Développement d'indicateurs microbiens pour l'évaluation de l'impact des herbicides FUEGO® (metazachlore) et CARPATUS® (diflufenican, flufenacet) sur les communautés microbiennes du sol

Abstract

Global population growth is increasing demand for food, requiring more productive and sustainable agri-food systems. The use of phytosanitary products, while essential for maintaining yields, poses risks for the environment and in particular to soil ecosystems. This study aims to evaluate the impact of two herbicides, FUEGO® and CARPATUS® , on soil microbial communities, with the aim of developing an accessible and effective environmental diagnostic tool to detect the presence of pesticides and their metabolites in soils and waters. The experiment, conducted in controlled laboratory microcosms, tested several herbicide doses (0.1x, 1x, 10x the agronomic reference dose and a control) at four-time scales (3 hours, 3 days, 3 weeks and 3 months). Impacts were assessed by measuring FDA enzyme activity, microbial respiration using MicroRespTM, microbial abundance via q-PCR and diversity by Metabarcoding 16S. The results show that, under the tested conditions, the herbicides studied do not have a significant negative impact on soil microorganisms or bacterial communities. In fact, they suggest that the addition of these herbicides could serve as a carbon or energy source for microorganisms, thereby increasing their number and activity in the soil. Although no clear bioindicator was identified in this study, concrete perspectives are proposed for assessing the impact of herbicides in soil. Rather than relying on a single bioindicator, such as a function, gene, or specific bacterial species, a more comprehensive approach involving a set of indicators, including specific enzymatic activities responsive to herbicide addition, is recommended.

La croissance démographique mondiale accroît la demande alimentaire, nécessitant des systèmes agroalimentaires plus productifs et durables. L'utilisation de produits phytosanitaires, bien qu'essentielle pour maintenir les rendements, pose des risques pour l’environnement et particulièrement pour les écosystèmes du sol. Cette étude évalue les impacts de deux herbicides, FUEGO® et CARPATUS® , sur les communautés microbiennes du sol, dans le but de développer un outil de diagnostic environnemental accessible et efficace pour détecter la présence de pesticides et de leurs métabolites dans les sols et les eaux. L'expérience, réalisée en microcosmes contrôlés en laboratoire, a testé plusieurs doses d'herbicides (0,1x, 1x, 10x la dose agronomique de référence et un contrôle) à quatre temporalités (3 heures, 3 jours, 3 semaines et 3 mois). Les impacts ont été évalués par des mesures de l'activité enzymatique FDA, de la respiration microbienne par MicroRespTM, et de l'abondance et de la diversité microbienne via q-PCR et Metabarcoding 16S. Les résultats montrent que, dans les conditions testées, les herbicides étudiés n’ont pas d’impact négatif marquant sur les microorganismes du sol et sur les communautés bactériennes. Ils montrent même que l’ajout de ces herbicides pourrait servir de source de carbone ou d’énergie pour les microorganismes, augmentant ainsi leur nombre et leur activité dans le sol. Bien qu'aucun bioindicateur clair n’ait été identifié lors de ce travail, des perspectives concrètes sont proposées pour évaluer l’impact des herbicides dans le sol, non par un bioindicateur unique tel qu’une fonction, un gène ou une espèce bactérienne spécifique, mais plutôt avec un ensemble d’indicateurs comprenant entre autres des activités enzymatiques répondant à l’ajout d’herbicides dans le sol.