# PRÉSENCE DU CADMIUM DANS LES SOLS ET LES FÈVES DE CACAOYERS CULTIVÉS SUR LES SOLS DÉVELOPPÉS SUR DIFFÉRENTS TYPES DE MATÉRIAUX PARENTAUX

Jeftey Saint Fleur, Wesly Jeune, Jephthé Samuel Guervil

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Jeftey Saint Fleur, Wesly Jeune, Jephthé Samuel Guervil. PRÉSENCE DU CADMIUM DANS LES SOLS ET LES FÈVES DE CACAOYERS CULTIVÉS SUR LES SOLS DÉVELOPPÉS SUR DIFFÉRENTS TYPES DE MATÉRIAUX PARENTAUX. MARNDR-PITAG. Deuxièmes Journées Scientifiques du PITAG - Contribution de la recherche-développement-formation à la souveraineté alimentaire en Haïti, Dec 2023, Port-au-Prince, Haïti. hal-04544364

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Submitted on 16 Apr 2024

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# Ministère de l'Agriculture, des Ressources Naturelles et du Développement Rural (MARNDR)
## Programme d'Innovation Technologique pour l'Agriculture et l'Agroforesterie (PITAG)

## Journées scientifiques PITAG (05 – 08 décembre 2023)

# PRÉSENCE DU CADMIUM DANS LES SOLS ET LES FÈVES DE CACAOYERS CULTIVÉS SUR LES SOLS DÉVELOPPÉS SUR DIFFÉRENTS TYPES DE MATÉRIAUX PARENTAUX DANS LE NORD

Jeftey Saint Fleur ¹*, Jephthé Samuel Guervil ¹, Gideon Ramtahal ³, Wesly Jeune ¹/²

¹ Agronomes et Vétérinaires Sans Frontières (AVSF), Haïti ; ² Enseignant-chercheur UNIQ/FAMV ; ³ Université West-Indies (Trinidad & Tobago)

* Auteur de correspondance : sjeftey06@gmail.com

## RÉSUMÉ

Cette étude vise à identifier les facteurs contrôlant l'absorption du cadmium dans les sols de la Plaine du Nord et de Grande-Rivière-du-Nord sur trois types de matériaux parentaux. En utilisant la méthode d'échantillonnage stratifié (cLHS), 15 échantillons composites de sol et de fèves ont été prélevés et analysés aux laboratoires de UF (Floride) et de UC Davis (Californie), respectivement. Les résultats ont révélé que les niveaux de cadmium étaient plus élevés dans les sols formés sur des dépôts de sédiments, ainsi que dans les fèves associées aux sols développés sur des diorites et tonalites. La teneur en phosphore dans les sols corrèle positivement ($r = 0,54$) avec le cadmium du sol et le relief ($r = -0,63$) semble probablement influencer la biodisponibilité du cadmium.

## INTRODUCTION

* Le nouveau règlement de l'Union Européenne sur la teneur en cadmium (0.6 mg/kg) dans les produits dérivés du cacao affecte le marché du cacao dans le monde entier (Ramtahal et al, 2019).

* Le cadmium, non essentiel pour les plantes peut s'accumuler à des niveaux toxiques dans les sols et les tissus du cacaoyer. Cependant, des études ont révélé que la concentration de ce métal lourd dans ces sols dépend de nombreux facteurs, notamment le pH, la teneur en matière organique, la capacité d'échange cationique, la concentration en micro et macro éléments et d'autres propriétés des sols (Bravo et al., 2014; Gramlich et al., 2018).

* Cette étude consiste à atténuer les risques de contamination liés au cadmium en établissant les facteurs régissant la biodisponibilité de cet élément.

## MATÉRIEL ET MÉTHODES

* L'étude a été réalisée sur trois sites sur la base de trois groupes lithologiques: (Site 1 = Dépôt de sédiments ; Site 2 = Andésites et rhyodacites ; Site 3 = Diorites et Tonalites) au niveau de Plaine du Nord et de Grande-Rivière-du-Nord.

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

* L'étude a été menée sur un échantillon de 15 parcelles cacaoyères suivant la méthode d'échantillonnage stratifié. Les paramètres topographiques tels que l'élévation, la pente et la courbure de terrain ont été générées à partir du modèle numérique de terrain (MNT).

* Les échantillons de sol et de fèves pulvérisées ont été analysés aux laboratoires ANSERV Labs (UF, Floride) et ANLAB (UC Davis, Californie), respectivement. Dans les échantillons de sols, ces paramètres ont été analysés: Cd, pH, N-NO3, P, K, Mg, Ca, Fe, Zn et Pb. Par contre, seul le cadmium a été déterminé dans les échantillons pulvérisés.

