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Mesure de la tolérance au cuivre de sept espèces graminoàŻdes des affleurements de l'arc cuprifères du sud-est de la République Démocratique du Congo


par Adolphe NGOYI NSOMUE
Université de Lubumbashi - Diplôme d'Ingénieur Agronome, Option: Phytotechnie 2015
  

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Abstract

The copper-bearing outcrops are predominant ecosystems affecting the plant communities. Flora colonizing these environments develops tolerance mechanisms in metals to survive. The present work was initiated to measure the copper tolerance of 7 graminoids species and highlight a potential cost of copper tolerance in for these cupricole species. The experience in hydroponics using 50ml Falcon tubes was installed following a split plot device with 14 treatments and 12 repetitions. Seven graminoids species were cultured in two different culture conditions. The first culture condition has been contaminated with copper solution to a final concentration of 50 uM of Cu and the second without contamination was considered as the control. The tests focused on the fresh biomass, dry biomass of the species and root elongation. The analysis of variance (ANOVA) and Mann-Whitney test were performed. The nutrient solution was formulated to provide the major elements that the plant needs to grow. The results on biomass and root tests showed that savanna species have a higher tolerance index (It = 147.5) at test biomass and a lower index on the root test (It = 127.5). And wide amplitude species gave weak tolerance index values of 41 and 111.5.

The CuS04 dose in take was measured tolerance copper graminoids species. The results show that these species could made a positive impact in society using phytoremediation or revegetation, taking into account their biomass and root elongation recorded in this experiment.

Keywords: tolerance, copper, heavy metals, biomass, graminoids, steppe, savannah

2.2.1. Espèces utilisées 18

VIII

Table des matières

Epigraphe II

Dédicace III

Remerciement IV

Résumé VI

Abstract VII

Table des matières VIII

Listes des abréviations XI

Introduction 1

Chapitre 1. Revue Bibliographique 3

1.1.Flores des affleurements du Sud Est de la RDC 3

1.1.1 Origine de la flore des affleurements 3

1.1.2. Description et répartition de la flore cupricole 4

1.1.3. Relation végétation- sol sur les affleurements cuprifères du Sud-Est de la RDC _ 5

1.1.4. Effet du gradient de cuivre sur la structure de la communauté végétale 7

1.2. Tolérance au cuivre 8

1.3. Les grandes stratégies de tolérance aux métaux 9

1.4. Quantification et mesure de tolérance aux métaux lourds 13

1.5. Coût de tolérance 14

1.6. Stress de plantes aux métaux lourds 15

Chapitre2 : Milieu, matériel et méthodes 16

2.1. Description de zone d'étude 16

2.2. Matériels 18

IX

2.2.2. Matériels du laboratoire et du terrain 19

2.2.3. Solutions utilisées 20

2.3. Méthodes 22

2.3.1. Dispositif expérimental 22

2.3.3. Indice de tolérance 25

2.3.4. Paramètres mesurés 25

2.4. Analyse statistique des données 25

Chapitre 3. Résultats 26

3.1. Mesure de l'indice de tolérance au cuivre des 7 espèces de graminoïdes. 26

3.1.1. Biomasse fraîche 26

3.1.2. Elongation racinaire 28

3.2. Comportements des espèces graminoïdes en fonction des milieux de culture utilisés 30

3.2.1. Biomasse fraîche 30

3.2.2. Elongation racinaire 31

3.3. Détermination des teneurs en matières sèches des espèces graminoïdes 32

3.4. Evolution des espèces en fonction des jours de traitement 33

3.4.1. Biomasse fraîche 33

3.4.2. Elongation racinaire 34

3.5. Détermination de l'indice de tolérance des espèces graminoïdes 35

Chapitre 4. Discussion des résultats 36

Conclusion et perspectives 39

Références bibliographiques 40

X

Liste des figures et tableaux

a. Figures

Figure 1:Vue générale d'un affleurements de roches de Cu et Co 6

Figure 2: Les huit communautés végétales caractéristiques des sols métallifères de l'arc cuprifère

katangaise 8

Figure 3: Divers modes de tolérance des éléments trace métalliques par les plantes 10

Figure 4: Réponse des plantes à une concentration croissante en métaux lourds 12

Figure 5: Localisation géographique du milieu d'étude (source : Google earth @) 17

Figure 6: photos illustratives des différentes espèces utilisées dans l'essai. 19

Figure 7: Plan du dispositif experimental 23

Figure 8: Photographie du dispositif expérimental 24

Figure 9: Détermination de biomasse fraîche moyenne des espèces graminoïdes en fonction de

substrats 30
Figure 10: Détermination de la biomasse fraîche des espèces graminoïdes en fonction de

substrats 31

Figure 11: Détermination de la teneur en matière sèche. 32

Figure 12: Moyennes des biomasses fraîches 34

Figure 13:Moyennes d'élongation racinaire 34

b. Tableaux

Tableau 1:Teneurs en cuivre des sols et plantes (médiane, minimal et maximale en mg kg-1) ___ 9 Tableau 2: composition chimique de la solution nutritive de base utilisée en culture

hydroponique 21

Tableau 3:Mesure de la biomasse fraîche en fonction de jours de traitement et solutions.. 27

Tableau 4: Mesure d'élongation racinaire en fonction de jours de traitement et solutions. 29

Tableau 5: Indices de tolérance des espèces graminoïdes des affleurements cuprifères 35

XI

Listes des abréviations

RDC : République Démocratique du Congo

Cu : cuivre

Co : cobalt

pH : potentiel d'hydrogène

CuS04. 5H20 : sulfate de cuivre 5 fois hydraté

ROS: reactive oxygen species

It : indice de tolérance

FSA : Faculté de Sciences Agronomiques

ADN : acide désoxyribonucléique

uM : microgramme

Nacl : chlorure de sodium

Mg (S04) : sulfate de manganèse

EDTA : Ethylène diamine acétate

H3B03 : acide borique

K2S04 : sulfate de potassium

Cu (N03) : Nitrate de cuivre

Zn (S04). 7H20 : sulfate de Zinc 7 fois hydraté

Mn (S04). H20: sulfate de manganèse

Cu (N03)2. 4H20: nitrate de cuivre

(NH4)6M0702. 4H20 : Molybdate d'ammonium

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