TPE Croissance des plantes et pollution du sol liée au nitrate

« laboratoire B&PMP* INRA de Montpellier.

Semis : Pour Arabidopsis thaliana on dépose les graines à la surface du substrat qu'on recouvre par un film plastiquepour éviter l'évaporation.

On arrose le sol avec de l'eau par subirrigation (l'eau est apportée dans la coupelle et aspirée par le sol par capillarité).

On procède de lamême manière pour l'orge, toutefois la graine est enterrée dans la terre à 2cm de profondeur environ.

Mise en place de l'expérience : Nous avons préparé deux sériesde cinq pots : T1 - Témoin (substrat terre) T2 - Engrais biologique (substrat terre + engrais biologique) T3 - Engrais chimique 1 (substrat terre + 100mg.L-1 denitrate) T4 - Engrais chimique 2 (substrat terre + 250mg.L-1 de nitrate) T5 - Engrais chimique 3 (substrat terre + 500mg.L-1 de nitrate) Nous avons mis en place unéclairage pour favoriser la photosynthèse (16h de lumière, 8h d'obscurité).

La terre fournie était très hétérogène (présence de cailloux) nous avons donc décidé de latamiser avant de remplir les pots. 7 Germination : Pendant la germination on apporte uniquement de l'eau dont on a préalablement vérifié l'absence de nitrate par dosage : c'est une bandelette réactive(Quantofix) avec des couleurs qui indiquent les différentes quantités de nitrate.

Les graines d'Arabidopsis ont germé après 3 jours pour tous les traitements, exceptépour le traitement T2.

Les graines d'orge ont germé après 3 jours pour les traitements T3 et T5.

Nous avons commencé l'arrosage avec les différentes solutions parsubirrigation.

Dix jours après le semis toutes les plantules d'Arabidopsis et d'orge ont séché à cause de la mauvaise qualité de la lumière.

Par ailleurs nous avons puconstater que des plantes autres que celles que nous avons semées se développaient, nous les avons donc systématiquement enlevées.

Nous avons décidé de refaire unsemis dans les mêmes conditions en supprimant la lumière artificielle. Le résultat de la germination a été identique pour le second semis. Interprétation : Après discussion avec un ingénieur de l'INRA (laboratoire B&PMP), nous proposons plusieurs hypothèses pour expliquer l'échec de cette expérience :La nature très hétérogène du substrat, la présence d'une autre source azotée (ammoniaque…) et/ou la présence de substance toxique (pesticide…) peuvent expliquerla mort des plantes.

On peut noter que l'engrais biologique a empêché la germination de toutes les plantes orge et Arabidopsis.

• L'apport de lumière en quantité et enqualité dans une pièce de la maison où la lumière naturelle (soleil) est peu présente à cette saison ne permet pas le développement des plantes.

• 8 • • La faible température (19 à 20°C maximum) n'est pas un facteur favorable pour la croissance des plantes, surtout en hiver.

L'humidité relative de la pièce inférieure à50% n'est pas favorable au développement des plantes. La culture de l'orge et d'Arabidopsis dans le laboratoire B&PMP se fait en conditions contrôlées (phytotron* ou serre*).

Exemple des conditions de cultured'Arabidopsis en phytotron : • Eclairage très intense : quantité et qualité contrôlées • Thermo période* : 24°C jour, 19°C nuit • Photopériode* : 16h jour, 8h obscurité• Hygrométrie* : 70% d'humidité 9 Pollution du sol par le nitrateOrigine du nitrate : Toutes les sources d'azote sont des sources potentielles de nitrate.

Dans l'eau, cette substance peut provenir de la décomposition des matièresvégétales ou animales, du fumier, des eaux usées domestiques ou industrielles ou même des précipitations.

Normalement, la concentration de nitrate dans les eauxsouterraines et de surface est faible mais elle peut être plus élevée à cause de la contamination par des déchets humains ou animaux. Nitrate dans l'eau : Le nitrate existe naturellement dans les sols et les eaux, il provient de la dégradation normale de la matière organique.

Il est aussi le produit del'oxydation de l'azote (78% de l'atmosphère) par les plantes et les microorganismes du sol et de l'eau. Quantité apportée aux plantes : Pour notre expérience nous avons préparé des solutions à trois concentrations différentes : pour préparer la première solution nousnous sommes servis du mode d'emploi inscrit sur la boite (1 bouchon pour 1,5L d'eau) et nous avons mesuré la quantité de nitrate de cette solution qui était de250mg.L-1.

Nous avons donc préparé une solution de 500mg.L-1 (2 bouchons pour 1,5L d'eau).

Puis par dilution nous avons fait une troisième solution de100mg.L-1. Expérience : Hypothèse : L'apport de nitrate par l'Homme pollue les sols.

Protocole : Il est le même que pour l'expérience précédente vu que cette unique expériencerépond à nos deux problématiques.

Nous avons arrosé la terre pour lessiver l'éventuelle présence de nitrate et pour vérifier que la quantité de nitrate était bien nulleau départ.

Nous avons quantifié le nitrate dans la coupelle sous le pot grâce à des bandelettes qui donnent une valeur de la quantité de nitrate, le fonctionnement deces bandelettes est basé sur un test de couleur (indicateur coloré) comme pour le papier pH. Résultats : Avant semis : • Arabidopsis : Traitement Quantité de nitrate (mg.L-1) T1 0 T2 0 T3 0 T4 0 T5 0 10 • Orge : Traitement Quantité de nitrate (mg.L-1) T1 0 T2 0 T3 10 T4 10 T5 0 Lorsque que nos plantes sont mortes nous avons lessivé le sol pour mesurer l'éventuelle présence de nitrate et vérifier si notre hypothèse pouvait être confirmée.

A lafin de l'expérience : • Arabidopsis : Traitement Quantité de nitrate (mg.L-1) • Orge : Traitement Quantité de nitrate (mg.L-1) T1 0 T2 25 T3 10 T4 100 T5 500 T10 T2 50 T3 50 T4 100 T5 250 Interprétation : Comme on peut le constater la quantité de nitrate avant le semis et avant que l'on ajoute les solutions de nitrate était nulle ou quasi nulle.

Ensuite à lafin de notre expérience, on peut voir que la quantité de nitrate reste nulle dans le traitement témoin (aucun apport de nitrate).

Au contraire, dans tous les autrestraitements, une quantité plus ou moins importante de nitrates reste présente selon l'apport effectué.

Ces résultats nous permettent de dire que le nitrate apporté parl'Homme se retrouve dans l'eau s'il n'est pas utilisé par les plantes. 11 ConclusionToutes les conditions de température, d'éclairage et d'humidité n'étaient pas réunies pour assurer la croissance des plantes.

L'impossibilité de connaitre la composition. »