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Nutrition , Transport des éléments nutritifs et mode de transpiration des végétaux.

Tony34, membre du forum Parlonsbonsaï nous fait partager ses connaissances sur le sujet. Certains mots sont explicités par la rédaction de Parlonsbonsaï, en note de bas de page à l’aide, pour la plupart, des informations disponibles sur le portail botanique de l’encyclopédie libre Wikipédia. Voyez comme cela devient accessible quand c’est expliqué de la sorte.
Merci encore Tony

 

L’ABSORPTION

La plupart des plantes absorbent l’eau et les sels minéraux présents dans le sol sous la forme d’ions grâce à un système racinaire souvent étendu et ramifié, mais parfois réduis à des structures très simples, comme les rhizoïdes [1](chez les mousses par exemple).

De plus, les racines de nombreux végétaux terrestres sont entourées d’un manchon de mycorhizes, des champignons vivants en symbiose avec eux, et qui absorbent pour eux l’eau et les sels minéraux.

L’absorption des sels minéraux est régulé par la plante, elle n’absorbe pas toutes les substances présentes dans le sol et prélèvent avant tout celles dont elle a besoin. La quantité de chaque élément absorbé varie également suivant l’espèce et la saison.

L’absorption des sels minéraux est contrôlée par les racines, mais aussi par les parties aériennes des végétaux.
Elle s’effectue essentiellement au niveau des poils absorbants, à l’extrémité des racines, qui développent une grande surface de contact avec les particules du sol.

L’absorption des ions par la racine se fait grâce à une consommation d’énergie (ATP, adénosine triphosphate [2]).

 Les sels minéraux ainsi prélevés sont ensuite acheminés dans les vaisseaux conducteurs de sève (xylème), grâce encore à une consommation d’énergie, et de là, ils sont dirigés vers les autres organes de la plante. 


L’OSMOSE 

Il se crée donc un flux d’ions. Le flux d’ions ainsi produit permet de créer un flux d’eau :
- la présence d’ions dans les poils absorbants, à des concentrations plus importantes que dans le sol, attire l’eau, qui permet de diluer le contenu des cellules. Comme celles-ci continuent à accumuler des ions, le flux d’eau se maintient.

Ce mouvement d’eau visant à équilibrer les concentrations en sels minéraux entre le sol et la plante s’appelle « osmose ».

Le fonctionnement de l’osmose est simple :
- l’eau migre de l’endroit le plus dilué vers le moins dilué, pour s’équilibrer.
Le processus cesserait donc rapidement si l’eau absorbée par les racines n’était pas entrainée vers les vaisseaux conducteurs de sève brute [(xylème), mais la transpiration au niveau des feuilles, et par exemple, la croissance des jeunes tissus provoque un appel d’eau, qui se répercute dans les racines, et permet de poursuivre l’absorption de la solution du sol.

 Certains végétaux vivants dans des milieux humides mais salés ne peuvent pas mettre à profit l’eau disponible. Ces plantes halophiles [3] se trouvent en général sur les côtes, comme la Camargue, les marais salants ou les mangroves.

Là où la concentration en ions dans le sol est très élevée, l’eau quitte les poils absorbants, dont le contenu est plus dilué. La plante, qui ne peut plus absorber d’eau, meurt.

C’est pourquoi les milieux salins présentent une flore particulière, seuls peuvent s’y développer des végétaux avec des adaptations spécifiques (salicorne, tamarix…). Ils survivent en accumulant une grande quantité de sel dans leurs vacuoles [4], de telle sorte que le contenu de leurs poils absorbants soit encore plus concentré que la solution du sol. Ainsi l’eau suit bien son cours, du sol vers les racines.

Il est donc aisé de comprendre ce qui se passe lors d’une fertilisation trop abondante :
- la concentration est alors plus forte dans le substrat que dans le végétal, l’eau va quitter la plante, provoquer des brûlures, flétrissements, déformations, voire la mort.
Solution en cas de sur fertilisation :
- arroser longtemps, pour lessiver le substrat. 


LA TURGESCENCE 

Nous venons de parler de flétrissement, mais comment se fait-il que les feuilles et les jeunes tiges soient rigides ?

 Ce phénomène est dû à la turgescence, une pression exercée par la vacuole contre la paroi de la cellule.
 L’eau rentre par osmose dans la vacuole, dont les concentrations en ions sont grandes. Cela provoque une augmentation en volume des cellules en croissance, mais non celle des cellules plus âgées en raison de la rigidité de leurs parois. L’eau est donc comprimée et la pression augmente dans la cellule.

 Tout comme la rigidité d’un ballon de football repose sur la pression de l’air qu’il contient, la rigidité d’un tissu végétal non lignifié dépend de sa turgescence.

 Lorsqu’il perd de l’eau, sa turgescence et par conséquent sa rigidité diminuent. C’est pourquoi par temps chaud et sec, les parties herbacées de certains végétaux se fanent : elles perdent plus d’eau par évaporation qu’elles ne peuvent en absorber grâce à leurs racines.

 C’est donc essentiellement grâce à la turgescence de leurs tissus que les parties herbacées des végétaux se tiennent dressés et fermes, contrairement aux parties ligneuses. 


