Soutenance mémoire
La pollution est définit comme : « l’introduction par l’homme dans l’environnement de substances ou d’énergie susceptibles de provoquer des dommages à la santé des espèces vivantes (hommes, ressources vivantes et systèmes écologiques) et de mettre en cause le concept d’une utilisation légitime de l’environnement » (Alloway, 1995). De nombreuses substances toxiques telles que les pesticides, les rejets atmosphériques et les effluents sont susceptibles d’altérer la vitalité des organismes vivants et sont souvent qualifiés de substances polluantes ou nuisibles (Meyer,1991). La majeure partie des substances n’atteint pas la cible et peut donc se disperser dans l’environnement et rejoint l’atmosphère, le sol, et les eaux (Murati, 2012).Dans ce contexte, une nouvelle discipline en biologie a été mise en place: L’écotoxicologie qui a émergé au cours de ces dernières années, permettant aux scientifiques et aux gestionnaires de l’environnement d’assurer la protection des écosystèmes menacés (Valavanidis et al.,2006). Cette discipline a été conçue à la suite d’une prise de conscience des effets que pourraient entraîner l’introduction et la dispersion de polluants chimiques dans l’environnement. Sa finalité est d’évaluer l’impact des substances chimiques produites et exploitées par l’homme sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes naturels, afin d’évaluer l’incidence à tous les niveaux d’organisation biologique (Persic, 2004).
La qualité du sol quant à elle, peut-être définie comme « étant la capacité d’un sol à maintenir la production biologique, la qualité de l’environnement et de promouvoir la santé des plantes, des animaux et de l’homme » (Doran et al., 1996) ou encore comme étant : « La capacité du sol à fonctionner comme un système vivant. Les sols en bonne santé maintiennent en leur sein une diversité d’organismes qui contribuent à combattre les maladies des plantes, les insectes et les adventices, s’associent de façon bénéfique et symbiotique aux racines, recyclent les nutriments essentiels, améliorent la structure du sol et la rétention des eaux et des nutriments, le tout contribuant à améliorer la production végétale » (FAO, « Save and grow », 2011).
Le sol est de moins en moins considéré comme une simple « boîte noire » dont l’utilité se limite à l’apport de nutriments nécessaires à la croissance des plantes (Lavelle & Spain, 2001). En effet, le sol contient un des assemblages les plus complexes d’organismes vivants, qui interagissent avec les composantes organiques et inorganiques d’un sol (Puga Freitas, 2012).
Analyse des propriétés physico-chimique du sol
Technique d’échantillonnage et préparation des sols
Les échantillons de sol ont été prélevés manuellement à une profondeur d’environ 10-30 cm à l’aide d’une truelle (Koranteng-Addo et al., 2011). Les échantillons ont été prélevés mensuellement dans chaque site durant la période du mois de Septembre 2014 jusqu’au mois de Juin 2015. Ces échantillons ont été conservés dans des sacs en polyéthylène et transportés dans le laboratoire où ils ont été séchés à l’air libre jusqu’à l’analyse. Les analyses ont été réalisées au niveau de laboratoire des sols et développement durable au département de Biologie.
PH eau
L’Acidité effective (pH-eau) a été mesurée par un pH-mètre de paillasse sur le surnageant d’une suspension de sol avec un rapport sol/solution 1/5, dans de l’eau distillée après une agitation pendant 1 heure et décantation.
L’humidité du sol
Le calcul de l’humidité se fait par la pesée avant et après dessiccation de 5g de sol dans une étuve à 105°C pendant 24h selon le protocole NF ISO 11465 :1993.
Dosage de la matière organique
Elle est déterminée selon la méthode d’Anne (1945) selon les étapes suivantes : On met 0,5 g de sol dans un erlenmeyer, on ajoute 10 ml de bichromate de potassium (8%) avec 15 ml d’acide sulfurique concentré. On laisse bouillir pendant 5 mn sur une plaque chauffante, puis refroidir, transverser le contenu dans une fiole de 100 ml et ajouter de l’eau jusqu’au trait de jauge. On prend 20 ml de la solution, on l’ajoute à 100 ml d’eau distillée puis on ajoute 2 à 3 gouttes de diphénylamine et une pincée de Naf. On titre la solution avec le sel de Mohr (0,2 N) jusqu’à virage de la solution qui passera de la couleur violette à la couleur verte, la quantité de sel de Mohr utilisée est X.
On fait un témoin dans les mêmes conditions que l’échantillon, mais sans sol, soit Y la quantité de sel de Mohr utilisée pour le titrage du témoin. La matière organique est calculée à partir de la relation suivante :
C% = (Y-X) x 0,615 mg x (100/20) x (100/P) x (1/1000)
Y : la quantité de sel de Mohr utilisée pour titrer le témoin.
X : la quantité de sel de Mohr utilisée pour l’échantillon à doser.
0,615 : facteur d’équivalence entre le sel de Mohr et le carbone (en mg).
100/20 : on utilise 20 ml à partir de 100 ml.
P : poids du sol sec (1g).
1,72: coefficient de passage du carbone à la matière organique.
