Chapitre 4.3 : nutrition minérale des plantes Flashcards
Que compose en majorité la matière fraîche des plantes ?
eau : 80-90%
Que compose la matière sèche des plantes?
carbone : 45%
oxygène : 45%
hydrogène: 5%
éléments minéraux : 5%
La composition minérale varie selon quels critères ? (3)
1) Selon l’espèce et le cultivar
2) Selon l’âge + stade de développement de la plante
3) Selon la nature des organes + tissus
Quels sont les 4 critères d’essentialité des minéraux?
1) En son absence, la plante ne peut faire son cycle vital
2) Élément irremplaçable: spécifique et fait partie d’une molécule ou d’un métabolite
3) Intervient dans une ou + réaction essentielle au métabolisme.
4) Doit faire disparaître les symptômes de carence s’il est incorporé au milieu.
Quels sont les 17 éléments minéraux (divisés en 3 groupes) ?
Groupe 1:éléments organiques
-Carbone (C), Oxygène (O), hydrogène (H)
Groupe 2: macro-éléments (concentration dans tissus >1000 ppm)
- Azote (N) -Soufre (S)
- Phosphore (P)-Potassium (K)
- Calcium (Ca) -Magnésium(Mg)
Groupe 3: oligo-éléments (concentration dans tissus <100 ppm)
- Bore (B) -Molybdène (Mo)
- Cuivre (Cu) -Chlore (Cl)
- Zinc (Zn) -Manganèse (Mn)
- Fer (Fe) -Nickel (Ni)
Quels sont les éléments toxiques?
- Argent (Ag)
- Mercure (Hg)
- Plomb (Pb)
Quels sont les éléments mobiles?
Mobile = se libèrent facilement des composés dans lesquels ils ont été incorporés et peuvent se promener dans la plante. Symptômes de carence d’abord sur feuilles âgées
- Azote
- Phosphore
- Potassium
- Magnésium
- Zinc
- Bore
- Cuivre
- Molybdène
- Chlore
- Nickel
Quels sont les éléments immobiles?
Immobile = fortement retenus par les composés dans lesquels ils ont été incorporés. Symptômes de carence apparaissent d’abord sur jeunes feuilles
- Soufre
- Calcium
- Fer
- Manganèse
Quel élément?
Rôles: l’un des constituants des acides aminés, protéines, chlorophylles, bases azotées de l’ADN et ARN, cytochromes, phytohormones (auxines, gibbérellines) et de plusieurs vitamines
Azote
Quel élément?
rôle = Entre dans la formation de l’ADN, ARN, ATP, protéines, sucres, phosphates, phospholipides, enzymes, etc.
-Contribue à la division cellulaire, la formation des gras et des réserves
-Rôle dans la floraison, fructification et développement des graines
-Contribue à la rigidité de la baille des céréales (prévenant la verse
Phosphore
Quel élément? Rôle = Cation le + abondant dans la cellule
- Nécessaire au maintien de l’organisation cellulaire et perméabilité des membranes
- Augmente le volume, la saveur + coloration es fruits + légumes-fruits
- Nécessaire à la photosynthèse, à la synthèse de la chlorophylle et à la respiration
- Active bcp d’enzymes -Impliqué dans le mécanisme d’ouverture des stomates
- Nécessaire à la synthèse des protéines -Favorise développement du système radiculaire
Potassium
Quel élément? Rôle = Distribué dans tous les tissus + organes -Constituant de nombreux enzymes
-Entre dans composition de plusieurs acides aminés -Rôle important pour plantes oléagineuses
Soufre
Quel élément? rôle = -Entre dans la composition de la lamelle mitoyenne + paroi primaire
- Nécessaire à la croissance des méristèmes apicaux des tiges et racines
- Active quelques enzymes -Nécessaire à la mitose
calcium
Quel élément? rôle = Constituant de la molécule de chlorophylle -Active plusieurs enzymes du cycle de Krebs
-Essentielle au maintien de l’organisation + fonctionnement des ribosomes
Magnésium
