Soutenance mémoire
Le rejet de substances d’origine naturelle ou artificielle constitue l’un des plus importants facteurs de dégradation de la biosphère par l’homme. Les premières actions néfastes de celui-ci sur son environnement ont commencé à apparaitre lorsque ses activités d’agriculteur et/ou d’éleveur ont modifié les écosystèmes naturels (Lagadic et al., 1998). L’industrie produit une multitude de substances non biodégradables, sinon indestructibles, qui s’accumulent dans l’atmosphère, l’hydrosphère et les sols, perturbant le fonctionnement de la plupart des écosystèmes. Cette accumulation incessante de résidus des plus variés présente à long terme, de redoutables conséquences sur le plan écologique (Ramade,1995).
Aujourd’hui en Algérie, lorsqu’on s’intéresse à l’environnement, ce n’est que pour constater l’état de dégradation avancé dans lequel l’ont précipitées nos unités industrielles, implantées de manière anarchique, dans des zones agricoles ou à forte densité de population.
L’une des caractéristiques essentielles de la pollution d’origine humaine consiste en la dispersion, volontaire ou involontaire, de certaines substances (pesticides, engrais, hydrocarbures, etc..) ou éléments (métaux), susceptibles de contaminer divers compartiments de la biosphère (atmosphère, hydrosphère et lithosphère), y compris dans des endroits très éloignés de leur site initial d’émission (Lagadic et al.,1998).
Ainsi chaque jour des milliers de molécules sont rejetées dans l’atmosphère, dans la mer ou dans les rivières sans que leur biodégradabilité ne soient prises en compte. Ainsi, dans la région de Annaba, le complexe des engrais phosphato-azotés « FERTIAL » rejette plusieurs molécules , aussi bien dans l’atmosphère que dans la mer, comme c’est le cas des NOx, qui en s’oxydant dans l’atmosphère aboutissent entre autres à la formation de nitrates (NO3)(Belegaud,1982). L’utilisation des engrais afin d’augmenter les rendements des cultures, a récemment été l’objet de préoccupations environnementales. En effet, l’apport d’engrais azotés d’origine industrielle est indispensable pour assurer une production agricole suffisante pour satisfaire l’humanité. Les légumineuses, qui seule sont capables de fixer l’azote moléculaire de l’air, la plupart des plantes d’intérêt agronomique absorbent et assimilent l’azote présent dans le sol ; mais un épandage excessif d’engrais azoté risque de provoquer de graves troubles au sein de l’environnement.
L’utilisation optimale des engrais azotés est une importante préoccupation pour assurer conjointement un rendement raisonnable du point de vue économique et une pollution minimale pour l’environnement.
Les apports excessifs de composés azotés dans l’environnement sont à l’origine d’importantes atteintes environnementales. L’azote évolue dans l’environnement au sein d’un cycle parfois complexe ; la forme chimique de l’azote, en particulier, peut subir d’importantes modifications. Les nouveaux composés azotés ainsi formés, aboutissent dans les sols, les eaux souterraines et de surface et même dans l’air (Composés azotés sous forme gazeuse) (Camargo et Alonso,2006). Face aux nombreuses substances qui se retrouvent quotidiennement dans l’environnement, la détection rapide d’une présence excessive de contaminants, la détermination de leur toxicité et une prévention des atteintes nuisibles sont nécessaires pour assurer la protection des écosystèmes (Thurman et Gerba,1987 ; Vidal,2000).Aussi s’est-on penché sur l’utilisation des méthodes biologiques notamment par l’utilisation d’espèces bioindicatrices tels que les mousses et les lichens. L’utilisation de bioindicateurs végétaux dans le suivi de la pollution par les métaux lourds a déjà fait l’objet de plusieurs travaux (Martinon,1991) . Cependant, peu d’études traitent de l’impact d’autres types de pollution : engrais, pesticides…..etc. (Bensoltane et al.,2005).
Généralités sur l’engrais NPK
Histoire et rôle
Pour accomplir le processus de leur vie végétative, les plantes ont besoin d’eau, de près de vingt éléments nutritifs qu’elles trouvent sous forme minérale dans le sol, de dioxyde de carbone (CO2) apporté par l’air, et d’énergie solaire nécessaire à la synthèse chlorophyllienne. Avec l’avènement de l’industrie chimique, charbonnière et pétrolière au 19ème siècle, sont apparues des formes chimiques de plus en plus «pures» des éléments de base (NPK). Ces engrais chimiques, en dépit de leurs effets immédiats sur la croissance, n’ont pas toujours été facilement acceptés (Nams et al.,1993).
Les engrais doivent apporter, en justes proportions:
● des éléments de base, azote (N), phosphore (P), potassium (K); on parle des engrais de type NPK si les trois sont associés. Sinon, on parle également de N, NP, NK, PK;
● des éléments secondaires, calcium (Ca), soufre (S), magnésium (Mg),
● des oligo-éléments, tels que le fer (Fe), le manganèse (Mn), le molybdène (Mo), le cuivre (Cu), le bore (B), le zinc (Zn), le chlore (Cl), le sodium (Na), le cobalt (Co), le vanadium (V) et le silicium (Si) (Hecnar,1995).