% matière organique = % C x 1,72
Calcaire
Pour la détermination du calcaire total, on utilise la propriété de carbonates de calcium de se décomposer sous l’action d’un acide en eau et CO2 (Duchauffour, 1970). On décompose par un acide fort (acide chlorhydrique) le carbonate de calcium contenu dans l’échantillon de sol et on mesure le volume de gaz carbonique dégagé par la réaction à la température et à la pression atmosphérique :
CaCO3 + 2 HCl → Ca Cl2 + H2O + CO2
Le volume de gaz carbonique dégagé lors de la réaction est mesuré à l’aide de calcimètre de Bernard. En comparant les deux volumes, on détermine le taux de carbonates exprimé en carbonate de calcium de l’échantillon de sol. Introduire la prise d’essai de poids P dans une erlènemyer muni d’une extension latérale en doigt contenant 5 mL d’HCl, fermé la fiole on la raccrochant au calcimètre ; faire couler l’HCl sur l’échantillon du sol pour attaquer le carbonate de calcium, si le sol contient le calcaire, il se produit un dégagement du CO2 déplaçant l’eau dans la colonne de calcimètre d’un volume V1. Procéder de la même manière avec un témoin constitué de 0,3 g CaCO3 pur, soit V2 le volume obtenu.
Technique d’échantillonnage, inventaire et clés d’identification
Les vers de terre appartiennent au sous ordre des lombrics (Lumbricina), sous division de la sous-classe des Oligochètes (Oligochaeta) appartenant à l’embranchement des annélides (Annelidae). Bouché (1977) a distingué 3 classes écologiques distinctes de vers de terre en France, suivant des paramètres morphologiques et comportementaux (physiologiques) reflétant leurs mode de vie et activité dans le sol .
Les épigés
Les épigés sont de petite taille (10 à 30 mm) et vivent généralement au niveau de la litière et dans les matières organiques en décomposition. On les trouvera également dans les excréments des grands herbivores ou dans le bois humides en cours de décomposition. Ces espèces sont localisées en surface et sont donc particulièrement sensibles à la prédation, aux variations climatiques et aux facteurs anthropiques tels que le labour des horizons de surface et l’usage de produits phytosanitaires. Les vers de terre épigés jouent un rôle important dans le recyclage de la matière organique (Bouché, 1977 ; Lee, 1985).
Les anéciques
Les vers de terre sont des individus de taille moyenne à géante, dans le cas des espèces méditerranéennes, (10 à 110 cm) vivant dans des galeries verticales à subverticales plus ou moins ramifiées et s’ouvrant en surface. Au cours de l’ingestion du sol et de l’enfouissement de la matière organique, ils assurent un mélange intime de la matière organique et de la fraction minérale des différents horizons du sol. Ces espèces, localisées sur toute la hauteur du profil, disposent d’une forte musculature leur permettant de s’adapter à des compacités de sol relativement élevées et de résister aux pressions anthropiques connues en sols cultivés (Bouché, 1977).
Les endogés
Les endogés sont de taille variable (1 à 20 cm). Ils représentent 20 à 50% de la biomasse des terres fertiles et vivent en permanence dans le sol où ils creusent des galeries d’orientation quelconque. Ces vers se nourrissent de terre plus ou moins riche en matière organique et se déplacent donc beaucoup pour satisfaire leurs besoins alimentaires. Lavelle (1981) précise cette classification en fonction de la richesse en matière organique du sol qu’ils ingèrent. Il existe trois sous-catégories d’endogés : polyhumiques, mésohumiques, et oligohumiques. Les endogés qui ingèrent le sol le plus pauvre en matière organique sont des oligohumiques. Les endogés ont été couramment observés près des racines (Bouché, 1977).
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Table des matières
1. INTRODUCTION
2. MATERIL ET METHODES
2.1. Présentation des sites d’étude
2.2. Climat
2.3. Analyse des propriétés physico-chimique du sol
2.4. Technique d’échantillonnage, inventaire et clés d’identification
2.5. Morphométrie et identification des espèces
2.6. Indices écologiques
2.6.1. Indices de composition
2.6.2. Indices de structures
2.7. Matériel Biologique
2. 8. Impacts des facteurs abiotiques sur les lombrics
2.9. Extraction, dosage des éléments traces métalliques et des biomarqueurs
2.9.1 Extraction et dosage des éléments traces métallique
2.9.1.1 Dosage du sol par Spectrométrie de fluorescence X
2.9.1.2. Dosage du corps de ver de terre par Spectrométrie d’Absorption Atomique (SAA)
2.9.2 Extraction et dosage des biomarqueurs
2.9.2.1. Dosage de l’acétylcholinestérase
2.9.2.2. Dosage de la glutathion S-transférase
2.9.2.3. Dosage des protéines
2.10. Traitements statistiques des données
3. RESULTATS
3.1. Détermination des espèces dans les zones d’étude
3.2. Structure des Oligochètes Terrestres recensés
3.3. Biométrie des espèces
3.4 Indices écologiques
3.5. Caractéristiques physico-chimiques des sols d’échantillonnage
3.6. Concentration des éléments traces métalliques dans les sols étudiés
3.7. Concentration des éléments traces métalliques dans le corps
3.8. Dosage des biomarqueurs du stress environnemental chez Lumbricus Terrestris
3.8.1. Activité saisonnière de l’acétylcholinestérase
3.8.2. Activité saisonnière de la glutathion S-transférase
4. DISCUSSION
4.1. Inventaire et structure des Oligochètes terrestres
4.2. Biométrie des espèces
4.3. Etude écologique
4.3. Paramètres physico-chimiques des sols
4.4. Dosage des éléments traces métalliques dans les sols
4.5. Mesure des biomarqueurs du stress environnemental
4.7.1. Activité de l’acétylcholinestérase
4.7.2. Activité de la glutathion S-transférase
5. CONCLUSION ET PERSPECTIVES
6. RESUMES
Français
Anglais
Arabe
7. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
8. ANNEXES
