Impact des herbicides à base de glyphosate sur le métabolisme du soya et sur la qualité nutritive des grains issus des grandes cultures

Smedbol, Élise (2019). « Impact des herbicides à base de glyphosate sur le métabolisme du soya et sur la qualité nutritive des grains issus des grandes cultures » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de l'environnement.

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Résumé

Le couplage des herbicides à base de glyphosate et des semences transgéniques résistantes au glyphosate est une pratique agronomique qui connaît un grand succès et un haut taux d’adoption dans le monde agricole, depuis le milieu des années 1990. Les plantes transgéniques exprimant une tolérance aux herbicides à base de glyphosate représentent actuellement 80 % des cultures transgéniques mondiales et les herbicides à base de glyphosate sont aujourd’hui les plus vendus dans le monde. Or, plusieurs problématiques ont été soulevés, en lien avec le développement des mauvaises herbes résistantes, de son lessivage vers les cours d’eau agricole ou encore de ses effets à moyen terme sur la fertilité des sols. De plus, il a été démontré que les herbicides à base de glyphosate pouvaient affecter le contenu en chlorophylle a des plantes, le rendement photosynthétique et le métabolisme du carbone, et ce, même chez les plantes résistantes au glyphosate. L’acide aminométhylphosphonique (AMPA), le principal produit de dégradation du glyphosate, est aussi une molécule phytotoxique pouvant affecter le métabolisme des plantes résistantes au glyphosate. L'objectif général de ce projet de recherche était donc d’étudier les effets de l’utilisation des herbicides à base de glyphosate sur le métabolisme des plantes et la teneur en éléments nutritifs des grains produits. Le premier chapitre, en milieu contrôlé, a permis de déterminer les mécanismes de phytotoxicité à la suite de l’application foliaire d’herbicides à base de glyphosate, de même que la distribution du glyphosate et de l’AMPA dans les plants. Une réduction du rendement photochimique, de la conductance stomatique et de la biomasse a été mesuré, de même que l’augmentation d’un indicateur du stress oxydatif, le peroxyde d’hydrogène. Ces indicateurs furent corrélés aux teneurs en glyphosate et en AMPA mesurées dans les feuilles et les racines. Les résultats ont démontré que la teneur en AMPA dans les racines tendait à augmenter dans le temps et était le plus fortement corrélé avec les indicateurs de toxicité mesurés. Ces résultats novateurs soulignent le rôle joué par l’AMPA dans la phytotoxicité liée à l’application d’herbicides à base de glyphosate. En effet, les plantes transgéniques en grandes cultures sont tolérantes au glyphosate mais non pas à l’AMPA. De plus, ils soulèvent de nouvelles hypothèses sur à la toxicocinétique de l’AMPA à l’interface sol-racines, notamment en lien avec l’absorption et l’excrétion de l’AMPA par les racines des végétaux. Cela est particulièrement important pour la qualité des sols agricoles, puisqu’il a été démontré que l’AMPA se dégradait moins rapidement que le glyphosate (potentielle accumulation dans les sols). Par la suite, l’effet de plusieurs stratégies de contrôle des mauvaises herbes fut testé en champs expérimentaux, pour voir si la phytotoxicité des herbicides à base de glyphosate, telle qu’observé en milieu contrôlée, pouvait se traduire par une altération de la qualité des grains produits (Chapitre II). Des herbicides à base de glyphosate ont été appliqués seuls ou en combinaison avec d’autres herbicides, sur le soya et le maïs tolérants au glyphosate. Il a été démontré que le moment du désherbage importait plus que le type de désherbage, mécanique ou chimique, et que celui-ci devait être fait au moment où la plante est le plus à risque de souffrir de la compétition avec les mauvaises herbes (stade de croissance V1 à V3 pour le maïs et stade de croissance V2 pour le soya). Pour le maïs, le désherbage a été effectué au bon stade de croissance et le rendement et la qualité des grains furent le même pour tous les traitements. Il pourrait donc être envisageable dans ce cas de réduire l’emploi des désherbants chimiques systémiques pour un désherbage mécanique, même si cette technique n’est pas idéale pour la conservation des sols agricoles. Pour le soya, les rendements étaient les plus faibles dans les traitements avec le désherbage mécanique. Or, la qualité était légèrement mais significativement supérieure (contenu en protéines et ratio acide oléique/linolénique plus élevé). Bien que tous les grains de soya aient atteint les standards de qualité du marché, ces résultats tendent à indiquer un compromis entre rendement et qualité des grains pour le soya. Finalement, une approche exploratoire et multidisciplinaire fut employée afin de voir s’il était possible d’observer des altérations de la qualité des grains cultivés en conditions réelles, à travers la plaine agricole du St-Laurent, de même que les principaux facteurs pouvant les expliquer (Chapitre III). Il a été démontré que les grains de soya tolérants au glyphosate, IP (Identity-preserved) ou issus de cultures biologiques pouvaient être discriminé en fonction de leur contenu en éléments nutritifs, principalement au niveau de leur contenu en protéines et acides aminés, de même que du contenu en huiles. Les trois variables contribuant le plus à la différence entre les trois types de grains ont été identifié comme étant la transgénèse (tolérant ou non-tolérant) (22.6 %), le cultivar de soya (18 %), de même que le nombre d’applications de pesticides (15.4 %). Ces variables agronomiques ont donc une grande influence sur la qualité des grains produits et cela signifie que par le choix des pratiques agricoles, les producteurs ont une influence sur la qualité des produits cultivés. Reste à savoir comment traduire cela en incitatif économique, rentable à la fois pour le producteur et le consommateur. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : stratégies de contrôle des mauvaises herbes, soya transgénique, phytotoxicité des herbicides, variables agronomiques et environnementales

Type:	Thèse ou essai doctoral accepté
Informations complémentaires:	Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A.
Directeur de thèse:	Lucotte, Marc
Mots-clés ou Sujets:	Soja / Effets du glyphosate / Métabolisme / Grains / Maïs / Plantes transgéniques / AMPA / Valeur nutritive
Unité d'appartenance:	Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE)
Déposé par:	Service des bibliothèques
Date de dépôt:	17 juin 2022 15:38
Dernière modification:	17 juin 2022 15:38
Adresse URL :	http://archipel.uqam.ca/id/eprint/15625

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