Des vaches laitières paissant des pâturages de trèfle/ray-grass sur une ferme de production de l'Université Massey. Crédit :James Hanly
Pour la plupart d'entre nous, notre rencontre la plus proche avec l'élément fluor est probablement notre dentifrice ou un approvisionnement en eau municipal avec du fluorure ajouté.
Mais l'excès de fluor peut être un problème. Par exemple, des niveaux élevés de fluor dans le sol peuvent nuire aux plantes. Le fluor dans les sols peut également affecter les microbes et d'autres organismes situés plus haut dans la chaîne alimentaire.
Une nouvelle étude a exploré si les niveaux de fluor dans le sol en Nouvelle-Zélande sont suffisamment élevés pour nuire à un microbe spécifique appelé Rhizobium.
Les bactéries Rhizobium vivent dans les nodules racinaires des légumineuses, comme les haricots et les lentilles. Ces bactéries "fixent" l'azote atmosphérique, transformer les nutriments sous une forme que la plante hôte peut utiliser.
La fixation de l'azote par Rhizobia signifie que les agriculteurs doivent utiliser moins d'engrais azotés. Cela peut économiser des coûts importants.
Si les niveaux de fluor dans le sol deviennent suffisamment élevés pour nuire aux rhizobiums, cela pourrait avoir un impact sur les cultures de légumineuses que les bactéries aident à soutenir.
En outre, les pâturages pour le pâturage du bétail contiennent souvent du trèfle, une autre légumineuse. Des niveaux élevés de fluor pourraient nuire aux rhizobiums vivant dans les nodules des racines de trèfle. Finalement, qui pourraient avoir un impact sur le bétail qui mange le trèfle.
Mais il y a beaucoup d'inconnues sur le fluor et ses effets spécifiques sur les microbes. "Personne n'a étudié l'impact potentiel du fluor sur Rhizobia, " dit Christopher Anderson, chercheur à l'Université Massey en Nouvelle-Zélande.
Paysage de collines du centre de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande qui soutient l'élevage de moutons et de bœufs. L'azote du trèfle compense les besoins en azote synthétique. Crédit :James Hanly
Dans l'étude, Anderson et ses collègues ont découvert que des niveaux élevés de fluor sont toxiques pour les rhizobiums et le trèfle blanc.
Dans les études de laboratoire, des niveaux de fluor supérieurs à 100 mg par litre ont entravé la croissance des rhizobiums. Des concentrations élevées de fluor ont également entraîné des changements dans la forme et l'activité métabolique des bactéries.
Ces niveaux élevés de fluor ont également eu un impact sur le trèfle blanc. À des concentrations de fluor supérieures à 100 mg par litre, les semis de trèfle blanc n'ont pas survécu.
Heureusement, il y a aussi de bonnes nouvelles. La concentration de fluor à laquelle il est toxique est bien supérieure à la concentration trouvée par les chercheurs dans les sols néo-zélandais.
"Cela signifie qu'il n'y a pas de problème, à l'heure actuelle, des niveaux de fluor dans le sol affectant Rhizobia dans les sols de la Nouvelle-Zélande, " dit Anderson.
Cette découverte donne confiance aux agences néo-zélandaises chargées de garantir des systèmes agricoles durables. « Sans nos recherches, ils seraient encore dans le noir, " dit Anderson.
Rhizobia—et l'une des plantes hôtes, le trèfle blanc - sont des éléments clés de l'élevage néo-zélandais.
« En Nouvelle-Zélande, nous avons la chance de pouvoir faire pousser de l'herbe toute l'année, " dit Anderson. " Notre bétail est gardé au pâturage toute l'année. "
Pâturage de ray-grass/trèfle poussant sur des sols allophaniques fertiles de Taranaki formés à partir de cendres volcaniques éclatées par le mont Taranaki en arrière-plan. Les animaux paissent les pâturages développés sur ces sols toute l'année. Crédit :Paramsothy Jeyakumar
La bactérie Rhizobium associée au trèfle fixe l'azote de l'atmosphère. Quand les plantes de trèfle meurent, ils se décomposent dans le sol. L'azote fixé devient disponible pour d'autres plantes.
"Donc, nous n'avons pas besoin d'appliquer autant d'engrais azotés synthétiques, comme l'urée, à nos pâturages avec du trèfle" dit Anderson.
Mais les agriculteurs doivent appliquer d'autres engrais aux pâturages de la Nouvelle-Zélande, y compris les engrais phosphorés. C'est là qu'interviennent les inquiétudes concernant les niveaux de fluor.
Le fluor est un élément assez commun dans la croûte terrestre. Il est concentré dans certains matériaux, comme les roches phosphatées. Ces roches sont l'ingrédient principal de nombreux engrais contenant du phosphore.
Dans les régions où des engrais au phosphore sont appliqués année après année, le fluor peut s'accumuler dans les sols au fil du temps. Ce fluor accumulé peut devenir un contaminant du sol.
« Mais dans certains cas, les systèmes biologiques sont très tolérants aux contaminants, " dit Anderson.
Anderson vise à déterminer les niveaux de fluor auxquels il est toxique pour les animaux. "En particulier, nous aimerions regarder les vers de terre, " dit Anderson. " Les vers de terre sont des indicateurs écologiques très utiles. "
Les chercheurs veulent aussi s'intéresser aux animaux au pâturage, qui peut manger une quantité considérable de terre. Lorsque les animaux ingèrent trop de fluor, ils peuvent développer une fluorose. Cela peut causer des os, les dents, et des problèmes rénaux.
« Nous devons nous assurer que la science s'occupe de tous les aspects du système pastoral :le sol, micro-organismes, les plantes, et animaux, " dit Anderson.
