Étude du rôle de quelques plantes graminées et légumineuses dans la phytoremédiation des sols pollués par les hydrocarbures

Abstract

Résumé Les composés pétroliers sont l’un des polluants les plus couramment rencontrés dans l’environnement (et spécialement dans le sol) constituant un facteur environnemental stressant pour les plantes. C’est pour ça, notre travail met en évidence les effets des hydrocarbures (le gasoil et l’huile de moteur usée) sur les potentialités de croissance et la capacité de tolérance de deux espèces, une graminée représentée par l’orge (Hordeum vulgare) et l’autre est une légumineuse nommée le soja (Glycine max). Les plantes ont été semées, selon un dispositif expérimental en randomisation, dans cinq différentes concentrations de gasoil (0%, 0.125%, 0.25%, 0.375% et 0.5%) et cinq doses de l’huile de moteur usée (0%, 1.25%, 2.5%, 3.75% et 5%) pour étudier les paramètres germinatifs, bio-morphologiques, physiologiques et biochimiques de chaque espèce. Les résultats obtenus ont montré que le gasoil et l’huile de moteur usée ont diminué d’une façon non significative le taux de germination de l’orge, ce qui est reflété sur la vitesse et la moyenne journalière de germination. A l’inverse, le taux de germination du soja est augmenté causant une diminution de la vitesse de germination et une augmentation dans la moyenne journalière par l’effet du gasoil et d’une moindre mesure par l’huile de moteur. Les paramètres physio-morphologiques ont été étudiés, et les résultats ont donné une réduction significative dans les paramètres de croissances suite à l’augmentation des concentrations des deux molécules hydrocarbonées. Cela s’est reflété par la diminution de la longueur, du poids, du nombre et la surface des feuilles, et en particulier dans la productivité des deux plantes testées sous la pression de l’huile de moteur que le gasoil. Cependant, la teneur relative en eau est augmentée dans l’orge inversement à la teneur relative du soja qui a subi une diminution suivie par l’augmentation du taux de déperdition d’eau avec la conservation des valeurs de déficit hydrique de saturation des feuilles proches que possible avec le témoin. Arrivant aux conséquences du gasoil et de l’huile de moteur sur les paramètres biochimiques de l’orge et même du soja, les teneurs de protéines et de chlorophylles a, b, totale et caroténoïdes/xanthophylles ont connu une baisse significative accompagnée par une accumulation importante de la proline et des sucres solubles dans des organes précis. Les antioxydants, tant qu’ils sont utilisés pour freiner le stress, ont été augmentés soit par les polyphénols ou les flavonoïdes ou même par l’activité antioxydante par le radical DPPH selon l’évolution du stress hydrocarboné. Globalement, les résultats obtenus ont constitué des outils de compréhension sur la manière dont l’orge et le soja réagissent par différents mécanismes contre les hydrocarbures en activant ces mécanismes selon la faiblesse ou la force des conditions du stress imposées. Mots clés : Hydrocarbures, Gasoil, Huile de moteur usée, Orge Hordeum vulgare, Soja Glycine max, Phytoremédiation.. -Abstract Petroleum compounds are one of the most common pollutants found in the environment (and especially in soil) as a stressful environmental factor for plants. That's why our work highlights effects of hydrocarbons (diesel and spent motor oil) on growth potential and the tolerance capacity of two species, a grass represented by barley (Hordeum vulgare) and a legume called soybean (Glycine max). Plants were sown, according to a randomized experimental setup, in five different concentrations of gasoil (0%, 0.125%, 0.25%, 0.375% and 0.5%) and five doses of spent motor oil (0%, 1.25%, 2.5%, 3.75% and 5%) to study the germinative, bio-morphological, physiological and biochemical parameters of each species. The results showed that gasoil and spent motor oil decreased in a non-significant way the barley germination rate, which is