Contamination du sol par les pesticides

BUZHUG – La contamination multi-résiduelle par les pesticides dans les paysages agricoles menace-t-elle la faune ingénieure du sol et ses services écosystémiques ?

Les sols sont soumis à de multiples pressions et menaces, la stratégie thématique sur la protection des sols de l’Union Européenne a identifié huit menaces majeures sur les sols : érosion, dégradation de la matière organique, contaminations multiples, tassement, salinisation, diminution de la biodiversité, imperméabilisation et glissement de terrain. Apres plus de 200 ans d’industrialisation, la contamination des sols est devenue un problème majeur en Europe. Le secteur agricole représente l’une des principales sources de pollution chimique en France. Rapporté à sa superficie, la France développe la production agricole la plus importante au niveau européen (18,3% de la production européenne). Selon le plan Ecophyto II, elle est classée au 2eme rang européen d’usage de produits phytosanitaires avec 66659 tonnes de substances actives vendues et au 9eme rang européen concernant la quantité de substances actives vendues rapportée à l’hectare, avec 2,3 kg/ha (données 2015). Avec l’apparition de l’agriculture moderne, les champs cultives sont devenus des écosystèmes profondément modifies par l’homme dans lesquels de hauts rendements sont obtenus grâce à des modes de gestion conventionnels à travers l’utilisation importante de produits chimiques (produits phytosanitaires, fertilisants) et du travail mécanique du sol.

Mattis, pulvinar dapibus leo

Le projet est structuré autour de trois objectifs qui viseront à : i) Caractériser la contamination multi-résiduelle des sols par les pesticides à l’échelle du paysage : établissement de patrons spatio-temporels de contamination en fonction des usages et gestion des sols en agriculture ; ii) Evaluer le lien entre niveaux de contamination résiduelle des sols et niveau de stress chimique perçu par la faune hébergée dans les paysages agricoles : cas de la macrofaune du sol, ingénieure des sols et ressource trophique de vertébrés et iii) Etudier les capacités d’adaptation de la faune du sol à la contamination résiduelle en s’intéressant aux mécanismes physiologiques de la réponse au stress chimique et au transfert de la tolérance au cours des générations. Par une démarche intégrative, ce projet mettra ainsi en place une approche systémique de terrain (reposant sur des observations et échantillonnages in natura durant 3 années) qui servira de fondamentaux aux analyses écotoxicologues in situ et à la mise en œuvre d’expérimentations contrôlées en laboratoire en mesocosmes de sol permettant l’analyse fine des mécanismes d’adaptation pour différentes populations de vers de terre.

Dans sa globalité, le projet fournira une cartographie des contaminations multi résiduelles mesurées dans les sols en fonction de leur nature, de leurs usages et de la matrice paysagère dont l’effet captation ou tampon est supposé varier selon l’élément du paysage considéré, et un inventaire des faunes du sol au sein de la matrice paysagère et en connexion avec les pratiques agricoles. L’analyse des liens de causalité entre concentrations de pesticides résiduels dans les sols et état de contamination de la faune du sol permettra d’évaluer les risques de bioaccumulation dans le réseau trophique supérieur (oiseaux). Il s’agira de façon novatrice d’apporter des preuves d’une adaptation possible de la faune du sol aux pesticides et d’en modéliser les couts pour la population (fitness).

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Ces données permettront d’avancer dans le développement de bio-indicateurs/biomarqueurs de la contamination chimique dans le milieu terrestre. En effet, contrairement au milieu aquatique ou au milieu aérien ou les bio-indicateurs sont utilisés en routine, il n’existe aucune méthodologie standardisée pour le milieu terrestre. Ce projet testera l’utilisation de la metabolomique et des mécanismes épigénétiques (méthylation de l’ADN) comme potentiels biomarqueurs de la contamination.

Le projet BUZHUG mobilisera des compétences pluridisciplinaires associant l’écologie du sol, l’agronomie, la géomatique (organisation du paysage), la chimie analytique et l’ecotoxicologie (contamination, empoisonnement) et la biologie des organismes (survie, reproduction, adaptation) selon leur historique d’exposition in natura. Il s’appuiera sur la Zone Atelier Armorique du CNRS, site d’observation à long terme et du réseau d’agriculteurs fédérés au sein du site, et des stations agronomiques et conseillers en agriculture de la chambre régionale d’agriculture de Bretagne. Sa faisabilité reposera aussi sur le réseau de partenariats établi par le passe avec l’ONCFS, le Conseil général d’Ille & Vilaine et la Fédération départementale des chasseurs FDC35.

Il apportera aussi des éclairages nouveaux pour les gestionnaires de l’environnement et les acteurs du monde agricole sur les pratiques et itinéraires culturaux préservant l’abondance et la sante de la biodiversité ordinaire cachée, support de la fertilité des sols et support d’une biodiversité visible à plus forte valeur esthétique, cynégétique ou patrimoniale, à laquelle sont plus particulièrement sensibles les usagers et citoyens.
Ce projet est porté par le laboratoire ECOBIO Rennes, (unité mixte du CNRS, Université de Rennes 1) en partenariat avec la Fédération Départementale des Chasseurs d’Ile et Vilaine (FDC35) et la Fédération Régionale des chasseurs de Bretagne (FRCB), le Laboratoire d’Etudes et de Recherche en Environnement et Santé (LERES), l’Ecole Hautes Etudes en Santé Publique (EHESP), INRA – Unité expérimentale de la Motte, Chambre Régionale d’agriculture de Bretagne, l’ONCFS de Nantes, Conseil Général du 35 et le SAGE Couesnon (Schéma d’aménagement et de gestion des eaux).

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Des études récentes ont souligné les impacts néfastes de l’agriculture moderne sur la biodiversité du sol et ses fonctions, en particulier par l’utilisation de pesticides (Stockdale & Watson 2012; Beketov et al., 2013).

S’inscrivant dans les nouveaux enjeux de l’agro écologie, le projet BUZHUG concerne la contamination résiduelle des sols par les pesticides dans les paysages agricoles et porte sur l’évaluation des risques pour la biodiversité ingénieure des sols (les vers de terre), en termes de : i) survie et de couts a l’adaptation pour les populations de vers dans les sols, ii) risques de contamination et de transfert dans la chaine trophique supérieure et iii) d’atteintes aux services écosystémiques que la faune du sol fournit.

Face à l’usage généralisé des pesticides, il devient urgent d’acquérir des connaissances écologiquement réalistes pour répondre aux questions centrales suivantes : l’usage généralisé des pesticides a-t-il rendu la vie des vers de terre misérable ? La faune lombricienne a-t-elle les capacités pour s’adapter à la pression chimique ? Si oui à quels couts ? Sa survie et les services qu’elle fournit sont-ils menaces à terme ?