Nutriments des Plantes
Jusqu’à présent, seize éléments ont été identifiés comme essentiels pour la croissance et le développement des plantes supérieures. Les éléments minéraux nutritifs jouent des rôles essentiels qui peuvent être largement regroupés comme suit :
Selon les besoins en nutrition des plantes, les nutriments sont classés en macronutriments et micronutriments.
Les nutriments minéraux requis par les plantes en concentrations supérieures à un millionième (ppm) ou 1 à 150 g par kg de matière sèche de la plante sont connus sous le nom de macronutriments (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S), tandis que ceux nécessaires en concentrations inférieures à 1 ppm sont des micronutriments ou 0,1 à 100 mg par kg de matière sèche de la plante (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B et Cl).
Cette classification varie en fonction des groupes et des espèces de plantes.
AZOTE
Après le carbone, l’hydrogène et l’oxygène, l’azote joue un rôle crucial en tant que composant structural majeur des plantes. Il joue un rôle structurel avec le carbone, l’hydrogène, le phosphore et le soufre.
Il est utilisé pour la synthèse de divers composés azotés des plantes tels que les protéines, les nucléotides, les porphyrines et les alcaloïdes. La réduction de l’azote en ammonium (NH4) est essentielle pour son incorporation dans des composés organiques afin d’accomplir diverses fonctions métaboliques. Cela implique la nitrate réductase, qui réduit le NO3 en NO2, ainsi que la réduction supplémentaire du NO2 en NH4 via la nitrite réductase.
Les acides aminés, les peptides, les amides, les uréidés et les amines sont des composés azotés organiques à faible poids moléculaire. Les protéines, les acides nucléiques, les coenzymes et les produits secondaires; les membranes constituent des composés azotés organiques macromoléculaires.
PHOSPHORE
Le phosphore a une fonction structurelle en tant que constituant des biomembranes et des nucléotides. Il est un constituant lipidique significatif des membranes des plantes, se présentant sous forme de phospholipides, tels que la phosphatidylcholine. Les phospholipides forment les barrières hydrophobes centrales de la membrane cellulaire.
POTASSIUM
Le potassium est absorbé à un niveau très élevé par les plantes en raison de la grande perméabilité des membranes végétales au K+. Il se caractérise par une grande mobilité au sein de l’ensemble de la plante et est transloqué vers les tissus plus jeunes.
De plus, le potassium joue un rôle significatif dans la tolérance des plantes aux différents stress biotiques et abiotiques, y compris les pathogènes, le déficit en eau ainsi que les stress osmotiques et thermiques. Dans les céréales, le potassium est connu pour fournir une vigueur mécanique à la paille. Il renforce également la résistance des plantes aux champignons pathogènes, aux nématodes et à d’autres microorganismes.
SULFURE
Le soufre est absorbé par les plantes principalement du sol sous forme de sulfate (SO₄²⁻) et est ensuite assimilé dans plusieurs mélanges organiques.
Le sulfate est immédiatement intégré dans les sulfolipides, les polysaccharides, les glucosinolates et certains phytoalexines. Le soufre offre une protection contre l’accumulation toxique de métaux lourds grâce aux phytochelatines. Il se lie au fer pour produire des clusters fer-soufre (Fe-S) qui font partie intégrante de plusieurs protéines ferreuses.
CALCIUM
Le calcium se trouve dans les tissus des plantes sous forme de Ca²⁺, de carbonate de calcium, de phosphate de calcium et d’oxalate de calcium. L’absorption de Ca²⁺ est très lente car elle n’a lieu qu’aux extrémités des jeunes racines. L’absorption est un processus passif et est inhibée par la présence de K⁺ et de NH₄⁺. De faibles concentrations de calcium sont maintenues dans le cytoplasme pour éviter des interactions indésirables avec d’autres ions nutritifs (PO₄³⁻, Mg²⁺) et l’inactivation des enzymes.
Le calcium agit comme un composant structural des parois cellulaires en raison de sa forte concentration dans celles-ci (apoplasme). Il joue un rôle significatif dans l’extension cellulaire. La croissance des racines est inhibée par une carence en calcium. Le développement et la direction du tube pollinique sont contrôlés par un gradient de calcium extracellulaire. Le calcium se trouve en très petites quantités dans le cytoplasme, ce qui est important car il inhibe les enzymes dans le cytoplasme et les chloroplastes.
MAGNÉSIUM
Despite abundant in soil solution, magnesium (Mg2+) is taken up by plant concentrations considerably lower than the other cationic micronutrients.
This is feasible due to strong cation competition in absorbing and lack of magnesium transporters in plasmalemma. Several enzymes are activated by Magnesium. An important role of magnesium involves phloem loading and unloading of sucrose.
Magnesium-deficient plants show increased accumulation of sugars in the leaves.
