Evaluation des effets de la toxicité du cuivre et du cobalt sur la croissance du blé tendre (triticum aestivum) dans la région de Lubumbashi (RD Congo)

Conclusion

La présente étude avait comme objectif principal d'évaluer les effets de la toxicité du cuivre et du cobalt sur la croissance du blé tendre dans la région de Lubumbashi. Deux essaies séparés ont été adoptés, l'un pour le Cu et l'autre pour le Co. Le dispositif expérimental adopté était en Blocs aléatoires complets, comportant quatre traitements (4), avec trois (3) répétitions.

Les principaux résultats ont montré qu'il y avait des différences significatives entre les différents traitements dans tous les deux essaies, et pour tous les paramètres végétatifs observés notamment le taux de germination ; le taux de survie ; la hauteur de plantes, le nombre des feuilles ainsi la longueur des racines, il s'avère que les traitements témoins ont donné les meilleures moyennes pour tous les paramètres observés dans les deux essais. Par conséquent nous pouvons dire que les concentrations croissantes du Cu et Co ont un effet négatif significatif sur les plantes de blé tendre.

N'ayant pas l'intention de limité la recherche dans ce domaine, les prochaines études pourront multiplier le nombre de traitements ainsi que de répétition pour justement affirmer ou infirmer les théories avancées dans cette étude.

42

Bibliographie

Adriano, D.C. (2001). Trace éléments in terrestrial environments: Biochemistry, bioavailability and risks of metals. Springer-Verlag, New York. Antosiewicz, D.M. (2005). Study of calcium-dependent lead-tolerance on plants differing in their level of Ca-deficiency tolerance. Environ. Pollut. 134, 23-34.

AIEA (2010). Handbook of parameter values for the prediction of radionuclide transfer in terrestrial and freshwater environments. Technical reports series 472. AIEA, Vienne. 194 p.

Ait Kaki S., 2008. Contribution à l'étude de l'interaction génotype x milieu, pour la qualité technologiques chez le blé dur en Algérie. Thèse doctorat, Université de Annaba, 174 p.

Alaoui-Sosse, B., Genet, P., Vinit-Dunand, F., Toussaint, M. L., Epron, D. et Badot, P. M. (2004). Effect of copper on growth in cucumber plants (Cucumis sativus) and its relationships with carbohydrate accumulation and changes in ion contents, Plant Science, 166, 5, 1213-1218.

Albrecht A., Schultze U., Bugallo P.-B., Wydler H., Frossard E. et Fluhler H. (2003). Behavior of a surface applied radionuclide and a dye tracer in structured and repacked soil monoliths. J Environ Radioactiv, 68(1): 47-64.42

Alismail W et al., (2017). Influence de la densité de semis sur la production du blé dur dans la zone semi-aride du Haut Cheliff. Thèse de mastère. Univ de Khemis-Miliana.51p.

Angeles Cid, C. H., Enrique, T. et Julio, A. (1995). Copper toxicity on the marine microalga Phaeodactylum tricornutum: effects on photosynthesis and related parameters. Aquatic Toxicology, 31, 165-174.

Bebba S., (2011). Essai de comportement de deux variétés de blé dur (Triticum durum L.var.Carioca et Vitron). Conduite sous palmier dattier au niveau de la région de Ouargla. Mémoire d'Ingénieur d'Etat en Agronomie Saharienne, Université Kasdi Merbah-Ouargla. 71p.

43

Babich, H. and Stotzky, G. (1980). Environmental factors that influence the toxicity of heavy metals and gaseous pollutants to microorganisms, Crit. Rev. Microbiol. 8, 99-145.

Bachir Bey I, Soumatia N., (2015). Contribution à l'étude de l'effet de la fréquence d'irrigation sur la production du blé dur sur les sols lourds en zone-aride ; Mémoire de Master ; Université Djilali Bounaama Khemis Miliana, 67p.

Bada Leila., (2007). Variabilité génotypique du blé dur (Triticumdurum Desf.) vis à vis de la nuisibilité directe.

