Academic literature on the topic 'Transfert sol-plante'

L’opération de génie écologique présentée dans cet article s’est inscrite dans le cadre des travaux de renforcement de 13 km de digue en rive droite du Rhône entre Beaucaire et Fourques (département du Gard, France), portés par le Syndicat mixte interrégional d’aménagement des digues du delta du Rhône et de la mer (Symadrem). Lors des inventaires écologiques préalables aux travaux, destinés à établir l’étude d’impacts réglementaire, la diane, espèce de papillon protégée, et sa plante hôte, l’aristoloche à feuilles rondes, ont été détectées sur des secteurs voués à la destruction. Afin de l’éviter, une mesure de réduction expérimentale a été proposée. Le principe était de transférer les principaux sites de pontes de la diane vers une parcelle sans enjeu écologique et présentant des conditions stationnelles favorables à la reprise de la plante hôte et à la réoccupation en reproduction du papillon. Après avis favorable du Conseil national de la protection de la nature (CNPN), la mesure a pu être réalisée. Ainsi, les habitats, avec la végétation associée, ont été déplacés par transfert de plaques de sol. Les chenilles de diane ont également été transloquées manuellement et remises sur la parcelle déplacée. Deux ans après la mise en place de la mesure, plus de 60 % des effectifs initiaux d’aristoloche ont pu être retrouvés. La diane est également présente avec une reproduction avérée comme l’attestait la présence de plus d’une centaine de chenilles. Le succès de l’opération de translocation par plaques de sol donne ainsi une perspective très intéressante et offre une mesure assez simple et peu coûteuse à mettre en place à proposer lors d’étude d’impacts.

La présence de résidus médicamenteux dans les cours d’eau est notamment due à une épuration incomplète de ces derniers dans les stations de traitement des eaux usées (STEU). Leur impact potentiel sur la faune aquatique a été mis en lumière par la féminisation des poissons causée par la présence d’hormones à quelques ng∙L‑1dans l'eau. Cette étude fait un focus de plusieurs mois sur les performances d’épuration d’un filtre planté de roseaux à deux étages et écoulement vertical (FPRvv), ainsi que de la zone de rejet végétalisée (ZRV) située en aval du FPRvv. La STEU est dimensionnée pour 808 équivalents habitants et se situe dans le Haut-Rhin, France. La ZRV est de type mare et reçoit les eaux en sortie de FPRvv et les restitue au milieu récepteur; 81 résidus pharmaceutiques y sont recherchés dans les échantillons d’eau, de plantes et de sol. Les résultats mettent en évidence que le nombre de micropolluants a augmenté en période hivernale. Une concentration maximum fut atteinte en novembre 2016 pour l’amitriptyline (antidépresseur) à 2,9 µg∙L‑1alors qu’en été ce fut l’alpha éthinylestradiol (contraceptif hormonal) à 54 µg∙L-1. Le FPRvv a abattu majoritairement entre 30 et 70 % des micropolluants. La ZRV a quant à elle complété cette épuration en abattant là aussi majoritairement entre 30 et 70 % de la pollution en sortie de FPRvv (soit une participation à l’épuration globale comprise entre 30 et 70 %). L’étude des plantes et du sol de la ZRV a mis en lumière que ces matrices captaient des micropolluants et les cumulaient dans le temps. Les concentrations sont de l’ordre du pg∙g‑1de matière sèche (plante) ou de boue égouttée. La détection des molécules diffère qualitativement et quantitativement d’une plante à l’autre, laissant supposer un transfert spécifique d’une molécule à une espèce.

