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Submitted on 1 Jan 1976

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Effets des poussières sur la photosynthèseD. Auclair

To cite this version:D. Auclair. Effets des poussières sur la photosynthèse. Annales des sciences forestières, INRA/EDPSciences, 1976, 33 (4), pp.247-255. �10.1051/forest/19760404�. �hal-00882141�

A un. Sci. forcsL, 1976 , 33 (4), 247-255 .

E F F E T S DES POUSSIERES SUR L A P H O T O S Y N T H E S E

I . — E F F E T S D E S P O U S S I È R E S D E C I M E N T E T D E C H A R B O N

S U R I , A P H O T O S Y N T H È S E D E L / É P I C É A

D . A U C L A I R

Station de Recherches sur la forêt et Venvironnement. Centre de Recherches forestières d'Orléans, 1. N. R. A.,

Ardon 45160 Olivet

R É S U M É

Des mesures de la photosynthèse ont été effectuées en enceinte contrôlée (SIEMENS) sur des Epicéas, dans les conditions suivantes : plants témoins, plants empoussiérés manuellement à l'aide de ciment, plants empoussiérés au charbon, afin d'étudier les effets éventuels de dépôts solides sur la croissance des forêts devant jouer un rôle de 0 filtres ».

% • K • Poe Ee modèle schématique P = r 4- —— a été utilisé pour l'interprétation des résul-

1 m • E + Poo r

tats, à l'aide d'une étude statistique d'ajustement non linéaire. Les résultats ne montrent pas, dans les conditions de l'expérience, d'effet physique de l'era-

poussièrement sur la photosynthèse aux éclairements élevés (supérieurs à 100 W • m - 2 ) . Par contre, à des intensités lumineuses faibles et moyennes, la photosynthèse est réduite, ce qui peut entraîner sur le terrain une perte de croissance et de rendement. A long terme, on peut cons­tater une certaine toxicité des poussières de charbon, provoquant une diminution de l'assimilation à tous les éclairements et même la mort de la plante.

I N T R O D U C T I O N

L e s é t u d e s s u r les i n t e r a c t i o n s e n t r e l a p o l l u t i o n a tn iosphér i cp ie et l a v é g é t a t i o n

se m u l t i p l i e n t d e p u i s q u e l q u e s a n n é e s ( D A R L E Y et M I D D E E T O N , 1966 ; W E B S T E R , 1967) ,

e n r a i s o n de l a p r i s e de c o n s c i e n c e des p r o b l è m e s d ' i n c o m p a t i b i l i t é e n t r e u n e c r o i s -

Article disponible sur le site http://www.afs-journal.org ou http://dx.doi.org/10.1051/forest/19760404

248 D . A U C L A I R

sance i n d u s t r i e l l e e n p h a s e e x p o n e n t i e l l e et l a c o n s e r v a t i o n de l a n a t u r e d a n s u n

é q u i l i b r e e n t r e l ' h o m m e , les a n i m a u x , les v é g é t a u x .

L a v é g é t a t i o n , e t p l u s p a r t i c u l i è r e m e n t l a forê t , est s o u v e n t m i s e à c o n t r i b u t i o n

e n t a n t q u e « filtre à n u i s a n c e s ». E n d e h o r s de l e u r rô le , d o n t l ' i m p o r t a n c e est c o n t r o ­

v e r s é e ( W I L L I A M , 1973 ; R o s s e t P R I N C E , 1972 ; B E L O T et al., 1974 ; K E L L E R , 1973) ,

d a n s l ' a b s o r p t i o n des p o l l u a n t s e t d u b r u i t , l a d i s p e r s i o n des pouss i è re s , des masses

gazeuses , e t des m i c r o - o r g a n i s m e s ( M I C H E L , 1975) , les espaces v e r t s r e p r é s e n t e n t u n

f a c t e u r p r i m o r d i a l d a n s l ' équ i l i b r e p s y c h o l o g i q u e de l ' h o m m e ( L U G A S S Y , 1970) .

M a i s p o u r p o u v o i r j o u e r ce rôle b é n é f i q u e , enco re f a u t - i l q u e ces « filtres » ne se

d é g r a d e n t p a s sous l 'e f fe t de ces m ê m e s p o l l u a n t s .

