Métolachlore - Définition

Mode d'action

C'est un inhibiteur des élongases et des géranyl-pyrophosphate (GGPP) cyclases, activés par les gibbérellines (famille de phytohormones dont le composé actif est l'acide gibbérellique.

Le métolachlore tel qu'originellement formulé (mélange racémique) est de moins en moins commun. L'énantiomère R étant inactif en tant que désherbant, les méthodes de production (catalyse asymétrique) permettant désormais de produire du (S)-métolachlore plus pur.

Histoire

Ce désherbant a été mis sur le marché par la multinationale Ciba-Geigy, notamment sous la marque Dual Magnum® comme désherbant du maïs.
Il est maintenant interdit dans certains pays, mais largement remplacé par le S-métolachlore.

Biodégradation

Elle se fait par oxydation du groupement acétyle, en passant par la formation d'un dérivé d' acide oxalique.

• demi-vie de biodégradation dans le sol cultivé : +/- 6 à 10 semaines. Il ne devrait donc pas s'accumuler dans les sols d'une année sur l'autre.
• Dans un sol riche en matières organiques et en champignons microscopiques (ce qui est rarement le cas des sols d'agriculture industrielle, à cause de l'emploi de fongicides et d'un déficit fréquent en matière organique), la biodégradation peut être plus rapide, avec 5 métabolites trouvés dans le cas d'une expérimentations avec une communauté de deux champignons ; Aspergillus flavus; Aspergillus terricola isolés à partir d'un sol agricole « acclimaté » au métolachlore. Dans ce cas la demi-vie du métolachlore n'était que de 3,5 jours ; Cinq métabolites ont été identifiés dans ce cas. La déchloration hydrolytique, une N-désalkylation et le clivage de la liaison amide semblent être les transformations dominantes appliquées au métolachlore par ces champignons qui ont produit 2 métabolites jamais auparavant signalés dans des cultures mixtes ou purement microbiennes (6-méthyl acétanilide 2-éthyl et 6-méthyl aniline 2-éthyl). Selon les auteurs de l'étude, une culture mixte pourrait dégrader 99% du métolachlore, même à un niveau d'enrichissement aussi élevées que 100 mg·ml^-1. En terme de bilan écotoxicologique, il reste à vérifier l'innocuité des métabolites produits.

Toxicologie, écotoxicologie

Du métolachlore a été détecté dans les eaux souterraines et de surface à des concentrations allant de 0,08 à 4,5 parties par milliard (ppm) un peu partout aux États-Unis. On a montré qu'il était bioaccumulable chez plusieurs espèces comestibles de poissons et ses effets préjudiciables sur la croissance et le développement des animaux qui y sont exposés soulèvent des préoccupations quant à d'éventuels effets sur la santé humaine.

Il est classé comme un pesticide de catégorie C par l' EPA, ce qui indique des indices de cancérogénicité.

Aux États-unis, il n'y a pas encore de niveau maximal de contamination (Maximum Contaminant Level ou MCL) pour le métolachlore dont la présence est donc autorisée dans l'eau potable. L'EPA a toutefois établi un niveau préoccupant pour la santé (HAL) de 0,525 mg⋅l^-1.

Aux échelles cellulaires, on a montré que le métolachlore a - in vitro - des effets cytotoxiques et génotoxiques chez les lymphocytes humains. Ces effets génotoxiques ont également été observés chez des têtards de la grenouille Rana catesbeiana.

• In vitro, sans avoir un réel effet fongicide, le métolachlore altère également la croissance cellulaire et réduit la division cellulaire chez la levure Saccharomyces cervisae.
• Des embryons de poulet exposés au metolachlore présentaient une diminution significative de la masse corporelle moyenne par rapport aux témoins.

Devenir dans l'environnement

Les métabolites du métolachlore ont été trouvés dans différents niveaux plantes traitées. Les plantes conservent toutefois leurs métabolites métolachlore même si les animaux qui consomment ces plantes sont capables de décomposer et d'éliminer le produit chimique rapidement. Certaines parties de plantes, comme les feuilles de coton peuvent conserver des niveaux élevés de résidus de métolachlore par rapport à d'autres parties des plantes telles que les graines.

La répartition de métolachlore dans le sol est affectée par un certain nombre de facteurs comme l'humidité, la température, l'activité microbienne, le type de sol, la concentration de l'oxygène et de la nitrification et est mobile et facilement lessivé dans le sol. L'effet des changements de la teneur en humidité et de température liées à l'activité microbienne affecte également sa ventilation .