L'objectif premier de notre étude a été d'acquérir une meilleure connaissance de l'effet d'un excès de cuivre sur la photosynthèse et la croissance des plantes. L'inhibition de la croissance est à l'origine de l'inhibition de la photosynthèse en condition de contamination modérée en cuivre. Ce n'est qu'aux fortes contaminations que le métal altère directement la photosynthèse et la croissance. L'accumulation du cuivre au niveau du système racinaire constitue une stratégie de protection des parties aériennes. Un autre objectif a été de déterminer l'influence de l'alimentation en soufre sur la phytotoxicité et le transfert sol-plante du cuivre. Une nutrition soufrée optimale protège légèrement l'expansion foliaire de plants de concombre vis-à-vis d'un faible stress cuivrique. Cette action positive n'a pas pour origine une modification des transferts sol-plante du métal. L'hypothèse serait que des mécanismes de protection (cycle ascorbate-glutathion, phytochélatines) soient impliqués
The first aim of this work was to improve the knowledge of copper excess effects on photosynthesis and growth of plants. Growth inhibition of cucumber plants by low copper excess induce photosynthesis inhibition. By strong copper contamination the photosynthesis and the growth are directly altered. The storage of metals in the roots seems to be a shoots protection strategy for plants. An other aim of this work was to bring about the influence of sulphur supply on phytotoxicity and soil to plant copper transfers. A sufficient sulphur nutrition gives a slight protection for leaf expansion of cucumber contaminated by low copper excess. This positive influence is not linked with modification of soil to plant copper transfers. The hypothesis would be that the mechanisms of protection and detoxification such as ascorbate-glutathion cycle or phytochelatins could be involved

Les calculs de sureté des stockages de déchets radioactifs nécessitent de connaitre le comportement d'un grand nombre de radionucléides dans les systèmes sol-plante cultivés. De plus, ils doivent intégrer les variations à long terme du climat et leur influence sur ces comportements. Afin de préciser les mécanismes et de prévoir les transferts sol-plante des radionucléides, trois éléments, représentant des comportements très contrastés, ont été choisis: 63Ni, élément fréquent dans les sols et de mobilité moyenne, 99Tc, élément artificiel et de grande mobilité et 94Nb, peu présent dans les sols et de très faible mobilité. Une céréale (blé d'hiver) et deux espèces fourragères (ray-grass anglais et trèfle violet) ont été cultivées en présence des radionucléides sur des sols développés sur des roches mères calcaires à différentes altitudes (bassin parisien et jura) en faisant varier les conditions de température. Pour 63Ni, il est démontré que la plante prélève l'élément dans le pool des ions Ni isotopiquement échangeables. La caractérisation de la mobilité comme de la biodisponibilité du radionucléide peut donc se faire par la méthode des cinétiques d'échange isotopique. Les facteurs de transfert (FT) sont inversement proportionnels à la taille du pool de nickel isotopiquement échangeable du sol. Les résultats confirment la très forte mobilité de 99Tc dans le système sol-plante par l'identité de comportement entre 99TcO4- et NO-3. Les FT atteignent 450 selon l'espèce, l'organe, le rendement et le niveau de fertilité azotée. Enfin, Nb n'est pas retrouvé dans la plante, en relation avec sa forte affinité pour la phase solide des sols (Kd élevés). L’effet général du refroidissement du climat est une diminution du transfert sol-plante des trois modèles de radionucléides. Il a été possible de modéliser l'absorption des radionucléides par les plantes (modèle uptake) à partir de la caractérisation de leur fraction assimilable dans le sol par la méthodologie définie dans ce travail. L’outil de modélisation permet de déterminer les facteurs du comportement des radionucléides responsables du transfert vers la plante. Il autorise aussi, par la mise en œuvre de techniques rapides, la quantification systématique du transfert sol-plante des radionucléides