D e n o m b r e u s e s u s ines r e j e t t e n t des p a r t i c u l e s , t r è s f r é q u e m m e n t de l ' o r d r e de

2 à 3 t o n n e s p a r h e c t a r e e t p a r a n ( R I C K S e t W I L L I A M S , 1971 ; D A R L F . Y , 1966) ,

p o u v a n t a l l e r j u s q u ' à 50 t o n n e s / h a / a n (un e x e m p l e a u x É t a t s - U n i s , A N D E R S O N , 1961) .

Ces re je ts se t r o u v e n t t r a n s p o r t é s j u s q u ' à des d i s t a n c e s p a r f o i s c o n s i d é r a b l e s

( E N D E R L I Î I N e t S T E I N , 1964) , et se d é p o s e n t s u r l a v é g é t a t i o n , p r o v o q u a n t s o u v e n t

des d é g â t s s é r i e u x ( K O V A C S e t K L I N C S E K , 1974) .

D e n o m b r e u x c h e r c h e u r s se s o n t p e n c h é s s u r les p r o b l è m e s des effets des p o u s ­

s ières p r o v e n a n t d ' u s i n e s d i v e r s e s , s u r p l u s i e u r s e s p è c e s v é g é t a l e s . L e u r s r é s u l t a t s

o n t é t é r a s s e m b l é s p a r D A R L E Y (1966) e t p l u s r é c e m m e n t p a r A U C L A I R (1976 a).

L e p r é s e n t t r a v a i l f a i t p a r t i e d ' u n e é t u d e s u r le « R ô l e des A r b r e s e t des F o r ê t s

d a n s l a P r o t e c t i o n c o n t r e les P o l l u t i o n s ». L e s é t u d e s p r é l i m i n a i r e s de B A R T O L I (1973)

s e m b l a i e n t m o n t r e r u n e i n f l u e n c e p o s i t i v e des pouss i è r e s s u r l a c r o i s s a n c e des

a rb re s , sous c e r t a i n e s c o n d i t i o n s « f a v o r a b l e s ». N o u s a v o n s c h e r c h é i c i à a p p r o ­

f o n d i r c e t t e é t u d e p a r des m e s u r e s de p h o t o s y n t h è s e e n c h a m b r e c o n d i t i o n n é e s u r

des É p i c é a s s o u m i s à u n e m p o u s s i è r e m e n t c o n t r ô l é .

M A T É R I E L E T M É T H O D E S

Trente plants d ' E p i c é a (Picea abics L . ) de deux ans, d'une m ê m e provenance ( n IS-BU) (Station d ' A m é l i o r a t i o n des Arbres forestiers d 'Or l éans , I . N . R . A . ) , ont é té p l a n t é s en pépin ière , et en mai 1974, sépa rés en trois lots identiques : un lot t émo in , un lot empouss i é r é avec des pouss ières de ciment, et un lot empouss ié ré avec des pouss ières de charbon. L ' e m p o u s s i è r e m e n t est effectué en saupoudrant g ross i è remen t chaque plant à la main, la q u a n t i t é de pouss iè re n ' é t a n t m e s u r é e qu'en fin d ' expér i ence . Trois semaines avant le d é b u t des mesures de photosyn­t h è s e en novembre 1974, les plants ont é t é mis en serre. E n ce qu i concerne les plants empouss ié rés au charbon, sept sur d ix é t a i e n t morts. Ils ont é t é remplacés , les trois autres conser­vés pour é t u d e .

Les mesures de p h o t o s y n t h è s e ont é té effectuées en p l a ç a n t un rameau par p lant dans une enceinte con t rô lée ( S I E M E N S ) , décr i t e p r é c é d e m m e n t par DUVAL ( '975) . L a t e m p é r a t u r e é t a i t maintenue constante à 20°C ± i°C, l ' h u m i d i t é à 71 p. 100 J - 3 p. 100, la vitesse de passage de l 'a i r environ 1 m • s - 1 . L e d é b i t de l 'air est de 60 1 • h r 1 et le taux de renouvellement dans l 'enceinte environ six renouvellements par heure. Les mesures de p h o t o s y n t h è s e sont faites par analyse différentielle 1R. L a chambre est éclairée artificiellement par une lampe au mercure ( M A Z D A ) , p lacée à une distance variable, de m a n i è r e à pouvoir faire varier l ' éc la i rement . Nous avons effectué des mesures à cinq éc la i r emen t s , de m a n i è r e à pouvoir é tud ie r à la fois le palier de saturation lumineuse et le rendement lumineux.

