excessives des ETMs dans les sols. En général, elle est spécifique à un ETM, mais la multi tolérance a été aussi fréquemment observée (Macnair, 1987) Selon Baker et al. (1998), la tolérance s'exprime par l'exclusion et la détoxication ou la tolérance biochimique. ? L'exclusion est la restriction du prélèvement racinaire ou la limitation du transport vers les parties aériennes. Elle reposerait sur différents mécanismes comme : l'immobilisation des éléments dans la paroi cellulaire, la compléxation par les exsudats racinaires, le pH à la membrane plasmique ? La détoxication est une tolérance interne qui protège la plante contre l'altération des Cellules. Les métaux sont détoxiqués dans le cytoplasme par chélation avec les acides organiques ou des protéines et compartimentés avec passage dans la vacuole. Les plantes peuvent produire une grande variété des composés complexant en présence des concentrations excessives des ETMs (acides aminés, acides citriques, acides maliques, phytochélatines...). Les phytochélatines seraient essentiels dans la réduction de la toxicité des ETMs dans le cytoplasme. Il s'agit des métallothionéines, cadystines, phytochélatines, ã-glutamyl métal binding peptid... Ces substances sont synthétisées à partir du glutathion par une enzyme, la ã-glutamyl cystéine dipeptide transpeptidase. Le prélèvement des ETMs peut différer selon les différents génotypes des plantes, en relation avec la concentration du métal dans le sol. Trois grandes stratégies existent (fig.1-3): · Certaines plantes dites exclueuses prélèvent très peu d'ETMs, même quand elles sont exposées à des concentrations élevées dans le sol. Ces plantes possèdent les barrières empêchant le prélèvement. Mais quand les concentrations en ETMs deviennent trop élevées, ces barrières perdent leur efficacité, probablement à cause de l'action toxique des ETMs · D'autres dites accumulatrices présentent des fortes concentrations des ETMs même à des très faibles concentrations des ETMs dans le sol. Ces plantes présentent certains mécanismes de détoxification dans leurs tissus, qui leur permettent d'accumuler les ETMs. Toutefois, lorsque la concentration des ETMs augmente dans le sol, ces plantes n'augmentent plus leur prélèvement à cause de la compétition entre ions métalliques pour les sites de prélèvement. · Les dernières dites indicatrices ont des concentrations en ETMs dans leurs tissus qui reflètent la concentration du métal dans les sols et qui augmentent de façon linéaire avec elle.
Fig. 1-3 Réponse des plantes à la présence des fortes concentrations des ETMs dans le sol. (Adapté de Baker et Walker, 1989b) Les mécanismes physiologiques et moléculaires de la tolérance aux ETMs sont variés. Les principaux consistent en : · La chélation d'ions métalliques par des ligands spécifiques de forte affinité (métallothionéines et phytochélatines) et séquestration dans la vacuole ; · La biotransformation de l'ion métallique en une forme moins toxique ; · Les mécanismes de réparation cellulaire ; A ces mécanismes écophysiologiques, il faut également ajouter des modifications de nature morphologique telles que démontrées dans une étude comparative de 3 espèces africaines du genre Silene (Baker et al, 1983). Parmi les plantes accumulatrices, certaines le sont pour un élément spécifique, et d'autres ont tendance à accumuler plusieurs éléments. Citons le cas de certaines espèces dites hyperaccumulatrices qui colonisent les sites miniers et qui présentent des teneurs en ETMs de 1 à 25% sur la base de la matière sèche (Schwartz, 1997). Les plantes hyperaccumulatrices ont une production de biomasse faible car elles utilisent leur énergie dans les mécanismes de défense face à ces hautes concentrations des ETMs dans les tissus (Prasad et Hagemeyer, 1999). On notera cependant que ces plantes hyperaccumulatrices sont très rares dans la nature (une seule espèce connue en 1998 dans le monde pour le cadmium, 28 pour le cobalt, 37 pour le cuivre, 14 pour le plomb, 9 pour le manganèse, 317 pour le nickel et 11pour le zinc) (Baker et al., 1998 ; Reeves et Baker, 1998) 1.3.4 La réhabilitation des sols contaminés par les ETMsL'abondance des ETMs dans le sol conduit à une désertification, l'altération des sols par leur accumulation dans les horizons prospectés par les racines des végétaux, la perte de la biodiversité (sélection naturelle), les peuplements survivants se raréfient et disparaissent progressivement laissant un sol nu et dégradé sans activités microbiologiques, sans décomposition des litières ; proie facile du ravinement et de l'érosion (photo 1-1) (Impes et al., 1991 ; Delage, 1999).
Photo 1-1. Végétation rabougrie et éparpillée poussant sur les sols d'en face du cimetière SAPIN III dans la cellule Penga-penga (quartier Gécamines). De loin, l'on aperçoit la cheminée de l'usine Gécamines La réhabilitation est l'ensemble des techniques pratiques destinées soit à éliminer les ETMs du sol (biodisponibilité) où ils se sont accumulés, soit à les insolubiliser afin de réduire leur passage dans la chaîne alimentaire. Le but ultime est d'empêcher tout transfert par voie racinaire ou par voie cuticulaire des ETMs dans les végétaux, ceux-ci étant considérés comme indicateurs de la biodisponibilité, des contaminations métalliques (Impes et al, 1991). Différentes techniques sont utilisées dans la réhabilitation des sols contaminés en ETMs, c'est notamment : l'utilisation des plantes dans la réhabilitation des sols contaminés en ETMs (phytorémédiation), les amendements (la chaux et/ou la matière organique) ainsi que les techniques physiques de réhabilitation des sols contaminés en ETMs. 1° La phytorémédiationLa phytorémédiation est définie comme étant l'utilisation des plantes et des techniques culturales appropriées pour éliminer, contenir ou rendre inoffensifs les contaminants environnementaux présent dans les sols et les eaux (Cunningham et Ow, 1996). Les techniques de phytorémédiation des sols contaminés par les ETMs peuvent être divisées en trois groupes v La phytoéxtraction : c'est l'utilisation des plantes accumulatrices pour extraire les ETMs dans les sols contaminés v La rhizofiltration : cette technique utilise les racines des plantes accumulatrices pour absorber et diminuer la quantité des ETMs dans les effluents et eaux polluées v La phytostabilisation : c'est l'utilisation des plantes tolérantes pour réduire la biodisponibilité des ETMs dans les sols. A ceci, s'ajoute les amendements. 2° Les amendementsLes amendements sont utilisés pour réduire la mobilité (d'où la biodisponibilité) des ETMs dans les sols contaminés. Pour ce faire, on utilise la chaux et la matière organique (Impes et al., 1991) 3° Les techniques physiques de réhabilitation des sols contaminesSelon Impes et al. (1991), plusieurs procédés sont utilisés, notamment la couverture des sols contaminés par un sol sain, l'isolement des parties contaminées et le traitement du sol sur le site ou hors site (excavation). 1.4 Considérations générales sur l'amarante, la carotte, l'épinard et le chou de chine1.4.1 L'amarante, Amarantus hybridusL'amarante dont le centre d'origine et de domestication se situe en Amérique centrale et au Mexique, est un légume capable de produire une quantité importante des protéines et des matières sèches par unité de surface. La valeur alimentaire de ce légume se caractérise par une richesse en fer et une grande teneur en vitamines A et B (Matondo, 1990) Appartenant à la famille des amarantaceae, l'amarante est une plante annuelle, érigée, à cycle court, dont les tiges habituellement ramifiées et parfois pubescentes peuvent atteindre 1,5 à 2 m de hauteur. Les feuilles simples, alternes, ont un pétiole allongé et un limbe dont la taille et la forme varie selon les cultivars (Anonyme, 2002). L'amarante est une plante monoïque. Les inflorescences sont constituées d'épis disposés en racèmes terminaux ou axillaires. Les fleurs, de couleur blanchâtre à jaune, possèdent un nombre des tépales variant de 3 à 5. La pollinisation est essentiellement anémophile et comme la production de pollen est abondante, le pourcentage d'autofécondation est assez élevé (75%). Les stigmates sont généralement réceptifs avant que les anthères ne soient fonctionnels (protogynie). Les graines dont la teinte varie du brun clair au noir sont lenticulaires, lisses et de petite taille (Grubben et Van Sloten, 1981). Quant aux exigences écologiques, l'amarante est capable de supporter des températures assez élevées de (30° à 35°C), mais tolère difficilement la sécheresse. C'est dans des sols légers riches en humus et de pH compris entre 5,5 et 7,5 que les plantes se développent le mieux. La croissance est optimale dans les régions d'altitude inférieur à 800m (Rice et al 1990 in Romain 2001). 