Le thallium (Ti) est un métal toxique pour lequel il était nécessaire d'acquérir des connaissances sur la probabilité et les conséquences du transfert du sol vers la plante, afin de caractériser le risque dans les agrosystèmes. L’étude a été réalisée successivement au champ, en vases de végétation et en hydroponie. La concentration en Ti médiane de 244 horizons supérieurs de sols agricoles est 0,29 mg Ti. Kg-1 ms et le 1 et le 9 déciles sont 0,13 et 1,54 mg Ti. Kg-1 ms. De fortes concentrations d'origine pédo-géochimique, jusqu'a 55 mg Ti. Kg-1 ms ont été observées, mais aucune pollution anthropique. La probabilité d'observer une concentration élevée en Ti dans un sol augmente avec sa teneur en argile et en limon, et si la roche mère est granitique ou contient des sulfures. Le Ti de 5 échantillons modèles est à 98% lié à la phase solide, quelques % sont adsorbés sur le complexe d'échange, et 10-⁵ 10-⁴ est soluble. Il est associé aux oxydes de Mn cristallisés à courte distance dans 4 sols (3-23%), et aux oxydes de Mn bien cristallisés dans un échantillon (76%). Les parties aériennes de colza, de navet et de chou, et les graines de colza accumulent le Ti. Les grains de blé et de maïs n'en contiennent que des traces. Le colza absorbe le Ti plus vite que le maïs. Les teneurs en Ti des parties aériennes sont proportionnelles aux quantités d'argiles, d'oxydes de Mn cristallisés à courte distance et de minéraux argileux riches en K (colza) et à la quantité de Ti échangeable (maïs). Un des premiers effets du Ti est la diminution de l'assimilation du CO2 et la perturbation de la nutrition en P et K. En conclusion, le transfert du Ti du sol vers les plantes peut être important et l'effet phytotoxique du Ti pourrait se manifester sans diminution de la biomasse. La qualité des récoltes (tourteaux de graines de colza) pourrait être affectée et constituer un risque réel pour la chaine alimentaire

Etude en laboratoire des massifs de sol plantes de luzerne pendant trois saisons vegetatives. Les radioelements provenaient d'effluents de centrale electronucleaire et d'effluents d'usine de retraitement. Ils etaient apportes soit de facon chronique, soit en une seule fois. Nous avons considere deux protocoles experimentaux et etudie cinq types de sols. Il apparait que les protocoles experimentaux influencent considerablement les resultats. L'utilisation de dispositifs reproduisant correctement les principales caracteristiques du milieu naturel est donc capitale. Les formes chimiques des radioelements apportes au niveau du sol ont une action sur la vitesse de penetration pendant quelques jours, et sur les transferts a la vegetation pendant quelques mois, au-dela, "l'effet sol" masque toute originalite. Il est alors necessaire d'adapter en consequence les futurs protocoles experimentaux afin d'augmenter la validite des parametres mesures, et donc la precision des modeles previsionnels d'impact

Les organoétains sont présents dans tous les compartiments environnementaux et représentent ainsi un risque pour les écosystèmes, compte tenu de leur toxicité et de leur action biocide non spécifique. Le but de la thèse était de comprendre leur réactivité et leur dynamique dans le système boue / sol / plante afin d'évaluer les risques liés à l'épandage de boue de station d'épuration contaminées par ces composés, pour les productions agricoles. Pour cela, une méthode analytique simple capable de détecter de faibles concentrations en organoétains rencontrées dans l'environnement et de conserver la spéciation a été mise au point. Une évaluation de l'influence de plusieurs paramètres comme le pH ou les concentrations en contaminants sur leur spéciation et leur dégradation a ainsi été réalisée. Plusieurs voies d'apport du contaminant, telles que de la boue dopée ou directement par des solutions d'organoétains ont été testées. Il apparaît que le TBT montre une persistance très grande dans le sol par rapport au TPhT. Une étude cinétique de sorption a permis de déterminer l'affinité de la boue pour le TBT, une quantité importante de sites de surface ainsi que la répartition solide – liquide du contaminant. Enfin le transfert des organoétains au végétal a pu être mis en évidence par l'identification de plusieurs facteurs influençant ce transport. La détermination de la répartition dans les parties constitutive de la plante a été réalisée et une approche des mécanismes de transfert décrite. L'ensemble de ces résultats met en évidence la dépendance entre les conditions de cultures, la rémanence des organoétains dans le sol et le niveau de contamination des légumes récoltés. La présence des organoétains dans les boues et les sols représente donc un risque non négligeable pour les cultures et donc pour la santé humaine.

