APR IMPACTS 2020 : Projet MixTox " Evaluation des impacts écotoxicologiques de cocktails de produits phytosanitaires dans les sols agricoles ".
Mots-clés : Sols / Agriculture / Forêt
Contexte : Les sols agricoles occupent plus de 50% du territoire national, et sont un réservoir très important de biodiversité. Mais le modèle agricole français reste aujourd’hui très dépendant des produits phytosanitaires, dont l’application est à l’origine d’une contamination diffuse du compartiment sol. S’il est admis aujourd’hui que les apports de produits phytosanitaires modifient la composante biologique des sols et peuvent engendrer des effets indésirables sur la biodiversité qu’ils hébergent, les effets des mélanges de plusieurs substances actives restent très mal connus et difficiles à évaluer. Le projet MixTox a pour objectif de produire des connaissances nouvelles concernant la qualité des sols agricoles, à travers la caractérisation de la contamination diffuse par des cocktails de pesticides et les risques écotoxicologiques associés. L’ambition de ce projet est de caractériser de manière réaliste la contamination de milieux traités et non traités par les pesticides, l’exposition d’organismes non-cibles appartenant à la macrofaune du sol, et d’évaluer les effets indésirables sur ces organismes et les fonctions écologiques associées. Pour cela : (i) constitution d'un référentiel des mélanges de pesticides et de leurs concentrations actuelles dans des parcelles de grandes cultures en agriculture conventionnelle et biologique, en caractérisant, de façon la plus exhaustive possible et sans a priori, les mélanges de pesticides présents in natura dans ces sols et dans des populations d’organismes qu’ils abritent (vers de terre, carabes) (ii) évaluation au laboratoire de la bioaccumulation dans des organismes modèles (représentatifs d’espèces présentes dans les sols des territoires agricoles en grandes cultures ; vers de terre, escargots, carabes) à la suite de leur exposition aux sols contaminés prélevés in natura, et mesure des impacts écotoxicologiques de cette contamination réaliste « de terrain » sur ces organismes modèles. Cela permettra d’estimer les conséquences des modes de gestion sur les risques encourus par des organismes du sol, dont certains pourvoyeurs de fonctions écologiques en lien avec la qualité des sols et le contrôle biologique des ravageurs des cultures, et de mettre éventuellement en évidence des situations à risque. Les résultats permettront également d’identifier des indicateurs (ex. indice de risque écotoxique) et/ou des bioindicateurs (ex. bioaccumulation des pesticides dans les organismes, d’usage, d’impact ou d’exposition permettant d'évaluer l’écotoxicité des sols. Exploration de l’opérationnalité de ces (bio)indicateurs, qui pourront être proposés aux agences et aux autorités en charge du suivi post-homologation des pesticides à l’échelle nationale et européenne. Ils pourront également être utilisés par les acteurs des territoires agricoles pour évaluer l’impact des pratiques phytosanitaires mises en place sur leur territoire sur la santé des sols (via la santé de la macrofaune du sol).
