Les plantes utilisent une variété de pigments pour créer les couleurs de leurs pétales. Ces pigments sont des produits chimiques complexes. Si la plante n'a pas accès aux bons nutriments, ses fleurs en souffriront. Mais quels nutriments sont les bons nutriments ? Liens Ausma et collègues étudié les effets de la limitation du soufre, de l'azote et du phosphore sur divers traits floraux.
Le soufre est un nutriment souvent négligé. Souvent, vous lirez sur N pour l'azote, P pour le phosphore et parfois K pour le potassium, mais pas tellement pour le S. Dans un e-mail à Botany One, le co-auteur Casper van der Kooi a déclaré : « Le soufre est en effet souvent négligé. nutriment, en particulier par rapport à la quantité de recherches effectuées sur P et N. De nombreuses terres agricoles souffrent également d'une carence en S, mais son apparition et ses causes sont largement inconnues, de sorte que de nombreux agriculteurs ne le savent pas non plus.
Le premier auteur, Ties Ausma, a ajouté qu'il avait récemment parlé à des agriculteurs qui avaient des fleurs de forme si aberrante dans leurs cultures de colza, mais ils ne savaient pas que cela pouvait être causé par une carence en soufre. "De plus, les agriculteurs utilisent de plus en plus des engrais sans S, au lieu du fumier frais qui était plus courant à l'époque, ce qui, combiné à une densité de culture accrue dans les champs agricoles, ne fait qu'exacerber la carence."
Une équipe basée à Groningen, Graz et Cologne a mis en place des expériences pour voir comment les carences en nutriments, y compris le soufre, affectaient le développement floral et les caractéristiques du pollen. Deux des plantes, rasage des crucifères (l'espèce qui produit entre autres le navet et le bok choy) et Physalis philadelphica (Petites tomates) ont des fleurs jaunes.
"Généralement, les couleurs jaunes sont générées par les caroténoïdes, les fleurs blanches par les flavonols et les couleurs bleues, violettes et rouges par les pigments anthocyanes", van der Kooi écrit dans un autre article récent. Il serait donc utile d'examiner certaines plantes avec des fleurs de différentes couleurs. L'équipe comprenait également trois pétunia espèces dans leurs essais, Pétunia nyctaginiflora, P. exserta et P. intégrifolia. Ces plantes ont fourni des fleurs blanches, violettes et rouges. De cette façon, si une carence en nutriments n'inhibe que la production d'un ensemble de pigments, cela devrait être clair.
La méthode de l'expérience est intéressante. Après avoir formé les premières feuilles sans cotylédons, l'équipe a transféré les semis dans un autre récipient avec une solution nutritive. Tous les semis ont passé une semaine dans cette solution. Ensuite, les auteurs écrivent dans leur article : « Après la formation des premiers bourgeons floraux, soit après 7 jours, les plantes ont été transférées dans une solution nutritive Hoagland fraîche à 25 % à 0.5 mM (+S, suffisamment de soufre) ou 0 mM. sulfate (-S, dépourvu de soufre). Ainsi, le stress de soufre s'est produit à un stade tardif, et ce n'est pas une grande différence dans la concentration de soufre. Il y a une bonne raison à cela, écrivent Ausma et van der Kooi dans leur e-mail.
« Ce qui compte, c'est que les plantes atteignent une carence en soufre, comme elles le font au champ, mais elles ne meurent pas. En d'autres termes, nous avons appliqué un léger stress au soufre, car à un stress élevé, les plantes ne fleuriront pas du tout. Il n'y a pas de réponse linéaire entre la disponibilité du S et les problèmes observés, nous ne connaissons pas les seuils exacts.
À quoi ressemble une plante malheureuse ? S'il a des fleurs jaunes, alors sans soufre, ces fleurs sont plus pâles. Même s'ils ne comptent pas sur le pigment jaune, les choses se passent mal sans soufre. Les fleurs sont plus petites et plus susceptibles d'avoir une forme étrange. Les fleurs ne nous semblent peut-être pas justes, mais l'opinion humaine n'a pas trop d'importance. Au lieu de cela, c'est ce que les pollinisateurs voient qui compte et l'équipe a également utilisé la modélisation de la vision pour le savoir. Ils ont découvert que l'insecte verrait des fleurs jaunes beaucoup plus petites et beaucoup moins colorées. C'est important parce que c'est un signal que la plante envoie au pollinisateur.