1.4.2 La carotte, Daucus carotaLa carotte dont le centre d'origine se situe en Asie du sud-ouest, est une plante bisannuelle cultivée comme plante annuelle. La carotte appartient à la famille des apiaceae. Sa tige est creuse, dressée et très courte, tandisque les feuilles quadripénées peuvent atteindre 30cm de long. Les pétioles assez longs, forment à leur base des larges gaines qui enveloppent la tige. La carotte possède une racine principale pivotante qui a la propriété de tubériser. Elle est pourvue des poils absorbants, mais ne forme pas des racines secondaires. Sa longueur peut atteindre 20cm et son diamètre 3à 4 cm. Elle se compose d'un cylindre central (coeur) qui est plus ou moins fibreux et d'une partie externe qui est tendre et de coloration plus foncée que le coeur. Lorsqu'elle est cultivée dans des sols profonds et homogènes, la plante adulte développe un système racinaire pouvant atteindre une profondeur de 45 à 60 cm. La carotte présente un taux élevé de pollinisation croisée (grâce aux insectes). Petites et blanches, les fleurs sont disposées en ombelle terminale et sont pourvues de 2 à 5 bractées profondément divisées. L'ombelle principale présente des fleurs bisexuées tandis que les ombelles d'ordre supérieur comportent de plus en plus des fleurs uniquement mâles (Anonyme, 2002). Le fruit est un diakène qui renferme deux graines de petite taille, brun jaunâtre, légèrement allongées, striées dans le sens de la longueur et possède une face plane et une autre légèrement bombée. Stockées dans les conditions favorables, elles peuvent conserver leur faculté germinative durant 3 ans. C'est une plante qui fleurit en jours longs. En présence des jours courts et des températures élevées, on observe une diminution de la teneur en bêta carotène au niveau des racines (Grubben, 1997 in Romain, 2001) Quant aux exigences écologiques, la carotte présente une croissance optimale lorsque les températures sont comprises entre 15° et 21°C. Des conditions relativement fraîches contribuent à produire des racines de forme et des colorations normales. Par contre des températures élevées supérieures à 25°C, provoquent un ralentissement de la croissance ainsi que la formation des racines de mauvaise qualité et de coloration jaune pâle (Wayenberg, 1990). Pour minimiser les risques d'éclatement ou de formation des racines, il est important que l'approvisionnement en eau soit régulier, surtout au moment de grossissement des racines. C'est dans le sol léger, assez profonds, bien ameubli, riches et frais que la culture se développe le mieux. Dans les sols trop lourds, caillouteux ou contenant du fumier insuffisamment décomposé, on obtient un pourcentage élevé des racines fourchues. La carotte est moyennement tolérante à l'acidité du sol (pH 5,5 à 6,8) (Messiaen, 1989). 1.4.3. L'épinard, Spinacia oleraceaL'épinard dont le centre d'origine se situe au moyen orient (Iran), est cultivé pour ses feuilles. Il a des propriétés laxatives. La valeur alimentaire se caractérise par de richesse en fer et une grande teneur la vitamine A et C. On peut le consommer une fois cuit ou bien en potage ou peut être conservé en boite (Matondo ,1990). L'épinard appartient à la famille des chénopodiacées, genre Spinacia. On distingue deux sous-espèces au sein de l'espèce cultivée : - Spinacia oleracea var inermis à graines rondes et - Spinacia oleracea var spinosa à graines anguleuses pointues, et légèrement plus lourdes que les premières Il existe de nombreuses variétés mais les plus recherchées sont celles qui offrent une bonne adaptation au climat, au mildiou et une résistance aux virus tout en présentant une montaison tardive. Parmi ces variétés on pourrait citer : Epinard géant d'hiver, Epinard impérial, Epinard King... L'épinard est une plante dioïque avec une fécondation croisée. C'est une plante allogame obligée. La plante a une tige dressée, creuse d'une hauteur de 30-100cm. Les feuilles basales sont grandes, largement pétiolées et groupées en éventail. L'enracinement est pivotant et le fruit est un akène (Mobambo ,2008) L'épinard redoute la sécheresse, car elle provoque une montée en graine très rapide. L'épinard est donc très peu adapté aux climats chauds des tropiques, sauf en zone de haute altitude. C'est ainsi que l'épinard peut supporter beaucoup plus les basses températures mieux que les autres légumes. Il peut supporter jusqu'à une température de -5° à -7°. Il redoute l'excès d'eau, aussi l'irrigation doit être bien effectuée (Anonyme ,2002). Les sols acides ne conviennent pas pour la culture de l'épinard. Dans ces sols, il souffre de la chlorose (au pH 6,1-6,5) ; chlorose due souvent à une absence de manganèse. Celle -ci peut être corrigée par l'apport de sulfate de Mn. En terre légère, l'épinard ne donne pas des bons résultats non plus. L'épinard ne supporte pas des fumures récentes car il est sensible à l'action des certains champignons tels que Rhizoctonia, Sclerotina et Pythium. Dans ce cas, les plantes jaunissent, le développement s'arrête, et souvent les sujets dépérissent (Mobambo, 2008). 1.4.4. Le chou de chine, Brassica chinensisOriginaire du sud de la chine, le chou de chine est un légume à grandes feuilles, à nervure principale très ressortie. Les feuilles sont épaisses et forment une rosette de 50-60 cm de hauteur. La tige est courte et les feuilles se forment au niveau du sol. Elles ont tendance à former une pomme mais celle-ci est allongée et peu compacte. L'enracinement est pivotant et la plante a une période végétative courte ; ce qui permet de l'utiliser dans des cultures successives (Anonyme, 2002). Le chou de chine préfère des sols moyens riches en humus. Sur les sols lourds et très sablonneux, il ne donne pas des bons résultats sans les enrichir avec de la matière organique. Le pH permettant une bonne croissance est de 6 à 7.5 (Messiaen, 1989). Il résiste à des très moindres chaleurs ; mais pas à des grandes chaleurs ni à la gelée. Quant aux exigences hydriques et à la lumière, le chou de chine est une plante qui exige beaucoup d'eau et une insolation modérée pour sa croissance (Dupriez et Deleener, 1987). CHAPITRE 2. MATERIELS ET METHODESLa présente étude a été menée en pot à la faculté des sciences agronomiques de l'université de Lubumbashi, plus précisément devant le jardin botanique, sous abris situé à 11,6098° de latitude Sud, à 27,4775° de longitude Est-ouest et à 1285 m d'altitude; et ce, dans la période allant du 20 juillet au 11 novembre 2008. 2.1. Matériels2.1.1. Matériel biologiqueComme matériel biologique, les plantules de chou de chine et d'épinard ainsi que les semences d'amarante et carotte ont été utilisées et leurs caractéristiques se trouvent consignées dans le tableau ci-dessous (tableau 2-1). Tableau 2-1. Caractéristiques du matériel biologique
2.1.2 Le solAu total quatorze échantillons de sol de la ville de Lubumbashi ont été utilisés comme substrat dans cette étude, dont 7 prélevés dans les jardins et champs de quelques communes de Lubumbashi et 7 autres dans la cellule Penga-Penga du quartier Gécamines. Cependant, il est à signaler que ces 14 échantillons des sols appartiennent au groupe de référence des Ferralsols selon la WRB (World Reference Base for Soil Resources), mais ils sont spécifiés en séries selon la description de Sys et Schmitz (1959) et Van Wambeke (1995). Les sites où ils ont été récoltés ainsi que leurs caractéristiques sont consignés dans le tableau 2-2. Par ailleurs, les résultats relatifs à la concentration des ETMs dans les échantillons des sols, notamment le plomb, le cadmium, le cuivre, le cobalt et le zinc ; ainsi que leurs pH sont donnés dans le tableau 2-3 ci-dessous. Tableau 2-2. Sites de prélèvement et caractéristiques des échantillons des sols
Légende : Série Kaponda : sols rouges, jaunâtres, profonds, texture finement argileuse, peu imperméable Série Katuba : substrats graveleux, et latéritiques, peu ou pas différenciés en profil Série Lubumbashi : sols hydromorphes, profonds, argileux avec accumulation des matières organiques, retrouvés dans les vallées. Tableau 2-3. Concentration des ETMs et pH des sols
* Frageria et al., 2002 cités par Colinet, 2003 Source : laboratoire unité-écologie de Gembloux 2.1.3 La chauxLe carbonate de calcium (CaCO3) acheté à Likasi (50 Kg pour 2 dollars) a été apporté comme amendement calcaire au sol de la Gécamines (SC), en vue de relever d'une part le pH et d'autre part de réduire la mobilité des ETMs de ce sol. On peut trouver aussi la chaux vive (CaO) et la chaux éteinte (Ca(OH)2) dite agricole sur le marché de Lubumbashi, cependant la pratique de chaulage n'est pas très connue de cette région, suite à l'ignorance et le manque d'encadrement des paysans. Il est recommandé d'utiliser la chaux agricole sur des sols très acides. 2.2 Méthodes2.2.1 Dispositif expérimentalDeux essais ont été conduits en pot selon un dispositif complètement randomisé, le premier avec 3 répétitions de 12 traitements constitués par les différents échantillons des sols choisis en fonction de leur proximité et orientation par rapport à la source de contamination (usine de traitement des minerais, rivières, bord de route) ; et le second avec 4 répétitions de 5 traitements constitués par les 4 doses croissantes de carbonate de calcium appliqué sur SC (0g=T1 ; 5g=T2 ; 10g=T3 et 15g=T4) et comparé à un témoin (SCE ouT0): Sur terrain, le dispositif expérimental a été placé de la manière suivante (fig.2-1) : A B C D