Quel élément? rôle = -N’entre pas dans la molécule de chlorophylle mais essentiel à sa synthèse -Constituant des cytochromes
- 82% du fer se trouve dans les chloroplastes
- Présent dans la ferrédoxine: substance qui a un rôle important dans photosynthèse (photophosphorylation)
fer
Quel élément ? rôle = Active plusieurs enzymes -Indispensable à la synthèse de la chlorophylle
-Rôle dans la destruction des auxines
Manganèse
Quel élément ? rôle =Nécessaire à la synthèse de l’auxine -Rôle important dans la synthèse des protéines
-Essentiel à la formation des graines des légumineuses
zinc
Quel élément ? rôle = Biosynthèse de la lignine: important pour former xylème -Essentiel à la translocation des glucides
-Rôle dans le métabolisme des acides nucléiques, protéines et régulateurs de croissance
bore
Quel élément ? rôle = Rôle essentiel dans la respiration
- Constitution de métallo-protéines, responsables de l’oxydation des substrats par l’O2 atmosphérique
- Nécessaire à la synthèse de la chlorophylle + photosynthèse
cuivre
Quel élément ? rôle = -Essentiel à la synthèse des protéines -Composante du système enzymatique réduisant le NO3 en NH3
- Essentiel à la fixation de l’azote par les bactéries (nodule des légumineuses)
- Intervient dans le métabolisme de l’acide ascorbique et du phosphore (surtout dans les chloroplastes)
molybdène
Quel élément ? rôle = Intervient dans la photosynthèse
chlore
Quel élément ? rôle = Fait partie d’un enzyme (uréase) qui catalyse l’hydrolyse de l’urée en CO2 et NH4
nickel
Quel élément? Carence:
-Plantes deviennent vert pâle -Racines longues, peu ramifiées et blanches
-Feuilles âgées jaunissent, sèchent et tombent -Tallage des Graminées faible
-Réduction des dimensions des feuilles + tiges - Dormance des bourgeons latéraux
Excès:
-Retarde la maturité (lignification), car croissance végétative exagérée
-Nouvelles tiges deviennent très minces, ce qui entraîne la verse (céréales)
-Diminue la qualité nutritive des grains + fruits
Azote
Quel élément? Carence:
-Diminue absorption des nitrates, ce qui fait apparaître symptômes de carence azotée
-Teinte des feuilles devient vert foncé/pourpré -Retarde maturité des récoltes
-Feuilles inférieures se chlorosent ou nécrosent -Tiges minces, système vasculaire peu développé
-Tallage des céréales peu abondant -Cause suppression de la floraison + fructification
Excès:
-Cause le jaunissement, puis brunissement des extrémités des feuilles, puis aux mages, suivi de la nécrose, puis chute des feuilles
phosphore
Quel élément? Carence:
-Cause une chlorose à l’extrémité puis en bordure des feuilles, puis formation de taches brunes nécrotiques qui font des trous
-Croissance diminuée -Floraison manquante -Une des causes de la verse des céréales (maïs)
Excès:
-Provoque élongation des entre-nœuds -Réduit absorption d’autres éléments (antagonisme)(Ca, Mg, Na, B)
-Feuillage devient plus pâle puis couvert de mouchetures pâles des feuilles qui deviennent des taches sombres, puis chute des feuilles
potassium
Quel élément? Carence:
-Feuilles deviennent vert pâle ou jaune -Chlorose des jeunes feuilles
-Inhibition de la synthèse des protéines -Racines blanches, nombreuses et ramifiées
-Entre-nœuds courts et feuilles petites -Réduction du nombre de fruits
Excès:
-Feuilles bleuâtres et petites, se courbent vers l’intérieur et deviennent couvertes de pustules
soufre
Quel élément? Carence:
-Cause la perte de la perméabilité sélective des membranes cellulaires
-Méristèmes des tiges, racines et feuilles sont affectés et meurent
