Système hydroponique et pathogènes

Deux articles récents sensibilisent à la présence potentielle de pathogènes dans les systèmes hydroponique, à vous de voir …

1. Va donc paraître dans Journal of Food Protection, Survival and Persistence of E. coli in Hydroponic Systems using Synthetic and Organic Fertilizers During Mint Production (Survie et persistance de E. coli dans des systèmes hydroponiques utilisant des engrais synthétiques et bio lors de la production de menthe).

Faits saillants

• E. coli a été détectée jusqu'à 40 jours après l'inoculation dans des systèmes hydroponiques de culture de menthe.
• Les engrais organiques ont favorisé une meilleure survie de E. coli que les engrais synthétiques.
• Le niveau de contamination de la menthe correspondait à celui de la solution nutritive.
• La croissance de la menthe variait selon le type et la composition de l'engrais.

Résumé

La culture hydroponique utilise des engrais fournissant des nutriments directement assimilables pour la croissance des plantes. Des études ont démontré la survie de pathogènes humains dans les solutions nutritives hydroponiques. Toutefois, les données concernant l'influence de la composition et du type d'engrais sur les contaminants microbiens restent limitées. Cette étude a évalué la survie, la persistance et la répartition de la souche E. coli ATCC 25922 dans des systèmes hydroponiques de type NFT (Nutrient Film Technique) et DWC (Deep-Water Culture) utilisant des engrais synthétiques et bio lors de la production de menthe.

La souche E. coli ATCC 25922 a été inoculée dans des systèmes de culture de menthe alimentés par trois solutions nutritives synthétiques et deux solutions bio (à base de poisson). Des prélèvements de solutions hydroponiques ont été prélevés sur une période allant jusqu'à 39 jours, et les plants de menthe arrivés à maturité ont été récoltés au 40e jour.

La population de E. coli, ainsi que l'évolution des paramètres physico-chimiques et de la croissance des plantes, ont été mesurées. Les niveaux de E. coli ont diminué de manière significative (p < 0,05) après 24 heures dans les systèmes utilisant des engrais synthétiques, aussi bien en NFT qu'en DWC. En revanche, dans les systèmes utilisant des engrais à base de poisson, la population a augmenté de façon significative, passant de 4,8 log UFC/mL à 8,51 log UFC/mL en 24 heures ; par la suite, le taux de réduction a été nettement plus faible que dans les solutions nutritives synthétiques. La croissance des plantes a varié selon le type d'engrais. Les systèmes hydroponiques bio présentaient des niveaux de E. coli significativement plus élevés dans la menthe, tant au niveau des parties comestibles que des racines, par rapport aux autres systèmes. Les résultats de cette étude mettent en évidence un risque accru pour la sécurité des aliments associé aux solutions nutritives bio à base de poisson par rapport aux engrais synthétiques dans le cadre de la culture hydroponique, en cas de contamination.

Conclusion

L'étude a démontré que le taux de survie de E. coli dépend du type d'engrais, notamment de sa provenance ainsi que de sa composition en macro- et micronutriments. Bien que la population de contaminants microbiens diminue avec le temps dans une solution nutritive hydroponique fonctionnelle à base d'engrais de synthèse destinée à la culture de la menthe, les bactéries peuvent persister un certain temps, représentant ainsi un risque pour la sécurité des aliments. La solution nutritive bio peut offrir des conditions plus favorables à la prolifération de E. coli, bactéries potentiellement pathogènes pour l'homme. Les résultats de cette étude indiquent également qu'une contamination microbienne plus élevée au niveau des racines correspond à une contamination accrue de la partie comestible. Des études complémentaires, incluant des agents pathogènes pour l'homme, diverses espèces végétales et d'autres types d'engrais, permettraient d'approfondir la compréhension des effets de ces derniers. L'étude des variations de la composition chimique et de la structure des communautés microbiennes au sein d'un système hydroponique, et plus particulièrement dans la solution nutritive, constituerait une étape supplémentaire vers une meilleure compréhension de sa dynamique.

2. Dans Food Microbiology, Persistence and localisation of Salmonella enterica subsp. enterica Javiana and Listeria monocytogenes during recirculating hydroponic cultivation of leaf lettuce (Persistance et localisation de Salmonella enterica subsp. enterica Javiana et de Listeria monocytogenes lors de la culture hydroponique en circuit fermé de laitues).

Faits saillants

• Des agents pathogènes bactériens persistent lors de la culture hydroponique de la laitue.
• Le pH de la solution nutritive, le jour de prélèvement et le type d'échantillon influencent la présence de Salmonella et de Listeria.
• Salmonella et Listeria ont persisté dans la solution nutritive, les racines et la laine de roche pendant 21 jours.
• Salmonella et Listeria n'ont pas été détectées dans la partie foliaire comestible de la laitue.

Résumé

La persistance et la localisation de Salmonella Javiana et de Listeria monocytogenes dans des systèmes hydroponiques à culture en eau profonde (DWC) avec recirculation ont été étudiées lors de la production de laitue. Des systèmes DWC à recirculation contenant une solution nutritive (SN) de Hoagland modifiée ont été utilisés. Les réservoirs de SN des systèmes, contenant des plants de laitue pommée âgés de 25 jours, ont été inoculés séparément avec 6 log UFC/mL de S. Javiana ou de L. monocytogenes résistant à la rifampicine. Le dénombrement des pathogènes a été effectué dans la SN, le complexe laine de roche + racines, les racines et les feuilles, du jour 0 (plant de laitue) au jour 21 (pomme de laitue mature), par culture sur milieux sélectifs.

Quatre essais expérimentaux ont été réalisés pour chaque agent pathogène, incluant deux systèmes traités et deux systèmes témoins par essai. Les données relatives à la température, au pH et à la conductivité électrique ont été recueillies et prises en compte comme covariables lors de l'analyse de covariance (ANCOVA). Les données ont été analysées à l'aide d'un modèle mixte pour comparer les concentrations bactériennes moyennes (en log) selon le type d'agent pathogène, en fonction du type d'échantillon et du jour de prélèvement ; cette étape a été suivie du calcul des moyennes des moindres carrés, avec comparaison des valeurs par le test HSD (Honestly Significant Difference) de Tukey au seuil de P = 0,05. Une interaction d'ordre deux entre le jour de prélèvement et le type d'échantillon (P < 0,0001) a eu un effet significatif sur les concentrations de S. Javiana et de L. monocytogenes. L'ANCOVA a révélé que l'effet d'interaction entre le pH de la SN et le type d'échantillon influençait de manière significative les concentrations de S. Javiana (P = 0,0054) et de L. monocytogenes (P < 0,0001). Salmonella Javiana et L. monocytogenes ont persisté dans les racines, le complexe laine de roche + racines et la SN tout au long de la période d'échantillonnage de 21 jours. Aucun agent pathogène n'a été détecté dans la partie comestible de la laitue. Cette étude indique que des agents pathogènes humains peuvent survivre jusqu'à la récolte dans des systèmes hydroponiques de type DWC utilisés pour la production de laitues.