Fig. 2-1. Dispositif expérimental sur terrain (sous l'abri) : A. la culture de carotte B. la culture d'amarante C. la culture d'épinard D. la culture de chou de chine 2.2.2. Conduite de l'essaiLes graines d'amarante et de la carotte tout comme les jeunes plantes de chou de chine et d'épinard nous ont été fourni par les maraîchers de Tingi-Tingi. La préparation des pots et la pesée des sols à l'aide d'une balance en vue d'atteindre la quantité d'un kilogramme de sol par pot ont été réalisé le 05/08/08 pour le premier essai; alors que pour le deuxième essai, cela a été réalisé très tôt (le 23/07/08). En effet, le sol de la Gécamines (SC) a été amendé aux doses croissantes allant de 0 à 15 g de chaux par kg des sols contaminés; Après avoir incorporé la quantité de chaux au sol contaminé, le mélange a été versé dans le pot en plastique 15 jours avant le repiquage de la culture, effectué en date du 23/07/2008 et cela en vue d'atteindre une incorporation parfaite. Les plantules d'épinard et de chou de chine ont été repiquées 6 semaines après semis, à raison d'un plant par pot; par contre les graines d'amarante et de la carotte ont été semées directement. Les plantules de chou de chine et d'épinard ont été répliquées le 08/08/08 à raison d'une plante par pot ; le semis direct de la carotte a été effectué le 05/08/08, tandis que celui de l'amarante a eu lieu 9 jours après à raison de 10 graines par pot. Un démariage a été effectué 15 jours après semis afin de ne laisser qu'un plant par pot. La quantité d'eau journalière apportée par pot a été d'environ 40 ml, cela en vue d'éviter le stress hydrique ou l'excès d'eau qui pouvait présenter un danger pour les cultures. 2.2.3. ObservationsTous les paramètres ont été observés aux intervalles de 15 jours pour l'amarante, le chou de chine et l'épinard ; et aux intervalles de 30 jours pour la carotte, hormis les taux de levée (amarante et carotte) et de reprise (chou de chine et épinard) qui ont été observés à 7 jours après respectivement le semis et le repiquage et la concentration des ETMs dans les organes analysée après la récolte. 1. Taux de levée : il a été déterminé par le rapport des plantules par pot et le nombre des graines semées multiplié par 100. 2. Taux de reprise et le taux de survie: ils ont étés déterminé en considérant la présence (100%) ou l'absence (0%) des plantes dans les pots. 3. Hauteur des plantes : Elle a été mesurée du collet de la plante jusqu'au sommet de la plante et à l'aide d'une latte. 4. Nombre de feuilles : Il a été déterminé par comptage des feuilles. 5. Concentration des ETMs dans les organes : il s'agit du cuivre, cobalt, zinc, cadmium et plomb. Leurs concentrations ont été déterminées après analyse au laboratoire de Gembloux et de la Gécamines/Kipushi à l'aide d'un spectrophotomètre à absorption atomique. 2.2.4. Traitements des sols et organes récoltes avant analyse au laboratoirea. Le solAprès avoir récolté les 14 échantillons des sols (12 pour le premier essai, 2 pour le second) dans les différents sites, les opérations préparatoires aux analyses de laboratoire ont été réalisées, notamment l'émiettement des grosses particules après séchage, le criblage et le pesage. Toutes ces opérations finies, les échantillons des sols ont été mis dans les sachets portant les indications se rapportant aux sites où les sols ont été récoltés. b. Les organes récoltésLes racines récoltées ont été découpées en morceaux puis lavées ; alors que les feuilles ont été juste lavées sans être découpées. Après lavage, les morceaux des racines et les feuilles ont été mis dans les enveloppes portant les indications se rapportant à l'échantillon de sol sur lequel les espèces ont poussé. Par la suite, ces enveloppes ont été mises à sécher dans l'étuve à une température de 40oC pendant 24 heures ; puis les morceaux des racines séchés et les feuilles ont été broyés et mis à nouveau dans des nouvelles enveloppes portant les références relatives au type de sol sur lequel ces dernier ont végété. Ces enveloppes ont été gardées au laboratoire de DEA avant l'analyse par spectrophotométrie au laboratoire de Gembloux en Belgique et de la Gécamines/Kipushi. 2.2.5. Traitement des donnéesL'analyse de la variance (ANOVA) a été utilisée pour voir d'une part l'effet des ETMs sur la croissance (nombre de feuilles, survie, hauteur des plantes) de l'amarante, l'épinard et la carotte. Il s'agit d'une ANOVA à un seul facteur (sol) avec test post hoc (ppds) en cas de différence significative en vue de déterminer les moyennes statistiquement différentes : · Si p<0,05 : la différence est significative et on considère que les fortes concentrations des ETMs dans les sols ont un effet dépressif sur la croissance des plantes · Si p>0,05 : la différence est non significative et on considère que les fortes concentrations des ETMs dans les sols n'ont pas un effet dépressif sur la croissance des plantes D'autre part, et comme pour le premier essai, on a utilisé une ANOVA unifactorielle avec test post hoc pour voir l'effet des amendements calcaires sur la croissance de chou de chine : · Si p<0,05 : la différence est significative et on considère que la chaux favorise la croissance des plantes de chou de chine sur les sols contaminés en ETMs. · Si p>0,05 : la différence est non significative et on considère que la chaux ne favorise pas la croissance des plantes de chou de chine sur les sols contaminés en ETMs. Quant aux résultats relatifs à la bioaccumulation, ils ont été soumis à une comparaison avec les valeurs critiques données par Frageria et al. (2002) cités par Colinet, 2003. Il s'agit là d'une déduction. Statistica 2007 série 7 et Excel 2003 sont les deux logiciels qui on été utilisés pour les traitements des données. CHAPITRE 3. RESULTATS ET DISCUSSION3.1 Présentation des résultatsLes résultats bruts obtenus sur l'ensemble des paramètres de croissance observés pour les quatre cultures sont présentés dans les tableaux en annexes (du tableau A-1 au tableau A-4) alors que leurs moyennes sont présentées sous forme de figures (histogrammes) et tableau si bien que les résultats d'analyse des organes récoltés ne seront présentés que sous forme de tableau. 3.1.1 Influence des ETMs sur la croissance3.1.1.1 L'amaranteD'une manière générale, les meilleurs taux de levée ont été observés chez l'amarante sur les sols des jardins que sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM, hormis sur comme le montre la figure 3-1.
Fig. 3-1. Taux de levée moyen de l'amarante à 7 jours après semis En effet, le taux de levée a varié entre 76,7 % pour le champ près de la route Kipushi (EN5) à 100% pour le jardin près du bâtiment administratif (EN1), champ expérimental (EN2) et le jardin de Kisanga (EN6) sur les sols des jardins avec une moyenne de 94,5% dans l'ensemble ; et entre 0% (SJ) et 100% () avec une moyenne de 61,4% pour les sols du quartier GCM. Par ailleurs, l'analyse de la variance (ANOVA) révèle que le sédiment en zone nue (C1) et le sol jaune nu fortement érodé (SJ) ont présenté les taux de levée les plus faible par rapport aux autres sols de la GCM et aux sols des jardins (p = 0,00024). Pour la survie, les plantes d'amarante ont présenté une très faible mortalité pour l'ensemble des sols de jardins quoiqu'une mortalité de 30% ait été observée sur le sol au bord de la route Kipushi (EN5) à partir de30 jours et à 45 jours (fig. 3-2). Pour les sols du quartier GCM par contre, le taux de survie a été constant mais faible sur C1, par ailleurs il a été réduit respectivement de 65 % et 100% déjà à 30 jours respectivement sur sol nu et noir (SN) et sur dépôt de sol jaune érodé (SE).
Fig. 3-2. Evolution du taux de survie moyen de l'amarante à 15, 30 et 45 jours Le taux de survie a été de 100% à toutes les dates pour les sols des jardins (excepté sur EN5 à 30 et 45 jours) et sur et SV pour les sols du quartier GCM. D'ailleurs, l'ANOVA a montré que seuls les sols potagers, et SV ont présenté un taux de survie élevé par rapport aux sols contaminés (avec p variant entre 0,0034 et 0,0035). Les fortes concentrations des ETMs dans les sols ont eu un effet dépressif sur la hauteur des plantes d'amarante (fig. 3-3). En effet, seules les plantes installées sur les sols des jardins et ont présenté les meilleures tailles par rapport à celles installées sur les autres sols du quartier GCM. Fig. 3-3. Evolution de la taille moyenne des plants d'amarante à 15, 30 et 45 jours L'ANOVA, avec les valeurs de p variant entre 0,0 et 0,000028, montre que les meilleures tailles de plants d'amarante ont été observées sur sols de potagers et sur , hormis sur EN5 sur lequel la taille moyenne de plant a été faible et constante (2,7) ; cependant, seules les plantes installées sur pour les sols du quartier GCM ont eu une taille élevée à toutes les dates. Comme pour la taille des plantes, le nombre de feuilles a été élevé sur les plantes issues des sols potagers, hormis sur EN5 que sur les sols du quartier GCM, hormis sur (fig. 3-4).