Description : Les sols agricoles occupent plus de 50% du territoire national. Outre leur fonction de production alimentaire, ils sont un réservoir très important de biodiversité et le support d’une multitude de services écosystémiques primordiaux (ex. contribution aux cycles de l’azote et du carbone, stockage et restitution de l’eau aux plantes, contrôle de l’érosion). Le développement de pratiques agricoles qui permettent de préserver et d’améliorer la qualité des sols est donc un enjeu majeur pour notre société. Avec 474 substances actives approuvées et plus de 80000 tonnes vendues en 2018, le modèle agricole français reste aujourd’hui très dépendant des produits phytosanitaires. Malgré les précautions prises par les agriculteurs lors de l’application des pesticides, celle-ci est à l’origine d’une contamination diffuse de l’environnement, et en particulier du compartiment sol. Cette contamination de l’écosystème sols suscite des inquiétudes sur les impacts possibles sur la biodiversité des sols, les fonctions des sols et la sécurité alimentaire. Mais elle reste mal connue. La surveillance des résidus de pesticides dans le sol n'est pas exigée au niveau de l'UE, contrairement à la surveillance de l'eau réglementée par la directive-cadre sur l'eau. Les analyses multi-résidus de pesticides sont donc extrêmement rares dans les sols et quasi-inexistantes sur la faune du sol, et les méthodes analytiques utilisées s’intéressent souvent à une liste ciblée et limitée de molécules. De plus, s’il est admis aujourd’hui que les apports de produits phytosanitaires modifient la composante biologique des sols et peuvent engendrer des effets indésirables sur la biodiversité qu’ils hébergent, les effets des mélanges de plusieurs substances actives restent peu étudiés. Afin de mieux évaluer les effets des pesticides sur l’écosystème sol, et les molécules/mélanges les plus préoccupants en termes d’impacts, il est donc nécessaire de caractériser de manière réaliste la contamination des sols agricoles par les pesticides, l’exposition d’organismes non-cibles appartenant à la macrofaune du sol, et d’évaluer les effets indésirables des cocktails de molécules sur les organismes et les fonctions écologiques associées. Si le suivi de la contamination des sols agricoles est crucial pour évaluer l’exposition aux pesticides des populations humaines et animales, il n’existe pas à l’heure actuelle d’outils normalisés permettant aux acteurs sur le terrain de poser un diagnostic précis de la contamination. Au niveau national, l’évaluation de l’écotoxicité des sols agricoles repose uniquement sur les données issues du réseau de phytopharmacovigilance de l’ANSES, et sur les suivis des effets non-intentionnels des pratiques agricoles (réseau Biovigilance 500 ENI). Aucun outil biologique n’est disponible « en routine » pour la biosurveillance environnementale, et qui permettrait aux acteurs de terrain d’évaluer des impacts spécifiques des mélanges de pesticides présents dans les sols à différents niveaux d’organisation biologique. Dans le cadre du projet MixTox, il est proposé d’évaluer l’écotoxicité des sols agricoles de façon plus réaliste, en couplant des approches d’écotoxicologie de terrain et des tests en laboratoire. Ainsi, après avoir caractérisé les cocktails de pesticides présents dans des sols agricoles prélevés in natura, ces mêmes sols seront utilisés dans le cadre d’expérimentations en laboratoire sur différents organismes modèles représentatifs d’espèces présentes dans les sols des territoires agricoles en grandes cultures, afin d’évaluer leur écotoxicité. Le couplage d’approches de terrain et de laboratoire en chimie environnementale, écologie et écotoxicologie terrestre, complétées par des enquêtes auprès des agriculteurs dans la zone étudiée, permettra d’explorer les relations entre (i) des variables caractérisant l’intensité des pratiques phytosanitaires, (ii) la contamination diffuse des sols, (iii) le transfert et la bioaccumulation des pesticides dans les organismes non-cibles, et (iv) les effets écotoxicologiques observés en laboratoire sur des organismes modèles. Ces liens, que le projet permettra d’approcher, sont difficiles à mettre en évidence par une approche unique de terrain, qui respecte la représentativité de la réalité in situ (sols « naturels ») mais est soumise à de multiples variables confondantes. Des indicateurs de l’écotoxicité des sols agricoles Ce projet vise à identifier des indicateurs de la santé des sols agricoles sous l’angle de leur contamination par des mélanges de pesticides (ex. concentrations seuil, indice de risque écotoxique du mélange) et/ou des bioindicateurs (i.e. réponse biologique des organismes à la présence de pesticides dans les sols) qui pourraient être utilisés pour estimer l’écotoxicité des sols sur le terrain. Il sera notamment exploré, si certains bioindicateurs développés dans le cadre des précédents projets ADEME – Bioindicateurs pour la qualité des sols sur sites et sols pollués – sont applicables au cadre d’une contamination diffuse des sols par des mélanges de pesticides.
