Service 6: Déterminer la productivité de l'écosystème Flashcards
Stratégie de la révolution verte
- Développement de variétés productives
pour chaque zone agro-écologique (ZAE)
majeure - Sélection artificielle pour des traits
pertinents selon les réalités locales (e.g
résistance à certaines maladies, insectes
ou stress abiotiques)
cause/conséquence révolution verte
Mécanisation de l’agriculture Dépendance sur les intrants chimiques
Émissions de gaz à effet de serre
Perte de variétés ancestrales Érosion des sols
Est-ce que la productivité = la biomasse
non
qu’est-ce qui détermine la productivité
La productivité est plutôt déterminée par la variation de biomasse de cet écosystème dans un
intervalle de temps donné
Dans écosystèmes naturels inaffectés par les activités anthropiques, la productivité est déterminée par le
flux d’énergie (nutriments) entre les différents compartiments (i.e atmosphère, sol, roche-mère,
biomasse…).
Effet des intrants chimiques
Les intrants chimiques viennent ainsi court-circuiter ces cycles naturels en augmentant le pool
de nutriments disponibles aux plantes pour leur croissance.
Éléments nutritifs
Oligoéléments
Macro-éléments
Oligoéléments
B
Cu
Fe
Mo
Mn
Zn
rôles des oligoélément
B activation d’enzymes; facilite la translocation de sucres et la synthèse d’acides nucléiques et
d’hormones; important pour la division cellulaire et la structure des parois cellulaires.
Cu présent dans plusieurs enzymes; impliqué dans les réactions oxydation/réduction et transport
d’électrons; stimule la photosynthèse et la formation de nodules (FBA).
Fe présent dans plusieurs enzymes; stimule la formation de la chlorophylle; important pour la fixation
de l’azote.
Mo présent dans plusieurs enzymes; essentiel à la fixation de l’azote et à la réduction du NO3-
Mn activation d’enzymes; impliqué dans la photosynthèse et le métabolisme de l’azote.
Zn présent dans plusieurs enzymes; stimule la formation d’hormones et d’amidon; stimule la production
de graines.
Quels sont les macro-éléments? Lequels sont des éléments nutritifs secondaires
N P K Ca Mg S
Ca Mg S
Qu’est-ce que des éléments nutritifs secondaires
Éléments requis en quantité modérée et qui risquent moins
de limiter la croissance des plantes
Formes sous lequels ont retrouve les oligoélément
H3BO3
Mn2+
Cu2+
Zn2+
MoO4 2-
Cl-
Co2+
Forme absorbée des macroélément
Ca2+
Mg2+
SO4 2-
K+
H2PO4-, HPO4 2-
NO3- , NH4+, NOD*
Rôle des macro-éléments
N acides aminées (protéines et enzymes); matériel génétique (nucléotides); chlorophylle et Rubisco
P transfert d’énergie (ATP); matériel génétique; croissance des racines; production de fleurs et
graines; phospholipides.
K régulateur osmotique (turgescence de la plante, attirance osmotique de l’eau du sol, ouverture des
stomates, etc. ); activation de ~60 enzymes
Ca s’associe à la pectine pour former les parois cellulaires végétales.
Mg élément constitutif de la chlorophylle; stabilise la structure des ribosomes; plusieurs réactions
enzymatiques.
S contenu dans certains acides aminées; élément constitutif de plusieurs enzymes.
Caractéristique du calcium
- Un élément abondant dans la croûte terrestre (3.6%).
- Le Ca est présent dans plusieurs minéraux (e.g., calcite: CaCO3; anorthite: CaAl2Si2O8).
- Seulement une faible proportion du Ca total est dissoute dans la solution du sol.
La bio-disponibilité du Ca dépend de:
(1) abondance du Ca dans la roche mère
(2) vitesse de météorisation de la roche mère
(3) la solubilité des formes précipitées
(4) la CEC et le taux de saturation des argiles
Le Ca est un agent de flocculation dans le sol (i.e capable de maintenir les agrégats).
Caractéristique Magnésium
- Un élément relativement abondant dans la croûte terrestre (1.9%).
- Le Mg est présent dans plusieurs minéraux.
- Seulement une faible proportion du Mg total est dissoute dans la solution du sol.
La bio-disponibilité du Mg dépend de:
(1) abondance du Mg dans la roche mère
(2) vitesse de météorisation de la roche mère
(3) la solubilité des formes précipitées
(4) la CEC et le taux de saturation des argiles
Le Mg est un agent de flocculation dans le sol.
Caractéristique du soufre
- Un élément peu abondant dans la croûte terrestre (0.08%).
< 10% du S retourné au sol par les plantes est présent sous diverses formes inorganiques. - Ces différentes formes inorganiques peuvent prendre différents états d’oxydation.
Chiffre d’oxydation
SO4 2- + 6
S 0
H2S - 2
Les diverses formes inorganiques du S peuvent être soit précipitées
(e.g., Fe2(SO4)3, FeS, CaSO4), soit solubles (e.g., SO4
2-), soit volatiles (H2S).
Forme organique du soufre
Le S réductible à l’acide hydriodique (HI- reducible S) est sous forme de lien ester
avec le carbone. Cette forme de S peut être hydrolysée et rendue immédiatement
disponible pour les plantes
(2)Le S lié directement au carbone (C- bonded S) : Le cyclage de cette forme de S est
stoïchiométrique avec le cyclage du C.
caractéristique du potassium
Présent sous quatre formes:
(1) minéraux de la roche mère (0.5 à 2.5 %)
(2) K+ adsorbé dans les espaces inter-foliaires des argiles
(3) K+ adsorbé à la surface des argiles, donc facilement échangeable avec le K+ en solution.
(4) K+ en solution
Les plantes peuvent absorber plus de K+ qu’elles ont besoin, sans développer
des symptômes de toxicité (i. e. « consommation de luxe »).
Caractéristique du phosphore
Présent sous plusieurs formes:
(1) minéraux de la roche mère (0.1 % de la croûte
terrestre)
(2) P adsorbé aux argiles phyllosilicates
(3) P précipité avec les sesquioxydes
(4) P précipité avec le Ca
(5) Phosphates organiques (i.e. liens ester avec le C,
donc minéralisable par hydrolyse)
(6) Diverses formes minérales solubles
PO4
3-, HPO4
2-, H2PO4-, H3PO4
(en faible concentrations)
Un élément relativement peu mobile dans le sol.
Les deux ions absorbés par la plante (HPO4
2-, H2PO4-) sont disponibles à différents pH.
Après l’azote, le P est souvent le deuxième élément limitant à la croissance
des plantes. Parfois, c’est le premier élément limitant.
Quels sont les outils pour évaluer la qualité nutritionnelle d’un sol en contexte agricole
Diagnostics visuels
Analyse des tissus végétaux
Analyses de sol
Analyses diagnostiques par vecteur
Caractéristique du diagnosti visuels
- Qualitatif
- Utile pour l’évaluation rapide de grandes
surfaces (contexte agronome)
Caractéristique des analyse des tissus végétaux
a. Concentrations foliaires
* Quantitatif
* Établissement de seuils critiques
b. Ratios de concentrations foliaires
* Calcul d’indices
> 0 excès nutritionnel
0 balance nutritionnelle
< 0 déficit nutritionnel
Caractéristique des analyses de sol
Paramètres à mesurer
-Texture du sol
-pH
-Concentration des éléments nutritifs (oligo- et macroéléments)
ü Matière organique (SOM: Soil organic matter)
Analyse par vecteurs caractéristique
- Les analyses par vecteur sont seulement valides pour les essences
d’arbres avec une croissance déterminée des feuilles - Fertilisation au printemps, avant l’éclosion des bourgeons
- Récolte de quelques ramilles d’aiguilles nouvelles (i. e aiguilles de
l’année) vers la fin de la saison de croissance
Pour chaque arbre, vous allez :
-Peser la masse (g) de 100 aiguilles (Cette variable sert seulement à calculer la concentration et le contenu)
-Déterminer la concentration (mg/g) en N et en P de chaque aiguille
-Déterminer le contenu (mg/aiguille) en N et en P de chaque aiguille
Voir graphique p. 33-39
Caractéristique de l’azote
Le N est souvent l’élément limitant pour la croissance des végétaux.
Pour cette raison, l’homme applique environ 1,16 x 1011 kg de N
comme engrais au sol à chaque année. C’est similaire au montant de
N2 fixé par la FBA (1.4 x 1011 kg de N)
Le N est l’élément du sol le plus étudié. Il est donc essentiel de
comprendre le cycle du N.
facette de l’azote nous intéressant
- Formes chimiques du N
- Importance (grosseur) de chaque pool d’azote
- Transformations : vitesses et produits
- Facteurs qui contrôlent ces transformations
Pools d’azote
N atmosphérique
N dans les organismes vivants
N du sol
caractéristique d’azote atmosphérique
- Surtout le N2, mais aussi le NH3, N2O, NO2- (gazeux)
- D’autres formes non-gazeuses peuvent être tenues en suspension (sèche ou dissoute) dans
l’atmosphère (e. g. , NOD, NO3-)
Sous quelle forme est l’azote dans les organismes vivants
formes organiques
Caractéristique de l’Azote du sol
a) N organique (> 98 % du N total)
-N-litière : ce pool peut être gros ou petit, selon la productivité de l’écosystème et de la vitesse de la décomposition
-N-humus intermédiaire : (acides fulviques, résidus de litière), ce pool est associé aux horizons organiques F-H.
-N-humus stable : (acides humiques et humines), ce pool est associé au sol minéral (i.e., les complexes argilo-humiques)
-N-humus labile : (biomasse ou nécromasse microbienne) : compte pour environ 1–2 % du N organique total.
Quelles sont les transformation de l’azote
- Fixation biologique de l’azote (FBA)
- Formation de N-organique du sol (i.e., N lié au C-réduit)
- Formation de N-minéral du sol