Fig. 3-4. Evolution du nombre moyen de feuilles d'amarante à 15, 30 et 45 jours Partant de l'ANOVA, avec les valeurs de p variant entre 0,000003 et 0,0011, il ressort que le nombre élevé de feuilles par plant d'amarante a été obtenu sur sols de potagers et sur sauf sur EN5 sur lequel le plant d'amarante avait moins de 5 feuilles ; seuls les plants d'amarante installés sur ont montré plus de 5 feuilles par plant pour les sols de la GCM. Il apparaît par ailleurs, la diminution d'une feuille par plant sur SN et C1 à 30 jours. Aucune feuille n'a été enregistré sur SE suite à la disparition des plants à partir de 30 jours. 3.1.1.2 La carotteLa levée des plantes de carotte a été très faible sur les sols de la GCM avec une moyenne de 33,9%, hormis sur (fig. 3-5). Par contre, le taux de levée a varié entre 56,6% et 93,3% pour les sols des jardins avec une moyenne de 79,4% dans l'ensemble.
Fig. 3-5. Taux de levée moyen de la carotte à 7 jours Aucune plante n'a pu lever sur SJ et SN (0%) et seules les plantules ayant poussé sur et SV ont dû donner des taux de levée supérieurs à 50% pour les sols de la GCM. Par contre quoiqu'aucun taux de levée maximum n'ait été observé sur les sols des jardins, il a cependant été supérieur à 50%. Il ressort d'ailleurs de l'ANOVA que les meilleurs taux de levée ont été obtenus sur les sols des jardins, aussi sur et SV que sur les sols de la GCM (p= 0,000049). Le taux de survie des plantes de carotte a été, d'une manière générale, maximum pour l'ensemble des sols des jardins, quoiqu'une mortalité de 30% ait été observée sur EN2 à partir du 15ème jour (fig. 3-6). Par contre, aucune levée n'a été observée sur SN et SJ pour les sols du quartier GCM et à partir du 60ème jour, les plantes n'ont survécu que sur les sédiments (C1 et ).
Fig. 3-6. Evolution du taux de survie de la carotte à 30, 60 et 90 jours Par ailleurs, même si la survie a été constante à 30 et à 60 jours sur SE et sur SV, aucun individu n'a survécu sur ces sols jusqu'à 90 jours. D'ailleurs, il ressort de l'ANOVA (avec les valeurs de p variant entre 0,0 et 0,000185) que le taux de survie de la carotte était élevé sur les sols des jardins, les sédiments (C1 et ) et sur SV à 30 et 60 jours par rapport aux autres sols du quartier GCM (SN, SE et SJ). Les tailles les plus élevées ont été observées sur les plantes qui ont poussé sur les sols des jardins, hormis sur EN5, par rapport à celles qui ont poussé sur les sols de la GCM (fig. 3-7). Mais, pour les sols de la GCM, seul a donné des plantes à taille élevée.
Fig. 3-7. Evolution de la taille des plants de carotte à 30, 60 et 90 jours Pour les sols des jardins, aucune plante n'a pu atteindre la taille de 10 cm jusqu'au 90ème jour et C1, SV et SE pour les sols du quartier GCM. Néanmoins, l'ANOVA (avec les valeurs de p variant entre 0,0 et 0,00002), indique que seules les carottes ayant poussé sur les sols potagers, hormis sur EN5, et sur sédiment couvert d'une végétation () ont pu avoir une taille élevée par rapport à celles des sols contaminés. Par ailleurs, le nombre de feuilles de la carotte a été élevé sur les plantes qui se sont développées sur les sols des jardins que celles qui ont poussé sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM (fig. 3-8). D'ailleurs, le nombre a varié entre 2,5 et 5 feuilles pour les sols du quartier GCM ; et entre 3 et 6 feuilles pour les sols des jardins.
Fig. 3-8. Evolution du nombre de feuilles de la carotte à 30, 60 et 90 jours La moyenne de feuilles par plant de carotte a été croissante entre 30 et 60 jours, par contre une diminution a été remarquée entre 60 et 90 jours. Par ailleurs, après analyse statistique, l'ANOVA (p variant entre 0,0 et 0,006) révèle que le nombre moyen de feuilles par plant de la carotte a été élevé sur sols de potagers que sur sols de la GCM; Hormis sur et sur SE à 30 et 60 jours. 3.1.1.3 L'épinardLa reprise de l'épinard a été maximale sur sols contaminés comme sur sols de jardins de Lubumbashi ; cette espèce a survécu également à 100 % sur tous les 12 sols prélevés lors de cette expérimentation jusqu'à 45 jours (tableau 3-1). Après analyse statistique, aucune différence significative n'a été observée entre les traitements aux différentes dates. Tableau 3-1. Taux de reprise et Taux de survie de l'épinard
La taille des plantes d'épinard n'a pas montré des grandes variations entre les plantes ayant poussé sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM et celles ayant poussé sur les sols des jardins (fig. 3-9). Cependant, la taille la plus faible a été observée sur SN pour les sols du quartier GCM à toutes les dates et EN1 (à 15 jours), EN2 et le sol du jardin Tingi-tingi (EN3) et uniquement sur EN3 à 30 jours.
Fig. 3-9. Evolution de la taille moyenne des plants d'épinard à 15, 30 et 45 jours L'ANOVA (p variant entre 0,11 et 0,62) révèle que les plantes ont présenté des tailles presque similaires, que ce soit pour les sols contaminés ou ceux des potagers. Les tailles les plus élevées d'épinard bette ont été enregistrées pour les sols de jardins sur EN6, EN5 et le sol du champ de la Ruashi (EN4) ; et sur et SE pour les sols contaminés. Comme pour la taille, le nombre de feuilles sur les plantes d'épinard n'a pas montré une grande variation pour les sols des jardins et les sols contaminés en ETMs du quartier GCM (fig. 3-10). Cependant, pour les sols contaminés en ETMs du quartier GCM, le nombre le plus élevé a été observé sur et SN et le nombre de feuilles le moins élevé a été observé sur SJ à 30 jours et à 45 jours (4,3 et 5) de manière générale. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Plomb |
Cadmium |
Cuivre |
Cobalt |
Zinc |
|
|
Racines |
- |
- |
20-100 |
15-50 |
100-400 |
Partant du tableau 3-3 ci-dessous, il ressort que les plantes ayant poussé sur le sol contaminé en ETMs du quartier GCM (SV) ont accumulé des fortes concentrations des ETMs dans l'ensemble. Néanmoins, pour les plantes ayant poussé sur les sols des jardins, leurs racines ont dû accumuler des faibles teneurs des ETMs dans le sol, hormis le cuivre.
Tableau 3-3. Concentration des ETMs en ppm dans les racines d'amarante
|
Concentration des ETMs en ppm |
|||||
|
Plomb |
Cadmium |
Cuivre |
Cobalt |
Zinc |
|
|
EN3 |
0,0 |
0,2 |
20,2 |
6,8 |
3,8 |
|
EN4 |
0,0 |
0,4 |
50,8 |
9,0 |
0,0 |
|
SV |
13,2 |
0,4 |
47,6 |
12,2 |
7,8 |
Source : Laboratoire Gécamines/Kipushi
Par ailleurs, lorsqu'on compare les concentrations des ETMs contenues dans les racines des plantes par rapport aux valeurs de référence données dans le tableau 3-2, on remarque que les concentrations du cuivre contenues dans les racines correspondent aux valeurs critiques (toxicité) que ce soit pour les plantes ayant poussé sur les sols des jardins que celles qui ont poussé sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM. En dépit du fait que les racines des plantes qui ont poussé sur SV contiennent des concentrations critiques en cuivre, elles contiennent en même temps une concentration de cobalt qui se rapproche des concentrations critiques.
Pour l'épinard, l'analyse des racines a montré que les plantes qui ont poussé sur les sols contaminés ont accumulé des fortes concentrations en ETMs (notamment le plomb et le cuivre, le cobalt et le zinc) par rapport à celles qui ont poussé sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM (tableau 3-4).