* Des analyses de significativité (ANOVA, $p < 5\%$) et des corrélations ont été réalisées entre la teneur en cadmium et les propriétés chimiques des sols ainsi que les attributs de terrain.

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## RÉSULTATS ET DISCUSSION

* Les résultats des analyses de sol ont montré que la teneur en cadmium (Cd) varie de 0,05 à 0,59 ppm. Les sols issus de dépôts de sédiments ont présenté la valeur la plus élevée, dépassant celle signalée par Gramlich et al. (2018) avec une moyenne de 0,25 ppm pour le même type de matériau parental. La moyenne du pH du sol était de l'ordre de 6,89, présentant une plage variant de 6,44 à 7,74.

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

* La teneur en Cd des fèves de cacao s'est avérée plus élevée (1,02 ppm) sur les diorites et les tonalites. Toutefois, aucune des valeurs moyennes observées au niveau de ces trois matériaux parentaux dépassaient le seuil critique (0,60 mg/kg) établi par l'Union Européenne.

* Une corrélation positive et significative a été trouvée entre le cadmium sol et le phosphore, et une corrélation corrélation négative significative entre le cadmium et la courbure du terrain.

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

* Le test d'ANOVA n'a révélé aucune différence statistiquement significative entre la teneur en Cadmium et celle des fèves pour les trois types de matériaux parentaux identifiés.

## CONCLUSION

* Les résultats revèlent que les sols formés sur des sédiments dans les zones de plaine, qui sont propices au mécanisme d'accumulation, démontrent une présence significative de cadmium. Malgré cela, les concentrations de cadmium relevées dans les fèves sont conformes au seuil critique établi par l'Union Européenne probablement attribuable à un pH optimal et un niveau élevé de zinc.

## RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

1. Bravo, I., Arboleda, C. et Martin, F. (2014). Effect of organic matter quality associated with soil use and management on cadmium retention in high Andean systems of colombia. Acta Agronomica, 63(2):164-174. En ligne : https://bit.ly/3ePtXPD.

2. Gramlich, A., Tandy, S., Gauggel, C., López, M., Perla, D., Gonzalez, V., and Schulin, R. (2018). Soil cadmium uptake by cocoa in Honduras. *Science of The Total Environment*, 612(580):370-378. Online: https://bit.ly/2SsNYEj.

3. Ramtahal, G., Umaharan, P., Hanuman, A., Davis, C., & Ali, L. (2019). The effectiveness of soil amendments, biochar and lime, in mitigating cadmium bioaccumulation in Theobroma cacao L. *Science of the Total Environment*, 693, 133563.
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# Ministère de l'Agriculture, des Ressources Naturelles et du Développement Rural (MARNDR)
## Programme d'Innovation Technologique pour l'Agriculture et l'Agroforesterie (PITAG)

## Journées scientifiques PITAG (05 – 08 décembre 2023)

# PRÉSENCE DU CADMIUM DANS LES SOLS ET LES FÈVES DE CACAOYERS CULTIVÉS SUR LES SOLS DÉVELOPPÉS SUR DIFFÉRENTS TYPES DE MATÉRIAUX PARENTAUX DANS LE NORD

Jeftey Saint Fleur ¹*, Jephthé Samuel Guervil ¹, Gideon Ramtahal ³, Wesly Jeune ¹/²

¹ Agronomes et Vétérinaires Sans Frontières (AVSF), Haïti ; ² Enseignant-ch器cheur UNIQ/FAMV ; ³ Université West-Indies (Trinidad & Tobago)

* Auteur de correspondance : sjeftey06@gmail.com

## RÉSUMÉ

Cette étude vise à identifier les facteurs contrôlant l'absorption du cadmium dans les sols de la Plaine du Nord et de Grande-Rivière-du-Nord sur trois types de matériaux parentaux. En utilisant la méthode d'échantillonnage stratifié (cLHS), 15 échantillons composites de sol et de fèves ont été prélevés et analysés aux laboratoires de UF (Floride) et de UC Davis (Californie), respectivement. Les résultats ont révélé que les niveaux de cadmium étaient plus élevés dans les sols formés sur des dépôts de sédiments, ainsi que dans les fèves associées aux sols développés sur des diorites et tonalites. La teneur en phosphore dans les sols corrèle positivement (r = 0,54) avec le cadmium du sol et le relief (r = -0,63) semble probablement influencer la biodisponibilité du cadmium.

