Contribution à l’étude de l’effet de l’irrigation par les eaux usées épurées et les mécanismes de détoxification chez le radis (Raphanus sativus L.) : analyse agronomique et écotoxicologique

Abstract

في إطار دراسة إعادة الاستخدام الزراعي لمياه الصرف الصحي المعالجة وتأثيرها على المحاصيل المسقية. تم إجراء بحث في منطقة سدراتة (سوق أهراس)، وهي منطقة نموذجية تنتمي إلى نطاق مسقي كبير يعتمد على مياه سد وادي الشارف، الذي يتم تزويده بمياه مياه الصرف الصحي المعالجة على مستوى محطة سدراتة، وذلك من خلال تشخيص جودتها ومدى ملاءمتها للري خلال فترتين مختلفتين (شتوية ماطرة وخريفية جافة). تم خلال هذا البحث اختيار الفجل (Raphanus sativus L.) كنموذج للدراسة. يشير التحليل الفيزيوكيميائي والميكروبيولوجي الذي تم إجراؤه على مواقع أخذ عينات المياه الثلاثة في هذه المنطقة (عند مخرج محطة معالجة المياه (W1) وبعد الوصول إلى مصبها: واد الشارف (W2) والسد المشيد على مستواه(W3)) إلى أن هذه المياه هي في الغالب "مصدرها منزلي" حيث لاحظنا انخفاض التلوث بالمعادن الثقيلة، وعدم وجود عينات شديدة الحموضة أو القاعدية. من ناحية أخرى، فإن ملوحتها نوعا ما مرتفعة خاصة مياه سد واد الشارف (W3). ومن خلال تقييم مدى ملاءمة مياه المواقع الثلاث المنتقاة للري (وفقًا لمؤشرات جودة مياه الري IWQI)، أمكن ملاحظة أن تصنيف المياه المعالجة في هذه المنطقة ومدى ملاءمتها للاستخدام قد يختلف من فترة إلى أخرى. بشكل عام، تعتبر قابلة لإعادة الاستخدام وفقًا لمؤشرات SAR وCROSS وIP و MH وRSBC ومع ذلك، فإنها حسب المؤشرات PS وKR وTH، تعتبر غير مناسبة للري الزراعي، خاصة خلال فترة الخريف الجافة. وبالتالي يتطلب إعادة استخدامها بشكل دائم مزيدًا من الحيطة والحذر. لإثبات تأثير هذه المياه على التربة، سجلنا زيادة ملحوظة في خطر الصودنة (Sodicité) على إثر استعمال مياه محطة المعالجة (W1) على وجه الخصوص، على الرغم من أن هذه الدراسة قد امتدت على مدى فترة قصيرة إلى حد ما (خمسة "05" أسابيع). مياه الصرف الصحي المعالجة عند مخرج محطة المعالجة تتوافق بشكل عام مع المعايير المطلوبة لتكون قابلة لإعادة الاستخدام الزراعي. تم ملاحظة ذلك جيدًا من خلال مؤشرات الإنبات ونمو شتلات الفجل التي أظهرت لنا تأثيرًا ايجابيا لهذا النوع من المياه، على عكس مياه السد المالحة التي كان لها تأثير سلبي نوعا ما. كذلك ونظرًا لغناها بالعناصر الغذائية، فإن مياه الصرف الصحي المعالجة (W1) ومياه واد الشارف (W2) ساعدت على النمو الجيد ما أدى الى إنتاج محصول في المستوى (كميًا ونوعيًا) لهذا النبات. سمح التحليل البكتريولوجي أيضًا بمعرفة أن مستوى تلوث نبات الفجل بواسطة بكتيريا القولون والمكورات العقدية وايشيرشيا كولي، بعيد عن عتبة احداث العدوى المترتبة عن إستهلاكه وبالتالي فالمحصول مقبولًا للتسويق. إثر دراسة تأثير هذه المياه على المستوى الكيموحيوي ونظام مضادات الأكسدة في النبات تحت ظروف خاضعة للمراقبة جزئيا، اكتشفنا ان مياه الصرف المعالجة (بالمقارنة بمياه الشاهد) أدت الى اجهاد تُرجم عن طريق تقليل نسبة أصبغة اليخضور والبروتينات الكلية، بالإضافة إلى زيادة نسبة الماء المؤكسج. الا ان نباتات الفجل استجابت لهذا الإجهاد عن طريق زيادة تركيب الجلوتاثيون، ونشاط الانزيمات المضادة للأكسدة (الجلوتاثيون بيروكسيداز، الأسكوربات بيروكسيداز والجلوتاثيون- S- ترانسفيراز).