Tableau 3-4. Teneurs des ETMs en ppm dans les racines d'épinard
|
Concentration des ETMs en ppm |
|||||
|
Pb |
Cd |
Cu |
Co |
Zn |
|
|
EN1 |
1,8 |
0,6 |
13,6 |
1,8 |
7,4 |
|
EN2 |
0,0 |
0,4 |
14,2 |
4,2 |
14,8 |
|
EN3 |
0,0 |
0,2 |
10,2 |
1,4 |
8,4 |
|
EN4 |
0,0 |
0,2 |
36,4 |
16,2 |
10,0 |
|
EN5 |
0,0 |
0,6 |
12,0 |
1,2 |
0,0 |
|
EN6 |
0,0 |
0,4 |
8,6 |
0,8 |
8,0 |
|
C1 |
3,0 |
0,8 |
33,4 |
4,8 |
17,8 |
|
0,0 |
0,6 |
20,4 |
0,2 |
0,0 |
|
|
SN |
10,0 |
0,4 |
120,4 |
14,8 |
64,6 |
|
SV |
10,0 |
0,4 |
50,2 |
10,6 |
16,6 |
|
SE |
5,2 |
0,2 |
46,6 |
3,2 |
9,8 |
|
SJ |
12,0 |
0,8 |
32,4 |
8,8 |
30,0 |
Source : Laboratoire Gécamines/Kipushi
Cependant, pour ce qui est du cadmium, l'analyse des racines des plantes d'épinard a montré des accumulations presque similaires que ce soit pour les plantes qui ont poussé sur les sols des jardins que celles qui ont poussé sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM. Comparées aux valeurs critiques du tableau 3-2, les concentrations en cuivre contenues dans les racines des plantes qui ont poussé sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM et celles de EN4 ont accumulé des concentrations critiques de cuivre (toxicité).
L'apport de chaux semble réduire considérablement la bioaccumulation du cadmium et du plomb dans les racines de chou de chine (tableau 3-5) car seules les racines de chou ayant végété sur le sol témoin ont renfermé des teneurs élevées par rapport à celles des racines issues des plantes qui ont poussé sur le sol du quartier GCM où l'on appliqué la dose de 10g de chaux par Kg de sol contaminés en ETMs du quartier GCM (SC).
Tableau 3-5. Teneur des ETMs en ppm dans les racines de chou
|
Pb |
Cd |
Cu |
Co |
Zn |
|
|
T0 |
8,8 |
0,2 |
22,2 |
4,4 |
4,8 |
|
T1 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
T2 |
0,6 |
0,00 |
49,8 |
9,8 |
8,0 |
|
T3 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
T4 |
- |
- |
- |
- |
- |
Source : Laboratoire Gécamines/Kipushi
Par ailleurs, les concentrations du cuivre qu'ont renfermé les racines de chou de chine, comparées aux valeurs de référence du tableau 3-2, se rapportent aux concentrations critiques (toxicité) alors que celles des autres ETMs comme le cobalt et le zinc sont loin de se rapprocher des valeurs critiques. En outre, les racines des plantes ayant poussé sur le sol du champ expérimental ont accumulé des concentrations en plomb très élevées.
L'essai de comparaison de la croissance de l'Amarante sur les sols des jardins et les sols contaminés du quartier Gécamines (sols d'en face du cimetière de la Gécamines, les sédiments) a révélé une différence significative entre les plantes qui se sont développées sur les sols des jardins et celles qui ont poussé sur les sols contaminés d'une manière générale pour tous les paramètres observés.
Pour le paramètre taux de levée observé chez l'amarante à 7 jours après semis, aucune graine semée n'a pu germer sur SJ ; et un taux assez faible a été observé sur les autres sols des sites contaminés, hormis le sédiment avec un épais couvert végétal et les sols de jardin où un taux élevé a été observé. Pour le sédiment de zone nue, cela est dû au fait que tous les ETMs transportés par les eaux de pluies s'accumulent dans le sédiment de bas fond (C1). Pour les autres sols contaminés par contre, étant donné qu'ils sont lourds et compacts, cela a rendu difficile la germination des graines, par là empêche la levée car la structure détermine la porosité, qui est responsable de l'adsorption et de la rétention de l'eau et du développement et de la distribution des racines. En effet, la croissance des plantes sur des sols ayant des concentrations très élevées en ETMs est limitée et dans la plupart des cas, la morphologie de ces plantes est altérée car les ETMs peuvent affecter le métabolisme des plantes et dans certains cas, inactiver les constituants de membranes dans les cellules. Dans la plupart de cas, les ETMs peuvent causer des effets visibles de phytotoxicité (Kabata- Pendias A, 2001).
Pour le paramètre taux de survie, et comme pour le taux de levée, l'on remarque que c'est plus la structure compacte du sol qui influence la croissance des plants d'amarante ainsi que la concentration en ETMs. En effet, pour les plantes ayant poussé sur EN5, qui présente des fortes concentrations en ETMs dans les sols par rapport aux autres sols des jardins, une mortalité d'environ 30% a été observée alors que pour les autres sols des jardins le taux de survie est resté de 100% ; ce qui explique d'ailleurs aussi la forte mortalité observée sur les sédiments en zone nue (C1), le sol nu noir (SN) et sur le sol jaune accumulé et érodé ailleurs (SE). Par contre, les plantes qui ont poussé sur et SV, qui contiennent des faibles teneurs en ETMs, notamment en plomb et en cadmium par rapport à d'autres sols du quartier GCM, ont connu une mortalité nulle. Ceci est dû au fait que généralement les plantes s'adaptent aux conditions de stress du milieu ; cependant elles sont sensibles particulièrement à l'excès d'éléments traces dans les sols (Tyler et al., 1989).
Par ailleurs, les fortes concentrations des ETMs dans les sols ont eu un effet dépressif sur la croissance des plantes. De ce qui précède, il ressort que les sols à faible teneur en ETMs (sols des jardins excepté EN5, et SE) ont donné des plantes de meilleure taille contrairement à ceux qui en contiennent plus (les sols du quartier GCM hormis et SV). Par contre, la structure compacte du sol de SE n'a pas permis un bon développement des plantes et à d'ailleurs causer leur mortalité à partir du 20ème jour après le semis.
A coté de ce qui précède, le nombre de feuilles par plante d'amarante a été étroitement influencé par la concentration des ETMs dans les sols. Ceci dit, le nombre de feuilles par plant a été élevé sur les plantes ayant poussé sur les sols des jardins à faible concentration des ETMs et sur les sols contaminés à faible concentration en ETMs (SV) et à bonne structure du sol (). Par ailleurs, le sol du jardin Tingi-tingi, a donné des plantes avec nombre de feuilles élevé par rapport aux autres sols des jardins bien que présentant d'assez fortes concentrations en ETM par rapport à EN2 et EN4. Ceci serait dû probablement aux effets résiduels de la matière organique étant donné que ce sol a été amendé l'année qui a précédé notre expérimentation avec la bouse et fertilisé chaque année avec les engrais minéraux. En effet, Mobambo (2009) rapporte qu'à cause de la libération échelonnée des acides organiques par la fumure organique au cours de sa décomposition, il se produit des effets résiduels au cours du temps et sur les cultures subséquentes.
La carotte a présenté un très faible taux de levée d'une manière générale sur les sols contaminés du quartier GCM (excepté sur et SV où il a été élevé et supérieur à 50%) par rapport aux sols des jardins, hormis sur EN5 où il a été faible. En effet, comme l'amarante, cette plante a montré une sensibilité pour les fortes teneurs en ETMs et la structure compacte des sols. En effet, les cultures maraîchères préfèrent les sols meubles et riches en matières organiques pour le bon développement des plantes (Messiaen, 1989).
La survie de la carotte a été maximale pour tous les sols des jardins (excepté EN5) et pour le sédiment avec épais couvert végétal (). Cependant, une mortalité de 100% a été observée sur SE et SV entre 60 jours et 90 jours après le semis. Ceci serait dû probablement à la mauvaise structure de ces sols d'une part et de l'autre aux fortes concentrations des ETMs sur ces sols qui a empêché le bon développement des plantes sur ce sol, et de surcroît cela a induit leur mortalité. D'ailleurs, selon Kloke (1979) et Bizoux (2006), les sols contaminés en ETMs peuvent produire des plantes d'apparence normale alors que la concentration de ces mêmes ETMs dans leurs tissus peut être dangereuse pour leur croissance, pour la consommation humaine et animale.
Pour la taille des plantes ainsi que le nombre de feuilles produit par plante, la meilleure performance a été observé sur les sols des jardins exceptés EN2 qui a donné des plantes avec un nombre de feuilles inférieur à 4 et EN5 qui a produit des plantes chétives dont la taille n'a pas dépassé 10cm. Ceci s'expliquerait probablement par le fait que pour EN2, malgré les faibles concentrations en ETMs, le faible niveau de pH (4,8) a induit une faible mobilité des élements nutritifs dans le sol ; pour EN5 par contre, cela serait dû aux fortes concentrations des ETMs.