L a transpiration a é g a l e m e n t é té d é t e r m i n é e , en mesurant l 'augmentation d ' h u m i d i t é do l 'a i r ambiant due à la p résence du plant.

Les r é s u l t a t s sont r a p p o r t é s à la masse de m a t i è r e sèche foliaire : a p r è s la mesure, le rameau est lavé à l'eau, puis séché, et pesé avant et ap rès dessication à l ' é t uve . L 'eau de lavage est filtrée, le filtrat séché à l ' é t uve est pesé afin de d é t e r m i n e r l ' empouss i è r emen t .

P O U S S I È R E S E T P H O T O S Y N T H È S E 249

Les résultats ont fait l'objet d'études statistiques à l'aide d'un programme d'ajustement

Bon linéaire (lioux et ÏOMASSONK, 1973-1974), se référant au modèle P = ^ ^ (CHAR­

TIER, 1966), que nous avons modifié en P = r 4- -—— afin de tenir compte de larespi-a " h 4- Poo

ration à l'obscurité et de mettre en évidence les facteurs a (rendement lumineux maximum) et Poo (photosynthèse brute maximale à éclairement infini).

R É S U L T A T S

L e s m e s u r e s de p h o t o s y n t h è s e a y a n t é té e f fec tuées à c i n q é c l a i r e m e n t s , n o u s

a v o n s p u t r a c e r l a c o u r b e de l a p h o t o s y n t h è s e e n f o n c t i o n de l ' é c l a i r e m e n t . L a

a • E • P o o figure 1 n o u s m o n t r e les c o u r b e s d é q u a t i o n ( 1 ) : P = r + a . ^ _r_ p o u r les

t r o i s t r a i t e m e n t s d i f férents .

Photosynthèse M G / G / H

o-l 1 1 1 ,

0 100 200 300 400 Eclairement w /M**2

F i a . 1. — Photosynthèse des plants témoins et empoussiérés au ciment ou au charbon (les deux courbes sont confondues), en fonction de Véclairement

• témoins A empoussiérés au ciment X empoussiérés au charbon

Photosynthesis of clean and dusted spruce trees (cement dust and coal dust have identical effects) • clean A cement-dusted X coal-dusted

250 D . A U C L A I R

P r e p r é s e n t e l a p h o t o s y n t h è s e ne t t e , e x p r i m é e e n m g • g - 1 • h - 1 .

E r e p r é s e n t e l ' é c l a i r e m e n t (énergie l u m i n e u s e i n c i d e n t e ) , e x p r i m é e n W • m ~ a .

r r e p r é s e n t e l a r e s p i r a t i o n à l ' o b s c u r i t é (en m g • g - 1 • h - 1 ) .

N o u s a p p e l l e r o n s P m a x l a p h o t o s y n t h è s e ne t t e m a x i m a l e à 400 W • n r 2 .

— O n o b t i e n t p o u r les p l a n t s t é m o i n s :

r = — 1,8 ± r , 7

a = 0 ,169 ± 0 ,136

P c o = 7,6 4: 1,3

D ' o ù P i n a x = 5,0 ± 0,3

•— P o u r les p l a n t s e m p o u s s i é r é s a u c i m e n t :

r' = — 1,1 ± 0,9

a ' = 0 ,085 :t 0 ,062

P ' o o = 7,5 ± 0,9

D ' O Ù P ' m a x — 5,1 ± 0 4

•— P o u r les p l a n t s e m p o u s s i é r é s a u c h a r b o n :

r" = — 0,7 ± 1,2

a " = 0 ,076 ± 0 ,060

P " o o = 7,1 ± 0,9

D ' o ù P " m a x = 5,1 ± 0,5

Des v a l e u r s de r, a, P c o et P m a x s o n t d o n n é e s a v e c l e u r i n t e r v a l l e de c o n f i a n c e

