Les plantes chassent dans le sol pour trouver des nutriments, et la capture d'azote ou de phosphore peut améliorer les chances d'une plante de survivre ou de prospérer. Mais les nutriments ne sont souvent pas répartis uniformément dans la terre. Les plantes allouent des ressources aux racines latérales et aux poils absorbants lorsqu'elles trouvent des nutriments. On ne sait pas comment ils font cela, alors Liyang Wang et ses collègues en Chine et en Allemagne ont étudié comment le maïs pousse sous la surface du sol.
Souvent, le problème avec le phosphore pour les plantes n'est pas qu'il manque au sol. C'est qu'il est fixé là où il est dans le sol. Il ne se déplace pas facilement dans les solutions, donc la plante doit le trouver. Une plante chasse les nutriments en faisant pousser des racines latérales ou des poils absorbants. Lorsqu'il les trouve, il peut exsuder des produits chimiques pour aider à décomposer le sol en phosphore.
On pense que les poils absorbants, les racines les plus fines, sont les plus faciles à fabriquer pour une plante. Ils peuvent augmenter le volume de sol dans lequel une plante peut puiser des nutriments. Mais cela ne sert à rien de les faire là où le sol est stérile. Alors, qu'est-ce qui déclenche la formation des poils absorbants?
Wang et ses collègues ont comparé la façon dont deux types de plants de maïs faisaient face à un apport hétérogène en nutriments. L'un était de type sauvage. L'autre était un mutant sans poils rth3. Ils ont fourni du phosphore dans des taches localisées dans le sol. Ils s'attendaient à ce que les plantes sans poils racinaires aient une croissance plus faible, et que là où les plantes trouvaient du phosphore, il y aurait plus de poils racinaires, ou pour la plante sans poils, plus de racines pour recueillir le phosphore.
Ils ont découvert que le phosphore augmentait la densité des poils absorbants comme prévu. Cependant, pour les plantes mutantes, il semble que les racines latérales plus chères compensent le manque de poils absorbants.
"Les traits des poils des racines sont essentiels pour la croissance du maïs et l'acquisition de P, en particulier dans des conditions limitées en P", écrivent les auteurs. "En termes de gestion des nutriments, l'application localisée de nutriments pourrait grandement améliorer l'absorption de P et la croissance du maïs (à la fois dans WT et rth3), mais cela dépend aussi de l'intensité de l'apport externe en nutriments. Cette étude a également confirmé que les poils absorbants pouvaient réagir à des nutriments hétérogènes dans le sol, se manifestant par des augmentations significatives de la longueur des poils absorbants, qui étaient largement régulées par des signaux de nutriments locaux. De plus, les plantes peuvent réguler la combinaison des traits racinaires, et la prolifération accrue des racines dans les parcelles riches en nutriments compense les effets négatifs de l'absence de poils absorbants sur l'acquisition des nutriments.
ARTICLE DE RECHERCHE
Wang L, Li X, Mang M, Ludewig U, Shen J. 2021. L'apport hétérogène de nutriments favorise la croissance du maïs et l'acquisition du phosphore : effets additifs et compensatoires des racines latérales et des poils absorbants. Annals of Botany 128: 431-440. https://doi.org/10.1093/aob/mcab097