Contamination des aliments

Au Canada, la limite maximale de résidus (ou apport alimentaire maximal de métolachlore) est de 0,026 mg/jour. Lors d'essais (avec taux d'épandage non noté), selon l'OMS, dans les années 1980, le taux résiduel moyen dans divers végétaux destinés à la vente était de 0,046 mg·kg^-1 (environ deux fois la limite canadienne), avec une teneur maximale, de 0,08 mg·kg^-1 dans des pommes de terre (environ 3 fois la limite max ministérielle).

Contamination de l'eau, cinétique dans l'environnement

Le métolachlore est réputé facilement adsorbé sur la matière organique (MO) du sol, au point d'être peu lixivié dans les sols très riche en humus et plus facilement relargué dans les sols pauvres et acides.

Il s'adsorbe également sur l'argile du sol ; un taux élevé d'argile dans le sol, freine aussi sa lixiviation, mais on sait mal ce qui se passe dans la nature lors des épisodes de sécheresse et réhydratation de l'argile, ou lors des phénomènes d'érosion éolienne ou hydrique.

• Il est soluble dans l'eau et on retrouve également ses métabolites dans les eaux de surfaces et souterraines.
• De plus, au Canada, là où on l'a cherché (en Ontario) au début des années 1980, sur 440 échantillonns prélevés dans 3 bassins fluviaux étudiés entre 1981 et 1985, il était présent dans 21 échantillons, avec une teneur moyenne variant de 0,7 à 4 1 µg⋅l^-1 selon les années. On en utilisait alors dans ce pays plus de 300 T/an.
• En 1985 dans le sud-Ontario, 15 % de 351 puits privés étudiés pour vérifie si on y trouvait de l'alachlore en contenaient aussi.
• Du métolachlore avait contaminé l'eau de 125 des 917 échantillons venant de réserves d'eau municipales et privées de la région canadienne de l'Atlantique (de 1985 à 1986), du Québec (de 1984 à 1985), de l'Ontario (de 1979 à 1986) et de l'Alberta (1986). En Ontario, une réserve d'eau en contenait même 1 800 µg⋅l^-1

Les deux principaux métabolites connus du métolachlore sont :

• [2-[(2-éthyl-6-méthylphényl)(2-méthoxy-1-méthyléthyl)amino]-2-acide oxoacétique] (AO) ;
• [2-[(2-éthyl-6-méthylphényl)(2-méthoxy-1-méthyleéthyl-1)amino]-2-acide oxoéthanesulfonique] (AOES),

Dissous dans l'eau, le métolachlore donne le [2-chloro-N-(2-éthyl-6-méthylphényl)-N-(méthoxy-1-méthyléthyl) acétamide]. Cette molécule est plus ou moins bien adsorbée selon le type de sol sur certains supports (feuillets d'argile par exemple) , absorbée par les racines ou certains mycéliums ou emportée par le ruissellement de surface.

• De premières études et indices laissaient penser que cette phase dissoute était significativeement retenue (par adsorption sur le complexe argilo-humique et microbien du sol et des racines) par des bandes enherbées filtrantes plantées par certains agriculteurs ou riverains des champs, mieux que les deux principaux métabolites (acide oxanilique ou l'acide éthane métolachlore), peut être en raison d'une augmentation des complexes argilo-humiques et des organismes fongiques dans ces bandes enherbées.
• Une étude a montré les capacités d'adsorption et de relarguage (dissolution ou désorption) pour des bandes enherbées exposées à des doses courantes de métolachlore. Cette étude a mesuré la cinétique de trois molécules : la phase dissoute du métolachlore, et ses 2 principaux métabolites. Le coefficient de sorption du métolachlore a effectivement été 88% plus élevé dans les bandes enherbées que dans les sols cultivés, mais les métabolites n'y étaient pas du tout mieux retenus que dans le sol cultivé (coefficient de sorption 79% inférieure à celui du métolachlore dans les deux types de sols). Quant au coefficient de désorption, il était pour le métolachlore en solution 59% plus élevé dans le sol de la bande enherbée que dans un sol équivalent cultivé. Le coefficient de désorption des deux métabolites était au moins 66% inférieur à celui du métolachlore (en sol cultivé ou dans la bande enherbée). Les bandes enherbées limitent donc significativement transferts de la molécule mère dissoute, mais non celui de ses métabolites.