Baize D. and Sterckeman T., (2001): Of the necessity of knowledge of the natural pedogeochemical background content in the evaluation of the contamination of soils by traces elements. Sci. Tot. Environ. 264: 127-139.43

Baize D. (1997). Teneurs totales en éléments traces métalliques dans les sols (France). INRA. Paris. 410 p.

Baize D. (2000). Teneurs totales en « métaux lourds » dans les sols français. Résultats généraux du programme ASPITET. Le Courrier de l'environnement, INRA, N° 39. (Disponible sur internet : http://www.inra.fr).43

Baker, A.J.M. and Walker, P.L. (1989). Ecophysiology of metal uptake by tolerant plants. In: Heavy metal tolerance in plants - Evolutionary aspects. Shaw, A. (Eds). CRC Press, 155-177.

Belagrouz A., (2013). Analyse du Comportement du Blé Tendre, Variété El WIFAK (Triticum aestivum L.) Conduite en Labour Conventionnel, Travail Minimum et Semis Direct sur Les Hautes Plaines Sétifiennes. Mémoire Magistère, université Ferhat Abbas Setif. 88p.

Baldy C., (1974). Contribution à l'étude fréquentielle des conditions climatiques. Leurs influences sur la production des principales zones céréalières d'Algérie. INRA (France)-CCCE (France)-Projet céréales (Algérie).

Belaid D., (1986). Aspect de la céréaliculture algérienne, ed- O.P.U, 217

Clerget., (2011). Biodiversité des céréales et leur utilisation par l'homme. Origine et évaluation, bulletin 2001 de la société d'histoire naturelle du pays de Montbéliard.

44

Benchikh C., (2015). Valorisation de la qualité de 3 variétés locales de blé dur (Triticum durum Desf) cultivées en région semi-aride. Mémoire magistere. Université EL Hadj Lakhdar- Batna. 149p

Bennai et Benabbas., (2007). L'amélioration des rendements des céréales par une fertilisation adaptée aux conditions pédologiques algériennes.

Ban-nai T. et Muramatsu Y. (2002). Transfer factors of radioactive Cs, Sr, Mn, Co and Zn from Japanese soils to root and leaf of radish. J Environ Radioactiv, 63(3): 251-264.44

Ben semra N., (1990). Effet de la fertilisation azotée et de la densité du semis sur le rendement de la variété de blé dur « Waha » cultivée en zone sub humide.Thèse. ing. INA.

Benderradji L., (2013). Selection in vitro pour la tolérance aux stresses salin et thermique chez le blé tendre. Mémoire doctorat, Université Constantine. 143p.

Bonjean,A (2001); «Histoire de la culture des céréales et en particulier celle du blé tendre (Triticum aestivum L)», Eds, Le Perches, Guy P et Fraval A, Agriculture et biodiversité des plantes, Dossier de l'environnement de l'INRA, n°21, 29-37. 44

Bourrelier P.H. et Berthelin J. (1998). Contamination des sols par les éléments traces: les risques et leur gestion. Rapport n°42. Ed. Technique et documentation. Paris. 438p.44

Bresson C., Ansoborlo E., Malard V., Eyrolle F. and Fievet B. (2009). Cobalt. In: H.-. Lavoisier (Editor), Toxicologie nucléaire environnementale et humaine. Edition Tec&Doc, pp. 748.44

Brooks, R. R. (1998). Plants that Hyperaccumulate Heavy, Metals: Their Role in Phytoremediation, Microbiology, Archaeology, Mineral Exploration and Phytomining. Oxon: CAB International.44

Brooks S.-C. et Carroll S.-L. (2003). Geochemical reactions governing the fate of Co-NTA in contact with natural subsurface materials. Appl Geochem, 18(3): 423-433.44

Chatterjee, J., Chatterjee, C., (2003). Management of phytotoxicity of cobalt in tomato by chemical measures. Plant Sci. 164, 793-801.44

98108.

