Le chanvre (Cannabis sativa L.) comme outil de phytogestion de sols pollués par les métaux lourds

Details

Supervisors

Lutts, Stanley ; Regnier, Nolan

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie, à finalité spécialisée: biologie environnementale

Abstract

Les sols, essentiels à la sécurité alimentaire, sont naturellement peu contaminés en métaux lourds, mais les activités humaines ont considérablement augmenté ces concentrations, entraînant une pollution qui menace la santé des sols, des plantes, des animaux, et des humains. La phytoremédiation, utilisant des plantes pour assainir les sols, est une méthode prometteuse, et le chanvre (Cannabis sativa L.) se distingue par sa tolérance aux métaux lourds, sa croissance rapide, et ses multiples usages industriels, même lorsque sa biomasse est contaminée, ce qui en fait une solution idéale pour la gestion des sols pollués. L’objectif de ce mémoire est de mener des investigations de l’impact des métaux lourds sur le chanvre. Toutefois, à la suite de la faible biodisponibilité des métaux lourds, nous avons accordé une attention particulière aux interactions entre les plantes et leur environnement, dans des conditions de culture impliquant des sols pollués et dégradés. Nous avons mené l’expérimentation sur quatre sites distincts, avec deux variétés de chanvre, Santhica 27 et Futura 75. Les sols des sites ont été caractérisés en termes de composition chimique et physique. La croissance des plantes, leur rendement en fibres, ainsi que leur gestion de l'azote et du carbone ont été suivis. Un essai complémentaire en serre a été mené afin d’étudier l’effet de l’EDTA sur la biodisponibilité du zinc et du cadmium. Nous avons montré que les parcelles fertilisées ont produit de meilleure performance de culture, particulièrement au niveau de la hauteur, des poids et des rendements en fibres, avec des différences notables entre les variétés. Les différences observées entre les sites, en termes de carbone et azote isotopique reflètent les conditions environnementales et hydriques auxquelles les plantes ont été exposées, mais aussi les effets des pratiques de fertilisation. En serre, nous avons montré que l'ajout d'EDTA a augmenté la biodisponibilité du Cd, mais a eu un impact limité sur le Zn, qui est resté constant. Nos résultats mettent en évidence l'importance cruciale de la qualité du sol sur les performances des cultures, la nécessité d'étudier la biodisponibilité des éléments traces métalliques (ETM) et leur absorption par les plantes, ainsi que la gestion de l'eau et du type d'apport azoté pour maximiser la productivité, en particulier dans des environnements complexes tels que les friches industrielles. L'utilisation des rhizons s'est révélée être un outil exceptionnel pour mesurer la biodisponibilité des éléments dans le sol, offrant une évaluation précise des conditions réelles autour des racines des plantes. Bien que les ETM n'aient pas été biodisponibles, le chanvre a démontré sa capacité à produire une biomasse économiquement viable même sur des sols dégradés.