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Effet des nanoparticules sur les microbes du sol et sur les cultures

 

Les nanoparticules sont, depuis quelques années, de plus en plus utilisées pour l’optimisation de produits phytosanitaires et d’engrais. Avec son équipe, Thomas Bucheli a étudié les effets de deux sortes de nanoparticules utilisées en agriculture sur les cultures et leur cohabitation avec les microorganismes.

Contexte (projet de recherche terminé)

Au cours de la dernière décennie, les nanoparticules sont de plus en plus utilisées pour améliorer l’efficacité de produits phytosanitaires et d’engrais. Leur comportement et leur effet sur l’environnement agricole et les risques potentiels sont jusqu’ici largement méconnus. Les méthodes permettant de détecter la présence des nanoparticules dans les sols, les micro-organismes et les bactéries manquaient. De même, aucune donnée montrant comment les nanoparticules se répartissent dans le sol, l’effet qu’elles exercent sur les microbes du sol, la mesure dans laquelle elles sont absorbées par les plantes et les conséquences qui en résultent n’étaient disponibles. Thomas Bucheli et son équipe ont étudié les effets des nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) et des nanotubes de carbone (MWCNT), deux nanoparticules fréquemment utilisées en agriculture, sur le blé et le trèfle rouge. Les plantes ont été cultivées en pot soit avec de la terre naturelle, soit dans du liquide, donc en hydroculture, auquel des nanoparticules ont été ajoutées en concentration croissante. Outre l’effet des nanoparticules sur les plantes elles-mêmes, les chercheurs ont également étudié les effets sur les rhizobiums, R. trifolii - des bactéries fixant l’azote (N), et sur les mycorhizes, des champignons qui favorisent l’absorption de phosphore par les plantes, et qui tous deux vivent en étroite symbiose avec le blé et le trèfle et leur apportent des nutriments essentiels.

Résultats

En culture liquide, les chercheurs ont pu montrer que le TiO2 en concentration croissante perturbe la symbiose entre trèfle et bactéries et peut donc impacter négativement la croissance du trèfle. Dans des sols naturels, la mobilité des nanoparticules était faible et aucune augmentation de l’absorption de dioxyde de titane par les plantes a été constatée. Malgré une mobilité faible des MWCNT dans les sols, les expériences ont mis à jour une absorption des MWCNT, variable selon la concentration, par les plantes et, pour des concentrations élevées, une réduction du nombre de fleurs de trèfle rouge. Le TiO2 comme les MWCNT ont généré, à très forte concentration, une modification de la composition des populations microbiennes qui interagissent avec les plantes.

Importance

Ce projet livre des premières données permettant de mieux évaluer l’effet du TiO2 et des MWCNT. Les effets sur les plantes et sur la composition des populations microbiennes ne sont apparus qu’à de très fortes concentrations. Des données supplémentaires sont nécessaires pour évaluer précisément les avantages et les risques que présente l’utilisation de ces nanoparticules en agriculture. Le rapport du présent projet brosse un tableau de la situation actuelle, des applications envisagées et des priorités en matière de recherche. Sa présentation lors de conférences et congrès internationaux a suscité un très grand intérêt.

Titre original

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

Direction du projet

  • Dr. Thomas Daniel Bucheli

Autre requérant-e-s

  • Dr. Katja Knauer
  • Dr. Marcel Van der Heijden
  • Dr. Franco Widmer

 

 

Plus d’informations sur ce contenu

 Contact

Dr Thomas Bucheli Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon Reckenholzstrasse 191 8046 Zürich +41 44 377 73 42 thomas.bucheli@art.admin.ch