Ausma et ses collègues se réfèrent à Schnug et Haneklaus, qui a découvert qu'après pollinisation, B. rapa les fleurs se fanent et rétrécissent pour devenir moins visibles pour les abeilles. De cette façon, la plante peut diriger les abeilles vers les fleurs qui ont besoin de pollinisation et loin des fleurs qui sont maintenant occupées à former des graines. Ausma et ses collègues soulignent que si certains B. rapa les fleurs sont pré-rétrécies et fanées, elles vont confondre le public cible.
Vous pouvez également voir un effet sur le pollen dans B. rapa. La quantité de pollen est la même, mais la taille est beaucoup plus petite. Ausma et ses collègues affirment qu'en plus des fleurs privées de soufre étant moins efficaces, le pollen qu'elles contiennent l'est aussi, ce qui aggrave l'effet de la privation de soufre. Cela peut aussi toucher les pollinisateurs, écrivent les botanistes. "Les pollinisateurs ont besoin d'un rapport spécifique de nutriments minéraux dans leur nourriture (de pollen)... et la privation de soufre a affecté ces rapports dans le pollen, car elle a considérablement réduit la teneur en soufre et en potassium du pollen chez différentes espèces... Des expériences avec Osmie bicorne ont démontré que la forme physique des abeilles est particulièrement affectée par de faibles quantités de minéraux - y compris le potassium (Philippiak, 2019) – suggérant que la privation de soufre affecte en effet négativement les pollinisateurs.
Si la carence en soufre est un tel problème, un autre casse-tête est pourquoi les gens le regardent-ils maintenant, et pas plus tôt ? Une réponse possible est que le monde est un meilleur endroit qu'il ne l'était, causant des problèmes à certaines plantes. En particulier, il y a beaucoup moins de pluies acides. Les émissions de dioxyde de soufre réagiraient avec l'eau pour ajouter de l'acide sulfurique et créer des pluies acides. Dans son e-mail, van der Kooi écrit : « En raison de la disparition des pluies acides, la concentration de S autour des plantes est plus faible. Ceci est bénéfique pour de nombreuses raisons, en particulier dans les réserves naturelles, mais certaines espèces cultivées, en particulier brassicacées spp qui ont besoin de beaucoup de S, peuvent en souffrir. Actuellement, dans le monde occidental, il n'y a presque plus de S dans notre atmosphère.
Luit De Kok, l'un des co-auteurs, était également co-auteur d'un autre article qui abordait ce problème. Cet article de Tahereh Aghajanzadeh et ses collègues a constaté que Brassica juncea et rasage des crucifères pourrait utiliser H2S et SO2 absorbé par les feuilles.
Cela soulève la possibilité que l'une des raisons pour lesquelles le soufre a été négligé est que nous l'avons ajouté abondamment dans le passé sans le remarquer. Combien? Un fait stupéfiant dans l'article d'Ausma et ses collègues est que jusqu'à 50% des forêts allemandes pourraient souffrir d'un manque de soufre. Ils ont également des preuves que 50% des terres agricoles aux États-Unis manquent de soufre et citent des recherches montrant comment la fertilisation au soufre peut aider à augmenter le rendement en semences au Royaume-Uni.
Bien que cela puisse ressembler à un problème agricole, Ausma et ses collègues écrivent dans leur conclusion qu'il y a beaucoup plus d'intérêt au-delà des humains pour les cultures dans les champs. "[N]otre étude ouvre la voie à des études sur la façon dont la privation de soufre affecte la forme physique des plantes, des pollinisateurs et des organismes à différents niveaux. niveaux trophiques, afin d'obtenir éventuellement une meilleure compréhension de l'impact ascendant de la carence en nutriments sur le fonctionnement de l'ensemble de l'(agro-)écosystème.
ARTICLE DE RECHERCHE
Ausma, T., Bansal, V., Kraaij, M., Verloop, ACM, Gasperl, A., Müller, M., Kopriva, S., De Kok, LJ, van der Kooi, CJ, 2021. Les étalages floraux souffrent de la privation de soufre. Botanique environnementale et expérimentale. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104656