Objectifs et résultats attendus : Objectifs scientifiques et techniques Le projet MixTox a pour objectif de produire des connaissances nouvelles concernant la qualité des sols agricoles, qu’ils soient issus de l’agriculture conventionnelle ou biologique, à travers la caractérisation de la contamination diffuse de ces sols par des cocktails de pesticides et les risques écotoxicologiques associés. Déploiement des méthodes analytiques permettant de détecter plus de 1000 résidus pesticides dans des sols de grandes cultures et dans des organismes non-cibles (carabes, vers de terre) prélevés in natura. Cela permettra de caractériser, de façon la plus exhaustive possible et sans a priori, les mélanges de pesticides présents dans ces matrices. Utilisation des sols prélevés in natura pour caractériser au laboratoire les processus de bioaccumulation des pesticides dans des organismes non-cibles (invertébrés représentatifs d’espèces présentes en grandes cultures) à la suite de l’exposition à ces sols contaminés. Estimation également des impacts écotoxicologiques de cette contamination réaliste sur ces organismes. L’écotoxicité liée à une exposition chronique sera étudiée via les effets sur des paramètres individuels et populationnels (survie, croissance, accouplement ou reproduction) mais également via les impacts sur des fonctions écologiques telles que la création de galeries par les vers de terre (déterminant la qualité des sols) et la prédation de différents ravageurs ou graines d’adventices par les carabes (estimation du potentiel de contrôle biologique). Cette approche a pour objectif d’améliorer le réalisme écologique des protocoles standardisés utilisés classiquement (sols artificiels, espèces modèles peu représentatives de celles rencontrées au champ, effets cocktails autres qu’additifs peu pris en compte), tout en bénéficiant des avantages des expériences de laboratoire en conditions contrôlées. Les données obtenues permettront d’élaborer une typologie de la contamination multi-résiduelle retrouvée dans des sols agricoles en agriculture biologique et conventionnelle, ainsi qu’une typologie de l’exposition d’organismes non-cibles (vers de terre et carabes) et des risques encourus pour différents organismes modèles (vers de terre, escargots, et carabes). Recherche d'identification des (bio)indicateurs d’usage, d’impact ou d’exposition permettant d'évaluer l’écotoxicité des sols, et qui pourraient être proposés aux agences et aux autorités en charge du suivi post-homologation des pesticides à l’échelle nationale et européenne, ou utilisables par les acteurs des territoires agricoles pour évaluer l’impact des pratiques phytosanitaires mises en place sur leur territoire sur la santé des sols Objectifs socioéconomiques et réglementaires Les données sur les mélanges de pesticides présents dans les sols de grandes cultures pourront alimenter les bases de données nationales de l’ORP (Observatoire des Résidus de Pesticides) et le dispositif de phytopharmacovigilance de l’ANSES. Les tests effectués en laboratoire éclaireront quant à eux les connaissances sur les mélanges et doses potentiellement dangereux pour des invertébrés non-cibles. Le projet apportera ainsi des connaissances sur les molécules/mélanges les plus préoccupants en termes d’impact sur l’écosystème sol, qui pourront contribuer à orienter les décisions publiques (contribution à l’expertise nationale vis-à-vis des molécules « à enjeu », choix d’actions prioritaires : molécules pour lesquelles il faudrait renforcer le suivi ou accélérer le retrait). Objectifs environnementaux L’un des objectifs principaux du projet MixTox est d’estimer les conséquences des modes de gestion (agriculture biologique et conventionnelle) sur la contamination des sols par les pesticides et l’exposition d’organismes du sol non-cibles, ainsi que sur les risques encourus par ces organismes. Il s’agit notamment d’identifier des situations à risque. Sur la base des résultats acquis, il sera possible de proposer des recommandations de gestion permettant de limiter l’exposition des organismes et les impacts négatifs des pesticides sur la macrofaune du sol non-cible (ex. molécules/mélanges à éviter).
Bénéficiaire : INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT
Localisation : Versailles, Île-de-France, FRANCE
Début : 01/10/2021 — Durée : 42 mois
Budget total : 744495.2 € — Aide ADEME : 198374.88 €
Statut : Suivi du projet