AGRONOMIE ET NUTRITION DES PLANTES > De quoi les plantes ont-elles besoin pour vivre?
La plante peut transformer l’énergie solaire en une forme utilisable pour la nutrition de l’homme, des animaux et des plantes.
Les plantes, comme les organismes humains et les animaux ont besoin d’énergie pour leur croissance.
A l’aide de l’énergie solaire, les plantes élaborent de la matière organique à partir de matières minérales. Celle-ci revient de la nourriture pour l’homme, les animaux et les êtres vivants du sol,l’énergie solaire est donc une matière première au même titre que le charbon ou le pétrole par exemple.
Pour que les plantes cultivées puissent fournir un rendement correspondant à une demande qualitative et quantitative, tous les facteurs de croissance doivent être disponibles dans des proportions respectives favorables.
Parmi ceux-ci :
- la lumière
- la température
- l’eau
- et les éléments nutritifs.
Le gaz carbonique et l’oxygène sont également nécessaires à l’élaboration de la photosynthèse et de la respiration.
Les éléments nécessaires à l’élaboration de la photosynthèse et à la respiration
Grâce à la chlorophylle dans les feuilles, les plantes sont capables d’utiliser la lumière pour l’élaboration de leur propre substance. Ce procédé appelé photosynthèse est le fondement de la formation d’hydrates de carbone simples (assimilats) à partir du gaz carbonique et de l’eau.
La lumière
La lumière solaire fournit l’énergie nécessaire à l’élaboration de la substance des plantes (assimilation).
L’énergie de la lumière émise par le soleil ne peut être utilisée en moyenne qu’à 2% par les plantes. Pourtant, la plupart du temps, les plantes disposent de lumière en quantité suffisante pour élaborer leur rendement.
Les facteurs favorisants une meilleure utilisation de la lumière sont :
- le choix d’intervalles optimaux entre les rangées et les plantes
- la lutte contre les mauvaises herbes (élimination de la concurrence)
- la protection des cultures par l’entretien d’une masse foliaire verte et en bon état sanitaire
La température
Différents processus vitaux des plantes supposent des conditions de température optimales précises. Ainsi, l’assimilation régresse si cet optimum n’est pas atteint ou dépassé.
D’autre part, les plantes cultivées ont des exigences de température en partie différentes. Enfin, certaines conditions climatiques dans certaines régions exigent la culture sous serres.
Cependant, la quantité de matière formée par assimilation ne dépend pas seulement des températures diurnes mais aussi de la période de croissance et de la capacité du sol à absorber la chaleur et à l’emmagasiner.
Influence de la température sur la croissance du blé et du maïs (Finck)
Le gaz carbonique (dioxyde de carbone)
Pour l’élaboration des substances organiques, les plantes ont besoin de l’oxyde de carbone qu’elles prélèvent par les feuilles dans l’air, sous forme de dioxyde de carbone(CO2 ). 0,03 pour cent en volume suffit pour permettre une assimilation maximum par les plantes.
Plus la teneur en CO2 de l’atmosphère augmente, plus la croissance des plantes augmente.
Plus les plantations sont denses, plus la concentration en CO2 peut diminuer.
La fourniture de CO2 provient de l’atmosphère libre et du sol (où le CO2 se forme par dégradation de la matière organique).
Ainsi, si le changement de climat annoncé se confirme (augmentation de la teneur en CO2 de l’atmosphère), les plantes pourraient avoir une capacité d’assimilation plus élevée.
L’oxygène
Les plantes ont besoin d’oxygène pour la respiration c’est-à-dire pour capter l’énergie.
A travers la respiration cellulaire, les hydrates de carbone sont progressivement décomposés en dioxyde de carbone et en eau, avec libération d’énergie.
La plante a besoin de l’énergie libérée par la respiration pour :
- l’absorption de substances nutritives,
- l’élaboration de différents composants (protéines, graisses, vitamines, substances aromatiques),
- la croissance des racines et des pousses.
