De quoi se nourrit une plante ?


Toutes les plantes ont besoin d'éléments minéraux pour se développer.
Elles puisent ces éléments nutritifs par leurs racines en même temps que l'eau.
Le manque d'éléments suffit à limiter la croissance de la plante.

Le cycle des éléments nutritifs

Lors de la photosynthèse, la plante utilise du carbone et de l'oxygène fournis par le gaz carbonique (CO2) de l'air. L'eau prélevée dans le sol par les racines, outre ses rôles multiples dans la physiologie végétale, apporte hydrogène et oxygène et éléments minéraux. L'azote est ainsi prélevé dans le sol en quasi-totalité sous la forme de nitrates. Seule exception, les légumineuses absorbent directement l'azote de l'air contenu dans le sol, par des bactéries situées dans leurs racines.

Au plus fort de sa croissance, 1 hectare de blé absorbe chaque jour 2kg d'azote (N), 6 kg de potassium (K2O) et 1 kg de phosphore (P2O5) ainsi que du soufre, du calcium, du magnésium et des oligo-éléments.

Pour en savoir plus :
Les éléments constitutifs des plantes
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  L'azote       • Le phosphore       • Le potassium       • Le soufre
Le magnésium       • Le calcium       • Les oligo-éléments
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Il n'y a pas d'alternative : toutes les plantes ont besoin de nutriments pour se développer. Or les sols sont incapables de fournir sans apport complémentaire les ingrédients nécessaires à la production actuelle de biens alimentaires. Il est donc indispensable d'apporter aux sols cultivés des matières fertilisantes. Les sols pourront ainsi durablement nourrir les plantes qui seront-elles-mêmes consommées pour les animaux ou les hommes.

Une centaine d'éléments ont été décelés dans les plantes mais seulement une vingtaine d'entre eux sont considérés comme véritablement indispensables.

On distingue :
  des éléments "principaux" qui participent à la formation des tissus végétaux
 et représentent 99% de leur   masse. Ils sont au nombre de neuf.
  des "oligo-éléments" présents en très faibles quantités mais jouant un rôle
  essentiel dans les   mécanismes de croissance et de fructification des végétaux.
   Ils sont indispensables à la santé des plantes et des animaux.

list_arrowPour en savoir plus : Charte SK

Cette classification est établie en fonction des quantités de chaque élément contenues dans les plantes et non de l'importance de leur rôle.

Éléments Les 9 éléments principaux % de la matière sèche
  Carbone (C) 42.0
Oxygène (O) 44.0
Hydrogène (H) 6.0
Éléments
majeurs
Azote (N) 2.0
Phosphore (P) 0.4
Potassium (K) 2.5
Éléments
secondaires
Calcium (Ca) 1.3
Magnésium (Mg) 0.4
Soufre (S) 0.4

 

 

Les éléments principaux

L'azote - N

L'azote joue un rôle déterminant à la fois sur le rendement
et sur la qualité des productions.
Dans la nature, l'azote est présent en abondance sous deux états :
  à l'état libre, dans l'air dont il représente les 4/5èmes,
  à l'état combiné, sous la forme minérale (ammoniaque, nitrate)
  ou organique (sous forme humus qui   contient 5% d'azote).

L'azote joue un rôle essentiel dans la synthèse de la matière vivante (protéines, chlorophylle, enzymes...) à partir de la matière minérale. Il est un des constituants de la chlorophylle qui commande l'opération fondamentale de la photosynthèse. L'azote minéral est transformé dans la plante en acides aminés puis en protéines indispensables pour l'alimentation des animaux et de l'homme. En effet, les animaux ne peuvent absorber ni l'azote de l'air, ni directement l'azote minéral. Ce sont les végétaux qui leur fournissent sous forme organique la plus grande partie de l'azote dont ils ont besoin.

Seules les plantes de la famille des légumineuses (pois, haricot, soja...) sont capables grâce à une symbiose avec des micro-organismes vivant sur leurs racines, de fixer directement l'azote de l'air qui constitue 78% de notre atmosphère. Exception faite de ces rares espèces, les plantes s'alimentent à partir de l'azote minéral du sol. Les végétaux ne sont pas capables d'absorber directement l'azote présent dans le sol sous forme organique. L'azote organique doit être transformé en nitrate par les micro-organismes présents dans le sol pour être utilisable par les plantes.
Le cycle de l'azote dépend des conditions climatiques et de la microbiologie du sol. Chaque année, climat tempéré, 1 à 2% des réserves d'azote organique passent à l'état nitrique disponible pour la plante : c'est la minéralisation.
Pendant la période de végétation active, l'azote passe aussi par des phases de réorganisation (transformation de l'azote minéral en azote organique) .

Environ 40% des protéines sont produites dans le monde grâce à l'apport d'azote minéral d'origine industrielle. La qualité et la teneur en protéines du blé dépendent d'une alimentation maîtrisée en azote. Elles confèrent aux farines des valeurs technologique et nutritionnelle propres à fabriquer du bon pain. Grâce à une bonne alimentation en azote, la photosynthèse est stimulée et la plante transforme davantage d'énergie solaire en production de biomasse et en rendement.