45

Colle C., Siclet F. et Saas A. (1983). Principaux facteurs de transfert sol-plante obtenus en France pour des sols prélevés à proximité des sites PWR. In: Séminaire sur le transfert à l'homme des radionucléides libérés dans l'environnement par les installations nucléaires, Bruxelles, Belgique, 17-21 octobre 1983, 371-387.

Colle C., Grauby A. et Delmas J. (1991). Dépôt des radionucléides sur le sol et la végétation. In : Euratom Radiation Protection Programme 1985-1989. EUR 15295 1 : 636-639.45

Colle C., Roussel-Debet S. et Réal J. (1996). Transferts du radiocobalt en milieu terrestre. Radioprotection, 31(3): 43-354.45

Coughtrey P.-J. et Thorne M.-C. (1983). Cobalt. In: Radionuclide distribution and transport in terrestrial and aquatic ecosystems: a critical review of data. Volume II. Rotterdam. AA Balkema, 156-217.45

Davis, J. A., Volesky, B. et Vierra, R. (2000). Sargassum seaweed as biosorbent for heavy metals, Water Research, 34, 17, 4270-4278.

Djermoun., (2009). La production céréalière en Algérie : les principales caractéristiques.

Deltombe E. et Pourbaix M. (1966). Cobalt. In: Pourbaix M. Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions. Pergamon Press, London, 323-329.45

Emir E, EytukTonk F. and Tosun M., 2010. Heterosis for Yield and its Components

in

Bread Wheat Crosses Among Powdery Mildew Resistant and Susceptible Genotypes, Pak.

Erroux J., 1960. Introduction au catalogue de blé dur cultivé en Algérie.35p. étude des caractères de production et d'adaptation. Mémoire de magistere.

Fefarr M , (2017). Toxicité et bioaccumulation de pesticides sur quelques variétés de blé dur (T. durumDesf.). Thèse de doctorat : Département de biologie. Annaba. 373p.45

Feillet P. (2000). Le grain de blé. Composition et utilisation, INRA éditions 308 p.

Feldman, M. & Sears, E.R. (1981). The wild gene resources of wheat. Sci.Am. 244:

Hennouni N., (2012). Evaluation du métabolisme respiratoire et enzymatique des racines de blé dur (Triticum durum Desf) issues de plantes infectées par les maladies

46

FAO, (2005). New LocClim: Local Climate Estimator. FAO Environment and Natural Resources Working Paper, N° 2046

Fargasova, A. (2004). Toxicity comparison of some possible toxic metals (Cd, Cu, Pb, Se, Zn) on young seedlings of Sinapis alba L, Plant, Soi! and Environment, 50, 1, 33-38.

Fritas S., (2012). Etude bioécologique du complexe des insectes liés aux cultures

céréalières

Gate P., (1995). Ecophysiologie du blé. Ed. ITCF. Technique et Documentation. Lavoisier. Paris. P. 419-425.

Gerzabek M.-H., Strebl F. et Temmel B. (1998). Plant uptake of radionuclides in lysimeter experiments. Environ Pollut, 99(1): 93-103.

Glaus M.-A., Hummel W. et Van Loon L.-R. (2000). Trace metal-humate interactions. I. Experimental determination of conditional stability constants. Appl Geochem, 15(7): 953-973.46

Godin, P. M., Feinberg, M.H. & Ducauze, C.J. (1985). Modelling of soil contamination by

airborne lead and cadmium around several emission sources. Environ. pollut. 10, 97-114.

Gond, 1986 in Oudjani, (2009). Diversité de 25 génotypes de blé dur (triticum durum Desf.) :

Gopal, R., Dube, B.K., Sinha, P., Chatterjee, C., (2003). Cobalt toxicity effects on growth and metabolism of tomato. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 34, 619-628.46

Grignac. P, 1978. «Le blé. Monographie succincte». Annale de l'INR. Paris. 83-98. Gutierrez M. et Fuentes H.-R. (1991). Competitive adsorption of cesium, cobalt and strontium in conditioned clayey soil suspensions. J Environ Radioactiv, 13(4): 271-282.46

Hamadache, A. (2013). Eléments de phytotechnie générale : Grandes Culture- Tom I : Le blé. 1éreédition. Mohamed Amrani. 49-69.