LE TRANSPORT DE L’EAU

 
 Parce qu’elle entraine avec elle des substances nutritives, l’eau joue un rôle fondamental dans la vie de la plante. C’est grâce à sa circulation que les cellules reçoivent les composés qui leur sont nécessaires.

 L’eau circule dans les végétaux par différentes voies, mais la plus importante quantitativement est celle de la sève brute (xylème). Il ne faut cependant pas négliger l’apport d’eau assuré par la sève élaborée dans les fruits et les autres organes.

 En général, les vitesses de progression sont souvent de plusieurs dizaines de mètres par heure, mais elles varient beaucoup en fonction de nombreuses conditions. Par exemple chez le blé, il à été observé que la sève brute se déplace vingt fois plus vite lorsque les stomates sont ouverts que lorsqu’ils sont fermés.

 Le transport dans les vaisseaux conducteurs de sève (xylème et phloème) peut être à l’origine du saignement des plantes : ce terme désigne le suintement de sève brute que l’on peut observer, par exemple sur une coupe d’un tronc, d’une branche ou d’une cicatrice. 


LA POUSSEE RADICULAIRE

 
C’est la poussée radiculaire (ou pression racinaire) qui déclenche ce phénomène. Son intensité et donc son écoulement sont variables, elles dépendent de l’espèce, de la teneur en eau du sol, de la température, de la saison et la période de la journée. La poussée radiculaire est maximale en général en fin de matinée.

Elle assure la propulsion de la sève brute pendant la nuit, quand les feuilles ne transpirent pas. Elle joue aussi un rôle essentiel au printemps, car elle permet d’alimenter les jeunes bourgeons qui transpirent très peu. Elle permet aussi à certaines plantes de fleurir avant l’apparition de leurs feuilles.

Le mécanisme de la poussée radiculaire est encore mal compris, des hypothèses seraient néanmoins formulées. Il est sûr par contre que ce processus est lié au rejet des ions absorbés par la racine dans les vaisseaux du xylème.

La plante dépense de l’énergie pour accumuler dans le xylème les éléments nutritifs qu’elle absorbe, l’eau serait ensuite attirée par osmose dans les vaisseaux conducteurs de sève brute de la racine, ce qui provoquerait une surpression qui propulserait la sève vers les parties aériennes de la plante. 


LA TRANSPIRATION

 
Mais la poussée radiculaire ne suffit pas à expliquer que la sève brute puisse parvenir dans les parties hautes de la plante, d’autant qu’elle est limitée en été du fait de la faible absorption de l’eau par les racines. De plus, elle n’existe pas chez certains organismes, comme les conifères (d’où l’importance des pulvérisations foliaires pour les prélèvements et transplantations).

Mais encore, elle ne permet pas d’expliquer la différence de vitesse de montée de la sève brute observée chez le blé, selon que les stomates soient ouverts ou fermés.

Il existe donc un autre mode de mise en mouvement de la sève brute : la transpiration.

Les molécules d’eau adhèrent les unes aux autres, de telle sorte qu’une molécule attirée vers le haut entraine avec elle celles qui l’entourent : l’effet de succion dû à la transpiration des feuilles se transmet ainsi jusqu’aux racines. La transpiration garantie ainsi un flux d’eau ascendant et continu dans le xylème.

L’intensité de la transpiration, et par conséquence, la rapidité du flux d’eau dépendent à la fois de caractéristiques propres à la plante et de facteurs liés au milieu extérieur, comme l’éclairement, la température et l’hygrométrie.

 La transpiration est principalement le fait des feuilles, mais aussi des jeunes tiges et des fleurs. En fait, l’évaporation est quasiment impossible au niveau des autres parties de la plante, parce qu’elles sont imperméabilisées : le tronc des arbres et leurs branches sont recouverts par l’écorce, formée au moins en partie de liège, donc imperméable. Seules les lenticelles [5], permettent aux cellules du tronc des échanges gazeux.

 D’ailleurs, les feuilles elles même sont recouvertes d’une cuticule plus ou moins épaisse. Elles transpirent donc par leurs stomates, de petits pores qui mettent en relation l’intérieur de la feuille avec le milieu extérieur. 


LES STOMATES

 
 Elles sont constituées de deux cellules qui sont reliées entre elles par leurs extrémités, elles forment un orifice qui est appelé « ostiole », par lequel les gaz ( H_20 , C0_2 , 0_2 …) peuvent passer. La variation de turgescence de ces deux cellules modifie la taille de l’ostiole.

 En effet, lorsque les cellules stomatiques sont dégonflées, elles s’accolent l’une à l’autre, de telle sorte que l’ostiole disparait : le stomate est alors fermé et les échanges gazeux ne peuvent plus s’effectuer. Pour la plupart des végétaux, les stomates sont ouverts le jour et fermés la nuit. Cela permet aux plantes d’absorber dans la journée le dioxyde de carbone nécessaire à la photosynthèse. Les stomates se ferment aussi en raison d’une forte chaleur.

 Par temps sec, l’ouverture diminue pour réduire la transpiration, par temps humide, c’est l’inverse qui se produit.

 Sous chaque stomate se trouve une cavité d’air qui permet la diffusion des gaz à l’intérieur de celles-ci. C’est grâce aux stomates que les cellules chlorophylliennes de la feuille reçoivent le dioxyde de carbone nécessaire à la photosynthèse. 

Illustrations de Mahatma

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