à 5 p . 100 . O n o b t i e n t u n e d i f férence s i g n i f i c a t i v e c o n c e r n a n t les r e n d e m e n t s l u m i ­

n e u x a u x f a i b l e s é c l a i r e m e n t s i n c i d e n t s (a), e n t r e d ' u n e p a r t les t é m o i n s , d ' a u t r e

p a r t les p l a n t s e m p o u s s i é r é s , q u e ce s o i t a u c i m e n t o u a u c h a r b o n . Des p a l i e r s de

s a t u r a t i o n l u m i n e u s e P m a x ne s o n t pas s i g n i f i c a t i v e m e n t d i f férents , les v a l e u r s de

l a r e s p i r a t i o n r n o n p l u s .

I l est i n t é r e s s a n t de n o t e r u n e d i f férence , e n ce q u i c o n c e r n e les p l a n t s e m p o u s s i é r é s

a • E • P o o a u c h a r b o n : l a figure 2 n o u s m o n t r e les c o u r b e s d ' é q u a t i o n P = r 4- „— "

° 1 x • E • P o o

d ' u n e p a r t p o u r les t r o i s p l a n t s a y a n t s u r v é c u ap rès c i n q m o i s d ' e m p o u s s i è r e m e n t ,

d ' a u t r e p a r t p o u r les p l a n t s r e m p l a ç a n t les sep t au t res .

O n o b t i e n t les v a l e u r s s u i v a n t e s :

p l a n t s « s u r v i v a n t s »

p l a n t s a n o u v e a u x »

h = — 0,9 ± 1,4

a , = 0 ,068 ± 0,068

P o o , = 6,7 ± 1,1

D ' O Ù P m a x i = 4,5 ± 0,5

?2 = — 1,4 ± 1,3

a 2 = 0,111 ± 0 ,078

P o o , = 7,9 ± 0,9

D ' O Ù P m a « = 5,3 ± 0,4

P O U S S I È R E S E T P H O T O S Y N T H È S E 251

— L e s r é s u l t a t s des m e s u r e s de t r a n s p i r a t i o n o n t é t é p o r t é s d a n s le t a b l e a u I ,

A p r è s a n a l y s e s t a t i s t i q u e , o n ne t r o u v e a u c u n e d i f férence s i g n i f i c a t i v e e n t r e les

t r a i t e m e n t s , les r é s u l t a t s é t a n t t r è s d i spersés . C e c i est d û a u m a n q u e de p r éc i s i on

de l a m é t h o d e ( D U V A E , 1975) .

T A B L E A U 1

Transpiration des plants, valeur moyenne pour chaque lot (en mg H a O / g d'aigiiilles/heure). Aucune différence entre traitements n'est significative

Transpiration of young spruce shoots (mg H 2 0 / g dry weight/hour). The differences arc all statistically non-significant

Eclairement (W • m - 2 ) 24 39 107 182 394

14,3 14,2 14,8 15,4 16,7 14,2 14,8 16,7

Transpiration Ciment 13,6 15,1 14,8 15,1 17,1 Transpiration 13,6 15,1 14,8 15,1 17,1

Charbon 15,6 15,7 16,4 17,3 18,5

— D a n s les t r o i s t r a i t e m e n t s , les a i g u i l l e s a v a i e n t u n e t e n e u r e n e a u d ' e n v i r o n

54 p . 100 p a r r a p p o r t à l a n ia s se d ' a i g u i l l e s f ra îches .

— L ' e m p o u s s i è r e m e n t m o y e n des p l a n t s é t a i t de 1 g de pous s i è r e p a r g r a m m e

d ' a i g u i l l e e n ce q u i c o n c e r n e le c i m e n t , e t de 0,25 g p a r g r a m m e p o u r le c h a r b o n .

— L e p H d u so l a é té m e s u r é p o u r les t r o i s t r a i t e m e n t s , o n a o b t e n u les résul ­

t a t s s u i v a n t s :

t é m o i n : 5,5 ; c i m e n t : 6,7 ; c h a r b o n : 5 ,3 .