Ces éléments secondaires se trouvent habituellement en quantité suffisante dans le sol, et ne devraient être ajoutés qu’en cas de carence, la plupart devenant toxiques, à faible dose, au-delà d’un seuil variant selon les éléments, certaines synergies entre éléments, et selon le pH du sol (Hecnar,1995).
Les plantes ont besoin de quantités relativement importantes des éléments de base, les macroéléments. L’azote, le phosphore et le potassium sont donc les éléments qu’il faut ajouter le plus souvent aux sols pauvres ou épuisés par des récoltes intensives, et se succédant sans jachère(Chambers et al.,2001).
● l’azote contribue au développement végétatif de toutes les parties aériennes de la plante. Il est profitable à la plantation, au printemps, lors de la pousse de la végétation, et aux légumes feuillus, mais il convient de le distribuer sans excès car cela se ferait au détriment du développement des fleurs, des fruits ou des bulbes. On trouve de l’azote dans le sang séché, dans les tontes de gazon ou dans le purin d’orties. Sous forme chimique (ion NO3- dit « nitrate »), il est particulièrement soluble dans l’eau, et peut alors être à l’origine de pollution azotée (Chambers et al.,2001).
● le phosphore renforce la résistance des plantes et contribue au développement des racines. Le phosphore se retrouve dans la poudre d’os ou dans les fientes. En excès, il devient un facteur d’eutrophisation de l’eau. Les engrais phosphorés chimiques peuvent contenir des radio-nucléides et du cadmium résiduel (Chambers et al.,2001).
● le potassium contribue à favoriser la floraison et le développement des fruits. Le potassium se trouve dans la cendre de bois, qui peut par ailleurs contenir des métaux lourds, ou des radionucléides dans certaines régions (Chambers et al.,2001).
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Table des matières
INTRODUCTION
I. Introduction
1. Généralités sur l’engrais NPK
1.1.Histoire et rôle
1.2.Applications
2.Les espèces bio-indicatrices
Objectifs
But de travail
II.Matériel et méthodes
1.Matériel chimique
2 .Matériel biologique
2.1.Les mousses
2.1.1. Caractères généraux des Bryophytes
2.1.2. Morphologie et physiologie
2.1.3. Classification
2.1.4. Mousses, environnement et pollution
2.1.5. L’espèce de Mousse choisie
2.2.Les lichens
2.2.1.Généralités
2.2.2.Historique
2.2.3.Morphologie et physiologie
2.2.4.Propriétés
2.2.5.Utilisations de lichens comme bio-indicateurs
2.2.6.L’espèce de lichen choisie
3.Méthodes
3.1.Méthode de préparation du milieu de culture
3.2.Méthodes de dosage
3.2.1.Dosage de la chlorophylle
3.2.2.Dosage de la proline
3.2.3.Dosage des proteines totales
3.2.4.Dosage des sucres totaux
3.2.5.Dosage enzymatiques
3.2.5.1.Préparation de l’extrait enzymatique
3.2.5.2. Dosage de l’activité Ascorbate-peroxydases (APX)
3.2.5.3.Dosage de l’activité catalase (CAT)
3.2.5.4.Dosage de l’activité glutathion-S-transférase(GST)
3.2.5.5.Dosage de glutathion (GSH)
3.2.5.6.Dosage de malondialdéhyde (MDA)
4.Etude du métabolisme respiratoire
5.Etude du métabolisme photosynthétique
6. Etude statistique
III.Résultats
1.Traitement 3jours
1.1.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur les variations du taux de proline
1.2.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur les teneurs moyennes de sucres totaux
1.3.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur les teneurs moyennes de protéines totale
1.4.Effets de NPKs sur les variations des teneurs des chlorophylles (a,b et a+b)
1.5.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le taux de GSH
1.6. Effets des concentrations croissantes de NPKs sur l’activité GST
1.7. Effets des concentrations croissantes de NPKs sur l’activité CAT
1.8. Effets des concentrations croissantes de NPKs sur l’activité APX
1.9. Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le taux de MDA
1.10.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le métabolisme photosynthétique et respiratoire des mousses et des lichens
1.10.1.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le métabolisme photosynthétique des mousses et des lichens
1.10.2.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le métabolisme respiratoire des mousses et des lichens
2.Traitement 7 jours
2.1.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur les variations du taux de proline
2.2.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur les teneurs moyennes de sucres totaux
2.3.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur les teneurs moyennes de protéines totales
2.4.Effets de NPKs sur les variations des teneurs des chlorophylles (a,b et a+b)
2.5.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le taux de GSH
2.6.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur l’activité GST
2.7. Effets des concentrations croissantes de NPKs sur l’activité CAT
2.8. Effets des concentrations croissantes de NPKs sur l’activité APX
2.9. Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le taux de MDA
2.10.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le métabolisme photosynthétique et respiratoire des mousses et des lichens
2.10.1.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le métabolisme photosynthétique des mousses et des lichens
2.10.2.Effets des concentrations croissantes de NPKs sur le métabolisme respiratoire des mousses et des lichens
IV.Discussion
CONCLUSION
