Présence de pathogènes dans les sols et les plantes dans une étude de terrain à long terme régulièrement amendée avec différents composts et fumier

Brochier & al., 2011

Présence de pathogènes dans les sols et les plantes dans une étude de terrain à long terme régulièrement amendée avec différents composts et fumier

Brochier & al.,Agriculture, Ecosystems & Environment Volume 160, (2012), Pages 91-98

Afin de protéger la qualité des sols et des plantes, l'efficacité agronomique et la sécurité sanitaire des amendements de matière organique recyclée doivent être démontrées avant d’être appliqués sur des champs cultivés. En effet, l’application de déchets organiques sur des terres agricoles sans contrôle de leur sécurité sanitaire est l’une des voies d’entrées possibles des agents pathogènes dans la chaîne alimentaire humaine [1]. Les agents pathogènes peuvent être présents dans les matières premières telles que les déchets organiques, les boues d’épuration ou le fumier de bétail. Cependant, le processus de compostage, lorsqu'il est correctement géré, réduit les niveaux d'agents pathogènes [2]. Cette étude évalue la contamination microbienne potentielle du sol et des cultures de maïs et de blé après l'application de compost ou de fumier dans le cadre d'une expérience de terrain de longue durée.

Résultats majeurs

La matière organique utilisée pour l’amendement ou la fertilisation est une source précieuse d'éléments nutritifs pour les plantes et la matière organique, contribuant à la qualité et à la fertilité des sols. Le recyclage des déchets organiques en terres agricoles est considéré comme l’une des options les plus économiques, pratiques et respectueuses de l’environnement [1]. Certaines études ont décrit la survie des agents pathogènes dans le sol ou leur transfert potentiel aux plantes après l’épandage de boues d’épuration ou de boues d’élevage [2]. En revanche, peu de travaux concernent le devenir des agents pathogènes après l’application du compost [3]. En outre, la plupart des études portent sur des matières organiques inoculées, contenant de grandes quantités d'agents pathogènes, ce qui n'est pas représentatif des vraies pratiques agricoles.

Le but de notre étude était d’évaluer la contamination microbienne potentielle et son évolution, dans les sols et les cultures (maïs et blé) après l’épandage de compost ou de fumier. Cette appréhension de la destinée des micro-organismes signataires d’une contamination distingue notre étude de celles déjà réalisées. En plus de la présence d’organismes pathogènes dans les sols après épandage, nous dénombrons des organismes indicateurs de la qualité du processus de compostage. Enfin, notre étude s’est déroulée dans le cadre d’une expérimentation de terrain longue durée, plus fidèle aux pratiques agricoles actuelle.

L’expérimentation sur le terrain, située à Feucherolles en France, à 35 km à l’ouest de Paris et débutée en 1998, consiste en 5 traitements organiques: sol amendé avec un compost de biodéchets (BIO), un compost de déchets solides municipaux (MSW), un déchet vert et des eaux usées le compost de boues (GWS) et un fumier de ferme (FYM) comme amendement de référence, et un sol non modifié comme témoin. Les agents pathogènes (Salmonella, Listeria monocytogenes, œufs d'helminthes) et les indicateurs d'efficacité du traitement de compostage (Escherichia coli, Clostridium perfringens, Enterococcus) ont été contrôlés conformément aux normes françaises en matière de compostage. Enterococcus et C. perfringens ont été quantifiés respectivement dans les amendements organiques aux ordres de grandeur suivants: 103-106 MPN g-1 et 10-103 UFC g-1, conformément aux normes françaises. Les autres microorganismes étaient absents ou inférieurs aux limites de détection. Enterococcus et C. perfringens ont été respectivement détectés dans les sols aux ordres de grandeur suivants: 102-103 MPN g-1 et 10-102 UFC g-1, sans différences significatives entre les sols modifiés et non modifiés avant et 34 mois après l'épandage (figure 1).

Fig.1A Brochier
Fig.1B Brochier

Figure 1: Contenu de C. perfringens et Enterococcus dans les sols, valeurs = moyennes de 3 ou 4 répétitions à chaque date, barres d'erreur = écart-type, les valeurs avec la même lettre ne sont pas significativement différentes selon le test non paramétrique de Kruskal – Wallis (P <0,05). Les flèches grises signifient des événements d'épandage.

Les taux d’entérocoque étaient assez constants dans le temps. Cependant, des variations temporelles ont été observées pour C. perfringens. Les œufs d'helminthes ont été rarement détectés (dans 11 des 50 échantillons de sol), leur présence ne montrant aucune corrélation avec les traitements et aucune persistance dans le temps. Les microorganismes ont également été recherchés dans le blé et le maïs. Les plantes ont été analysées séparément pour les tiges + feuilles, les grains et les racines. Enterococcus a été détecté dans les racines, les tiges + les feuilles et les grains, à des niveaux de l'ordre de grandeur de 103 à 104 MPN g-1, sans différence entre les traitements. Les teneurs les plus basses ont été trouvées dans les grains. C. perfringens et helminthes ont été observés dans les racines, mais non dans les grains. Les niveaux de C. perfringens dans les racines étaient inférieurs à 15 UFC g-1. Les œufs d'helminthes étaient fréquemment détectés dans les racines, mais rarement dans les tiges et les feuilles. Les autres microorganismes n'ont jamais été détectés dans aucune partie des plantes.

En conclusion, pour les microorganismes étudiés et avec les méthodes d'analyse utilisées, ces résultats ont montré que l'utilisation d'amendements organiques conformes aux normes françaises n’a pas d'impacts sanitaires négatifs sur les sols et les plantes.

Références

1. Nicholson, F.A., Groves, S.J., Chambers, B.J., 2005. Pathogen survival during livestock manure storage and following land application. Bioresource Technology 96, 135–143.

2. Pourcher, A.M, Picard-Bonnaud, F., Ferré, V., Gosinska, A., Stan, V., Moguedet, G., 2007. Survival of faecal indicators and enteroviruses in soil after land-spreading of municipal sewage sludge. Applied Soil Ecology 35 (3), 473–479.

3. Wolna-Maruwka, A., Czekala, J., 2007. Dynamics of changes in the number of selected microorganism groups in sewage sludge and in manure subject to composting process and in the soil enriched with composts. Archive of Environmental Protection, Archiwum Ochrony Srodowiska 4, 53–66.

Affiliations

a Veolia Environment Research & Innovation, 291 av Dreyfous Ducas, F-78520 Limay, France

b Veolia Environmental Services, F-92000 Nanterre, France

c INRA, UMR Environment and Arable Crops, F-78850 Thiverval-Grignon, France

Date de modification : 03 juillet 2023 | Date de création : 27 novembre 2018 | Rédaction : LD, SOERE PRO