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tolérance des plantes aux ETM

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Tolérance des plantes aux éléments traces
métalliques
Hyperaccumulation
Préparé par :
- OMARI Ahlam
- LAHMAME Salma
Introduction
Le sol c’est un milieu vivant par excellence
Déséquilibre de l’écosystème et perturbation de la chaîne alimentaire
Plantes hyperaccumulatrices
Plan
Agenda
Style
01
02
Généralités sur les éléments traces métalliques
ETM
la Phytodisponibilité des ETM
03
Facteurs qui influencent l'absorption
des ETM
04
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
05
Toxicité et tolérance des plantes aux ETM
06
Exemples des plantes hyperaccumulatrices
07
Conclusion
Généralités sur les éléments traces métalliques
ETM
Les éléments traces métalliques
Définition
Éléments traces métalliques ETM sont des éléments chimiques du tableau périodique
dont la masse volumique supérieurs à 5g/cm³.
Classification
Eléments non essentiels
Eléments essentiels =oligo-éléments
Cd, Pb, Hg, Sn
Fe, Zn, Ni, Cu, Mg, Mn, Cr, B
- Pas de fonction biologique connue.
-Toxiques à très faibles concentrations.
. Indispensables pour le fonctionnement
des cellules.
Deviennent toxiques dès
que leur concentration
dépasse un certain seuil.
Les éléments traces métalliques
Origines
Phytodisponibilité des éléments traces
métalliques
Phytodisponibilté des ETM
Origines
Définition
 La phytodisponibilité d’un élément-trace peut être définie comme la
quantité d’élément qui peut être transférée (prélevée) dans la plante durant
son développement
ETM
Phase solide
du sol
Solution du
sol
Facteurs qui influencent l'absorption
des ETM
Facteurs de la phytodisponibilité
Facteurs liés au sol
Facteurs liés à la plante
14
Facteurs climatiques externes
Facteurs liés au sol
A
Le potentiel hydrogène pH
B
Le potentiel d’oxydo-réduction Eh
C
Le type de sol
D
La capacité d’échange cationique
Phytodisponibilté des ETM
Origines
pH de sol
 Un pH faible augmente généralement la phytodisponibilité des ETM.
Un relachage des ETM
dans l’eau des pores du
sol
Facteurs liés au sol
Origines
Potentiel oxydo-réduction Eh
Réductrices ’’Eh faible’’
Par exemple: un sol hydromorphe,
gorgé d’eau.
Sols
Oxydantes ’’Eh élevé’’
Par exemple: un sol bien aéré.
- La solubilité des
éléments
- Leur disponibilité
pour les végétaux
Facteurs liés au sol
Origines
Le type de sol
Les sols sableux permettent un transfert
des éléments traces vers les plantes
plus élevé que les sols plus lourds
’’argileux’’.
Facteurs liés au sol
Origines
Capacité d’échange cationique
Le total des charges
négatives du sol
disponibles pour la
fixation de cations
métalliques ou d’ions
H+.
Plus la CEC est élevée
plus les cations
métalliques sont
adsorbés ou complexés
par les matières
organiques, les argiles et
les oxydes.
Ils sont moins
assimilables par les
plantes c’est-à-dire leur
phytodisponibilité est
faible.
Facteurs liés à la plante
A
Age et stade de développement de
plante
B
Espèces végétale
Facteurs liés à la plante
Age et stade de développement
La quantité d’ETM prélevée diminue avec le développement de la plante et
leur concentration dans les tissus diminue aussi, c’est ce qu’on appelle l’effet de
dilution.
Facteurs liés à la plante
Espèce végétale
les légumes contiennent plus d’éléments-traces que les plantes
monocotylédones
Facteurs climatiques
externes
A
Lumière
B
Température
C
Humidité
Facteurs climatiques externes
Lumière
Le prélèvement d’ETM par les plantes augmente
avec l’intensité lumineuse .
Température
Le prélèvement d’ETM augmente avec la température
jusqu’à une température optimale spécifique de chaque
espèce .
 L'augmentation de la température provoque une
transpiration excessive donc une augmentation de flux de
masse et aussi la croissance des racines.
Facteurs climatiques externes
Humidité
En favorisant l’activité
biologique, et donc la
production de
substances susceptibles
de mobiliser les
éléments
En modifiant le potentiel
d’oxydoréduction du sol
(en général un excès
d’humidité favorise des
conditions réductrices)
Ou bien en influant sur la
profondeur
d’enracinement
Facteurs climatiques externes
Humidité
En années sèches, les racines
descendent plus profondément dans le
profil du sol, et prélèvent moins
d’éléments-traces qu’en années humides
si les éléments sont d’origine
anthropique. A l’inverse, le
prélèvement est plus important si les
éléments ont une origine naturelle.