D I S C U S S I O N

L e s e m p o u s s i è r e m e n t s des p l a n t s , t a n t a u c i m e n t q u ' a u c h a r b o n , o n t é t é c h o i s i s

a r b i t r a i r e m e n t , e t les v a l e u r s q u e n o u s a v o n s o b t e n u e s s o n t les v a l e u r s m a x i m a l e s

q u e l ' o n r e n c o n t r e d a n s l a n a t u r e . D ' a p r è s K E L L E R (1971) , des p i n s p e u v e n t r e t e n i r

u n e m a s s e de pouss i è re t r o i s fois p l u s g r a n d e que l e u r masse d ' a i g u i l l e s , m a i s ce cas

e x t r ê m e n ' e s t j a m a i s r e n c o n t r é , d u f a i t d u l e s s i v a g e p a r l a p l u i e , d u v e n t , de l a c h u t e

des f eu i l l e s . L e s m o y e n n e s se s i t u e n t v e r s q u e l q u e s c e n t i g r a m m e s p a r g r a m m e d ' a i ­

g u i l l e s , p o u v a n t a l l e r j u s q u ' à p l u s i e u r s d é c i g r a m m e s p a r g r a m m e , p o u r les con i fè res .

( L e s f e u i l l u s o n t g é n é r a l e m e n t des e m p o u s s i è r e m e n t s s u p é r i e u r s p a r u n i t é de p o i d s

d a n s les m ê m e s c o n d i t i o n s , p r é s e n t a n t u n e su r face p l u s g r a n d e p a r u n i t é de p o i d s ) .

B i e n q u e ces e m p o u s s i è r e m e n t s s o i e n t é l e v é s , o n ne c o n s t a t e p a s d 'effet s i g n i f i c a t i f

des pous s i è r e s s u r le p a l i e r de s a t u r a t i o n l u m i n e u s e P m n x . C e p a l i e r est i n v e r s e m e n t

p r o p o r t i o n n e l à l a s o m m e des r é s i s t ances a u t r a n s f e r t de C 0 2 d e p u i s l ' a i r e x t é r i e u r

j u s q u ' a u s i t e de c a r b o x y l a t i o n à l ' i n t é r i eu r de l a f e u i l l e ( C H A R T I E R , 1966) . P a r m i

ces r é s i s t ances , l a p l u s i m p o r t a n t e est l a r é s i s t ance s t o m a t i q u e , q u i ne s e m b l e p a s

a f fec tée p a r les pouss i è re s .

252 D . A U C L A I R

C e r é s u l t a t est à r a p p r o c h e r de c e l u i de G A U T H I E R et ai. (1974) , q u i o n t m e s u r é

p a r p o r o m é t r i e l a t r a n s p i r a t i o n f o l i a i r e s u r des a i g u i l l e s de P i n e m p o u s s i é r é e s o u n o n

et n ' o n t p a s t r o u v é de p e r t u r b a t i o n de l a r é g u l a t i o n s t o m a t i q u e p a r le? pouss iè res .

D ' a p r è s l eu r s p h o t o g r a p h i e s a u m i c r o s c o p e é l e c t r o n i q u e à b a l a y a g e des b â t o n n e t s

de c i r e c u t i c u l a i r e e m p ê c h e r a i e n t les pouss iè res de p é n é t r e r d a n s l a c h a m b r e sus-s to-

m a t i q u e et d o n c d ' in te r fé re r a v e c le m é c a n i s m e s t o m a t i q u e . N o u s n ' a v o n s p a s o b s e r v é

de d i f férences s i g n i f i c a t i v e s c o n c e r n a n t l a t r a n s p i r a t i o n . C e l l e - c i est in f luencée p a r

l ' o u v e r t u r e s t o m a t i q u e , m a i s é g a l e m e n t p a r l a t e m p é r a t u r e . U n e t r a n s p i r a t i o n l égè ­

r e m e n t supé r i eu re c h e z les p l a n t s e m p o u s s i é r é s a u c h a r b o n p e u t ê t re i n t e r p r é t é e p a r

u n e a u g m e n t a t i o n de l a t e m p é r a t u r e f o l i a i r e d u e a u x pouss iè res no i re s .