----------- As part of the study of agricultural reuse of treated wastewater and its effect on irrigated plants. An investigation took place in the Sedrata area (Souk-Ahras), a typical region belonging to a large perimeter mainly irrigated by the Oued Charef dam, which is supplied by the treated wastewaters of Sedrata sewage plant, in order to diagnose its quality and suitability for irrigation during two different periods (rainy winter and dry autumn). The radish (Raphanus sativus L.) was chosen as a study model. The physicochemical and microbiological diagnosis carried out on the three water sampling sites in this region (at the exit of the ST-EP (W1) and after joining their natural environment: Oued Charef (W2), and its dam (W3)) indicates that these waters are of a predominantly ‘domestic’ character with reduced contamination by heavy metals, and the absence of highly acidic or alkaline discharges. On the other hand, they represent a fairly significant risk of salinity, particularly the waters of the Oued Charef dam (W3). By evaluating the suitability of water from the sites for irrigation (according to IWQI quality indices), it can be seen that the classification of treated water in this region and its suitability for use can vary from one period to another. Overall, they are considered reusable according to the SAR, CROSS, IP, MH, and RSBC indices. However, in terms of PS, KR and TH, they are considered unsuitable for agricultural irrigation, particularly during the dry autumn period. This makes their permanent reuse require more caution and special attention. To highlight the effect of these waters on the soil, we observed a dubious increase in the risk of sodicity, particularly for ST-EP waters (W1), although this study was spread over a short period (five ‘05’ weeks).” The treated wastewater at the exit of the Sedrata ST-EP (W1) generally meets the required standards for reuse. This is well observed through the germination and growth indices of radish seedlings, which show a stimulating effect of this type of water, as opposed to saline dam waters, which have a rather negative effect. Similarly, due to their richness in nutrients, treated wastewater (W1) and Oued Charef water (W2) have favored good growth and a good yield (quantitative and qualitative) of this root vegetable (Raphanus sativus L.). The bacteriological analysis also indicates that the level of contamination of radish crops by coliforms, streptococci, and Escherichia coli is far from being infectious after ingestion and admissible for commercialization. For the study of the effect of these waters on a biochemical scale and the oxidant-antioxidant system in radish under semi-controlled conditions. The treated waters revealed a stressful effect translated by a reduction in chlorophyll pigments and total proteins, as well as an increase in hydrogen peroxide. Plants react to this stress by increasing the synthesis of reduced glutathione, the activity of glutathione peroxidase, ascorbate peroxidase, and glutathione-S-transferase. ------ Dans le cadre de l’étude de la réutilisation agricole des eaux usées épurées et leur effet sur les plantes irriguées. Une investigation s'est déroulée auprès de la zone Sedrata (Souk-Ahras), une région typique appartenant à un grand périmètre irrigué principalement par les eaux du barrage d’Oued Charef alimenté par les eaux traitées de la ST-EP Sedrata, afin de diagnostiquer leur qualité et leur aptitude à l’irrigation durant deux périodes différentes (hivernale pluvieuse et automnale sèche). Le radis (Raphanus sativus L.) a été choisi comme modèle d’étude. L’analyse physico-chimique et bactériologique mené sur les trois sites de prélèvement des eaux de cette région (à la sortie de la ST-EP (W1) et après rejoindre leur milieu naturel : Oued Charef (W2), et son barrage (W3)) indique que ces eaux sont du caractère à dominance « domestique » avec contamination réduite par les ETM, et absence des déversements hautement acides ou alcalins. D’autre part, elles représentent un risque assez important de salinité notamment les eaux de barrage d’Oued Charef (W3). En évaluant l’aptitude des eaux de trois sites à l’irrigation (selon les indices de qualité IWQI), on constate que la classification des eaux épurées de cette région et leur aptitude à être utilisées peut varier d’une période à l’autre. Dans l’ensemble, elles sont considérées comme réutilisables selon les indices SAR, CROSS, IP, MH et RSBC. Cependant, en termes de PS, KR et TH, sont considérés comme impropres à l’irrigation agricole, en particulier durant la période automnale sèche. Ce qui rend leur réutilisation permanente nécessite plus de précaution et une attention particulière. Pour la mise en évidence de l’effet de ces eaux sur le sol, nous avons observé une augmentation douteuse du risque de sodicité notamment pour les eaux de la ST-EP (W1) bien que cette étude ait été étalée sur une période plus au moins courte (Cinq « 05 » semaines). Les eaux usées traitées à la sortie de la ST-EP Sedrata répondent dans l’ensemble aux normes requises pour être réutilisables. Ceci est bien constaté via les indices de germination et de croissance des plantules de radis qui nous montrent un effet stimulant de ce type d’eau, à l’inverse des eaux de barrage salines qui ont un effet plutôt négatif. De même, en vue de leur richesse en éléments nutritifs les eaux usées traitées (W1) et les eaux d’Oued Charef (W2) ont favorisé la bonne croissance et le bon rendement (quantitatif et qualitatif) de ce légume racine (Raphanus sativus L.). L’analyse bactériologique nous indique aussi que le niveau de contamination des cultures du radis par les coliformes, streptocoques et Escherichia coli est loin d’être infectieux après ingestion et admissible pour être commercialisable. Pour l’étude de l’effet de ces eaux à l’échelle biochimique et le système oxydant-antioxydant chez le radis sous les conditions semi-contrôlées. Les eaux épurées ont révélé un effet stressant traduit par une réduction des pigments chlorophylliens et des protéines totales, ainsi qu’une augmentation du peroxyde d’hydrogène. Les plantes réagissent à ce stress en augmentant la synthèse du glutathion réduit, l’activité de la glutathion peroxydase, de l’ascorbate peroxydase et de la glutathione-S-transférase.