## INTRODUCTION

* Le nouveau règlement de l'Union Européenne sur la teneur en cadmium (0.6 mg/kg) dans les produits dérivés du cacao affecte le marché du cacao dans le monde entier (Ramtahal et al, 2019).

* Le cadmium, non essentiel pour les plantes peut s'accumuler à des niveaux toxiques dans les sols et les tissus du cacaoyer. Cependant, des études ont révélé que la concentration de ce métal lourd dans ces sols dépend de nombreux facteurs, notamment le pH, la teneur en matière organique, la capacité d'échange cationique, la concentration en micro et macro éléments et d'autres propriétés des sols (Bravo et al., 2014; Gramlich et al., 2018).

* Cette étude consiste à atténuer les risques de contamination liés au cadmium en établissant les facteurs régissant la biodisponibilité de cet élément.

## MATÉRIEL ET MÉTHODES

* L'étude a été réalisée sur trois sites sur la base de trois groupes lithologiques: (Site 1 = Dépôt de sédiments ; Site 2 = Andésites et rhyodacites ; Site 3 = Diorites et Tonalites) au niveau de Plaine du Nord et de Grande-Rivière-du-Nord.

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

* L'étude a été menée sur un échantillon de 15 parcelles cacaoyères suivant la méthode d'échantillonnage stratifié. Les paramètres topographiques tels que l'élévation, la pente et la courbure de terrain ont été générées à partir du modèle numérique de terrain (MNT).

* Les échantillons de sol et de fèves pulvérisées ont été analysés aux laboratoires ANSERV Labs (UF, Floride) et ANLAB (UC Davis, Californie), respectivement. Dans les échantillons de sols, ces paramètres ont été analysés: Cd, pH, N-NO3, P, K, Mg, Ca, Fe, Zn et Pb. Par contre, seul le cadmium a été déterminé dans les échantillons pulvérisés.

* Des analyses de significativité (ANOVA, p < 5%) et des corrélations ont été réalisées entre la teneur en cadmium et les propriétés chimiques des sols ainsi que les attributs de terrain.

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## RÉSULTATS ET DISCUSSION

* Les résultats des analyses de sol ont montré que la teneur en cadmium (Cd) varie de 0,05 à 0,59 ppm. Les sols issus de dépôts de sédiments ont présenté la valeur la plus élevée, dépassant celle signalée par Gramlich et al. (2018) avec une moyenne de 0,25 ppm pour le même type de matériau parental. La moyenne du pH du sol était de l'ordre de 6,89, présentant une plage variant de 6,44 à 7,74.

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

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* La teneur en Cd des fèves de cacao s'est avérée plus élevée (1,02 ppm) sur les diorites et les tonalites. Toutefois, aucune des valeurs moyennes observées au niveau de ces trois matériaux parentaux dépassaient le seuil critique (0,60 mg/kg) établi par l'Union Européenne.

* Une corrélation positive et significative a été trouvée entre le cadmium sol et le phosphore, et une corrélation corrélation négative significative entre le cadmium et la courbure du terrain.

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* Le test d'ANOVA n'a révélé aucune différence statistiquement significative entre la teneur en Cadmium et celle des fèves pour les trois types de matériaux parentaux identifiés.

## CONCLUSION

* Les résultats revèlent que les sols formés sur des sédiments dans les zones de plaine, qui sont propices au mécanisme d'accumulation, démontrent une présence significative de cadmium. Malgré cela, les concentrations de cadmium relevées dans les fèves sont conformes au seuil critique établi par l'Union Européenne probablement attribuable à un pH optimal et un niveau élevé de zinc.

## RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

1. Bravo, I., Arboleda, C. et Martin, F. (2014). Effect of organic matter quality associated with soil use and management on cadmium retention in high Andean systems of colombia. Acta Agronomica, 63(2):164-174. En ligne : https://bit.ly/3ePtXPD.

2. Gramlich, A., Tandy, S., Gauggel, C., López, M., Perla, D., Gonzalez, V., and Schulin, R. (2018). Soil cadmium uptake by cocoa in Honduras. *Science of The Total Environment*, 612(580):370-378. Online: https://bit.ly/2SsNYEj.

3. Ramtahal, G., Umaharan, P., Hanuman, A., Davis, C., & Ali, L. (2019). The effectiveness of soil amendments, biochar and lime, in mitigating cadmium bioaccumulation in Theobroma cacao L. *Science of the Total Environment*, 693, 133563.