Nutrition des végétaux :

Comme tout être vivants, les plantes supérieures ont besoin d’énergie et de matières pour se nourrir. La photosynthèse est un processus bioénergétique qui a lieu essentiellement dans les chloroplastes des feuilles chez les plantes vertes, en utilisant le gaz dioxyde de carbone (CO2),

l’eau, les minéraux et l’énergie lumineuse. Ce mécanisme permet de dégager l’oxygène (O2) et de

produire des sucres transportés, des feuilles vers le reste de la plante. La transpiration chez la plante est la perte d’eau sous forme de vapeur, elle se fait essentiellement par les stomates des feuilles, ce qui permet la circulation de la sève brute dans le xylème. La poussée racinaire ou radiculaire, ou encore pression racinaire est la pression qui est exercée par l'eau au niveau de la racine surtout des arbres, est l’une des forces qui permet de faire circuler l'eau dans les arbres.

II. 6.1 Mécanisme d’absorption de l’eau par les plantes :

L’absorption de l’eau par les racines est réalisée au niveau des poils absorbants (figure 9). Ils sont situés à proximité de l’apex racinaire. Les poils absorbants se différencient à partir de la zone pilifère, qui possède une paroi fine mesurent entre 0.1 et 10 mm selon les espèces et les conditions environnementales (Lehner, 2014), et une absorption maximale est constaté à ce niveau. La présence de poils absorbants permet d’augmenter considérablement la surface d’échange avec le sol. Chez la plupart des arbres, il n’y a pas ou peu de poils absorbants. En revanche, des filaments mycéliens de champignon entourent très souvent les radicelles de ces arbres et forment avec elles des sortes de manchons nommés mycorhizes, qui facilitent l’absorption. La différence de potentiel hydrique entre le poil absorbant et le sol est le moteur de transport de l’eau, et l’absorption est maximale dans cette zone pilifère, lieu de différenciation et de croissance (figure 9).

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Cette absorption résulte uniquement de transports passifs, qui ne consomment pas d’énergie par une diffusion passive et par le biais des canaux protéiques les aquaporines. Ces canaux permettent le transport de molécules d’eau et de solutés neutres (urée, acide borique) et de gaz (CO2, N2).

Figure 9 : Représentation générale des différentes parties des racines des plantes (Lehner, 2014)

II. 6.2 Intérêts des éléments minéraux chez la plante :

Les principaux éléments minéraux dont la plante a besoin pour sa croissance sont généralement classés en macroéléments dont la plante a besoin en quantité élevée et en microéléments dont la plante a besoin en petite quantité. Cette classification a été établie en fonctions de leur rôle en physiologie cellulaire (Coïc et Coppenet, 1989).

Les macroéléments essentiels à la plante dénommés aussi plastiques (Soltner, 1996) sont : le carbone, hydrogène, oxygène, l’azote, le soufre, le phosphore, le potassium, le magnésium et le calcium. Les microéléments essentiels aux plantes supérieurs sont : le fer, le manganèse, le zinc, le cuivre, le bore, le molybdène et le chlore. On attribue aussi un besoin en sodium en tant qu’un

oligo-élément pour les plantes de type photosynthétique C4 comme le cas des halophytes. Ces

éléments minéraux se présentent dans le sol sous forme d’ions pour qu’ils puissent pénétrer dans les racines.

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a- Rôle physiologique des macro-minéraux puisés du sol :

Le phosphore est un constituant cellulaire et transporteur d’énergie, il intervient dans la photosynthèse et entre dans la constitution d’enzymes ainsi que de nombreuses molécules. Il stimule la croissance et le développement des racines et des fruits et il intervient dans la gestion de l’énergie métabolique (ATP).

Le soufre est un constituant essentiel des acides aminés soufrés (la méthionine et la cystéine). Le potassium est un régulateur des fonctions de croissance de la plante, nécessaire à la photosynthèse, il favorise la synthèse des glucides et des protéines. Il augmenterait aussi la résistance des végétaux à la sécheresse en limitant la transpiration. Il a un rôle très important dans le contrôle de la pression osmotique, la régulation stomatique, l’économie de l’eau, ainsi dans la résistance au stress hydrique, au gel et aux maladies. Le magnésium est l’un des constituants de la chlorophylle et il favorise l’absorption du phosphore. Le calcium est le constituant des parois cellulaires. Présent dans les membranes pectiques, le calcium donne de la résistance aux tissus et favorise la formation et la maturation des fruits et des graines. Il se trouve en un sel dissous dans les sucs cellulaires où il neutralise les acides organiques et minéraux.

b- Rôle physiologique des micro-minéraux puisés du sol :

Les oligo-éléments jouent un rôle, soit en tant que composant intégral d’enzymes (fer, cuivre, zinc, molybdène), soit comme activateur d’enzymes (manganèse), et le trouble apporté à une action enzymatique par une déficience en oligo-élément se traduit par une altération d’un fonctionnement particulier qui se répercute évidemment sur le fonctionnement général (Coïc et Coppenet, 1989).

Le fer, est indispensable à la formation de la chlorophylle (Soltner, 1996). Le cuivre est un cofacteur enzymatique polyphénoloxydase, superoxyde dismutase.

Le Zinc est un cofacteur enzymatique, en association avec le cuivre active les superoxydes dismutases (SOD), participe à la synthèse du tryptophane, précurseur de l’auxine, hormone végétale, encore appelée phytohormone. Elle joue un rôle majeur dans le contrôle de la croissance et du développement des plantes.

Le manganèse est impliqué dans la production d’oxygène lors de la photosynthèse.

Le molybdène est nécessaire au fonctionnement de la dinitrogénase (réduction de l’azote atmosphérique) et du nitrate réductase (réduction du nitrate en nitrite, étape indispensable à l’incorporation de l’azote dans les acides aminés).

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La quasi-totalité du bore est contenu dans les parois. Son rôle est probablement le maintien de l’intégrité des parois. Le chlore est présent en quantité importante dans les sols. Très soluble et très mobile dans la plante. Il intervient dans les réactions photosynthétiques productrices d’oxygène et dans le maintien du gradient électrochimique et du potentiel membranaire des cellules (Lehner, 2014). Le déficit en ces différents éléments minéraux que ce soit macro- éléments ou micro-éléments entraine une diminution de la croissance, une nécrose, chlorose et une augmentation de la sensibilité des plantes aux maladies parasitaires.

II. 7 Les métaux lourds et leurs effets sur les végétaux :