Chap 4 phys - Besoins en éléments minéraux

Question 1

Qu’est-ce qu’un élément essentiel vs un élément bénéfique?

Answer 1

Éléments essentiels : indispensable chez toutes les plantes
Éléments bénéfiques: essentiel à certaine plante, nécessaire dans des condition particulière ou pour mécanisme précis, si requis en concentration élevé (rôle osmotique ou structural), si requis en concentration faible (résistance au stress abiotique, interaction plante - herbivorie, pathogène ou symbiote)

Question 2

Quels sont les critères qui déterminent si un élément est considéré comme essentiel?

Answer 2

Minimum requis pour la vie de la plante
Élément irremplaçable
Rôle métabolique
Corrige les carences

Question 3

Quels sont les macro-éléments (à connaître)?

Answer 3

Carbone, Hydrogène, Oxygène, Azote, Phosphate, Potassium, Souffre, Calcium, Magnésium

Question 4

Qu’est-ce qui distingue un macro-élément d’un micro- élément?

Answer 4

Macro: teneur égale ou supérieure à 0.1% de la masse sèche
Micro: teneur inférieur à 0.1% de la masse sèche
Masse de la plante déshydraté

Question 5

Quels sont les éléments bénéfiques les mieux connus?

Answer 5

Sodium, Silicium, Cobalt, Sélénium, Aluminium

Question 6

Quels sont les rôles particuliers des différents éléments bénéfiques? Sodium

Answer 6

Peut être bénéfique pour la croissance chez la plupart des espèces mais effet négatif à fortes concentration

• essentiel chez halophyte et algue marine; rôle osmotique (empêche déshydratation)
• essentiel chez plante C4 et CAM; régénération du phosphoénolpyruvate (molec sur laquelle le CO2 se fixe)
• peut parfois remplcer le K+ (cofacteur, osmoticum)
• ion d’accompagnement dans les engrais, facilite l’entré des nitrates (NO3-)

Question 7

Quels sont les rôles particuliers des différents éléments bénéfiques? Silicium

Answer 7

28% de la croute terrestre
quasi-essentiel: sa carence peut avoir des effes négatif chez plusieurs espèces
-essentiel chez prêle, certaine cypéracée et graminées
-s’accumule dans la paroi cellulaire, augmente sa rigidité
-prévient la verse(plante tombe sur le côté et casse) et les infections
-induction des mécanismes de défense (agents pathogènes, herbivore, stress abiotique)

Question 8

Quels sont les rôles particuliers des différents éléments bénéfiques? Cobalt

Answer 8

En très faible concentration mais toxique à haute concentration
-essentiel chez légumineuses ; fait partie de la cobalamine (vit B12) requise pour plusieurs enzymes des bactéries symbiotiques fixatrice d’azote

Question 9

Quels sont les rôles particuliers des différents éléments bénéfiques? Sélénium

Answer 9

Généralement toxique
Ressemble au soufre, métabolisme semblable
-environ 1ppm de matière sèche, jusqu’à 15000 ppm chez plante hyperaccumulatrice
–certaine légumineuse croissent préférentiellement sur les sols sélénifère en acculant en excès, si ses plantes servent de fourrages (nourrir bétail) Sélénium se substitue au soufre dans les acides aminés= toxique
–protection contre herbivore
–antagoniste contre la toxicité du phosphate
–résiste au stress oxydatif

Question 10

Quels sont les rôles particuliers des différents éléments bénéfiques? Aluminium

Answer 10

3e plus abondant sur terre
Toxique à forte concentration (perturbe croissance racinaire)
-Plus disponible en sol acide
- à faible concentration; augment la croissance chez certaine espèce, augmente l’entré de phosphate, empêche la toxicité causé par le fer, protection contre herbivore

Question 11

Quelle est l’importance pour les Légumineuses de l’interaction symbiotiques avec des bactéries fixatrices d’azote?

Answer 11

Permet à la plante de percevoir l’azote grâce aux rhizobium qui eux reçoivent des composé organique de la plante

Question 12

Composition des plantes en éléments minéraux selon les conditions normales?

Answer 12

80-95% eau
5-20% éléments minéraux
variable selon espèce, âge, stade de croissance, organe, état physiologique, sol…
certain élément s’accumule davantage dans certaines espèces ou tissus

Question 13

Composition des plantes en éléments minéraux selon l’espèce ou la variété?

Answer 13

Potassium:
-Élevé: banane, algue, feuille d’épinard, tubercule de pomme de terre, bettrave
-Faible: blé
Calcium:
-parfois dans paroi ou vacuole (oxalate de Ca)
-plante Calcifuge (aime les sols pauvre en Ca); lorsqu’en sol calcaire, fixe bcp de Ca=intoxication
Nitrate et phosphate: NO3 et H2PO4 s’accumule chez les céréales
Soufre: élevé chez crucifère et certain liliacé
Iode: accumulé chez les algue marine
Micro-élément: certaine plante métallophile croissent sur des gisement métallifère et accumulent des masse importantes de certain métaux

Question 14

Composition des plantes en éléments minéraux selon l’âge et le stade de développement?

Answer 14

Graine: teneur élevé car peu hydraté, riche en Phosphate et Soufre et oligoélément (moins K)
Tissus méristématiques et plantules: riche en azote, phosphate, potassium, absorption active mais besoin peut dépassé l’absorption
Pendant la croissance: Masse d’élément absorbé augmente jusqu’à un plateau; céréale: -tallage (formation tige, grand besoin en azote) -épiaison (fleur, besoin en phosphate augmente)
En fin de croissance: absorption en Ca plus élevé, relocalisation (remobilisation) du potassium et azote des tissu sénescent vers les tissu en croissance ou de réserve, potassium remplacé par le calcium dans feuille sénescente , les principaux éléments quitte la feuille avant sa chute

Question 15

Comprendre la phytoremédiation et ses avantages/inconvénients.

