Effets de l'apport à long terme de fumiers d'élevage sur la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques dans le système sol-laitue

Introduction

L'utilisation continue de fumiers d'élevage dans l'agriculture moderne suscite de profondes préoccupations quant à la dissémination des gènes de résistance aux antibiotiques (ARGs) dans l'environnement. Ce phénomène peut potentiellement affecter la sécurité alimentaire et la santé publique. L'étude menée analyse en profondeur les impacts à long terme de l'application de différents types de fumiers sur la dynamique des ARGs dans un système sol-laitue, en mesurant précisément la propagation de ces gènes et leur transfert potentiel vers les cultures alimentaires.

Méthodologie expérimentale

Dispositif expérimental

Des parcelles expérimentales ont été préparées pour recevoir différents traitements : application répétée sur plusieurs années de fumier bovin, de fumier porcin, mais également un traitement contrôle sans apport de fumier. Après chaque application, des laitues ont été cultivées afin d'étudier la translocation possible des ARGs du sol vers la plante.

Analyses microbiologiques et génétiques

Des échantillons de sol et de laitue ont été collectés à chaque saison. Les teneurs en ARGs ont été quantifiées par des techniques de PCR quantitative ciblant des gènes couramment associés à la résistance aux tétracyclines, aux sulfamides et autres familles d'antibiotiques. Les populations bactériennes totales et les niveaux de bactéries résistantes ont également été évalués.

Résultats majeurs

Enrichissement du sol en ARGs

• L'amendement longue durée au fumier, principalement d'origine porcine, a considérablement accru les concentrations de plusieurs ARGs dans le sol, notamment les gènes tetA, sul1 et tetM.
• Les sols traités au fumier bovin présentent eux aussi un enrichissement en ARGs, toutefois inférieur à celui observé avec le fumier porcin, notamment pour les résistances aux tétracyclines.
• Les parcelles témoins restent faiblement chargées en ARGs sur toute la période de suivi, suggérant que l’apport de fumier est la principale source d’amplification de ces gènes.

Propagation vers la laitue

• Une accumulation d’ARGs a été constatée sur les racines et, dans une moindre mesure, sur les feuilles de laitues cultivées sur les sols amendés.
• Les types et quantités d'ARGs détectés dans la laitue font écho à ceux mesurés dans le sol, corroborant l'hypothèse d'une possible migration des gènes vers la plante, surtout dans le cas de l’application répétée de fumier porcin.

Corrélation ARGs et bactéries résistantes

• La quantification des bactéries totales et résistantes atteste d’une pression sélective accrue dans les sols amendés de longue date.
• La diversité génétique des ARGs et des bactéries résistantes augmente significativement, particulièrement dans les conditions de présence chronique de fumier.

Discussion et implications agronomiques

Risque pour la sécurité alimentaire

L’augmentation des ARGs sur les laitues cultivées pose un risque potentiel de transfert vers le consommateur, notamment via la consommation crue des légumes-feuilles. Cet effet de bioaccumulation met en lumière l'existence d'un vecteur agricole sous-estimé dans la dissémination de la résistance aux antibiotiques.

Impact de la nature du fumier

Le type de fumier appliqué a un effet différencié sur la dynamique des ARGs : le fumier porcin, du fait de ses usages antérieurs d’antibiotiques plus fréquents, constitue un vecteur plus puissant de propagation d’ARGs par rapport au fumier bovin.

Durabilité des pratiques agricoles

L'étude souligne la nécessité d’encadrer la gestion des déchets d’élevage. Adapter les modes d’amendement et surveiller les flux d’ARGs dans les systèmes agricoles s’avère crucial pour limiter leur accumulation dans la chaîne alimentaire et les écosystèmes environnants.

Perspectives et recommandations

• Un suivi régulier de la présence de gènes de résistance dans les sols amendés doit être instauré.
• Favoriser les bonnes pratiques de compostage pour réduire l’inoculum d’ARGs dans les fumiers avant application sur les cultures.
• Développer des stratégies agricoles visant à limiter la transmission croisée de gènes de résistance entre environnement, animaux, sols et cultures vivrières.

Conclusion

L’amendement prolongé des sols par des fumiers d’élevage, particulièrement porcins, accroît significativement la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques dans le continuum sol-plante. Face à ce constat, il est impératif d’adapter les pratiques d’épandage et de renforcer la surveillance pour protéger la qualité sanitaire des systèmes agroalimentaires.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651326002204