Hamilton, E. I. (1994). The geobiochemistry of cobalt. Sci. Total Environ. 150, 7- 39. doi: 10.1016/0048-9697(94)90126-046

47

cryptogamiques et de plantes traitées avec un fongicide (ARTEA EC 330). Mémoire de Doctorat, université Badji Mokhtar Annaba. 142p.

Laala Z., 2011. Analyse en chemin des relations entre le rendement en grains et les composantes chez des populations F3 de blé dur (Triticum durum Desf.) Sous conditions semi-arides. 97p.

Laberche, J.C., 2004. La nutrition de la plante in. Biologie Végétale. Ed. Dunod. Paris. P. 154-163.

Lange, B., Pourret, O., Meerts, P., Jitaru, P., Cances, B., Grison, C., Faucon, M.P., (2016). Copper and cobalt mobility in soil and accumulation in a metallophyte as influenced by experimental manipulation of soil chemical factors. Chemosphere 146, 75-8447

Laumont P. & Erroux J., (1961). Inventaire des blés durs rencontrés et cultivés en Algérie. Mémoires de la société d'Histoire Naturelle de l'Afrique du Nord. Imprimerie «La typaLitho» et Ju es. Carbonel, 5-15.

Lexmond T.M., Van Der Vorm P.D.J.. (1981). The effect of pH on copper toxicity to hydroponically grown maize. Netherlands Journal of Agricultural Science, v.29, p.217-238.

Li, H., Liu, Y., Qin, H., Lin, X., Tang, D., Wu, Z., et al. (2020). A rice chloroplast-localized ABC transporter ARG1 modulates cobalt and nickelhomeostasis and contributes to photosynthetic capacity. New Phytol. 228, 163-178. doi: 10.1111/nph.16708

Lidon FC. and Henriques FS. (1992). Copper toxicity in rice: Diagnostic criteria and effect on tissue Mn and Fe. Soil Sci. 154, 130-135.

Lombardi, L. et Sebastiani, L. (2005). Copper toxicity in Prunus cerasifera: growth and antioxidant enzymes responses of in vitro grown plants, Plant Science, 168, 3, 797-802. 47

Loué, A. (1993). Oligo-éléments en agriculture. Ed. Nathan (ed), 45-177.

Lwalaba, J.L.W., Zvobgo, G., Fu, L., Zhang, X., Mwamba, T.M., Muhammad, N., Mundende, R.P.M., Zhang, G., (2017a). Alleviating effects of calcium on cobalt toxicity in two barley genotypes differing in cobalt tolerance. Ecotoxicol. Environ. Saf. 139, 488-495.

48

Lwalaba, J.L.W., Zvobgo, G., Mwamba, M., Ahmed, I.M., Mukobo, R.P.M., Zhang, G., (2017b). Subcellular distribution and chemical forms of Co2+ in three barley genotypes under different Co2+ levels. Acta Physiol. Plant. 39, 102.48

Kabata-Pendias, A. and Pendias, H. (2001). Trace elements in soils and plants. CRC Press, London.

Kabata-Pendias A. (2011). Trace Elements in Soils and Plants. Fourth ed. CRC Press, Boca Raton, Taylor & Francis Group, LLC. 505 p.

Kaplan M. Sonmez S., Sonmez NK. and Kaya H. (2010). Influence of copper and sulphur applications on the growth and nutrient contents of tomato plants. Journal of Food, Agriculture & Environment Vol.8 (3&4): 728-732.

