La culture à long terme des vergers de pommiers entraîne une accumulation sélective et un risque écologique modéré de métaux lourds sur le Plateau de loess, Chine

Pourquoi le sol sous les pommiers compte pour votre assiette

Les pommes font partie de l’alimentation quotidienne de millions de personnes, et la Chine est le premier producteur mondial. Mais les mêmes engrais et pulvérisations qui permettent aux vergers d’obtenir de forts rendements peuvent aussi laisser des traces invisibles de métaux toxiques dans le sol. Cette étude explore le dessous des arbres dans une grande région pommière du Plateau de loess en Chine pour voir comment des décennies de culture intensive ont modifié le sol, quelle quantité de métaux lourds s’y est accumulée et ce que cela peut signifier pour la sécurité environnementale à long terme et la durabilité de la production fruitière.

Examiner des décennies de développement des vergers

Les chercheurs ont travaillé dans le comté de Luochuan, une zone clé de production de pommes dans la province du Shaanxi, où les vergers se sont rapidement étendus ces dernières décennies. Plutôt que de prendre un simple instantané de la couche de surface, ils ont construit une « chronologie » soignée de vergers allant des plantations récentes jusqu’à 30 ans, tous sur le même type de sol loessique. À chaque site, ils ont prélevé deux couches, de 0–20 centimètres et 20–40 centimètres de profondeur, et les ont comparées à un sol plus profond, relativement intact, à 110 centimètres, qui a servi de niveau de référence local. Ils ont mesuré des métaux lourds courants — mercure, cuivre, zinc, arsenic, plomb et chrome — ainsi que des propriétés de base du sol comme le pH, la matière organique et les nutriments.

Ce qui s’accumule dans le sol — et ce qui ne l’est pas

Les sols étaient alcalins et riches en matière organique et en nutriments, typiques des vergers fortement gérés. Tous les métaux mesurés étaient plus élevés en surface qu’en profondeur, mais seuls trois — le mercure, le cuivre et le plomb — ont montré des augmentations nettes avec l’âge des vergers. Sur 30 ans, le mercure a augmenté d’environ 4,3 % par an par rapport à son niveau de référence, tandis que le cuivre et le plomb ont crû plus lentement. Le zinc, l’arsenic et le chrome sont restés à peu près constants au fil du temps, ce qui suggère que tous les métaux ne réagissent pas de la même manière à la culture à long terme. Globalement, l’indice combiné de pollution pour ces six métaux se situait dans la catégorie « modérée » à deux profondeurs : pas catastrophique, mais clairement au‑dessus des niveaux naturels et en hausse, surtout pour certains éléments.

Retracer l’origine des métaux

Pour comprendre d’où provenaient les métaux, l’équipe a utilisé un outil statistique capable de démêler des signaux qui se chevauchent dans les données. Le schéma qui en est ressorti est frappant. Pour le cuivre, le plomb, le zinc, l’arsenic et le chrome, la majeure partie de la charge ajoutée pouvait être attribuée aux engrais et aux amendements organiques tels que les fumiers et les composts, qui contiennent souvent de faibles mais persistantes quantités de ces éléments. En revanche, le mercure racontait une autre histoire. À deux profondeurs, environ les trois quarts du mercure présent dans le sol étaient liés au dépôt atmosphérique — une pollution transportée par l’air provenant de la combustion du charbon et d’activités industrielles, puis déposée sur les champs et lentement piégée dans le sol.

Des risques pour les écosystèmes, pas seulement des chiffres sur un graphique

L’étude n’a pas seulement compté les concentrations totales en métaux ; elle a aussi estimé comment ces niveaux se traduisent en risque écologique. Une fois pondéré par la toxicité, le mercure dominait à nouveau. Le risque écologique combiné de tous les métaux a été évalué comme « considérable » dans les deux couches, même si la plupart des métaux individuels, hormis le mercure, présentaient encore un faible risque pris isolément. Il est important de noter que l’analyse portait sur les quantités totales dans le sol, et non sur la facilité avec laquelle les plantes ou les organismes peuvent réellement les absorber ; les résultats doivent donc être vus comme un signal d’alerte plutôt que comme une preuve de préjudice direct pour les consommateurs. Néanmoins, la présence de « points chauds » localisés et l’accumulation progressive au fil du temps soulignent le danger de laisser ces tendances se poursuivre sans contrôle.

Ce que cela signifie pour les pommes et l’environnement

Pour les gestionnaires de vergers et les décideurs, le message est clair : la culture à long terme des pommiers sur le Plateau de loess charge insidieusement les sols en certains métaux lourds, en particulier le mercure, le cuivre et le plomb. Bien que les niveaux actuels ne soient pas extrêmes, ils représentent déjà une pollution modérée et un risque écologique non négligeable. Parce que les engrais sont la principale source pour la plupart des métaux, un choix d’engrais plus judicieux et des taux d’application réduits pourraient ralentir ou inverser l’accumulation de cuivre, plomb, zinc, arsenic et chrome. Le mercure, principalement alimenté par la pollution atmosphérique, nécessitera des contrôles plus larges des émissions issues du charbon et de l’industrie. Ensemble, ces changements peuvent contribuer à garantir que les sols qui nourrissent les pommiers de Chine restent sains, productifs et sûrs pour les générations futures.

Citation: Pan, H., Chen, Z., Jing, G. et al. Long-term apple orchard cultivation drives selective accumulation and moderate ecological risk of heavy metals in loess Plateau, China. Sci Rep 16, 5699 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36342-3

Mots-clés: vergers de pommiers, métaux lourds, pollution des engrais, dépôt atmosphérique, risque écologique des sols