Dans l'ouest de l'Europe, une grande importance est accordée à la composante sol dans l'élaboration des vins. La nutrition minérale est la principale voie par laquelle le sol peut avoir une influence sur la vigne et par conséquent sur le vin qui en est issu. Dès lors, ce travail de thèse appréhende la question plus large des transferts élémentaires entre le sol et la plante à travers de l'utilisation d'outils géochimiques en milieu viticole. Une combinaison de techniques impliquant des indicateurs classiques tels que les rapports élémentaires ou des bilans de masses ainsi que des traceurs plus innovants comme les rapports isotopiques du Cu et la résonance paramagnétique électronique (RPE) est utilisée. Dans un premier temps, l'influence du sol sur la composition élémentaire du vin a été étudiée dans plus que 200 vins provenant d'Allemagne, d'Espagne, de France, et d'Italie. A cette échelle, le type de sol (classé comme calcaire ou non-calcaire) et les conditions météorologiques apparaissent comme des critères discriminants. Par la suite, deux parcelles viticoles de Soave (Italie) aux sols contrastés ont été étudiées afin de d´déterminer l'influence du type du sol sur les vignes. Même si les sols présentent des propriétés pédologiques différentes, une pédogénèse complexe a induit des propriétés géochimiques similaires. Dans les vignes, les traceurs élémentaires et biochimiques montrent que la variabilité inter-annuelle et inter-individuelle est plus grande que la différence liée au sol lui-même. Néanmoins, il est possible de déterminer quel est le sol considéré par l'étude des rapports isotopiques du Sr. Parmi tous les nutriments et éléments toxiques généralement étudiés pour leur mobilité dans les sols, le cuivre a été suivi dans la dernière partie de cette thèse, essentiellement du fait de son épandage toujours massif comme fongicide en viticulture. En effet, les pesticides cupriques comme la bouillie bordelaise sont utilisés depuis environ 150 ans en viticulture. Le Cu s'accumule d`es lors dans les sols et les conséquences ´ecotoxicologiques en font un sujet de plus en plus sensible. Parmi les pesticides analysés dans notre étude, les rapports isotopiques du Cu varient autant entre les différents fongicides que dans les sols étudiés dans la littérature, rendant ainsi impossible l'utilisation de ces isotopes comme traceurs d'origine du Cu dans les sols. [...]
In western Europe, soil is of primordial importance for wine making. Soil qualities are often discussed and an influence on wine flavor is frequently inferred. However, evidence for a role of soil chemistry on wine composition and taste is scarce, but mineral nutrition of grapevine plants is one possible way of influence. This thesis approaches the complex question of elemental cycling between soil and plant through the use of geochemical tracers in vineyard environments. A combination of traditional tracers such as elemental ratios and mass balances as well as innovative tools such as Cu isotope analysis and electron paramagnetic resonance (EPR) are used on different observation scales. The influence of soil type on wine elemental composition was investigated using over 200 wine samples from France, Germany, Italy and Spain. Results of chemical analysis were then statistically linked to environmental conditions. At this scale, elemental contents of wine vary depending on soil type (calcareous or not), meteorological conditions, and wine making practice. To determine which soil properties can influence the chemical composition of grapevine plants, two vineyard plots on contrasted soils in Soave (Italy) were examined. Soil forming mechanisms were studied along two catenas and subsequently linked to elemental composition of grapevine plants and biochemical markers of plant health. Even though soil morphology was different, complex soil forming processes led to similar geochemical properties of soils. Differences in plant chemical compositions between soil types are small compared to inter-individual and inter-annual variability. However the use of Sr isotopic ratios allows the determination of the pedological origin of plants. In a next step, the fate of Cu pesticides in vineyard soils was studied. Cu-based pesticides have been used for almost 150 years in European vineyards and Cu accumulates in soils, so that the fate of Cu and its ecotoxicological implications are of growing importance. Therefore, Cu mobility in vineyard soils and transfer to grapevine plants were investigated using stable Cu-isotope ratios and EPR-measurements. Isotope ratios of Cu-based fungicides vary largely between products, covering Cu isotope ratios in soils reported in literature and thus making source tracing impossible. However, Cu isotope ratios are useful for tracing biogeochemical mechanisms of Cu transport in soils. The vertical transport of Cu in different soil types was investigated in the Soave vineyard using a combination of mass balance calculations, kinetic extractions and δ65Cu-isotope ratios. Results suggest that Cu can be transported to depth even in carbonated environments. Besides it is shown that heavy organic-bound Cu is lost from carbonated soil columns likely caused by dissolution of Cu carbonates by organic matter. [...]