reflected in speed and mean daily germination. On the other hand, the germination rate of soybean is increased causing a decrease in time of germination rate and an increase in the mean daily by effect of gasoil and a lesser extent by spent motor oil. Physio-morphological parameters were studied, and the results gave a significant reduction in growth parameters following the increase of concentrations of the two hydrocarbon molecules. This was reflected by the decrease in length, weight, number and surface area of leaves, and especially in productivity of both plants tested under the pressure of spent motor oil than gasoil. However, relative water content is increased in barley inversely to the relative water of soybean which has been decreased followed by the increase in relative water loss with conservation of water deficit descaturation values of leaves as close as possible with the witness. Arriving at consequences of gasoil and spent motor oil on biochemical parameters of barley and soybean, the levels of proteins and chlorophylls a, b, total and carotenoids / xanthophylls have experienced a significant decrease accompanied by a significant accumulation of proline and soluble sugars in specific organs. Antioxidants, as long as they are used to curb stress, have been increased either by polyphenols or flavonoids or even by the antioxidant activity by radical DPPH according to the evolution of hydrocarbon stress. Overall, the results obtained provided tools for understanding how barley and soybean react to different mechanisms against hydrocarbons by activating these mechanisms according to weakness or strength of stress conditions imposed. Key words : Hydrocarbons, Gasoil, Spent motor oil, Barley Hordeum vulgare, Soybean Glycine max, Phytoremediation.. الملخ ص تعتبر المركبات البترولية واحدة من أ كثر الملوثات ش يوعا في البيئة )وخاصة في التربة( كعامل بيئي مؤثر على النباتات. لهذا السبب، انصب عملنا على تأ ثير الهيدروكربونات )الغازوال وزيت المحركات المس تعمل( على امكانات النمو وقدرة التحمل لنوعين من النباتات، الفصيلة ا ل نجي لية ممثلةً في الشعير ) Hordeum vulgare ( والنوع الآخر هو الفصيلة البقولية ممثلةً في فول الصويا ) Glycine max (. زرعت النباتات، وفقا لعدادات تجريبية عشوائية، في خمسة تراكيز مختلفة من الغازوال ) 0 ،٪ 0.125 ،٪ 0.25 ،٪ 0.375 ٪ و 0.5 ٪( وخمس جرعات من زيت المحركات المس تعم ل ( 0 ،٪ 1.25 ،٪ 2.5 ،٪ 3.75 ٪ و 5 ٪( لدراسة المعايير ا لنباتية، البيومورفولوجية، الفس يولوجية والبيوكيميائية لكل نوع. أ ظهرت النتائج انخفاض معدل انبات الشعير وذلك تحت تأ ثير الغازوال وزيت المحركات المس تعمل، والذي انعكس على سرعة ومتوسط ا لنبات اليومي له. على العكس من ذلك، ارتفع معدل انبات فول الصويا مما أ دى الى انخفاض زمن ا لنبات وزيادة المعدل اليومي من خلال تأ ثير الغازوال وبدرجة أ قل عن طريق زيت المحركات. تمت دراسة المعايير الفيزيومورفولوجية، وقد أ عطت النتائج انخفاضا كبيرا في معاملات النمو تبعا لزيادة تراكيز الغازوال وزيت المحركات. وقد انعكس ذلك من خلال الانخفاض في طول ووزن النباتات وفي عدد ومساحة أ وراقها، وبصفة خاصة في انتاجية كلا النباتين وهذا تحت تأ ثير زيت المحركات أ كثر من الديزل. مع ذلك، زاد محتوى الماء النس بي ) RWC ) في الشعير على عكس فول الصويا التي انخفض المحتوى النس بي وز ادت نس بة فقدان الماء ) RWL ( فيها في نفس الوقت مع الحفاظ على قيم عجز التش بع ) DHS ( قريبة أ كثر ما يمكن من الشاهد . وصولً الى تأ ثير الغازوال وزيت المحركات على المعايير البيوكيميائية للشعير وحتى لفول الصويا، شهدت مس تويات البروتينات والكلوروفيل أ ، ب، الكلي والكاروتين/كزانثوفيل انخفاضًا كبيرًا مصحوبًً بتراكم البرولين والسكريات القابلة للذوبًن في أ عضاء محددة للنباتين. مضادات ال كسدة، طالما أ نها تس تخدم لكبح ا لجهاد، قد شهدت ارتفاعا اما عن طريق البوليفينول أ و الفلافونويد أ و حتى من خلال نشاط مضادات ال كسدة من قبل الجذر الحر ) DPPH ( وفقا لزيادة الضغط الهيدروكربوني . عموما، قدمت النتائج التي تم الحصول عليها أ دوات لفهم كيفية تفاعل الشعير والصويا مع أ ليات مختلفة ضد الهيدروكربونات من خلال تفعيل هذه ال ليات وفقا لضعف أ و قوة ظروف ا لجهاد المفروضة. الكلمات المفتاحية: الهيدروكربونات، الغازوال، زيت المحركات المس تعمل، الشعير، فول الصويا، المعالجة النبات ية