Pour le paramètre taux de survie et taux de reprise, toutes les plantules d'épinard qui ont été transplantées ont pu survivre que ce soit pour les sols de jardin ou pour les sols contaminés en ETMs du quartier GCM. Ceci serait probablement dû à des mécanismes physiologiques d'exclusion que développerait cette espèce pour pouvoir supporter les fortes concentrations des ETMs dans les sols. En effet, selon Horst (2002), l'excès des ETMs pour les plantes a un impact négatif sur le processus métabolique des plantes (contamination mono et polymétallique) et les plantes développent différents mécanismes pour se protéger contre les excès des ETMs. Ces mécanismes sont en général développés dans les racines grâce aux exsudats racinaires contenant les acides polygalacturoniques et la production des phytochélatines qui fixent les ETMs et qui les déplacent dans les vacuoles ou les excrètent hors des cellules. En dépit de cette tolérance face aux ETMs qu'on lui suppose, l'épinard n'a pas montré d'exigences quant à la structure du sol.
Pour la taille des plantes observées aux différentes dates ainsi que le nombre de feuilles par plante, des situations presque similaires ont été observées sur l'ensemble des plantes que ce soit pour celles qui ont poussé sur sols des jardins ou encore celles qui ont poussé sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM. Toutefois, les plantes de taille élevée et ayant produit aussi un grand nombre de feuilles, ont été obtenus sur les sols des jardins d'une manière générale, hormis sur et SE pour les sols contaminés du quartier GCM. Cependant, SN qui présente des très fortes concentrations en ETMs sur l'ensemble des sols utilisés pour l'essai, notamment tous les 5 ETMs qui ont été considérés pour notre essai, a produit des plantes chétives et à peu de feuilles. Ceci s'expliquerait par le fait que les fortes concentrations des ETMs dans les plantes réduisent l'assimilation d'autres éléments nutritifs comme le fer, le manganèse, le potassium (Taylor et Foy, 1985 ; Horst M, 2002).
Dans l'ensemble, les plantes d'amarante, de carotte et d'épinard se sont bien comportées sur les sols des jardins que sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM, excepté sur et SE. Cette situation serait due aux fortes concentrations des ETMs et à la structure compacte de ces sols. Néanmoins, l'épinard a dû tolérer les fortes concentrations des ETMs dans les sols (mais il est aussi à savoir qu'il existe une limite de tolérance lorsque la concentration en ETMs des sols augmente) et à la structure compacte des sols du quartier GCM; l'amarante et la carotte ont montré une sensibilité aux fortes concentrations des ETMs et à la structure compacte des sols du quartier GCM.
Il est aussi à savoir que les essais en pots permettent une meilleure standardisation des conditions (concentrations en ETMs), mais ne permettent pas un développement normal des plantes à long terme.
Les amendements massifs de CaCO3 (15T/ha, 30T/ha et 45T/ha) ont permis une bonne croissance de chou de chine par rapport au sol contaminé sans amendement calcaire (T1). Cependant, contrairement à ce qui a été observé sur T0, T2, T3 et T4 ; sur T1 aucune plante transplantée n'a pu reprendre. Cela serait dû au fait que les fortes concentrations en ETMs dans un sol induisent un ralentissement de croissance chez les végétaux, et, de surcroît une disparition des végétaux qui ne tolèrent pas la présence des fortes concentrations des ETMs dans le sol (Anne et Isabelle, 2005).
Après la transplantation, la forte mortalité des plantes a été observée sur les pots contenant le sol de la Gécamines sans amendement calcaire (T1) (100% de mortalité). Par ailleurs, au-delà de 30 jours, la même situation a été observée pour l'ensemble des traitements. Cependant, une mortalité de 46,67% a été observée sur l'ensemble des traitements, hormis sur sol contaminé sans amendement calcaire (T1). L'unique hypothèse à ce sujet serait que le chou de chine étant une plante des régions tempérées, l'augmentation des températures provoque l'apparition des maladies, augmente leur incidence, induit une baisse des réactions métaboliques. La résultante de ces trois facteurs est que les plantes se développent mal et au fur et à mesure la température augmente, la mortalité augmente aussi jusqu'à atteindre le maximum (100%).
Par ailleurs, une situation particulière sur le sol contaminé où on a appliqué 45 T de chaux/ha (T4) semble être non négligeable et est à signaler. En effet, quoiqu'il n y ait pas de différence significative entre le témoin (T0), sur le sol contaminé où on a appliqué 15 T de chaux/ha (T2), sur le sol contaminé où on a appliqué 30 T de chaux/ha (T3) et sur le sol contaminé où on a appliqué 45 T de chaux/ha (T4) ; cependant, T4 semble cependant avoir le taux de survie le plus faible de tous les 4 traitements susdits bien qu'ayant reçu la forte dose de 45 T de chaux à l'hectare. Ceci serait dû au fait qu'un chaulage massif modifie brutalement les propriétés du sol et peut même entraîner des dommages sur les végétaux cultivés et causer le blocage de certains éléments nutritifs (Lumpungu, 2008). En effet, une forte teneur en chaux a généralement pour résultat un plus grand besoin d'application d'engrais ; dans le même ordre d'idée, des sols très calcaires sont susceptibles d'être moins productifs que des sols légèrement calcaires, toutes les autres conditions étant égales par ailleurs.
Pour ce qui est de la hauteur des plantes et du nombre des feuilles, la meilleure performance, dans l'ensemble bien entendu, a été observé sur T3. Néanmoins, sur T1, suite à la forte concentration des ETMs dans le sol, toutes les plantules repiquées n'ont pas pu survivre. Cependant, il a été constaté qu'en dehors de T1, la performance la plus faible a été observée sur T4. Ceci serait dû au fait que dans l'emploi de la fumure il y a une limite d'utilisation de cette dernière (fumure). En effet au-delà d'un certain seuil, le développement des végétaux devient difficile suite au phénomène de compléxation et blocage (Mobambo, 2007 ; Mobambo, 2008 ; Lumpungu, 2008).
Par contre, la situation observée sur T3 se justifierait par le fait qu'avec l'application de la dose optimale de chaux, il se produit une réduction de la mobilité des ETMs avec augmentation du pH, mais sans blocage et compléxation d'autres éléments nutritifs. En effet selon Han et Lee (1996), pour la plupart des ETMs, hormis le bore, la mobilité et donc la biodisponibilité diminue lorsque le pH augmente. Cependant, l'aspect économique devra être pris en compte lorsqu'on envisagera l'établissement d'une culture.
Quant aux doses de chaux, la dose de 30T/ha semble être optimale pour la croissance et la production des feuilles de chou de chine par rapport à la dose de 15T/ha et 45T/ha. En effet, l'excès de calcium dans un sol conduit à la destruction rapide de la matière organique avec perte de stabilité structurale ; au blocage de certains éléments essentiels pour le métabolisme de la plante, notamment le magnésium (antagonisme dans l'absorption) (Ngongo, 2007).
Les racines d'amarante ont dû accumuler des fortes concentrations des ETMs, notamment le cadmium, le cuivre et le cobalt par rapport à celles que les sols renfermaient. Ceci serait lié probablement à la physiologie de la plante mais aussi aux concentrations des ETMs contenues dans les sols. Mais dans notre cas, c'est plus la concentration des ETMs dans le sol qui a influencé de manière significative sur la bioaccumulation des ETMs dans les racines, la variété d'amarante utilisée étant la même.
En effet, Baker et Walker (1989a ; 1989b) rapportent que la concentration des éléments minéraux dans les plantes varie en fonction des espèces végétales (âge, stade de croissance, variété et individu), des conditions climatiques (température, humidité et la lumière) mais aussi des facteurs liés au sol (la concentration des éléments dans le sol, le pH et la CEC). Il est aussi à savoir que même si les racines sont sensibles aux fortes concentrations des ETMs, elles sont cependant les sites de préférence pour l'accumulation des ETMs lorsque leur concentration augmente dans le milieu externe (Sandmann et Bogen, 1983 ; Matoo et al., 1986 ; Bergman, 1988).
L'épinard ayant survécu sur l'ensemble des sols (sols du jardin et sols contaminés) a montré des fortes teneurs en ETMs dans les racines des plantes qui ont poussé sur les sols contaminés du quartier GCM que celles des plantes issues des sols des jardins. Cette situation s'expliquerait par l'augmentation de la concentration des ETMs dans le milieu extérieur (sol). En fait, les éléments minéraux, par le phénomène d'osmose, on tendance à quitter un milieu très concentré (hypertonique) vers un milieu moins concentré (hypotonique). En effet, les plantes qui ont la capacité de faire la sélection des éléments minéraux qui sont importants pour leur croissance peuvent aussi, par le mode d'absorption passive, prélever des éléments minéraux qui ne sont pas nécessaires pour leur croissance et qui peuvent même devenir dangereux (toxiques) pour leur survie lorsque leur concentration est élevée dans le milieu extérieur (Horst, 2002). Par contre, les fortes accumulations de cadmium dans les racines d'épinard pour l'ensemble des sols sur lesquels les plantes d'épinard se sont développées, seraient dues au fait que, selon Ademe (1990), cette plante est fortement accumulatrice du cadmium.