Karuppanapandian, T., Kim, W., (2013). Cobalt-induced oxidative stress causes growth inhibition associated with enhanced lipid peroxidation and activates antioxidant responses in Indian mustard (Brassica juncea L.) leaves. Acta Physiol. Plant. 35, 2429-2443.48

Kasongo, L., Mwamba, M., Tshipoya, M., Mukalay, M., Useni, S., Mazinga, K., Nyembo, K., (2013). Réponse de la culture de soja (Glycine max L. (Merril) à l'apport des biomasses vertes de Tithonia diversifolia (Hemsley) A. Gray comme fumure organique sur un Ferralsol à Lubumbashi, R.D. Congo. Journal of Applied Biosciences 63, 4727.4848

Kitagishi, K., and Yamane, I. (1981). Heavy Metal Pollution in Soils of Japan. Tokyo: Japan Science Society Press.48

Khan S.-A., Reman RU et Khan M.-A. (1995). Adsorption of Cs(I), Sr(II) and Co(II) on Al2 O3. J Radioan Nuc Chem Ar, 190(1): 81-96.48

Krupka K.-M. et Serne R.-J. (2002). Geochemical Factors Affecting the Behavior of Antimony, Cobalt, Europium, Technetium, and Uranium in Vadose Sediments. Rapport PNNL 14126, US. Department of Energy, Pacific Northwest Laboratory, Washington.48

Küpper H., Lombi E., Zhao F. J. & McGrath S. P., (2000). Cellular compartmentation of cadmium and zinc in relation to other elements in the hyperaccumulator Arabidopsis halleri. Planta, 212, 75-84

Pahlsson A.B. (1989). Toxicity of heavy metals (Zn,Cu, Cd, Pb) to vascular plants: A literature review. Water Air and Soil Pollution, 47, 287-319.

49

Maamri K., (2011). Stabilité du critère de la discrimination du carbone isotopique en relation avec le poids spécifique de la feuille drapeau chez quelques variétés de blé dur cultivées en milieu semi-aride. Mémoire de magister. Faculté SNV. UFA, Sétif.

Malaisse F. (2018). Anthropisation des paysages Katangais. Prologue : Le Katanga, une mosaïque d'écosystèmes en mutation : une approche globale. 23 p49

Masale MJ., (1980). L'élaboration du nombre d'épi chez le blé d'hiver. Influences de différentes caractéristiques de la structure du peuplement sur l'utilisation de l'azote et de la lumière. Thèse doctorat. ING. INA, Paris Grignon, 274 p.

Mpundu M.M., (2010). Contaminations des sols en éléments traces métalliques à Lubumbashi (Katanga RDC). Évaluation des risques de contamination de la chaine alimentaire et choix des solutions de remédiation. Thèse de doctorat, Université de Lubumbashi, 401 49

Mukalay, (2016). Identification et classification des sols sous les nouvelles normes et étude de bio-identification et de restauration des unités dégradées dans la zone agricole du Haut-Katanga RD-Congo. UNILU. Lubumbashi 212p49

Mujinya B.B., Adam M., Mees F., Bogaert J., Vranken I., Erens H., Baert G., Ngongo M., Van Ranst E., (2014). Spatial patterns and morphology of termite (Macrotermes falciger) mounds in the Upper Katanga, D.R. Congo. Catena 114, 97-106.49

Nadjem (2011). Contribution à l'étude des effets du semis direct sur l'efficience d'utilisation de l'eau et le comportement variétal de la culture de blé en région semi-aride.

Ondo EO., (2014). Caractérisation d'une collection de variétés anciennes de blé pour leur réponse à la mycorhization et impact sur la qualité du grain. Thèse de doctorat.Université de Bourgogne.157p.

Ouanzar S., (2012). Etude comparative de l'effet du semis direct et du labour conventionnel sur le comportement du blé dur (Triticum durum Desf.). Mémoire de Magistère, Université Ferhat Abbas Setif, 70p.

Tagami K. et Uchida S. (1998). Aging effect on bioavailability of Mn, Co, Zn and Tc in Japanese agricultural soils under waterlogged conditions. Geoderma, 84(1-3): 3-13.

