Mesures réalisées sur M. x giganteus

provoqués par la présence de M. x giganteus. Après des extractions spécifiques des ETM totaux – échangeables – oxydables (potentiellement biodisponible), les ETM sont dosés par spectrophotomètre d’absorption atomique avec une flamme d’air-acétylène (Varian ESPECTRAA 55).

En ce qui concerne la teneure totale de chaque ETM, une attaque à l’eau régale, soit un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique (21 mL de HCl à 12 M et 7 mL de HNO3 à 15,8 M), est appliquée pour les extraire du sol (NF X 31-415) préalablement broyé à 200 µm suivant la norme NF X 31-412 (AFNOR 1996). Après minéralisation, les échantillons sont filtrés (disque de microfibre de verre : Whatman GF/B, porosité de 1 µm).

Les ETM échangeables sont déterminés dans une solution de sol préparée avec du chlorure de calcium à 0,01 M (ETMéchang) (Gleyzes et al. 2002; Feng et al. 2005b; Hobbelen et al. 2006; Meers et al. 2007; Hao et al. 2008) dont la force ionique est jugée comparable à celle observée naturellement dans le sol (Shuman 1990 cité par Hao et al.2008). La solution de sol est préparée suivant un ratio sol : solution de 1 : 2 (m/v) agitée avec un agitateur rotatif (15 tpm ; 1 h puis repos 2 h). Le surnageant est filtré à l’aide d’un disque de microfibre de verre : Whatman GF/B, porosité de 1 µm (Feng et al. 2005a; Meers et al. 2007).

D’autre part, la fraction oxydable des ETM dans le sol peut être étudiée en utilisant le NH4Oac à 1 M comme agent extracteur pour les éléments liés aux carbonates et à la matière organique. Ces ETM considérés comme mobilisables représentent les ETM potentiellement biodisponibles (Campanella et al. 1995; Gupta et al. 1996; Meers et al. 2007; Pathak et al. 2009).

4.1.3.4 Mesures réalisées sur M. x giganteus

Au début de la culture, la biomasse fraiche de chaque plant est mesurée. Les végétaux ne pouvant être sacrifiés, leur biomasse sèche est estimée en corrigeant la biomasse fraiche par l’humidité moyenne des plants Contrôles, relevée à la fin de période expérimentale.

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En cours de culture, la hauteur (cm) des plantes mesurée du sol jusqu’au dernier entrenœud présent sur la tige, est suivie régulièrement (Figure 11) (Lewandowski 1998; Clifton-Brown et al. 2001; Kaack et Schwarz 2001; Clifton-Brown et Lewandowski 2002; Christian et al. 2008; Richter et al. 2009; Pyter et al. 2010).

Figure 11. Description de M. x giganteus et préparation des échantillons pour analyse.

À la fin de la période d’exposition, chaque plante est déterrée. Seul le sol adhérant ou maintenu par le système racinaire après avoir secoué la plante est préservé. Le système racinaire et le rhizome sont ensuite séparés du sol rhizosphérique (Figure 12). Un échantillon de sol rhizosphérique est conservé (-20 °C) pour les analyses physico-chimiques et microbiologiques.

Figure 12. Exemple du sol rhizosphérique.

Le nombre de nouveaux bourgeons sur le rhizome et le nombre d’entrenœuds sur la tige sont notés. Tige, feuilles, racines et rhizome sont séparés puis pesés pour déterminer la biomasse fraiche. Un échantillon de feuille de chaque plante (environ 0,5 g de matière fraiche) est congelé dans l’azote liquide avant analyse de la teneur en chlorophylle. De même, un échantillon des racines est conservé (-20 °C) pour l’analyse des populations bactériennes. Après séchage des différentes fractions des

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végétaux (60°C jusqu’à poids constant) (Figure 11), la teneur en eau est alors calculée et le diamètre externe des tiges mesuré (Lewandowski 1998; Clifton-Brown et al. 2001; Kaack et Schwarz 2001; Clifton-Brown et Lewandowski 2002; Christian et al. 2008; Richter et al. 2009; Pyter et al. 2010).

A partir des pesées, sont calculés :

 le taux relatif de croissance (TRC) des plantes (Arduini et al. 2004) : TRC = 1 2 1 2 ln ln t t W W   où,

W est la biomasse sèche au début (W1) et à la fin (W2) de la culture

t1-t2 est la durée de la période

 le ratio entre la biomasse aérienne sèche totale et la biomasse souterraine sèche totale (A/S) (Morishita et Boratynskil 1992; Yeh et al. 2000; Audet et Charest 2008).

La quantité de chlorophylle totale, chlorophylle a et chlorophylle b est mesurée par macération de 50 mg de feuilles, dépourvue des veines et finement coupées, dans 8 mL de N, N-Dimethylformamide pendant 7 jours, sous agitation constante, à 4 °C et totale obscurité. L’absorbance est mesurée à 664 nm, 647 nm et 750 nm (Inskeep et Bloom 1985; MacFarlane et Burchett 2001; Macinnis-Ng et Ralph 2002) et la concentration des pigments (mg / L) est déterminée suivant la formule du coefficient d’extinction proposé par Inskeep et Bloom (1985), après la correction des valeurs par soustractions de l’absorbance à 750 nm (Macinnis-Ng et Ralph 2002) :

 Chlorophylle totale : Chl Tot = 17,90A647 + 8,08A664  Chlorophylle a : Chl a = 12,70A664 – 2,79A647  Chlorophylle b : Chl b = 20,70A647 – 4,62A664

Ensuite, ces valeurs sont reportées au mg kg^-1 de matière sèche pour déterminer la teneur en chlorophylle dans les feuilles des plantes.

Finalement, la teneur en ETM de chaque partie de M. x giganteus (i.e. feuilles, tige, racines, et rhizome) est mesurée après broyage (1 mm). Le Zn et le Cu sont analysés

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par spectroscopie d’émission à plasma inductif (ICP-AES), tandis que le Cd, Cr, Ni, et Pb sont analysés par spectrométrie de masse (ICP-MS) (INRA, US 1118 USRAVE, BP 81, 33883 Villenave d’ Ornon CEDEX, France) ; les résultats sont reportés au mg kg^-1 de matière sèche. Le matériel de référence certifié GBW07405 (feuilles d’épinard polluées en ETM) est utilisé pour contrôler de la qualité de l’extraction et corriger les valeurs selon le rendement d’extraction obtenu. Ces concentration permettent de calculer le facteur de bioaccumulation (FBA) caractéristique de l’absorbation des ETM par les végétaux et le facteur de translocation (FT) pour déterminer les capacités de transfert des ETM de la partie souterraine vers la partie aérienne de la plante (Lebeau et al. 2008; Audet et Charest 2008; Liang et al. 2009) :

 Facteur de bioaccumulation : FBAETM =

 

 

plante ETM ETM

 Facteur de translocation : FTETM =

 

 

aérienne

ETM ETM

Enfin, l’indice de tolérance (IT), parfois appelé facteur d’enrichissement, permettra de définir la forte tolérance des plantes aux ETM (Mingorance et al. 2007; Yadav et al. 2009) :

 Indice de tolérance : ITETM =

 

 

essaie

ETM ETM