-Troubles au niveau de la mitose
-Chute prématurée des feuilles et des fleurs
Excès:
-Diminue solubilité du P, Mn, Fe, Zn, Cu et du B dans le sol
calcium
Quel élément? Carence:
-Chlorose des vieilles feuilles par destruction de la chlorophylle
-Petites taches nécrotiques apparaissent sur les feuilles qui s’enroulent -Désagrégation des ribosomes
Excès: - Diminution de la floraison + fructification
-Déséquilibre causé par réduction de l’absorption du potassium -Croissance des tiges + racines exagérée
magnesium
Quel élément? Carence:
-Chlorose dans les jeunes feuilles, car la synthèse de la chlorophylle cesse
-Taille des chloroplastes diminue et leur structure se dissout dans le cytoplasme
Excès:
-Rarement toxique, car fer en excès est normalement non-soluble
-Inflorescence des choux-fleurs perdrait sa blancheur
fer
Quel élément? Carence: -Chloroplastes deviennent jaunes, vacuolés et se désagrègent – chlorose suivie d’une nécrose -Avoine: maladie de la tache grise Excès: -Cause une carence en fer
manganèse
Quel élément? Carence:
-Croissance irrégulière: entre-nœuds courts, feuilles rabougries et en rosettes, fruits déformés
Excès:
-Chlorose des jeunes feuilles -Mort des bourgeons -Nervures rougissent, noircissent puis tombent
zinc
Quel élément? Carence:
-Tissus internes se désintègrent, causant maladies physiologiques: craquelure, pourriture, etc.
-Méristèmes apicaux des tiges + racines meurent, plantes ressemblent à des buissons
-Système radiculaire réduit, désorganisation du xylème et du phloème
Excès:
-Jaunissement à la marge des feuilles, sur toute la surface, puis chute des feuilles
bore
Quel élément? Carence:
-Perte de dominance du bourgeon apical, multiplication en rosettes
-Feuilles vert foncé. Nécrose de l’extrémité des jeunes feuilles qui s’étend ensuite dans tout le limbe
Excès:
-Jeunes feuilles se chlorosent et ont des taches brunes -Rarement toxique
cuivre
Quel élément? Carence:
-Nitrates s’accumulent -Fleurs tombent facilement
-Feuilles se chlorosent et se nécrosent -Tubercules se développent peu
Excès: - Rarement en excès
molybdène
Quel élément? Carence:
-Tomate: chlorose des feuilles, puis décoloration
Excès:
-Patate: réduit qté d’amidon -Tabac: cendres noirâtres
chlore
Quel élément? Carence:
-Entraîne accumulation d’urée à des concentrations toxiques, causant l’apparition de taches nécrotiques sur l’extrémité des feuilles
Excès:-Aucun effet découvert à ce jour
nickel
Carence ou toxicité: : à concentration insuffisante
Symptômes: -Perte de croissance, chloroses (jaunissement) suivies de nécroses sur les feuilles, colorations pourpres des feuilles, nécrose des apex (tiges et racines), nécroses des tissus internes, etc…
carence
Carence ou toxicité? à concentration trop élevée
Symptômes: croissance excessive, arrêts de croissances, chloroses suivies de nécroses sur les feuilles, colorations bleuâtres des feuilles, non-disponibilité de certains éléments, etc…
toxicité
Quel est le phénomène qui se produit lorsqu’éléments absorbés à un niveau supérieur à celui qui est optimal pour la plante, mais qui ne l’affecte pas.
Consommation de luxe
Antagonisme?
L’effet d’un ion peut contrecarrer/renverser l’effet d’un autre.
3 mécanismes expliquant l’antagonisme?
1 - Concurrence ionique
2 - Appauvrissement du complexe par déplacement d’ions
3 - blocage d’éléments par modification du pH
Synergie?
L’effet d’un élément peut être amplifié par la présence d’un autre élément.