Le phosphore - P

Le phosphore est nécessaire à la croissance des plantes,
il permet un bon enracinement, une bonne résistance à la sécheresse
et joue un rôle dans la maturation des fruits.

La quantité de phosphore présente dans un sol est une conséquence directe de la richesse de la roche mère. Mais la connaissance de cette quantité ne donne qu'une indication très imparfaite sur l'aptitude du sol à fournir du phosphore aux végétaux et à satisfaire leurs exigences. Le phosphore organique est l'objet d'une lente minéralisation qui le rend progressivement disponible pour les végétaux. A la notion de réserve globale de phosphore, il faut donc substituer celle de quantité nécessaire au maintien de la concentration de la solution du sol en phosphore pour permettre l'alimentation des végétaux.

Les prélèvements de P2O5 par les plantes entraînent un épuisement des formes solubles. Au fur et à mesure des nouveaux prélèvements, les formes de P2O5 qui sont sollicitées pour reconstituer le stock de P2O5 dissous sont de moins en moins mobiles, car elles sont de plus en plus énergiquement retenues par le pouvoir fixateur du sol.

Les engrais phosphatés se classent selon leur solubilité. Les plus solubles élèvent instantanément le niveau en phosphore de la solution du sol, ce phosphore se trouvant ensuite sous une forme labile capable de réapprovisionner aisément la solution du sol en cas de consommation par les plantes. A l'inverse, les formes les moins solubles, provenant des phosphates naturels, ne participent que faiblement à l'entretien de la solution du sol. Cependant, lorsque le niveau en phosphore de cette solution diminue, les réserves échangeables voient leur importance décroître, et il se crée un très lent déplacement de P2O5 des formes insolubles vers des formes plus labiles.

Le potassium - K

Le potassium joue un rôle important dans la production,
le transport et le stockage des sucres dans la plante.

C'est pourquoi les plantes cultivées pour leurs réserves de glucides (pommes de terre, vigne, betteraves) sont sensibles à la fertilisation potassique.

Le potassium favorise la photosynthèse et intervient dans l'équilibre acido-basique des cellules. Il régularise les échanges intercellulaires et renforce la plante dans ses résistances à la sécheresse et aux maladies, notamment les maladies cryptogamiques.

Le potassium est aussi un constituant de l'argile (peu disponible pour les plantes) et de la roche mère (très peu disponible pour les plantes). Le potassium utilisable par les plantes est retenu à la surface des particules d'argiles et d'humus. Durant la croissance de la plante, il est libéré dans la solution du sol en fonction des besoins.

Comme pour le phosphore, il y a une intense compétition entre le sol et la plante pour le potassium. Le pouvoir fixateur du sol dépend généralement de sa teneur en argile. La fertilisation potassique prendra en compte les exigences particulières de la culture et la richesse du sol (fertilisations passées et résidus du précédent cultural). Les engrais potassiques se trouvent sous deux formes, chlorée ou soufrée. Le choix du type d'engrais est fonction de la culture et de sa sensibilité au Chlore (Voir aussi Charte SK).

Le soufre - S

Jusqu'au début des années quatre vingt dix, les disponibilités en soufre du sol n'ont pas été l'objet de préoccupations importantes en raison notamment des apports de soufre atmosphérique.

soufre_s_01La forte réduction des retombées de soufre grâce à la lutte contre la pollution atmosphérique ont conduit à une diminution des apports en soufre à la plante.

Relativement rares il y a vingt ans, des carences apparaissent aujourd'hui quand les agriculteurs ne compensent pas ce manque de disponibilité en soufre.

Le soufre est un élément constitutif de beaucoup de protéines et entre dans la composition de 3 acides aminés essentiels.

soufre_s_02Certaines espèces ont d'importants besoins en cet élément (par exemple les légumineuses comme les haricots, pois, lentilles, les crucifères comme le choux ou le colza, ou les alliacées comme l'ail, l'oignon, le poireau...). Les carences se traduisent, par exemple, par une réduction du nombre d'épis sur céréales et une diminution du nombre de siliques pleines pour le colza.

Dans le sol, le soufre se trouve à l'état minéral et organique. La richesse globale d'un sol en soufre ne renseigne que très peu sur sa disponibilité pour la nutrition de la plante. La plante ne l'absorbe que sous la forme minérale et le soufre suit un cycle semblable à celui de l'azote : minéralisation, réorganisation et lessivage possible au cours de l'hiver...

En quinze ans, le soufre provenant des engrais minéraux est passé de 435.000 tonnes de SO3 pour la campagne 1982-83 à 573.000 tonnes de SO3 pour la campagne 2007-08 soit une augmentation de près de 30%. Les principaux engrais minéraux soufrés sont les ammonitrates soufrés, le sulfate d'ammonium, les superphosphates, le sulfate de potassium et certains engrais composés.

list_arrowPour en savoir plus : FERTI-pratiques N°03

Le magnésium - Mg

Le magnésium est connu pour les effets bénéfiques qu'il exerce sur la qualité des produits récoltés, mais aussi sur la santé des hommes et des animaux car il agit sur l'influx nerveux.

