Effets de nanoparticules sur les microbes du sol et sur les cultures 

L’addition de nanoparticules synthétiques aux produits phytosanitaires et aux engrais dans l’agriculture pourrait entrainer une diminution de l’utilisation et de l’impact des pesticides et des engrais sur l’environnement et pourrait augmenter la productivité des cultures. Toutefois, avant de pouvoir tirer parti de ces avantages, il convient d’évaluer les risques que les nanoparticules font courir à l’environnement et aux cultures, pour s'assurer de leur application bénéfique et durable.

Contexte
A l’heure actuelle, les nanoparticules sont envisagés comme véhicule de distribution pour pesticides et engrais. Les avantages des formulations contenant des nanoparticules sont par exemple une meilleure cinétique de libération des pesticides, une diminution de la vitesse de la photolyse ainsi que l'application de quantités plus petites de substances actives. Les nanoparticules  peuvent même favoriser la germination des graines et augmenter la production de la biomasse. A ce jour, le comportement et les effets des nanoparticules  dans l’agro-environnement sont dans une large mesure inconnus. En particulier , il existe des lacunes concernant l’analyse des nanoparticules, leur mobilité dans les sols, leurs effets sur les microbes du sol et leurs fonctions écologiques ainsi que l’absorption des nanoparticules par les plantes et leurs effets sur celles-ci.

But
Le but premier est de fournir des informations permettant d’évaluer les risques liés à l’utilisation des nanoparticules  dans l’agriculture. Plus spécialement, on vérifiera (1) si les nanoparticules s’accumulent dans le sol, dans les microbes du sol et dans les récoltes, et (2) si les nanoparticules affectent la structure de la population microbienne et les fonctions écologiques clés assurées par les microbes symbiotiques du sol, en particulier la fixation de l’azote et l’acquisition du phosphore, et (3) si les nanoparticules  affectent les résultats des récoltes, plus spécialement le rendement et la qualité de ces récoltes.
Les études sur l’exposition aux nanoparticules, sur leur sort et sur leurs effets seront effectuées dans des conditions expérimentales de complexité croissante, des cultures en laboratoire aux observations lysimétriques dans des sols réels en passant par des expériences contrôlées de cultures en pot. Deux plantes agricoles, le blé et le trèfle, et deux groupes de microbes symbiotiques des sols, en l’occurrence des bactéries fixant l’azote (rhizobia) et des champignons mycorhiziens arbusculaires fournissant du phosphore, seront utilisés. Des nanoparticules potentiellement pertinentes pour l'agriculture (p.ex. TiO2,, nanotubes de carbone) seront ajoutées aux cultures ou aux surfaces des sols en concentrations croissantes sous la forme de sprays ou de liquides, ou bien mélangées au sol de manière homogène. En partant des travaux actuels, plusieurs méthodes analytiques seront développées pour suivre les nanoparticules dans le sol, les produits de lixiviation des sols, les microbes et les plantes. Une série de critères  biologiques d'évaluation (p.ex. biomasse microbienne, structure de la communauté microbienne, fixation de l’azote, acquisition du phosphore, productivité de la récolte) seront déterminés.

Portée
Les résultats obtenus  devraient  contribuer à mieux comprendre le sort des nanoparticules dans les systèmes agro-environnementaux et leurs effets sur les microbes du sol et sur les cultures. NANOMICROPS fournira des informations écotoxicologiques pertinentes sur l’exposition aux nanoparticules et leurs effets qui serviront de base à une évaluation complète des risques.


Titre original: Effects of NANOparticles on beneficial soil MIcrobes and CROPS (NANOMICROPS)

Octroi: CHF 412'688.-
Durée: 36 mois

Responsable du projet
- Dr Thomas Daniel Bucheli