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Page de résumé pour FUSAGxetd-09092008-120529

Auteur : Zu, Yanqun
E-mail de l'auteur : zuyanqun@yahoo.com.cn
URN : FUSAGxetd-09092008-120529
Langue : Anglais/English
Titre : Trace elements in soils and vegetables in a periurban market garden in Yunnan Province (P.R. China): evaluation and experimentation / Eléments en trace dans les sols et les légumes d’une zone maraîchère périurbaine de la Province du Yunnan (RP de Chine) : évaluation et expérimentation
Intitulé du diplôme : Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique
Jury :
Nom : Titre :
Campanella, Bruno Membre du jury/Committee Member
Collinet, Gilles Membre du jury/Committee Member
Fullen, University of Wolverhampton Membre du jury/Committee Member
Marcoen, Jean-Marie Membre du jury/Committee Member
Paul, Roger Membre du jury/Committee Member
Théwis, André Président du jury/Committee Chair
Bock, Laurent Promoteur/Director
Schvartz , ISA Lille Promoteur/Director
Mots-clés :
  • Pig manure/Fumier de porc
  • Lime/Amendement carbonaté
  • Chinese cabbage/Chou chinois
  • Soils/Sols
  • Vegetables/Légumes
  • Transfer/Transferts
  • Assessment/Evaluation
  • Trace elements/Eléments traces
Date de défense : 2008-09-19
Type d'accès : Public/Internet
Résumé :

This research was conducted in order to evaluate natural trace element (TE) contents and anthropogenic contamination in soils and vegetables in Chenggong County (Yunnan Province, China). In this way, trace element contents in soils have been analysed to assess TE contamination in soils and vegetables, and transfer of TE from soil to vegetables. Agricultural practises have been proposed to amend the quality of vegetables.

We identified three geomorphopedological units: lacustrine unit, transition unit and mountain unit.

 In the mountain unit, soil texture is clay more often from the weathering of limestone and marlstone. Soil colour is red or reddish brown with acid reaction.

 In the transition unit, soil texture is loamy clay. Soil colour is red-brown with acid reaction.

 In the lacustrine unit, soil texture mainly is sandy developed from lacustrine-alluvial deposits. Soil colour is brown and is slightly acid.

Total TE contents in the topsoil are higher than usual and even Kunming Prefecture soil. TE contents indicate a high contaminated level when considered globally. Pb, Cd and Zn present however individually low contaminated levels, and Cu presents a medium contaminated level. TE contents decrease from northeast to southwest, which is consistent with the elevation gradient. Significant differences of TE contents are observed according to distance from Chenggong town in the lacustrine unit and with distance from the mountain in the transition unit. TE accumulation is usually observed along roads. TE contents in subsoil are related to soil colour, texture, parent materials and mottles. Accumulation of Pb and Zn in topsoil and of Cu and Cd in subsoil are observed.

The highest contents are observed for Pb in cauliflower, Cd in lettuce and Chinese cabbage, and Cu and Zn in pea. The order of TE accumulation in plants varies according to the plant species and organ. According to relations between TE contents in Chinese cabbage and extraction sequential fractions of TE in soils, different soil fractions are suggested as soil assessment indicators.

Lime and pig manure have been applied to modify the soil pH and to decrease the mobility of TE in situ. With increasing in lime rate and pH, contents of acetic-acid extractable TE fractions in soil decrease. Enrichment coefficients related to TE availability (AEC) of Pb and Cu are stable and are not changed by lime or pig manure. AEC of Cd and Zn which are high in low pH, decrease with increased pH and application rates of lime and pig manure.

When application rates of lime and pig manure increase, TE contents in Chinese cabbage decrease and biomass of Chinese cabbage increases. Application rates of lime and pig manure are recommended, but their quality should also be taken into account.

/

Cette recherche a pour objet l'étude de la teneur naturelle en éléments traces métalliques (ET) et de la contamination anthropique des sols et des productions légumières dans le Comté de Chenggong (Province du Yunnan, RP de Chine).

Pour cela, la variabilité des teneurs en fonction des conditions géomorphopédologiques a été analysée, ainsi que les transferts des ET du sol vers les végétaux. Cette approche a permis ensuite d'aborder l'évaluation de la qualité des sols et des légumes, puis de proposer des pratiques agricoles alternatives dans le but d'améliorer la qualité des légumes produits.

La zone d'étude a été divisée en 3 unités géomorphopédologiques:

• unité de montagne où les sols brun rouge à rouge résultent notamment de l'altération de calcaires et de marnes. Une texture argileuse et une réaction acide dominent.

• unité de piedmont (dite de transition) où les sols de couleur jaune clair à jaune rougeâtre résultent principalement de l'altération de grès et de shales. Une texture limono-argileuse en surface et argileuse en profondeur, ainsi qu’une réaction acide dominent.

• unité lacustre, à proximité du Dianchi Lake, dont les sols de couleur brun foncé sont essentiellement développés à partir de sédiments lacustres. Une texture sableuse domine en surface, ainsi qu'une réaction faiblement acide à neutre.

Les teneurs en ET rencontrées en surface des sols de la zone d'étude sont plus élevées que les teneurs moyennes observées dans les sols du monde ou même de la préfecture de Kunming. Evaluées séparément pour chaque ET, les teneurs rencontrées correspondent à des niveaux de contamination jugés faibles pour Pb, Cd et Zn, moyen pour Cu. Considérées simultanément, ces teneurs permettent de déterminer un indice de contamination global correspondant à un niveau de contamination élevé. Les teneurs en ET décroissent globalement du nord-est vers le sud-ouest, suivant le gradient d'altitude. Ces teneurs varient également de façon significative en fonction de l'éloignement de la montagne dans l'unité de transition et de l'éloignement de l'agglomération de Chenggong dans l'unité lacustre . Une accumulation en ET est souvent observée le long des routes. Dans le sous-sol, les teneurs en ET sont liées à la couleur, à la texture, au matériau parental, et aux marques d'altération. Les teneurs sont plus élevées en surface pour Pb et Zn, et en profondeur pour Cu et Cd.

Les teneurs les plus élevées pour Pb sont observées dans le chou-fleur, pour Cd dans la laitue et le chou chinois, pour Cu et Zn dans le pois.L'ordre d'accumulation des ET dans la plante dépend de l'espèce et de l'organe considérés. En fonction des corrélations observées entre les teneurs du chou chinois et les résultats obtenus avec différentes modalités d'extraction des ET du sol, des indicateurs d'évaluation de la qualité du sol ont été proposés.

Un amendement carbonaté et du fumier de porc ont été épandus afin de réduire in situ la mobilité des ET. L'augmentation de l'apport d'amendement carbonaté permet d'augmenter le pH du sol et de diminuer la fraction extraite avec l'acide acétique dilué (AA) pour chaque élément. Les AEC, rapports teneur dans la plante : teneur dans le sol extractible à l’AA, sont stables pour Pb et Cu et ne sont modifiés par aucun des 2 apports. Cependant, les AEC de Zn et de Cu, élevés quand le pH du sol est acide, diminuent si le pH devient plus alcalin, ainsi qu'avec les apports d'amendement carbonaté et de fumier de porc.

Quand les apports d'amendement carbonaté et de fumier de porc augmentent, les teneurs en ET du chou chinois diminuent et sa biomasse augmente. Un épandage d'amendement carbonaté est donc recommandé. Cependant la plus grande attention doit être portée à la qualité des fumiers de porcs dont les teneurs en Zn et Cu ne sont pas négligeables.

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