Les procedes biologiques aerobies permettent de transformer les dechets organiques en composts. La valorisation agricole de ces composts contribue a l'amelioration des proprietes physiques, chimiques et biologiques des sols mais la presence d'elements traces metalliques limite leur utilisation en raison des risques de transferts a l'environnement auxquels sont associes des risques ecotoxicologiques. La mobilite et la biodisponibilite des metaux en traces sont etroitement liees aux formes chimiques sous lesquelles ils se trouvent dans les composts et dans les sols, apres epandage. Les relations boue compostee - sol - plante ont ete etudiees en colonnes lysimetriques sur deux cycles culturaux de colza (brassica napus v. Jaguar). L'horizon ap d'un sol agricole a texture argile limono-sableuse, l'horizon c d'un sol acide a texture sableuse et l'horizon c d'un sol calcaire a texture sablo-limoneuse ont ete utilises pour etre amendes. Les composts employes comme amendement different selon leur degre de maturite, leurs teneurs en metal total, en deca des valeurs limites, et selon la speciation des elements metalliques qu'ils renferment. L'epandage des boues compostees, a des doses d'apport pouvant atteindre 60 t ha - 1, tend a favoriser la croissance du vegetal. Parmi les elements traces metalliques etudies (cu, pb, ni et zn), le zinc est le metal le plus fortement transfere dans le profil des substrats amendes et aux vegetaux. Les exportations de metaux en traces par les percolats et les vegetaux sont plus fortement influencees par la nature du substrat que par celle du compost applique et la dose d'epandage. L'etude souligne l'importance des phenomenes de refixation des elements metalliques sur la phase minerale. Durant les deux cycles culturaux, seules les teneurs en zinc dans les plantes cultivees sur les differents substrats sont augmentees en reponse a l'incorporation des composts, cet enrichissement n'etant pas proportionnel a la dose d'apport. Des dereglements du regime nutritionnel du colza sont observes et ce, meme pour de faibles apports de metaux en traces. Des perturbations de la synthese des pigments photosynthetiques sont egalement relevees. L'induction par le cuivre de la synthese de phytochelatines chez le colza est demontree. La detection de ces peptides pour de faibles charges en metaux dans le sol et la plante temoigne de la sensibilite de cette induction.

Le mémoire est relatif à la modélisation des transferts couples de masse et de chaleur dans le système sol-plante-atmosphère: le modèle mécaniste est l'objet de mesures intensives dans le sol, sur la plante et dans les basses couches atmosphériques. Une version stochastique du modèle est développée afin d'étudier de façon théorique l'influence de la variabilité des caractéristiques hydrodynamiques du sol sur les transferts dans les systèmes sol nu atmosphère et sol-plante-atmosphère. Alors que l'approche déterministe apparaît adéquate pour un sol cultive, la végétation ayant tendance à lisser l'influence de la variabilité sur les transferts, elle n'est pas pertinente pour la modélisation des flux de surface dans le cas d'un sol nu