Answer 15

Dépollution des sols à l’aide de végétaux

Plusieurs plantes peuvent également détoxifier les sols en accumulant/dégradant des composés toxiques

Question 16

Connaître les éléments mobiles et immobiles

Answer 16

Élément mobile relocalisé vers les tissus en croissance et de réserve lors de la sénescence des tissus ou vers les tissus carencés
Mobile: Azote, Potassium, Magnésium, Phosphore
Immobile: Calcium, Soufre, Fer, Bore, Cuivre

Question 17

Composition des plantes en éléments minéraux selon l’environnement?

Answer 17

Disponibilité de l’élément
pH du sol
Oxygène
Température

Question 18

Qu’est-ce que la carence et comment sont évalué les effets?

Answer 18

Carence manque d’un élément essentiel; rare dans la nature, recyclage naturel des minéraux dans le sol, en agriculture engrais nécessaire
Zone de carence: concentration trop faible pour les besoins de la plante, symptôme visible
Zone optimale: concentration idéale pour la meilleur croissance et le rendement optimal; concentration critique= concentration minimale requise pour une croissance optimale 10% de perte de croissance accepté
Zone de consommation de luxe: concentration supérieurs à la zone optimale, ni avantageuse, ni nuisible
Zone de toxicité: concentration trop élevé, ralentissement de la croissance, signe d’intoxication

Effet: corrélation importante entre symptôme observé et le rôle métabolique de l’élément
idéal: solution nutritive
Lorsqu’en sol: carence possible de plusieurs éléments, excès d’un élément peut causer la carence d’un autre, infection virale peut s’apparenter aux symptômes de carence ou excès.
Symptômes: inclure tous les éléments sauf un dont on fait varier la concentration: -culture hydroponique (solution nutritive liquide) -culture de tissu in vitro (solution nutritive en gélose)

Question 19

Comprendre l’importance de la fixation biologique de l’azote
– Comment fonctionnent les micro-organismes symbiotiques? Leur nom?
– Connaître le mécanisme de colonisation et formation des nodules.

Answer 19

Micro-organisme libre: fixation de l’azote atmosphérique en ammonium, réaction anaérobique
Micro-organisme symbiotique: fixation de l’azote atmosphérique en ammoniac par la bactérie qui obtient des composés carbonés de la plante, formation de nodule sur les racines, condition anaérobique, symbiose non obligatoire, Rhizobium

Échange de signaux entre la bactérie et les cellules racinaire
-Activation de l’expression des gènes
-division des cellules corticales et du péricycle qui fusionnent pour faire le nodule
Attachement de la bactérie au poil absorbant de la racine; courbure du poil
Entré des bactéries dans l’apoplasme, digestion de la paroi, formation du filet d’infection
Division accrue des cellules corticales et dédifférenciation
Formation du nodule et vaisseau
Colonisation bactérienne du nodule

Question 20

Azote; rôle, disponibilité, formes absorbées, carence, excès

Answer 20

Rôle:
-constituant des acides aminés, protéines, acide nucléique, chlorophylle, cytochrome, phytohormone
-rôle de structure, enzymatique, réserve
Disponibilité:
-le moins abondant
-lessivage facile des nitrates ou transformé en N2
-fertilisation requise (sauf si symbiose)
Forme absorbées:
-NO3- (nitrate), NH4+ (ammonium
Carence: Jaunissement ou rougissement sur les feuille âgées d’abord
Excès: verse (tige trop faible), maturation ralentie, peu de racine, tige et feuille favorisées

Question 21

Phosphore; rôle, disponibilité, formes absorbées, carence, excès

Answer 21

Rôle:
-constituant des acides nucléiques, phospholipides
-réserve d’énergie
Disponibilité:
-2e moins abondant
-surtout phase solide, peu dans phase liquide
-fertilisation requise
Formes absorbées: H2PO4- (le mieux absorbé), HPO4 2-; abondance varie selon le pH
Carence:
-Jaunissement sur les feuilles agées
-nanisme
-tallage peu abondant, malformation
-feuillage vert foncé, bleu-vert, rouge violacé
-zone nécrotique
-maturation retardée
–symptôme causé par accumulation d’anthocyanine
Excès:
-maturation précoce
-trop de racine p/r à la tige

Question 22

Potassium; rôle, disponibilité, formes absorbées, carenc, excès

Answer 22

Rôle: 
-ne fait partie d'aucun composé organique défini
-osmoticum important
-synthèse de la chlorophylle
-organisation cellulaire
-activateur d'enzyme
-équilibre acido-basique
Disponibilité:
-3e moins abondant
-dans certains minéraux
-fertilisation requise
Formes absorbées: 
- K+
Carence:
-Feuille âgée d'abord
-Dicotylédone; chlorose (décoloration) en mosaique, zone nécrotique
-Monocotylédone; zone nécrotique à l'extrémité et en marge des feuilles, nervures non affectées, mais; sensibilité au pourrissement des racines, verse possible
-respiration accrue
-nanisme, ramification abondante, tige frêle, brûlure, enroulement des feuilles, fanaison
Excès: antagoniste d'autre ions qui deviennent alors déficient