50

Pham, A. N., Guowei, X., Christopher, J. M. et David, T. (2013). Waite. Fenton-like copper redox chemistry revisited: Hydrogen peroxide and superoxide mediation of copper-catalyzed oxidant production. Journal of Catalysis, 301 , 54-64. 50

Ricroch A., Dattée Y., & Fellous M., (2011). Biotechnique végétale : environnement, alimentation, santé. Ed du Vuibert. Paris. 170-182p.

Robert M. and Juste C. (1999). Dynamique des éléments traces de l'écosystème sol. In Spéciation des métaux dans le sol, pp. 15-37, Les Cahiers des Clubs CRIN, (Eds), Paris.50

Sabbarese C., Stellato L., Cotrufo M.-F., D'Onofrio A., Ermice A., Terrasi F. et Alfieri S. (2002). Transfer of 137Cs and 60Co from irrigation water to a soil-tomato plant system. J Environ Radioactiv, 61(1): 21-31.50

Salmi M., (2015). Caractérisation morpho-physiologique et biochimique de quelques générations F2 de blé dur (Triticum durum Desf.) sous conditions semi-arides. L.Thèse de magistère. Univ. ferhatabbas-setifufas

Singh, O. V., Labana, S., Pandey, G., Budhiraja, R., and Jain R. K. (2003). Phytoremediation: an overview of metallic ion decontamination from soil. Appl. Microbiol. Biotechnol. 61, 405-412.

Smith, S.R., (2009). A critical review of the bioavailability and impacts of heavy metals in municipal solid waste composts compared to sewage sludge: review article. Environ. Int. 35, 142-156.

Smith, I. C., and Carson, B. L. (1981). Trace Metals in the Environment. Ann Arbor, MI: Ann Arbor Science Publishers.50

Sonmez S, Kaplan M, Sonmez NK, Kaya H and Uz I. (2006). High level of copper application to soil and leaves reduce the growth and yield of tomato plants. Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), v.63, n.3, p.213-218

Soltner P., (2005). Les bases de la production végétales: La plante et son amélioration.4èmeEd. Collection et Techniques Agricoles. 248p.

51

Tsay, C. C., Wang, L. W. et Chen, Y. R. (1995). Plantresponse to Cu toxicity, Taiwana, 40, 2, 173-181.

Valdeyron L., (1961). Ressources génétique des blés. Revue scientifique française

p27-38.

Van Den Abeele, 1956. Les principales cultures du Congo-Belge, 9^emeEd. Bruxelles.

Van Engeleen V. W. P. ; Verdoodt, A., Dijkshoorn, K.&Van Ranst, E., (2006). Soil and Terrain Data Ba e of Central Africa: D R Congo-Burundi and Rwanda. (SOTERCAF, version 1.0), UGent-FAO ISRIC.22 p.

Vranken (2010). Pollution et contamination des sols aux métaux lourds dus à l'industrie métallurgique à Lubumbashi. Université de Bruxelle.118p51

Wang, Q. R., Cui, Y. S., Liu, X. M., Dong, Y. T., Christie, P. (2003). Soil contamination and plant uptake of heavy metals at polluted sites in China. J. Environ. Sci. Health Part AToxic/Hazard. Subst. Environ. Eng. 38, 823-838.

Wang Y. et Papenguth H.-W. (2001). Kinetic modeling of microbially-driven redox chemistry of radionuclides in subsurface environments: coupling transport, microbial metabolism and geochemistry. J Cont Hydrol, 47(2-4): 297-309.

Woolhouse HW and Walkers S (1981). The physiological basis of copper toxicity and copper tolerance in higher plants. In: Copper in soils and plants (Loneragan JF, Robson AD & Graham RD Eds). Academic Press, pp. 235-262

Woo-MI Lee., Youn-Joo AN., Hyeon Yoon., and Hee-Seok Kweon. (2008). Toxicity and bioavailability of copper nanoparticles to the terrestrial plants mung bean (phaseolus radiatus) and wheat (triticum aestivum): plant agar test for water-insoluble nanoparticles. Environmental Toxicology and Chemistry, Vol. 27, No. 9, pp. 1915- 1921.51

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