C o n t r a i r e m e n t a u x r é s u l t a t s t r o u v é s p o u r les é c l a i r e m e n t s fo r t s , o n v o i t figure 1

q u e les p l a n t s e m p o u s s i é r é s p a r le c h a r b o n c o m m e p a r le c i m e n t o n t u n r e n d e m e n t

l u m i n e u x (a), r a p p o r t é à l a l u m i è r e i n c i d e n t e , p l u s f a i b l e q u e les t é m o i n s a u x

é c l a i r e m e n t s f a ib l e s .

S i l ' o n cons idè r e le m o d è l e s c h é m a t i q u e P(IÎ) de l a p h o t o s y n t h è s e e n f o n c t i o n

de l ' é c l a i r e m e n t , o n p e u t pose r p o u r des p l a n t s e m p o u s s i é r é s :

P ' ( E ) = P ( / ( E ) ) (2)

/ ( E ) t r a d u i t u n s m o d i f i c a t i o n , d u e à l a pouss iè re , de l ' éne rg i e l u m i n e u s e .

E e m o d è l e le p l u s s i m p l e est le m o d è l e l inéa i re :

/ ( E ) = k~E k é t a n t u n e c o n s t a n t e . (3)

R e p o r t a n t c e c i d a n s l ' é q u a t i o n (1) :

a • E • P G O „ ^ , a ' • E • P ' o o

= r +

O n o b t i e n t :

P (E) = r + ' . 7 , - , P ' (E ) = r' + s ' 1 a • E + P o o v a • E + P 00

a • k • E • P o a

'' y. • k • K l ' X i W

O n o b t i e n t d ^ n c les v a l e u r s s u i v a n t e s :

r' = r ; a ' = A'a ; P ' c o = P o o

N o u s c o n s t a t o n s e f f e c t i v e m e n t q u e :

P o o = 7,7 ; P ' o o = 7,7 ; P " c o — 7,6 s o n t t r è s v o i s i n s .

Ce m o d è l e .semble d o n c vér i f ié p a r nos d o n n é e s e x p é r i m e n t a l e s , a v e c :

a ' k' = 0 ,50

et :

a '

a = k" == 0,45

I l s e m b l e d o n c q u e l 'effet p r i n c i p a l des pouss iè res s o i t u n e d i m i n u t i o n d u r ende ­

m e n t de c a p t a g e et d ' u t i l i s a t i o n de l a l u m i è r e i n c i d e n t e p a r les a i g u i l l e s , res j jeet i -

v e m e n t de 50 p . 100 et 45 p . 100 p o u r les pouss i è r e s de c i m e n t e t de c h a r b o n .

POUSSIÈRES E T PHOTOSYNTHÈSE 253

C e p h é n o m è n e p e u t ê t r e d û à d e u x m é c a n i s m e s d i f férents :

— L a c o u c h e de p o u s s i è r e s se t r o u v a n t à l a su r f ace des a i g u i l l e s a p u j o u e r u n

rô le d ' é c r a n , a b s o r b a n t de l a l u m i è r e e t n ' e n t r a n s m e t t a n t q u ' u n e p a r t i e . E l l e p e u t

é g a l e m e n t a v o i r m o d i f i é les p r o p r i é t é s o p t i q u e s des a i g u i l l e s . C e c i ne p e u t ê t r e c o n s ­

t a t é q u ' a u x é c l a i r e m e n t s f a i b l e s , l e p o i n t de s a t u r a t i o n é t a n t a t t e i n t a u x é c l a i r e m e n t s

é l e v é s .

— L e s p o u s s i è r e s o n t p u a v o i r u n effet c h i m i q u e , d û a u x é l é m e n t s t o x i q u e s

q u ' e l l e s p e u v e n t c o n t e n i r . P e n d a n t p l u s i e u r s m o i s , ces é l é m e n t s t o x i q u e s o n t p u

p é n é t r e r d a n s l a f e u i l l e e t d é t é r i o r e r les é l é m e n t s q u i t r a n s f o r m e n t l ' éne rg i e l u m i ­

neuse e n p o u v o i r r é d u c t e u r e t e n é n e r g i e u t i l i s a b l e p a r l a p l a n t e : c h l o r o p h y l l e s ,

c y t o c h r o m e s , f e r r é d o x i n e , e t c .

