Influence indirecte des champignons MA sur le transfert de Cd et variabilité de

Les résultats des expériences en pot (Expériences 1 et 2) montrent que les effets de l’inoculation mycorhizienne dépendent des conditions du sol et de l’origine et du comportement des isolats fongiques.

Le transfert de Cd dans les plantes mycorhizées ou non dépend de la mobilité du métal dans le sol qui est principalement dépendante du pH. Le prélèvement de Cd directement par la plante est ainsi influencé par sa disponibilité dans le sol, mais aussi par la physiologie et la croissance de la plante, variable selon le stress (métallique et/ou nutritif) imposé à la plante. Par contre, l’effet protecteur du champignon (augmentation de la biomasse végétale, diminution de la concentration en Cd dans la plante) ne dépend pas uniquement de la disponibilité des métaux, mais aussi du type de pollution (présence de plusieurs métaux ou non) et de son effet toxique sur le développement de la plante. Ainsi, l’effet du champignon étudié (G.i. n°1) sur le bilan de Cd, allant jusqu’à doubler la quantité de Cd dans les parties aériennes et à réduire de 20% la quantité de Cd transférée dans les percolats, serait un effet indirect lié à l’augmentation de la biomasse végétale.

Ceci a été confirmé dans l’expérience 2 qui a montré que tous les isolats de champignons n’agissent pas de la même manière en réponse à une contamination métallique, mettant en évidence la complexité du rôle des mycorhizes. Si parmi les cinq champignons utilisés dans ce travail, quatre ont stimulé la croissance de la luzerne, seuls deux isolats ont conduit à une diminution de la concentration en Cd dans les parties aériennes de la luzerne. Le champignon MA utilisé dans toute la thèse (G.i. n°1) a fortement augmenté la croissance de la plante hôte ce qui est peut-être associé à la stimulation des bactéries nodulantes du sol (Figure 13). Une telle interaction champignon-bactérie était particulièrement remarquable car elle a eu un impact important sur le bilan de cadmium, réduisant la concentration dans les parties aériennes et augmentant la quantité totale exportée, qui n’a pas été observé avec les autres souches de champignons. Cet isolat de Glomus intraradices provenait d’un sol fortement contaminé par les métaux alors qu’un autre isolat de la même espèce, mais isolé d’un sol non contaminé, n’a pas présenté le même effet sur la biomasse et tendait même à diminuer la biomasse de la plante, pour un niveau de colonisation similaire. L’origine du champignon serait donc déterminante quant à son influence sur la croissance de la plante et

ainsi indirectement sur le transfert de Cd, mais aussi quant à la capacité de son mycélium à immobiliser les métaux. Certains isolats, tels que G. mosseae P2 ou G.i. n°1, pourraient en effet avoir une capacité de fixation plus importante que d’autres et entraineraient une baisse de la concentration en métal dans les parties aériennes de la plante. Cette baisse des concentrations en métaux dans les parties aériennes des plantes mycorhizées est bénéfique pour le développement de la plante car elle réduit les dysfonctionnements cellulaires causés par les métaux et est aussi intéressante d’un point de vue sanitaire.

Figure 13 : Influences globales de l’inoculation d’un champignon MA dans le système sol-plante en présence de concentrations élevées d’ETM. Les flèches noires pleines représentent les transferts de cadmium entre les composantes du système.

Par ailleurs, l’intensité de la colonisation mycorhizienne, mesurée au moment de la récolte, ne semble pas refléter l’intensité de l’effet du champignon sur la croissance de la plante et sur le bilan de Cd. En fonction des résultats des deux premières expériences, la contribution des champignons MA au transfert de Cd dans des sols agricoles à pollution multi métallique pourrait être quantifiée comme suit :

- parmi les champignons utilisés, lorsque l’isolat fongique n’a pas stimulé de bactéries

nodulantes : la masse sèche des parties aériennes a été augmentée de 20% dans 3 cas sur 4.

- lorsque l’isolat fongique était adapté à une contamination métallique : la concentration en

Cd dans les parties aériennes a été réduite de 20%.

- lorsque l’isolat fongique a stimulé des bactéries nodulantes : la biomasse aérienne de la

plante a été multipliée par 2 ou 3 et la quantité totale de Cd exportée dans les parties aériennes a été doublée bien que leur concentration en Cd ait diminué de 40%.

De plus, dans la gamme de concentrations en ETM étudiée, le transfert de Zn était influencé de la même manière que le Cd par le champignon MA, même si les différences sont moins significatives dans l’expérience 2. La mobilité de ces deux métaux serait ainsi sujette aux mêmes mécanismes et l’influence des champignons MA ne serait pas spécifique à un élément particulier.

Les deux expériences effectuées ont aussi permis de vérifier si la mycorhization peut influencer la quantité de Cd qui percole dans le sol. A différents moments des cultures, des percolations ont ainsi été provoquées en arrosant les pots à saturation, comme cela peut se produire dans la nature lors de fortes pluies. Dans les pots mycorhizés, la quantité de Cd percolée était alors plus faible que dans les pots non mycorhizés en particulier avec l’inoculation de G.i. n°1, certainement grâce à une plus forte biomasse végétale. Ce résultat souligne l’importance des champignons MA pour réduire la dissémination des ETM dans les eaux souterraines et donc la contamination de l’environnement à une plus large échelle.

Néanmoins, dans ces deux premières expériences les effets directs du champignon ne pouvaient pas être étudiés car ils n’étaient pas séparés de l’effet des racines de la plante. Pour mesurer les capacités de sorption et de transport des hyphes extraracinaires il était alors indispensable d’utiliser des dispositifs à compartiment.