Le rôle du magnésium est très important dans la plupart des fonctions vitales de la plante. La chlorophylle est riche en magnésium et un manque de cet élément secondaire affecte l'activité photosynthétique de la plante et conséquemment, le rendement et la qualité des produits.

Les réserves globales du sol en magnésium sont relativement importantes sous des formes très peu solubles. Ce qui compte pour l'agriculture, c'est la magnésie assimilable par les plantes.

L'absorption du magnésium est fonction, non seulement de la richesse de cet élément dans la solution du sol mais aussi de la présence d'autres cations dont l'abondance peut créer une concurrence importante vis à vis de la demande de la plante. Une bonne teneur de la matière sèche des fourrages et des herbages en magnésium évite les problèmes de tétanie chez les bovins allaitants.

Les pertes du sol en magnésie (exportation par les récoltes et les animaux, lessivage) peuvent être compensées par des apports de fumiers, des engrais et des amendements contenant de la magnésie.

En France, les apports de magnésium ont été en 2007-08 de 153.000 tonnes de MgO dont 71.000 tonnes par les amendements minéraux basiques et 82.000 tonnes dans les engrais minéraux.

Les cultures sont plus ou moins sensibles aux carences en magnésie et l'agriculteur devra par des analyses de sol et de plante prévoir ses apports en fonction des besoins.

 

 

Les éléments secondaires

Le calcium - Ca

Le calcium intervient sur l'alimentation des plantes mais il agit surtout sur les propriétés physiques du sol : stabilité structurale, dynamique de l'eau, ...

Il est exceptionnel que le sol n'assure pas une alimentation calcique convenable à la plante, car il contient toujours des quantités suffisantes pour assurer les besoins alimentaires des plantes, compris entre 25 et 100 kg de CaO par hectare.

Le calcium est un élément essentiel pour la construction des parois cellulaires. Il contribue à une bonne conservation des fruits en particulier.

En revanche, le maintien ou l'amélioration des propriétés physiques des sols est primordial pour que s'exprime le potentiel de productivité, en particulier lors de l'implantation des cultures. Dans les deux cas, le calcium nécessaire est apporté par les amendements minéraux basiques.

Par ailleurs, la bonne efficacité des fertilisations minérales ou organiques ne s'obtient que sur des terres ayant un Statut Acido Basique (SAB) satisfaisant. Une terre en état de bonne productivité doit avoir un pH compris entre 6 et 7 selon les systèmes de cultures et les types de sol. Pour entretenir le pH, il faut compenser les pertes en base qui sont de l'ordre de 200 à 300 kg équivalents CaO ou valeur neutralisante (VN) par hectare et par an. Le caractère acidifiant des éléments fertilisants, voire des effluents d'élevage peut faire augmenter ces quantités, de même que des précipitations importantes.

list_arrowPour en savoir plus : Raisonner la fertilisation

Les oligo-éléments

Les oligo-éléments sont absorbés en très faibles quantités,
de l'ordre de quelques grammes à quelques centaines de grammes par hectare.

En agriculture, on compte généralement six principaux oligo-éléments : Le Fer, le Manganèse, le Zinc, le Bore, le Cuivre, le Molybdène. Certains spécialistes rajoutent le Cobalt et le Sélénium à cette liste.

Le rôle des oligo-éléments est primordial dans les réactions d'oxydo-réduction du système enzymatique des plantes (photosynthèse, fixation de l'azote, réduction des nitrates dans la plante, etc.).

Les teneurs des sols pour les oligo-éléments dépendent essentiellement des teneurs des roches mères; cependant, ces teneurs globales ne sont pas représentatives des quantités réellement disponibles pour la plante. La matière organique ainsi que le pH jouent un rôle important dans la disponibilité de ces éléments.

L'absorption des oligo-éléments est très influencée par les interrelations avec les autres éléments nutritifs mais aussi avec les autres oligo-éléments. Les espèces ont des exigences différentes et, au sein même d'une espèce, elles varient en fonction des variétés.

Les quantités nécessaires à la croissance des plantes étant très faibles, les seuils de toxicité sont très proches des seuils de carence et l'agriculteur doit raisonner ses apports en oligo-éléments.

La diversité des teneurs des sols en oligo-éléments, même au sein d'une parcelle, explique l'importance de l'analyse de la plante et surtout la connaissance des symptômes de déficience. Ces derniers étant relativement difficiles à diagnostiquer de façon précoce.

Les apports en oligo-éléments et les corrections des carences en oligo-élements se feront en fonction des exigences de l'espèce concernée, de la disponibilité de l'élément dans le sol. Ils dépendront également de la forme du produit utilisé (organique, minérale, chélatée,...) et du mode d'apport (au sol ou en foliaire).

list_arrowPour en savoir plus : Ferti-pratiques n° 9