Transfert des éléments traces du sol vers
les plantes
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
Accumulation 3
2 Translocation
Absorption
racinaire 1
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
1- Absorption racinaire :
les éléments traces
métalliques doivent
être transférés à
proximité de la
racine
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
Les éléments-traces sont prélèves sous des formes cationique
une partie est
transportée plus
loin à l’intérieur
des cellules
une partie est
transportée plus
loin dans
l’apoplaste
une partie se fixe
aux substances des
parois cellulaires
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
1- Absorption racinaire :
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
1- Absorption racinaire :
la voie apoplasmique
(extérieur de la cellule)
l’élément est prélevé
par la plante mais
non absorbé
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
1- Absorption racinaire :
la voie symplasmique
(interieur de la cellule)
une réelle absorption
de l’élément par la
cellule végétale
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
2- Translocation :
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
3 – accumulation :
l’amassage des ETM
dans les parties
aériennes de la
plante.
Transfert des éléments traces du sol vers les plantes
3- Accumulation :
D’après Brooks, 1983
> 100 mg/ kg pour le cadmium
> 1000 mg/kg pour le plomb et le sélénium
> 5000 mg/kg pour le cobalt et le cuivre
> 10 000 mg/kg pour le zinc
Plantes hyperaccumulatrices
Toxicité et tolérance des plantes aux ETM
Aucune substance n’est pas le un poison, c’est la dose qui fait le poison
–PARCELSE-
Toxicité et tolérance des plantes aux ETM
Infographic Style
phytotoxicité
Les effets visibles
• La nécrose et la diminution
significative des
rendements de récolte
• Une réduction de la
croissance des différentes
parties de la plante
• Les points chlorotiques ou
bruns sur les feuilles
Les effets moins visibles
• L’inhibition racinaire
• La réduction de la
photosynthèse
Toxicité et tolérance des plantes au ETM vers les plantes
Stratégies de tolérance des plantes aux éléments traces
Stratégie d’évitement
par laquelle les plantes se protègent
du stress métallique en limitant leur
absorption
C'est la capacité d'une plante à
survivre et se reproduire sur des
sols toxiques ou défavorables à la
plupart des organismes en raison
d’une contamination métallique
(Turner 1969).
Stratégie de tolérance
qui fait référence aux réactions
permettant de limiter les effets néfastes
des métaux dans l’organisme.
Toxicité et tolérance des plantes au ETM vers les plantes
Stratégies de réponses des métallophytes aux éléments traces
Certaines plantes dites exclueuses prélèvent très
peu d'ETM, même quand elles sont exposées à
des concentrations élevées dans le sol.
D'autres dites accumulatrices présentent des
fortes concentrations des ETM même à des très
faibles concentrations des ETM dans le sol.
Les dernières dites indicatrices ont des
concentrations en ETM dans leurs tissus qui
reflètent la concentration du métal dans les sols
et qui augmentent de façon linéaire avec elle.
Exemples des plantes hyperaccumulatrices
Exemples des plantes hyperaccumulatrice
Arabidopsis halleri
hyperaccumulatrice de zinc et de
cadmium
Sebertia accumiata
cette plante est connu pour son
latex de couleur bleue. car sa
sève peut contenir jusqu'à 25 %
de nickel
Real Estate
Exemples des plantes hyperaccumulatrice
Geissois pruinosa
hyperaccumulatrice de nickel.
Espèce pionnière des sites miniers
qui accumule des quantités
supérieures à 1% du poids sec des
feuilles.
Grevillea exul
espèce pionnière utilisée en
revégétalisation
des
sites
miniers,
accumulatrice
de
manganèse.
Real Estate
Conclusion
Les recherches sur ces espèces sont en cours et les scientifiques ont découvert
plus de 400 espèces « hyperaccumulatrices » et nul ne sait combien la terre en
compte au total. Ces plantes miracles permettent de décontaminer les sols
polluées par les ETM on utilisant les techniques de phytoremédiation
- Comment fonctionne le phénomène de la phytoremédiation ?
- Pourra-t-on dans les années à venir dépolluer les terrils ou les déchetteries
grâce à ces végétaux aux vertus particulières ?
Merci pour votre attention
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