Respiration (désassimilation, dégradation) : dégradation des hydrates de carbone en CO2 et en eau
L’eau
La plante a besoin de l’eau
- comme solution et moyen de transport pour les substances nutritives,
- pour l’entretien de la pression aussi bien dans les cellules de la plante (Tugor) que dans les flux de sève,
- pour la régulation de la température interne par la respiration.
Selon les types de plantes, les variétés, le climat les conditions de sol, les plantes ont besoin de 300 à 800 L d’eau pour la formation d’un kilo de matière sèche.
Le besoin des cultures varie pendant la croissance et n’est souvent pas couvert par la répartition annuelle des précipitations. Dans ce cas, le sol sert de réservoir et de pouvoir tampon. Le besoin en eau est surtout élevé pendant la phase de croissance principale.
Au moyen de l’énergie solaire, les plantes peuvent élaborer des hydrates de carbone à partir de dioxyde de carbone et d’eau et, conjointement avec d’autres matières minérales, d’autres substances internes comme par exemple les protéines, les graisses, les phytohormones et les vitamines.
L’homme, l’animal et la plante, malgré leurs différences, ont besoin, à quelques exceptions près, des mêmes éléments nutritifs.
Tous les éléments nutritifs des plantes pour l’alimentation et la formation du rendement des plantes sont qualifiés d’éléments chimiques indispensables.
Il faut distinguer :
- les éléments nutritifs non-minéraux :
- le carbone (C)
- l’hydrogène (H)
- l’oxygène (O)
- les éléments minéraux que les plantes prélèvent dans le sol de manière naturelle, répartis en éléments majeurs et en oligo-éléments.
Cette répartition n’a rien à voir avec l’importance des substances nutritives mais avec la quantité des besoins. Ils sont tous également vitaux et ne peuvent se remplacer l’un l’autre ou seulement de façon limitée.
A côté de cela, il y a des éléments relevant de cette dénomination qui, certes, favorisent le développement et la croissance de la plante mais qui ne sont pas essentiels pour la survie.
Dans le tableau suivant sont rassemblés les groupes de substances nutritives et les éléments nutritifs y appartenant.
| Eléments majeurs | Oligo-éléments | Eléments utiles | |||
| Azote | N | Bore | B | Sodium | Na |
| Phosphore | P | Fer | Fe | Silicium | Si |
| Potassium | K | Manganèse | Mn | Cobalt | Co |
| Magnésium | Mg | Cuivre | Cu | Sélénium | Se |
| Calcium | Ca | Molybdène | Mb | ….. | |
| Soufre | S | Zinc | Zn | ||
| Chlore | Cl | ||||
| Nickel | Ni | ||||
Comme les plantes ne peuvent distinguer que de façon limitée entre les éléments nécessaires à la vie, indispensables ou même dommageables, elles prélèvent également, à côté des substances indiquées plus haut, d’autres éléments comme l’iode, le cadmium, etc.
Touts les éléments nutritifs des plantes doivent être disponibles pour l’élaboration de leur propre substance en quantité suffisante, au bon moment, en bonne proportion, sous forme assimilable et au bon endroit.
Les plantes s’approvisionnent principalement en éléments nutritifs à travers:
- la solubilisation dans le sol des minéraux présents
- la dégradation des substances organiques (racines, paille, etc.)
- les engrais organiques
- les apports par l’atmosphère
- les liaisons azotées biologiques.
Les éléments nutritifs prélevés dans le sol doivent être remplacés pour éviter l’appauvrissement (carences) et les baisses de rendement qui s’en suivraient.
Les réserves en éléments nutritifs du sol ne suffisent pas pour alimenter les plantes. En effet, ces réserves se trouvent le plus souvent sous des formes non disponibles.
Seule une petite partie est libérée chaque année par l’activité des micro-organismes au travers des processus chimiques, transformés en des formes solubles et disponibles pour les plantes.
Si les quantités d’éléments disponibles ne suffisent pas pour les besoins des cultures, des substances nutritives supplémentaires doivent être apportées par des engrais pour compenser cette différence. Ces apports se font dans le respect du cadre de l’agriculture raisonnée.