L'application de la chaux (15T de chaux/ha) a réduit de façon significative la bioaccumulation des ETMs, à l'occurrence le plomb et le cadmium, dans les racines de chou de chine cultivé sur un sol contaminé en ETMs du quartier GCM. Cette situation serait due au fait que la mobilité des ETMs est élevée dans un sol lorsque le pH de celui-ci est acide. D'ailleurs, Lumpungu (2008) explique qu'à part le molybdène, la mobilité des ETMs diminue lorsque le pH tend vers la neutralité. Mais, des teneurs en cuivre similaires aux valeurs critiques ont été cependant enregistrées dans les racines (T0 et T2). Probablement, l'application de 30T de chaux/ha aurait réduit sensiblement la mobilité du cuivre.
En effet, l'application de la chaux à un sol réduit la mobilité des ETMs en élevant le pH de celui-ci. Selon Han et Lee (1996), ceci s'expliquerait par la réduction de la mobilité des ETMs et l'augmentation de la mobilité des élements nutritifs majeurs comme le phosphore, qui, à un pH acide, est présent dans le sol mais avec une faible mobilité.
D'une manière générale, les racines des plantes ont accumuler des fortes concentrations de cuivre que ce soit pour les plantes qui ont poussé sur les sols des jardins que sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM ; et ces valeurs correspondent aux valeurs critiques de référence. Ceci présente des risques de contamination de la chaîne alimentaire, surtout lorsqu'il est transféré dans les organes aériens (tiges, feuille, fruits). Cette situation serait due au fait que le district du Haut-Katanga qui est caractérisé par la présence de l'arc cuprifère katangais riches en minéraux de cuivre, connaît des activités minières dont l'extraction, le transport, le lavage et le mode de traitement des minerais ne font qu'émettre dans l'environnement des particules métalliques qui peuvent se poser à proximité de l'endroit où ils ont été émis ou être transporté loin (par le vent, l'eau). Ceci contribue à accroître leur concentration dans le sol.
Par ailleurs, les conditions climatiques étant les mêmes au cours de notre expérimentation, il est probable que les différences dans l'accumulation des ETMs soient liées aux espèces et à la concentration des ETMs dans les sols.
Le présent travail avait pour objectif d'évaluer le comportement d'Amarantus hybridus, Daucus carota et Spinacia oleracea installées sur sols des jardins et sur sols contaminés par les ETMs du quartier GCM d'une part et de l'autre la réduction de la biodisponibilité des ETMs par l'application de la chaux avec la culture de Brassica chinensis.
Les résultats de croissance montrent que les cultures d'Amarantus hybridus, Daucus carota et Spinacia oleracea installées sur sols des jardins se sont bien comportées par rapport à celles qui ont été installées sur les sols contaminés en ETMs du quartier GCM, hormis sur . En dépit de cela, les racines d'Amarantus hybridus et Spinacia oleracea ayant poussé sur sols des jardins ont présenté des faibles teneurs en plomb, cadmium que celles des sols contaminés, excepté le cuivre dont la teneur dans les racines se rapporte aux valeurs critiques pour l'ensemble des sols. Ainsi, les risques de contamination de la chaîne alimentaire par le cuivre sont évidents, surtout lorsque celui-ci est transféré dans les organes aériens (feuilles, tiges, fruits).
Par ailleurs, il ressort des résultats que la culture de Brassica chinensis est possible sur sols contaminés en ETMs du quartier GCM à condition que les amendements soient appliqués en vue de réduire la phytotoxicité par les ETMs et principalement le cuivre. Dans nos conditions expérimentales, c'est la dose de 30T de CaCO3 qui s'est révélée optimale.
Au terme du présent travail, nous suggérons que l'analyse des teneurs en ETMs dans les feuilles des cultures pratiquées soient faites pour compléter cette étude en vue d'estimer les risques de contamination de la chaîne alimentaire par consommation des légumes ; que des essais incluant les pots de grande capacité, l'utilisation des amendements et des engrais minéraux, qu'une étude cartographique de la concentration des ETMs des différents sites de la ville de Lubumbashi soient menées ultérieurement.
Eu égard à ce qui précède, nous estimons que les résultats obtenus de l'expérimentation prenant en compte ces suggestions permettront d'aboutir à l'établissement des cultures sur quelques sites contaminés en ETMs de la ville de Lubumbashi.
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Tableau A-1 Résultats bruts (détaillés) relatifs aux paramètres de croissance observés sur les plantes de Brassica chinensis.
|
TRAITEMENTS |
TAUX DE REPRISE |
TAUX DE SURVIE
|
HAUTEUR DES PLANTES
|
NOMBRE DE FEUILLES
|
|||||||
|
|
7 JRS |
15JRS |
30JRS |
45JRS |
15JRS |
30JRS |
45JRS |
15JRS |
30JRS |
45JRS |
|
|
T0 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
100 |
12 |
16 |
15 |
4 |
6 |
8 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
0 |
12 |
4 |
0 |
4 |
2 |
0 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
0 |
0 |
5 |
0 |
0 |
4 |
0 |
0 |
|
|
B4 |
100 |
100 |
100 |
100 |
6 |
14 |
13 |
4 |
6 |
6 |
|
T1 |
B1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
T2 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
0 |
13 |
14 |
0 |
3 |
2 |
0 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
100 |
16 |
4 |
7 |
5 |
2 |
5 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
100 |
4 |
15.5 |
8 |
2 |
6 |
7 |
|
|
B4 |
100 |
100 |
100 |
100 |
11 |
12 |
9 |
5 |
5 |
1 |
|
T3 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
100 |
5 |
13 |
7 |
3 |
5 |
4 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
100 |
12.5 |
6 |
6 |
5 |
6 |
7 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
0 |
21 |
16 |
0 |
2 |
7 |
0 |
|
|
B4 |
100 |
100 |
100 |
0 |
13 |
18 |
0 |
3 |
3 |
0 |
|
T4 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
0 |
16 |
12 |
0 |
4 |
4 |
0 |
|
|
B2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
100 |
4 |
8 |
6 |
4 |
5 |
7 |
|
|
B4 |
100 |
100 |
100 |
0 |
6 |
6 |
0 |
3 |
5 |
0 |
Tableau A-2 Résultats bruts (détaillés) relatifs aux paramètres de croissance observés sur les plantes de Daucus carota.
|
SOLS |
NOMBRE DE FEUILLES |
TAUX DE LEVEE |
TAUX DE SURVIE
|
HAUTEUR DES PLANTES
|
|||||||
|
|
30JRS |
60JRS |
90JRS |
7JOURS |
30 JRS |
60JRS |
90JRS |
30JRS |
60JRS |
90JRS |
|
|
EN1 |
B1 |
4 |
5 |
5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
13 |
22 |
27.5 |
|
|
B2 |
4 |
5 |
5 |
60 |
100 |
100 |
100 |
10 |
18 |
26 |
|
|
B3 |
3 |
5 |
5 |
80 |
100 |
100 |
100 |
9 |
17 |
30 |
|
EN2 |
B1 |
4 |
5 |
5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
9 |
20 |
26.5 |
|
|
B2 |
4 |
5 |
4 |
100 |
100 |
100 |
100 |
11 |
19 |
19 |
|
|
B3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
EN3 |
B1 |
5 |
6 |
5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
16 |
24 |
31.5 |
|
|
B2 |
5 |
6 |
6 |
100 |
100 |
100 |
100 |
12 |
22 |
33.5 |
|
|
B3 |
3 |
5 |
4 |
80 |
100 |
100 |
100 |
11 |
25 |
34 |
|
EN4 |
B1 |
4 |
6 |
5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
13 |
20 |
20.5 |
|
|
B2 |
4 |
4 |
4 |
60 |
100 |
100 |
100 |
5 |
16 |
18 |
|
|
B3 |
4 |
5 |
3 |
100 |
100 |
100 |
100 |
10 |
17 |
26.5 |
|
EN5 |
B1 |
3 |
5 |
3 |
70 |
100 |
100 |
100 |
4 |
8 |
7.3 |
|
|
B2 |
3 |
3 |
4 |
60 |
100 |
100 |
100 |
7 |
8 |
7 |
|
|
B3 |
3 |
5 |
5 |
40 |
100 |
100 |
100 |
6 |
9 |
12.5 |
|
EN6 |
B1 |
3 |
5 |
4 |
100 |
100 |
100 |
100 |
6 |
17 |
27.5 |
|
|
B2 |
4 |
6 |
4 |
80 |
100 |
100 |
100 |
6 |
17 |
22.5 |
|
|
B3 |
4 |
5 |
4 |
100 |
100 |
100 |
100 |
8 |
17 |
23.5 |
|
C1 |
B1 |
3 |
4 |
3 |
60 |
100 |
100 |
100 |
4 |
5 |
6 |
|
|
B2 |
3 |
4 |
2 |
70 |
100 |
100 |
100 |
6 |
7 |
5 |
|
|
B3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
B1 |
3 |
4 |
5 |
80 |
100 |
100 |
100 |
5 |
13 |
28 |
|
|
|
B2 |
5 |
5 |
5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
10 |
22 |
20 |
|
|
B3 |
3 |
4 |
4 |
70 |
100 |
100 |
100 |
8 |
10 |
14 |
|
SN |
B1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
SV |
B1 |
3 |
3 |
0 |
50 |
100 |
100 |
0 |
3 |
4 |
0 |
|
|
B2 |
2 |
4 |
0 |
60 |
100 |
100 |
0 |
3 |
4 |
0 |
|
|
B3 |
3 |
3 |
0 |
60 |
100 |
100 |
0 |
4 |
6 |
0 |
|
SJ |
B1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
SE |
B1 |
3 |
5 |
0 |
60 |
100 |
100 |
0 |
4 |
8 |
0 |
|
|
B2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Tableau A-3 Résultats bruts (détaillés) relatifs aux paramètres de croissance observés sur les plantes de Spinacia oleracea.
