carbon leaf

Impact des organochlorés (lindane, chlordécone) sur la fonctionnalité de la
rhizosphère (Zea mays)
Briset L.1*, Raveton M.2*, Clément J.C. 3*
* : Laboratoire d’Ecologie Alpine (LECA, UMR 5553 CNRS – Université Joseph Fourier),
Equipes «Pollution Environnement Ecotoxicologie Ecoremediation » et « Fonctionnement,
dYnamique et Services des Ecosystèmes » Domaine Universitaire de Saint - Martin d’Hères.
2233, rue de la piscine Bât D Biologie, BP 53, 38041 Grenoble Cedex 9, France.
1 : [email protected]
2 : [email protected]
3 : [email protected]
Contexte : Les organochlorés (OCPs) forment une famille de pesticides dangereux et très
persistants dans les sols. Afin de dépolluer ces matrices, des techniques innovantes ont été
mises en place, comme la phytoremédiation, qui consiste à utiliser des plantes (Zea mays)
pour décontaminer ces sols. Les plantes vivent en association avec des bactéries, dans le sol
proche des racines : c’est la rhizosphère. Dans ce micro-environnement, des relations
complexes entre la plante et les bactéries ont lieu, conférant à la rhizosphère une
fonctionnalité propre, et pouvant être potentiellement perturbées par la présence d’OCPs.
Objectif : Cette étude a pour but d’analyser l’impact des OCPs sur le système sol-maïs en
incluant l’environnement rhizosphérique et en étudiant les effets (i) sur les traits fonctionnels
végétaux (ii) sur l’allocation des ressources en carbone/azote et (iii) sur les activités des
communautés bactériennes du sol et de la rhizosphère liées au cycle du carbone et de l'azote.
Méthodes : Des plants de maïs sont cultivés pendant 28 jours sur du terreau préalablement
chargés en OCPs (lindane, chlordécone). Le dosage du carbone et de l’azote sous formes
minérales, organiques et élémentaires est effectué sur les feuilles, les racines et le sol. L’aire
foliaire et la longueur racinaire spécifique ainsi que des paramètres microbiens sont mesurés
(biomasse, minéralisation potentielle de l’azote, profil du métabolisme carboné)
Résultats : Les OCPs influent sur la biomasse microbienne, la minéralisation potentielle de
l’azote par les bactéries et la disponibilité des différentes formes d’azote du sol nonrhizosphérique. Certains de ces paramètres reviennent à des valeurs témoins au cours du
temps. Au niveau rhizosphérique, les OCPs influent sur la teneur en carbone organique et sur
le potentiel d’utilisation des sources carbonées par les bactéries. Les OCPs induisent une
légère diminution de l’aire foliaire et de la longueur racinaire spécifique à 14 jours de culture
ainsi qu’une modification mineure des teneurs en carbone foliaires et racinaires à 28 jours.
Conclusion : Les OCPs induisent des perturbations à différents niveaux de la fonctionnalité
du système sol-maïs, comprenant l’environnement rhizosphérique. Malgré ces changements,
ce système semble résilient et il convient d’analyser plus en détails les activités microbiennes
pour identifier les échanges biochimiques entre plantes-bactéries en milieu contaminé par les
OCPs
Mots clés : Zea mays, organochlorés, rhizosphère, allocation des ressources, écoremédiation
Impact of organochlorines (lindane, chlordecone) on the rhizosphere
functionality (Zea mays)
Briset L.1*, Raveton M.2*, Clément J.C. 3*
* : Laboratoire d’Ecologie Alpine (LECA, UMR 5553 CNRS – Université Joseph Fourier),
Equipes «Pollution Environnement Ecotoxicologie Ecoremediation » et « Fonctionnement,
dYnamique et Services des Ecosystèmes » Domaine Universitaire de Saint - Martin d’Hères.
2233, rue de la piscine Bât D Biologie, BP 53, 38041 Grenoble Cedex 9, France.
1 : [email protected]
2 : [email protected]
3 : [email protected]
Context: Organochlorines (OCPs) are a hazardous pesticides family and very persistent in
soils. To decontaminate these soils, different innovative remediation solutions exist, such as
phytoremediation, which consists in using plants (Zea mays) to withdraw OCPs from their
substrate. Plants are associated with soil bacteria at the root level: the rhizosphere. In this
micro-environment, complex interactions between plant and bacteria take place, conferring
the rhizophere its own functionality. We hypothesize that the soil and the rhizospheric
functionalities can both be disturbed by the presence of OCPs.
Objective: The present study aims to analyze OCPs impacts on the whole soil-maize system,
including the rhizosphere, by studying the effects on (i) above and belowground plant
functional traits, (ii) carbon and nitrogen resource allocation, and (iii) soil bacterial
communities’ activities related to nitrogen and carbon cycling.
Methods: Maize seedlings were grown during 28 days on soils previously contaminated with
OCPs (lindane, chlordecone). Carbon and nitrogen contents (mineral, organic, elemental)
were measured in leaves, roots and soil. Specific root length and leaf area were also
measured, as well as microbial features (biomass, nitrogen mineralization potential, carbon
metabolism profile)
Results: OCPs negatively affected microbial biomass, nitrogen mineralization potential and
soil nitrogen availability. Some of these parameters went back to blank values over time. At
the rhizospheric level, OCPs also influenced organic carbon contents and bacterial carbon
metabolism profile. OCPs induced a slight decrease in specific root length and leaf area at 14
days of culture and also disturbed roots and leaves carbon contents at 28 days.
Conclusion: OCPs induced disturbances on maize-soil system functionality at different
levels, including the rhizosphere. Despite those changes, this system seemed to be resilient to
the chemical pressure. Microbial activities have to be studied more deeply in order to identify
the biochemical signals between plant and bacteria in a contaminated environment by OCPs,
Key words: Zea mays, organochlorines, rhizosphere, resource allocation, ecoremediation