Nutrition minérale

Introduction

L'élément nutritif est essentiel à la croissance et au développement de la plante si :

• il est impliqué dans des fonctions métaboliques de la plante.
• la plante ne peut pas compléter son cycle de vie (croissance et reproduction) sans cet élément.
• aucun autre élément ne peut se substituer à toutes ces fonctions métaboliques.

Eléments nutritifs minéraux essentiels :

Ils sont au nombre de 13 et proviennent, en grande partie, du sol et ils sont impliqués dans toutes les fonctions métaboliques dans la plante. Ils se répartissent comme suit :

• Macroéléments: Azote (N), phosphore (P) et potassium (K). Leur concentration est plus élevée dans les végétaux que les autres éléments nutritifs minéraux.
• Méso-éléments : Calcium (Ca), magnésium (Mg) et soufre (S). Ils présentent des teneurs, en général, intermédiaires entre les macroéléments et les oligoéléments.
• Oligoéléments : Fer (dans le végétal Fe), zinc (Zn), manganèse (Mn), cuivre (Cu), bore (B), chlore (Cl) et molybdène (Mo). Leurs concentrations sont les moins élevées.

Eléments minéraux bénéfiques :

Ils ont des rôles bénéfiques, mais pas essentiels dans toutes les plantes. Ils peuvent se substituer à certains éléments nutritifs essentiels, mais pas tous les rôles métaboliques d'un des éléments nutritifs essentiels. On a rapporté des réponses de certaines cultures à l'apport de ces éléments.

• Le sodium (Na)
• Le silicium (Si)
• Le cobalt (Co)
• Le Vanadium (Va)

La somme des éléments nutritifs essentiels et des éléments bénéfiques est égale à environ 20. Mais plus de 60 éléments peuvent être trouvés dans les cendres dune plante.

Eléments non-essentiels :

Ces éléments sont absorbés par les plantes, mais ils ne sont ni essentiels ni bénéfiques :

• L'aluminium (Al) : Il entraîne une large réduction de la croissance racinaire. Il peut être en concentration élevée dans les plantes se développant sur des sols acides, surtout celles non tolérantes à l'acidité. Il constitue une des causes majeures de la faible fertilité des sols acides. Naturellement abondant dans les sols, mais principalement dans phase solide, il devient plus soluble quand le pH est bas.
• Le plomb (Pb) : Teneur élevée dans les sols contaminés (Ex. les arsénites de plomb utilisés comme un insecticide il y a longtemps). Problèmes quand introduits dans la chaîne alimentaire.
• Le cadmium (Cd) : Teneur élevée dans les sols contaminés, par exemple proches des mines. Il risque d'être à des teneurs élevées dans sols qui reçoivent les déchets urbains. Les recherches menées jusqu'à maintenant suggèrent que les teneurs du Cd dans le sol sont augmentées par les déchets, mais la plupart des plantes n'absorbent et n'accumulent pas des quantités importantes. Cependant, les exceptions sont la laitue et les carottes.
• Mercure (Hg): sols contaminés autour des mines.

La notion de dose utile

Valeurs optimales

Tout élément même nécessaire devient toxique à forte dose. C'est pourquoi la courbe d'action ou courbe de récolte, qui traduit la croissance selon la concentration d'un élément, présente un pallier entre l'optimal et l'excès. Ce pallier est assez étendue et il faut normalement dépasser les doses minimales du double ou du triple.

• 1 : carence
• 2 : déficience : croissance=f(concentration), le développement est limité
• 3 : optimum : même quand la concentration augmente, la croissance n'augmente pas. On parle de consommation de luxe
• 4 : toxicité : notamment par blocage enzymatique

Déficiences et excès

La chaine nutritionnelle - Jahroid CW 2008

Les déficiences et les excès en un élément minéral ne se traduisent pas uniquement au travers de la vitesse de croissance mais aussi au travers de signes macroscopiques dont la forme et la localisation peuvent nous orienter.

Image sans texte alternatif.

On distinguera les éléments mobiles dont les carences apparaissent dans les parties anciennes (vieilles feuilles) et les éléments immobiles dont les carences vont se déclarer dans les parties en croissance préférentiellement

La notion de consommation de luxe

Au voisinage de l'optimum et dans une large gamme de concentrations, la croissance ne varie guère pourtant l'absorption augmente. On parle ici de consommation de luxe. Il s'agit d'un gaspillage sans profit pour la plante. Et cela na d'intérêt que dans le cas de certaines cultures fourragères.

Les interactions entre éléments

Facteurs limitants :

Rien ne sert d'augmenter la dose d'un élément donné (ou de la réduire si elle est excessive) si la croissance est limitée par l'insuffisance (ou l'excès) d'un autre élément. La présence d'un tel facteur limitant écrête la courbe d'action qui ne peut s'élever au dessus de la limite permise.

Interactions :

Il existe entre les éléments des interactions qui font que l'action d'un élément est modifiée par la présence d'un autre.

Synergie :

L'effet de A est amplifié par la présence de B.

Exemples :

• Certains anions Cl-, NO3- etc. facilitent la pénétration de SO4²-
• Interaction complexe K+/Mg2+ et effets sur la courbe d'action

Antagonisme :

L'effet d'un ion A est atténué par B et pour retrouver cet effet, on doit augmenter la dose de A.

Exemples :

• Antagonisme compétitif des séléniates et des arséniates qui utilisent le même mécanisme d'absorption.
• Le calcium par son action sur la perméabilité membranaire gêne l'absorption de la plupart des ions, plus marqués avec K, Mg et Fe.
• Interaction Ca/Mg et effets sur la courbe d'action.

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