L a figure 2 n o u s m o n t r e l 'e f fe t à l o n g t e r m e des p o u s s i è r e s de c h a r b o n : les p l a n t s

e m p o u s s i é r é s d e p u i s p l u s i e u r s m o i s (« survivants ») o n t u n p a l i e r de s a t u r a t i o n l u m i ­

neuse in fé r i eu r à c e l u i des p l a n t s q u i n ' o n t s u b i l ' e m p o u s s i è r e m e n t q u e d u r a n t t r o i s

s e m a i n e s (« nouveaux »). I l s o n t é g a l e m e n t u n r e n d e m e n t l u m i n e u x (a) p l u s f a i b l e ,

b i e n q u e c e t t e d i f fé rence ne s o i t p a s s i g n i f i c a t i v e . L e s p o u s s i è r e s de c h a r b o n o n t d o n c

u n e t o x i c i t é g l o b a l e s u r t o u s les m é c a n i s m e s de l a p l a n t e . C e c i s 'est d ' a i l l e u r s t r a d u i t

p a r l a m o r t de l a p l u p a r t des p l a n t s e m p o u s s i é r é s a u c h a r b o n p e n d a n t s i x m o i s .

Photosynthèse MG/G/H

200 300 400 Eclairement w/M**2

Fie . 2. •— Photosynthèse des plants empoussiérés au charbon

• p lan t s nouve l l emen t empoussiérés A p lan t s s u r v i v a n t s (voir exp l i ca t i ons dans le texte)

— Photosynthesis of coal-dusted spruce D freshly dus ted trees & trees s u r v i v i n g after s ix m o n t h s (see t ex t for exp lana t ions ) .

254 D . A U C L A L R

N o u s a v o n s r e m a r q u é u n e p r o l i f é r a t i o n de p u c e r o n s s u r les p l a n t s e m p o u s s i é r é s

a u c i m e n t , a p r è s l e u r i n s t a l l a t i o n e n ser re . L e s au t r e s p l a n t s é t a i e n t i n d e m n e s . U n e

o b s e r v a t i o n i d e n t i q u e a é té e f fec tuée p a r D A R L E Y (1966) à p r o x i m i t é d ' u n e u s i n e

de c i m e n t e n C a l i f o r n i e . C e l u i - c i i n t e r p r é t a l a m a u v a i s e c r o i s s a n c e des p l a n t s de l a

m a n i è r e s u i v a n t e : l e p r e m i e r effet des pous s i è r e s s e r a i t d ' é l i m i n e r c e r t a i n s p r é d a t e u r s

de p u c e r o n s , p e r m e t t a n t a u x p o p u l a t i o n s de p u c e r o n s de se d é v e l o p p e r e t c a u s a n t

d o n c u n a f f a i b l i s s e m e n t de l a p l a n t e e l l e - m ê m e . D a n s n o t r e e x p é r i e n c e , c e c i ne s e m b l e

pas e n ê t r e l a cause , p u i s q u e les pouss i è r e s de c h a r b o n et ce l les de c i m e n t o n t u n

effet i d e n t i q u e s u r l a p h o t o s y n t h è s e , m a i s p a s s u r les p u c e r o n s . D ' a u t r e p a r t , les

p r é d a t e u r s de p u c e r o n s s o n t ra res e n ser re e t ne se t r o u v e n t pas p l u s s u r les t é m o i n s

q u e s u r les p l a n t s e m p o u s s i é r é s . D a n s n o t r e cas p a r t i c u l i e r , i l est p o s s i b l e que , les p o u s ­

sières m o d i f i a n t p a r les i m p u r e t é s q u ' e l l e s c o n t i e n n e n t l a c o m p o s i t i o n c h i m i q u e de

c e r t a i n s c o n s t i t u a n t s de l a p l a n t e (ac ides a m i n é s , sucres ) , les p u c e r o n s s o i e n t p l u s

a t t i r é s p a r ces n o u v e a u x c o m p o s a n t s .

