Tremblin : Composition minérale de Zea mays

Documents disponibles au laboratoire de chimie du Muséum National d’Histoire Naturelle,

63 rue Buffon 75005 Paris

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Etude de la croissance et de la composition minérale de Zea mays L. cultivé sous diverses conditions d'alimentation en eau

 

de

 

Gérard Tremblin

 

INTRODUCTION

Un déficit de croissance, lié à une coloration anormale des tiges et des feuilles des jeunes plantes (stade 4 feuilles) lors de cultures de maïs dans la région de Thury-Harcourt (NORMANDIE) est à l'origine de cette étude.

 

La recherche des causes de ce phénomène nous a amené à étudier plus particulièrement les effets de la dessiccation du sol sur la croissance et l'alimentation minérale de ZEA mays L. Var. LGII.

 

L'effet limitant d'une sécheresse édaphique sur le développement des plantes est habituellement attribué à des modifications au niveau des phénomènes transpiratoires, photosynthétiques et respiratoires, associées au déficit hydrique interne.

 

Cependant, certains auteurs (BROWN, 1953) ont émis l'hypothèse que l'une des causes de la limitation de croissance dans de telles conditions pouvait être une restriction de l'alimentation minérale de la plante ; ASPTNALL et Coll. (1954) observent que le développement déficient de l'orge soumis à un déficit hydrique modéré est similaire à celui provoqué par un approvisionnement réduit en aliments minéraux. A ceci s'ajoute l'opinion de nombreux chercheurs (SALTER & GOODE 1967, WADLEIGH & RICHARD 1951, BATES 1971) sur le fait que l'humidité du sol et l'alimentation minérale sont deux phénomènes étroitement liés.

 

Après avoir, dans une première partie, provoqué une sécheresse sur de jeunes plants de maïs par dessiccation d'un sol, nous nous sommes orientés par la suite, éliminant le sol, sur une étude des effets du déficit hydrique sur la croissance et la nutrition minérale de ZEA mays L., cultivant pour cela des plantes sur des solutions nutritives additionnées d'un agent osmotique, le Polyéthylène Glycol.

 

On a pu ainsi préciser et suivre la teneur élémentaire des jeunes plants en faisant varier tout d'abord le potentiel osmotique de la solution de culture, puis la durée de culture sous un potentiel donné, enfin la concentration du milieu alimentaire au même potentiel.

 

CONCLUSIONS GENERALES

Après avoir, dans un premier temps, précisé les effets d'une sécheresse édaphique sur la croissance et la composition minérale de jeunes pieds de Zea mays L. var. LGII, des cultures réalisées en solution nutritive additionnées d'un agent osmotique (P.E.G.) ont permis depréciser l'action d'un traitement osmotique plus ou moins modéré au niveau des phénomènes d'absorption et de transport de cinq éléments majeurs (azote, phosphore, potassium, magnésium, calcium).

 

Si la période de sensibilité du maïs à la sécheresse est pour l'agronome beaucoup plus tardive, une mauvaise alimentation en eau à un stade jeune peut entraîner un retard principalement en ce qui concerne son développement, comme nous l'avons vérifié sur sol.

 

Sur sol comme en solution nutritive, le déficit hydrique induit une diminution importante de la croissance des plantes, en limitant surtout celle des parties aériennes ; lors de l'emploi du PEG 6000, cette restriction s'étend même aux racines.

 

En solution nutritive, nous observons à chaque fois une baisse des quantités d'azote, de phosphore et de potassium couplée à une réduction des teneurs en ces éléments (surtout importante pour le potassium et l'azote), montrant qu'à l'inverse de nos observations sur sol, l'absorption et le transport de ces éléments sont diminués dans des proportions plus ou moins fortes que la formation de matière sèche.

 

Si les réductions d'absorption observées peuvent s'interpréter comme un effet secondaire du produit employé, la limitation du transport des ions semble être une conséquence directe du traitement osmotique. Les éléments les plus passivement entraînés, comme le potassium, par le flot de transpiration sont les plus touchés par le déficit hydrique.

 

A l'inverse, l'azote et le phosphore pour lesquels le transport a une importance composante active sont moins sensibles aux conditions hydriques offertes à la plante.

 

Il est toutefois difficile de dire que le mauvais approvisionnement en éléments des organes aériens est directement la cause de la réduction de croissance observée.

 

 

Pour SLATYER (1967), c'est plutôt la demande en aliment qui est limitée par la réduction de croissance. Le déficit hydrique interne produit dans ces conditions au niveau cellulaire, agit à d'autres niveaux et, en particulier, sur la respiration et l'activité mitochondriale (GREENWAY & WEST 1973), sur la photosynthèse et l'activité chloroplastique (HSIAO 1973, FREEMAN & DUYSEN 1975).

 

Si nos résultats vérifient l'hypothèse de HSIAO (1973) sur l'aggravation par le déficit hydrique d'une carence préexistante en un élément donné, ils démontrent de plus que cette carence ne peut être combattue uniquement par un apport minéral s'il n'est pas couplé a une bonne alimentation en eau.

 

Enfin la valeur que l'on peut donner à une telle expérimentation n'est fonction que de la caution que l'on attribue à 1’inertie physiologique de l'agent osmotique utilisé.

 

Au regard de ces expérimentations et des nombreuses observations faites par les auteurs, il semble que le PEG 6000, malgré les quelques difficultés liées à son emploi, est un agent osmotique très acceptable dans de telles manipulations.






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