Dans cet article et dans mes prochains articles, nous concluons notre examen des macronutriments végétaux essentiels qui ont commencé en quelques précédent sur notre blog, et cette fois, concentrez-vous sur les quatre derniers des neuf éléments - C, H, O, P, K, N, S, Ca et Mg - dans cette catégorie (et essayez d'apporter une touche de Cuttings-esque à ce quatuor).

L'azote, dans un peu de solution…

L'azote (N) est un composant majeur de nombreux composés dans les plantes, par exemple, il est présent dans tous acides aminés, qui sont les éléments constitutifs de protéines - et donc membranes cellulaires, enzymes et nutritionnellement importantes protéines de stockage ou de réserve; et c'est un constituant important des nucléotides, qui sont des composants majeurs de acides nucléiques tels que ARN (acide ribonucléique) et ADN (acide désoxyribonucléique), et de la « molécule énergétique » ATP (adénosine triphosphate)L'azote (N), composant majeur des plantes, est nécessaire en quantités relativement importantes – c'est pourquoi on le qualifie de macronutriment. Heureusement, pourrait-on penser, les plantes sont entourées d'une quantité pratiquement illimitée d'azote. azote dans l'atmosphère, qui se compose d'env. 78% de cet élément gazeux sous la forme de diazote, N₂Malheureusement, sous cette forme, les plantes ne peuvent pas l'utiliser ; il doit être converti en des formes qu'elles peuvent assimiler, comme l'ammonium (NH₄⁺).₄⁺, à partir d'ammoniac – NH₃) et nitrate (NO₃^-) ions.

Bien que les plantes ne puissent pas elles-mêmes convertir N₂ dans NH₃, de nombreux groupes de plantes - par exemple célèbre, les légumineuses – se sont associés à des bactéries qui peuvent entreprendre cette réaction chimique dans le processus connu sous le nom de fixation de l'azoteUne partie de cet azote fixé est utilisée par la plante qui héberge le micro-organisme mutualiste, comme une sorte de loyer pour l'habitat qu'elle offre aux bactéries. nodules racinaires.

Malheureusement, de nombreuses autres plantes ne bénéficient pas de ce partenariat intégré de fixation de l'azote et dépendent de formes appropriées d'azote fixé provenant de l'environnement, par exemple NO₃^-. Étant donné que N est souvent rare dans le sol, il est souvent évoqué en tant que nutriment limitant – un nutriment essentiel dont la quantité limite la croissance et le développement global des plantes. En milieu agricole, cette carence est généralement comblée par l'ajout de engrais chimiques, contenant souvent du phosphore (P) et du potassium (K) en plus du N. Alors que les augmentations souhaitées de la croissance/du rendement des cultures sont obtenues par cette intervention humaine, tout cet azote ajouté - et souvent aussi le phosphore - n'est pas absorbé par la récolte; des quantités substantielles de N et de P finissent dans les systèmes d'eau douce où elles peuvent causer des problèmes hautement indésirables tels que eutrophisation (en anglais)Non seulement cela nuit à l'environnement, mais c'est aussi coûteux. "Les engrais azotés coûtent aux agriculteurs américains environ 8 milliards de dollars par an...".

Ne serait-il pas formidable de pouvoir convaincre les non-légumineuses de développer des partenariats bactériens fixateurs d'azote ? Oui, et oeuvre de Yan Liang et al. (Science 341: 1384-1387, 2013) encourage ce point de vue. L'équipe du Plant Molecular Biology and Biotechnology Research Center (Corée du Sud) et de l'Université du Missouri (États-Unis) a démontré que non-légumineuses – dans ce cas bon vieux Arabidopsis thaliana, Zea mays ("maïs") et Solanum lycopersicum (tomate) - ont la capacité de répondre à la lipo-chitine rhizobienne Facteurs de tête qui sont libérés par le soi-disant symbiotique rhizobium Ces bactéries produisent des molécules de signalisation qui déclenchent la nodulation chez les légumineuses. Bien que la nodulation de cultures non légumineuses fixatrices d'azote comme le maïs et la tomate ne soit pas encore possible, cette découverte montre au moins que les rhizobiums sont reconnus comme des « bactéries amies ». Il suffit d'habituer les plantes à accepter l'invasion de leurs tissus par ces micro-organismes et à former des nodules.

[Bien qu'il soit généralement reconnu qu'il y en a 17 nutriments essentiels aux plantes, Cobalt (Co) is requis en plus par les bactéries des nodules fixateurs d'azote, donc indirectement, le Co est un 18e nutriment essentiel dans ces cas-là – Ed.]