C O N C L U S I O N

N o s r é s u l t a t s m o n t r e n t , c o n t r a i r e m e n t a u x p r e m i e r s essais e f fec tués d a n s ce

d o m a i n e p a r B A R T O L I (1973) , q u e les pouss i è r e s é t u d i é e s , q u e ce s o i t des pouss iè res

gr i ses ( c i m e n t ) o u n o i r e s ( c h a r b o n ) , o n t u n effet n é g a t i f s u r l a p h o t o s y n t h è s e de l ' É p i ­

céa . D a n s les e x p é r i e n c e s p r é l i m i n a i r e s , les m e s u r e s n ' a v a i e n t é t é e f f ec tuées q u e s u r

u n i n d i v i d u et à u n é c l a i r e m e n t . I c i , s u r t r e n t e i n d i v i d u s , o n o b t i e n t des r é s u l t a t s

s t a t i s t i q u e m e n t s i g n i f i c a t i f s : à s a t u r a t i o n l u m i n e u s e , l a p h o t o s y n t h è s e n ' e s t p a s

i n h i b é e , s a u f d a n s le cas d u c h a r b o n q u i a u n effet t o x i q u e à l o n g t e r m e , m a i s e n

dessous de 100 W • m ~ 2 , e l le est r é d u i t e p a r les pouss i è r e s . C e c i p e u t se r é p e r c u t e r

à l o n g t e r n i e s u r l a c r o i s s a n c e , p u i s q u e les é c l a i r e m e n t s s o n t s o u v e n t infér ieurs à

c e t t e v a l e u r p a r t e m p s c o u v e r t , le m a t i n e t le so i r , o u sous c o u v e r t fo re s t i e r p l u s o u

m o i n s dense .

N o s m e s u r e s n ' o n t q u ' u n e a p p l i c a t i o n p o n c t u e l l e e t ne s o n t p a s g é n é r a l i s a b l e s

à t o u t e s les p o u s s i è r e s p r o v e n a n t des d i v e r s e s i n d u s t r i e s . I l s ' ag i t i c i de pouss i è r e s

de c i m e n t e t de c h a r b o n , a y a n t des effets c h i m i q u e s à l o n g t e r m e . D ' a u t r e p a r t ,

les e m p o u s s i è r e m e n t s é t u d i é s é t a i e n t r e l a t i v e m e n t é l e v é s . D a n s u n d e u x i è m e t e m p s ,

n o u s a v o n s é t u d i é les effets p h y s i q u e s d i r e c t s des p o u s s i è r e s s u r l a p h o t o s y n t h è s e

( A U C L A I R , 1976 b), c o n t r ô l a n t m i e u x l ' e m p o u s s i è r e m e n t e t é l i m i n a n t l 'effet c h i m i q u e

q u i est i n t e r v e n u d a n s le p r é s e n t t r a v a i l .

Reçu pour publication en avril 1070.

S U M M A R Y

E F F E C T S O F DUST ON P H O T O S Y N T H E S I S

I , — E F F E C T S OF C E M E N T A N D COAL, DUST ON P H O T O S Y N T H E S I S O F S P R U C E

The purpose of this research was to study the possible effects of particulate matter on the growth of forests which are used as « dust filters ». Photosynthesis of spruce was studied in a con­trolled gas-exchange chamber ( S I E M E N S ) , using the I R G A method. Measurements were made

POUSSIÈRES E T PHOTOSYNTHÈSE 255

on clean reference trees (2 years old), on trees hand-dusted with cement, and others hand-dusted with coal dust.

The schematic model P == r + —— was used for the interpretation of the results, a • E + Poo 1

with a non-linear adjustment statistical study. The results show no physical effect, in the present experimental conditions, of the dusts

on photosynthesis at high levels of light (higher than 100 W * m - 2 ) . On the other hand, for low and medium energies, photosynthesis is reduced. This may cause decreasing growth and yield. Concerning long-term effects, the coal dust is relatively toxic, as it reduces photosynthesis wha­tever the conditions of light, and can even cause the death of the plant.

R E F E R E N C E S B I B L I O G R A P H I Q U E S

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