Development of a tool for assessing the sanitary quality of pre-harvest vegetals against the presence of trace metal elements in soils | EQUAVEG -Développement d'un outil d'Evaluation de la QUAlité sanitaire des VEGétaux avant récolte vis-à-vis de la présence dans les sols d'éléments traces métalliques

إنجليزي. Development of a tool for assessing the sanitary quality of pre-harvest vegetals against the presence of trace metal elements in soils The EQUAVEG project focused on the development of an innovative passive sensor to assess the transfer capacity of the TME (trace metal elements) from the soil to plants in order to anticipate the health quality of plant production at the scale of the plot with a view to rapid diagnosis. Called DMGS, it is designed from diffusive clouds (Diffusive MilliGels, DMG) synthesised by an innovative millifluidic process incorporating chelating nanoparticles. Cadmium, lead and copper were selected as test elements. The sensors were tested on two plants grown under very different conditions: lettuce, grown under cover and in open field, and cress, grown in liquid medium. The bioavailability prediction capabilities of the DMG sensor were compared to a passive sensor already used and considered relevant on contaminated soils, the DGT (Diffusive Gradient in Thin Films). Testing to define new conditions for the use of DMGS in water and soil showed that direct contact with soil in situ results in a high variability in measurements due to soil Heterogeneity and variability in environmental conditions (temperature, humidity). The conditions of use of the sensor were completely reviewed: under controlled conditions (laboratory after soil sampling), based on soil solutions generated according to an established protocol that has been developed and evaluated specifically for this project. At the same time, no significant correlation was found between the amounts of Cd in the cress leaves and the Cd flows measured by the DGT sensor either in water or in the soil in which the cress seedlings germinate. The DGT sensor is thus not relevant to a semi-aquatic culture such as the cress. However, when used in the laboratory under controlled conditions on wet soil, it can predict the concentration accumulated in Batavia lettuce leaves grown on soils that have not received mineral fertilisation. This is therefore very relevant for organic farming.

International audience

فرنسي. Le projet EQUAVEG s’est intéressé au développement d’un capteur passif innovant pour évaluer les capacités de transfert des ETM (éléments traces métalliques) du sol vers des plantes afin d’anticiper la qualité sanitaire d’une production végétale à l’échelle de la parcelle dans la perspective d’un diagnostic rapide. Ce capteur, nommé DMGS, est conçu à partir de milligels diffusifs (Diffusive MilliGels, DMG) synthétisés par un procédé millifluidique innovant et incorporant des nanoparticules chélatantes. Le cadmium, le plomb et le cuivre ont été choisis comme éléments tests. Les capteurs ont été expérimentés sur deux végétaux cultivés dans des conditions bien différentes : la laitue, cultivée en sol sous abri et en plein champ, et le cresson, cultivée en milieu liquide. Les capacités de prédiction de la biotodisponibilité du capteur DMGS ont été comparées à un capteur passif déjà utilisé et considéré comme pertinent sur les sols contaminés, le capteur DGT (Diffusive Gradient in Thin Films). Les essais visant à définir de nouvelles conditions d’utilisation des DMGS dans des eaux et des sols ont montré que la mise en contact direct avec le sol in situ engendre une grande variabilité des mesures réalisées du fait de l’inhomogénéité du sol et de la variabilité des conditions environnementales (température, humidité). Les conditions d’utilisation du capteur ont alors été totalement revues : en conditions contrôlées (en laboratoire après échantillonnage du sol), à partir de solutions de sol générées selon un protocole établi qui a été développé et évalué spécifiquement pour ce projet. Parallèlement, il a été mis en évidence aucune corrélation significative entre les quantités de Cd des feuilles de cressons et les flux en Cd mesurés par le capteur DGT soit dans l’eau, soit dans le sol dans lequel les plantules de cresson germent. Le capteur DGT n’est ainsi pas pertinent pour une culture semiaquatique telle que le cresson. En revanche, utilisé au laboratoire en conditions contrôlées sur sol humide, il permet de prédire la concentration accumulée dans des feuilles de laitue Batavia cultivées sur des solsn’ayant pas reçu de fertilisation minérale. Ce dispositif est donc tout à fait pertinent pour l’agriculture biologique.