|
SOLS |
TAUX DE SURVIE
|
NOMBRE DE FEUILLES
|
HAUTEUR DES PLANTES |
|||||||
|
|
15JRS |
30JRS |
45JRS |
15JRS |
30JRS |
45JRS |
15 JRS |
30JRS |
45 JRS |
|
|
EN1 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
6 |
7 |
7 |
16 |
16,5 |
17 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
5 |
5 |
6 |
15 |
16 |
18 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
7 |
7 |
8 |
16 |
17 |
16 |
|
EN2 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
4 |
6 |
5 |
16 |
15 |
17 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
5 |
5 |
7 |
15 |
16 |
17 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
7 |
6 |
8 |
12 |
16 |
16 |
|
EN3 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
5 |
6 |
6 |
13 |
12 |
20 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
7 |
7 |
9 |
15.5 |
16 |
16 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
5 |
6 |
6 |
18 |
19,5 |
13 |
|
EN4 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
3 |
4 |
5 |
13.5 |
13 |
21 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
5 |
7 |
8 |
14.5 |
17 |
18 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
6 |
6 |
6 |
19 |
19,5 |
17 |
|
EN5 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
5 |
6 |
7 |
14 |
16 |
18 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
6 |
7 |
8 |
15.5 |
16 |
16 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
5 |
6 |
7 |
15 |
16,5 |
22 |
|
EN6 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
4 |
5 |
6 |
18 |
17 |
18 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
6 |
7 |
9 |
17 |
16,5 |
17 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
6 |
5 |
5 |
16 |
17 |
18 |
|
C1 |
B1 |
100 |
100 |
100 |
5 |
5 |
6 |
14 |
17 |
16 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
5 |
4 |
5 |
14 |
13 |
13 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
6 |
5 |
6 |
16.5 |
14 |
20 |
|
B1 |
100 |
100 |
100 |
6 |
6 |
6 |
16.5 |
16 |
21 |
|
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
6 |
7 |
8 |
13 |
14 |
14 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
7 |
6 |
8 |
18 |
22 |
17 |
|
SN |
B1 |
100 |
100 |
100 |
4 |
5 |
7 |
14 |
12 |
12 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
5 |
6 |
7 |
17 |
18 |
14 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
4 |
6 |
6 |
11 |
12,5 |
12 |
|
SV |
B1 |
100 |
100 |
100 |
5 |
5 |
5 |
16.5 |
16 |
17 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
4 |
5 |
5 |
13 |
13 |
13 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
3 |
4 |
6 |
16 |
16,5 |
16 |
|
SJ |
B1 |
100 |
100 |
100 |
3 |
3 |
6 |
12 |
10 |
19 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
6 |
5 |
6 |
17.5 |
16 |
17 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
6 |
5 |
3 |
17 |
17,5 |
7 |
|
SE |
B1 |
100 |
100 |
100 |
5 |
6 |
4 |
15.5 |
15 |
17 |
|
|
B2 |
100 |
100 |
100 |
5 |
5 |
6 |
16.5 |
15 |
17 |
|
|
B3 |
100 |
100 |
100 |
4 |
4 |
8 |
15 |
15 |
19 |
Tableau A-4 Résultats bruts (détaillés) relatifs aux paramètres de croissance observés sur les plantes de Amaranthus hybridus.
|
SOLS |
NOMBRE DE FEUILLES |
TAUX DE LEVEE |
TAUX DE SURVIE |
HAUTEUR DES PLANTES |
|||||||
|
15JRS |
30JRS |
45JRS |
7JRS |
15 JRS |
30JRS |
45JRS |
15JRS |
30JRS |
45JRS |
||
|
EN1 |
B1 |
3 |
7 |
10 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
7 |
13 |
|
B2 |
2 |
8 |
10 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
8 |
16 |
|
|
B3 |
3 |
5 |
7 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
5 |
10 |
|
|
EN2 |
B1 |
2 |
5 |
6 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
6 |
7 |
|
B2 |
2 |
6 |
8 |
100 |
100 |
100 |
100 |
4 |
6.5 |
7 |
|
|
B3 |
2 |
6 |
8 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
6.5 |
8 |
|
|
EN3 |
B1 |
2 |
7 |
10 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3.5 |
8 |
20 |
|
B2 |
2 |
4 |
9 |
100 |
100 |
100 |
100 |
2.5 |
5 |
13 |
|
|
B3 |
2 |
5 |
10 |
90 |
100 |
100 |
100 |
3 |
7 |
14 |
|
|
EN4 |
B1 |
3 |
4 |
4 |
100 |
100 |
100 |
100 |
4 |
5 |
6 |
|
B2 |
3 |
5 |
8 |
80 |
100 |
100 |
100 |
3.5 |
6 |
10 |
|
|
B3 |
3 |
5 |
9 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
5 |
11 |
|
|
EN5 |
B1 |
2 |
0 |
0 |
60 |
100 |
0 |
0 |
3 |
0 |
0 |
|
B2 |
2 |
4 |
5 |
70 |
100 |
100 |
100 |
3 |
4 |
4.5 |
|
|
B3 |
2 |
5 |
7 |
100 |
100 |
100 |
100 |
2 |
4 |
3 |
|
|
EN6 |
B1 |
3 |
3 |
5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
5 |
6 |
|
B2 |
3 |
5 |
6 |
100 |
100 |
100 |
100 |
4 |
6 |
7 |
|
|
B3 |
2 |
5 |
5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
5 |
6 |
|
|
C1 |
B1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
B2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
2 |
1 |
5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
1 |
4 |
4 |
|
|
B1 |
2 |
4 |
6 |
100 |
100 |
100 |
100 |
4 |
5 |
8 |
|
|
B2 |
3 |
6 |
8 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
6 |
10 |
|
|
B3 |
2 |
7 |
9 |
100 |
100 |
100 |
100 |
3 |
8 |
7 |
|
|
SN |
B1 |
3 |
0 |
0 |
40 |
100 |
0 |
0 |
4 |
0 |
0 |
|
B2 |
3 |
0 |
0 |
50 |
100 |
0 |
0 |
4 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
3 |
2 |
3 |
50 |
100 |
100 |
100 |
3 |
2 |
2 |
|
|
SV |
B1 |
2 |
3 |
4 |
30 |
100 |
100 |
100 |
3 |
4 |
3 |
|
B2 |
2 |
4 |
4 |
50 |
100 |
100 |
100 |
3 |
4 |
3 |
|
|
B3 |
3 |
3 |
4 |
50 |
100 |
100 |
100 |
4 |
3 |
4 |
|
|
SJ |
B1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
B2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
SE |
B1 |
2 |
0 |
0 |
90 |
100 |
0 |
0 |
3.5 |
0 |
0 |
|
B2 |
3 |
0 |
0 |
100 |
0 |
0 |
0 |
3.5 |
0 |
0 |
|
|
B3 |
3 |
0 |
0 |
50 |
0 |
0 |
0 |
3.5 |
0 |
0 |
|
MODE OPERATOIRE AU LABORATOIRE GCM/KIPUSHI
1. PREPARATION DES ECHANTILLONS
- Broyage
- Mise en enveloppes
2. SALLE DE BALANCE
- Peser une quantité de l'échantillon broyé équivalente à 0,25g à mettre dans le creuset
3. PHASE D'ATTAQUE
- Ajouter dans le creuset 15 ml de HCl, 10 ml de HNO3, 2 ml de HClO4 et 2 ml de HF
- Mettre le mélange sur une plaque chauffante jusqu'à l'apparition d'une fumée blanche
- Retirer le creuset sur la plaque puis y ajouter 100 ml H2O distillée puis réchauffer pendant 5 minutes au plus
- Retirer le creuset de la plaque chauffante et verser le contenu dans un ballon de 250 ml de capacité où l'on ajoute de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge ; secouer le ballon
4. ANALYSE AU SPECTROPHOTOMETRE AA
- Un capillaire est introduit dans le ballon contenant la solution et en aspire une partie
- La solution aspirée arrive au niveau du brûleur (2300°C) qui excite les atomes se trouvant dans la solution aspirée
- La concentration de chacun des éléments dont le spectre a été prédéfini au monochromateur est affiché en pour mille sur l'ordinateur connecté au spectrophotomètre ; puis converti par les membres du laboratoire en ppm.