Origine des éléments absorbés?
ions dans la solution du sol qui proviennent de :
- La décomposition de la roche-mère
- La minéralisation de la matière organique provenant des plantes ou des animaux
- Des engrais apportés
3 phases du sol?
solide 50%, liquide 25%, gazeuse 25%
Forme des ions retrouvés dans le sol:
- À l’état ionique dans la solution du sol
- Absorbés sur les colloïdes du sol
- Liés à des chélats (substances organiques)
Absorption passive?
simple diffusion. L’élément passe du milieu le + concentré vers le milieu – concentré
Peut être facilitée par le mécanisme de la diffusion facilitée, sans dépense d’énergie.
Absorption active?
bsorption qui se fait contre un gradient, soit d’un milieu – concentré vers un milieu + concentré. Réalisée par le mécanisme de transport actif avec dépense d’énergie.
Absorption sélective des ions par la racine?
Les minéraux doivent traverser membranes cellulaires, donc l’absorption des ions par la racine est sélective. Certains minéraux sont absorbés + facilement et en + grande quantité que d’autres
sève brute : composantes
- eau (99%)
- ions inorganiques
- certains constituants organiques
vitesse de translocation verticale de la sève brute selon la période de l’année:
- Maximale au printemps et au milieu de la journée
- Faible la nuit et en atmosphère saturée en eau
- Nulle en hiver au Québec
Quels sont les facteurs du sol qui agissent sur la disponibilité des minéraux et qui influencent l’absorption?
1) Capacité d’échange cationique (CEC)
2) Acidité (pH sol)
3) Aération du sol
4) Disponibilité d’eau dans le sol
5) T*sol
6) lumière
7) Période de croissance
CEC: influence sur la disponibilité des minéraux + absorption?
qté de cations qui peuvent être échangés dans un sol. Cations peuvent être retenus par colloïdes ou peuvent être libres dans le sol. la plante peut absorber les cations disponibles
-plus CEC est élevé, plus les éléments minéraux sont disponibles, donc plus l’absorption est élevée
Acidité sol: influence sur la disponibilité des minéraux + absorption?
-Dépendamment des éléments, leur disponibilité dépend du pH (acide vs alcalin). donc chaque élément a une valeur optimale de pH permettant absorption + facile et meilleur dispo de minéraux
Aération sol: influence sur la disponibilité des minéraux + absorption?
- Si sol trop compact: moins d’aération –> + de risques d’asphyxie –> pénétration des racines dans le sol + difficile –> moins d’absorption
- Si trop d’eau dans le sol: moins d’o2 –> + de risques d’asphyxie –> absorption est réduite ou cesse
Dispo en eau dans le sol: influence sur la disponibilité des minéraux + absorption?
-Assez d’eau libre doit être disponible pour que le potentiel hydrique du sol reste supérieur que celui de la plante car si Yw sol < Yw plante, arrêt de l’absorption
T* Sol : influence sur la disponibilité des minéraux + absorption?
- Aug T* –> aug absorption (jusqu’à 40*C)
- Si T* trop haute: arrêt de l’absorption
- Si T* trop basse: arrêt de l,absorption
Lumière: influence sur la disponibilité des minéraux + absorption?
-Aug lumière –> aug croissance –> aug absorption
Période de croissance : influence sur la disponibilité des minéraux + absorption?
croissance + rapide = + d’absorption
Azote?
constituant fondamental des tissus végétaux: plupart des tissus utilisent des formes combinées de l’azote, mais certains obtiennent l’azote grâce à des microorganismes symbiotiques (ex; rhizobium)
Sources d’azote:
Fixation d’azote atmosphérique réalisée par:
- ->Microorganismes autotrophes (bactéries, algues bleues)
- ->Microorganismes symbiotiques (rhizobium)
Formes d’azote:
Azote minéral: NH4+ et NO3-
Azote organique: urée,… pour que l’azote organique soit assimilable pour les plantes, il doit être transformable en azote minéral par les microorganismes, qui agissent par: putréfaction, ammonisation et nitrification
Putréfaction-humification?
Formation de CO2, NH3, NO3 et humus
Ammonisation
Transformation de l’humus en NH3 et NH4
Nitrification
NH4+ –> NO2 –> NO3
Métabolisme azoté dans les plantes : 2 étapes
1) Réduction des nitrates:
2) Synthèse des acides aminés:
