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31.1C : Nutriments essentiels pour les plantes

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Macronutriments et micronutriments

Les éléments essentiels peuvent être divisés en macronutriments et micronutriments. Les éléments nutritifs dont les plantes ont besoin en plus grande quantité sont appelés macronutriments. Environ la moitié des éléments essentiels sont considérés comme des macronutriments : carbone, hydrogène, oxygène, azote, phosphore, potassium, calcium, magnésium et soufre. Le premier de ces macronutriments, le carbone (C), est nécessaire à la formation des glucides, des protéines, des acides nucléiques et de nombreux autres composés ; il est donc présent dans toutes les macromolécules. En moyenne, le poids sec (hors eau) d’une cellule est composé de 50 % de carbone, ce qui en fait un élément clé des biomolécules végétales.

Figure \(\PageIndex{1}\) : Éléments essentiels requis par les plantes : Pour qu’un élément soit considéré comme essentiel, une plante ne peut pas accomplir son cycle de vie sans cet élément, aucun autre élément ne peut remplir la fonction de cet élément et l’élément est directement impliqué dans la nutrition de la plante.

L’élément suivant le plus abondant dans les cellules végétales est l’azote (N) ; il fait partie des protéines et des acides nucléiques. L’azote est également utilisé dans la synthèse de certaines vitamines. L’hydrogène et l’oxygène sont des macronutriments qui font partie de nombreux composés organiques et forment également l’eau. L’oxygène est nécessaire à la respiration cellulaire ; les plantes l’utilisent pour stocker l’énergie sous forme d’ATP. Le phosphore (P), une autre macromolécule, est nécessaire à la synthèse des acides nucléiques et des phospholipides. En tant que composant de l’ATP, le phosphore permet à l’énergie alimentaire d’être convertie en énergie chimique par la phosphorylation oxydative. L’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique lors de la photophosphorylation dans la photosynthèse ; et en énergie chimique à extraire lors de la respiration. Le soufre fait partie de certains acides aminés, comme la cystéine et la méthionine, et est présent dans plusieurs coenzymes. Le soufre joue également un rôle dans la photosynthèse en tant qu’élément de la chaîne de transport des électrons, où les gradients d’hydrogène sont essentiels à la conversion de l’énergie lumineuse en ATP. Le potassium (K) est important en raison de son rôle dans la régulation de l’ouverture et de la fermeture des stomates. En tant qu’ouvertures pour les échanges gazeux, les stomates aident à maintenir un équilibre hydrique sain ; une pompe à ions de potassium soutient ce processus.

Le magnésium (Mg) et le calcium (Ca) sont également des macronutriments importants. Le rôle du calcium est double : réguler le transport des nutriments et soutenir de nombreuses fonctions enzymatiques. Le magnésium est important pour le processus de photosynthèse. Ces minéraux, ainsi que les micronutriments, contribuent également à l’équilibre ionique de la plante.

En plus des macronutriments, les organismes ont besoin de divers éléments en petites quantités. Ces micronutriments, ou oligo-éléments, sont présents en très petites quantités. Les sept principaux micronutriments sont le bore, le chlore, le manganèse, le fer, le zinc, le cuivre et le molybdène. On pense que le bore (B) intervient dans le transport des glucides dans les plantes ; il contribue également à la régulation du métabolisme. Une carence en bore entraîne souvent le dépérissement des bourgeons. Le chlore (Cl) est nécessaire à l’osmose et à l’équilibre ionique ; il joue également un rôle dans la photosynthèse. Le cuivre (Cu) est un composant de certaines enzymes. Les symptômes d’une carence en cuivre sont le brunissement de l’extrémité des feuilles et la chlorose (jaunissement des feuilles). Le fer (Fe) est essentiel à la synthèse de la chlorophylle, c’est pourquoi une carence en fer entraîne une chlorose. Le manganèse (Mn) active certaines enzymes importantes impliquées dans la formation de la chlorophylle. Les plantes déficientes en manganèse développeront une chlorose entre les nervures de leurs feuilles. La disponibilité du manganèse dépend en partie du pH du sol. Le molybdène (Mo) est essentiel à la santé des plantes car il est utilisé par les plantes pour réduire les nitrates en formes utilisables. Certaines plantes l’utilisent pour la fixation de l’azote ; il peut donc être nécessaire d’en ajouter à certains sols avant de semer des légumineuses. Le zinc (Zn) participe à la formation de la chlorophylle et active également de nombreuses enzymes. Les symptômes d’une carence en zinc comprennent la chlorose et un retard de croissance.

Les carences en l’un de ces nutriments, en particulier les macronutriments, peuvent nuire à la croissance des plantes. Selon le nutriment spécifique, un manque peut entraîner un retard de croissance, une croissance lente ou une chlorose. Des carences extrêmes peuvent entraîner des feuilles présentant des signes de mort cellulaire.

Figure \(\PageIndex{1}\) : Carence en éléments nutritifs chez les plantes : La carence en éléments nutritifs est évidente dans les symptômes que présentent ces plantes. Cette (a) tomate raisin souffre de la pourriture de l’extrémité de la fleur causée par une carence en calcium. Le jaunissement de cette (b) Frangula alnus résulte d’une carence en magnésium. Une carence en magnésium entraîne également une (c) chlorose intermédiaire, observée ici sur une feuille de gommier. Ce (d) palmier est affecté par une carence en potassium.

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