common:navbar-cta
Télécharger l'applicationBlogFonctionnalitésTarificationAssistanceSe connecter
EnglishEspañolعربىFrançaisPortuguêsItalianoहिन्दीKiswahili中文русский

Éléments nutritifs essentiels

Les plantes ont besoin de 16 (Resh 2013) ou selon d'autres sources 17 (Bittszansky et al. 2016) éléments nutritifs essentiels sans lesquels ils sont incapable de terminer un cycle de vie normal. Les plantes ont besoin de nutriments essentiels pour un fonctionnement normal et une croissance. La fourchette de suffisance d'une plante correspond à la quantité d'éléments nutritifs nécessaire pour répondre aux besoins nutritionnels de la plante et maximiser sa croissance. La largeur de cette plage dépend des espèces végétales individuelles et du nutriment particulier. Les niveaux d'éléments nutritifs en dehors de l'aire de suffisance d'une plante entraînent un déclin de la croissance et de la santé globales de la culture en raison d'une carence ou d'une toxicité.

Les plantes obtiennent normalement leurs besoins en eau et en minéraux du sol. En hydroponique, ils doivent encore être approvisionnés en eau et en minéraux. En aquaponie, la situation est compliquée par le fait que l'eau du système contient un mélange très complexe de composés organiques et inorganiques provenant des déchets de poisson et de la nourriture des poissons. Il existe deux grandes catégories de nutriments : les macronutriments et les micronutriments (figure 8). Les deux types sont essentiels, mais en quantités différentes. Des quantités beaucoup plus importantes des six macronutriments sont nécessaires par rapport aux micronutriments, qui ne sont nécessaires qu'en traces (Jones & Olson-Rutz 2016).

 ! image-20210212135351301

Figure 8 : Classification des éléments essentiels (nutriments) nécessaires à la croissance des plantes

Les macronutriments sont divisés en trois groupes. Les termes « primaire » et « secondaire » désignent la quantité et non l'importance d'un nutriment. L'absence d'un nutriment secondaire est tout aussi préjudiciable à la croissance des plantes qu'une carence de l'un des trois nutriments primaires ou une carence en micronutriments. Une compréhension de base de la fonction de chaque élément nutritif est importante afin de comprendre comment ils influent sur la croissance des plantes (tableau 6). Une bonne orientation de la quantité d'éléments nutritifs particuliers est requise donne la composition élémentaire du matériel végétal (figure 9). En cas de carences en éléments nutritifs, il est important de pouvoir identifier l'élément qui manque dans le système et de l'ajuster en conséquence en ajoutant des engrais supplémentaires ou en augmentant la minéralisation (voir aussi chapitres 6 et 9).

 ! image-20210212135400946

Figure 9 : Représentation des quantités d'éléments nutritifs dans le matériel végétal séché

Tableau 6 : Éléments essentiels et leur rôle dans les plantes (adapté après Resh 2013)

Rôledel'élémentLecarbone (C)C forme l'épine dorsale de la plupart des biomolécules, y compris les protéines, les amidons et la cellulose. La photosynthèse convertit le CO2 de l'air ou de l'eau en hydrates de carbone qui sont utilisés pour stocker et transporter l'énergie dans l'usine. L' hydrogène (H)H est constitutif de tous les composés organiques dont le carbone est un constituant. Il est obtenu presque entièrement à partir de l'eau. Il est important dans l'échange cationique dans les relations plantes-sol. Les ions H+ sont nécessaires pour piloter la chaîne de transport des électrons en photosynthèse et en respiration. L' oxygène (O)O est un composant de nombreux composés organiques et inorganiques présents dans les plantes. Seuls quelques composés organiques, comme le carotène, ne contiennent pas d'O. Il peut être acquis sous de nombreuses formes : O2 et- - 2−CO2 , H2 O, NO3 , H2 PO4 et SO4 . Il est également impliqué dans l'échange d'anions entre les racines et le milieu externe. Les plantes produisent de l'O2 au cours de la photosynthèse, mais nécessitent ensuite de l'O2 pour subir une respiration aérobie et décomposer ce glucose pour produire de l'ATP. L' azote (N)N fait partie d'un grand nombre de composés organiques, y compris les acides aminés, les protéines, les coenzymes, les acides nucléiques et la chlorophylle. Il est essentiel pour la photosynthèse, la croissance cellulaire et les processus métaboliques. Habituellement, l'azote dissous est sous forme de nitrate, mais les plantes peuvent utiliser des quantités modérées d'ammoniac et même des acides aminés libres. Lephosphore (P)P fait partie de l'épine dorsale phospholipide des acides nucléiques (tels que l'ADN, l'acide désoxyribonucléique) et de l'adénosine triphosphate (ATP, la molécule qui stocke l'énergie dans les cellules), et est contenu dans certaines coenzymes. Il est essentiel pour la photosynthèse, ainsi que pour la formation d'huiles et de sucres, et encourage la germination et le développement des racines chez les semis. Comme les jeunes tissus ont besoin de plus d'énergie, il est particulièrement important pour les juvéniles. Le potassium (K)K agit comme une coenzyme ou un activateur pour de nombreuses enzymes. La synthèse des protéines nécessite des niveaux élevés de potassium. Il est utilisé pour la signalisation cellulaire via un flux ionique contrôlé à travers les membranes. K contrôle également l'ouverture des stomates et participe au développement des fleurs et des fruits. Elle participe également à la production et au transport de sucres, à l'absorption d'eau, à la résistance aux maladies et à la maturation des fruits. K ne forme pas une partie structurelle stable des molécules à l'intérieur des cellules végétales. Le calcium (Ca)Ca se trouve dans les parois cellulaires sous forme de pectate de calcium, qui cimente les parois primaires des cellules adjacentes. Il est impliqué dans le renforcement des tiges et contribue au développement des racines. Requis pour maintenir l'intégrité de la membrane et fait partie de l'enzyme α-amylase. Il précipite sous forme de cristaux d'oxalate de calcium dans les vacuoles. Parfois, interfère avec la capacité du magnésium à activer les enzymes. Le magnésium (Mg)Mg est une partie essentielle de la molécule de chlorophylle. Sans Mg, la chlorophylle ne peut capter l'énergie solaire nécessaire à la photosynthèse. Mg est également nécessaire pour l'activation de nombreuses enzymes nécessaires à la croissance. Il est essentiel de maintenir la structure des ribosomes, contribuant ainsi à la synthèse des protéines. Lesoufre (S) Sest incorporé dans plusieurs composés organiques, y compris les acides aminés (méthionine et cystéine) et les protéines (comme les enzymes photosynthétiques). La coenzyme A et les vitamines thiamine et biotine contiennent également S.Bore (B)B est l'un des nutriments les moins compris. Il est utilisé avec du Ca dans la synthèse des parois cellulaires et est essentiel pour la division cellulaire. B augmente le taux de transport des sucres des feuilles de plantes matures vers les régions en croissance active (point de croissance, racines, nodules racinaires dans les légumineuses) et aussi vers les fruits en développement. Les besoins en B sont beaucoup plus élevés pour la croissance de la reproduction car ils contribuent à la pollinisation et au développement des fruits et des graines. D'autres fonctions comprennent le métabolisme de l'azote, la formation de certaines protéines, la régulation des niveaux d'hormones et le transport du K vers les stomates (qui aide à réguler l'équilibre hydrique interne). Lechlore (Cl)Cl est classé comme micronutriments, mais les plantes peuvent prendre autant de Cl que d'éléments secondaires tels que S. Cl est important dans l'ouverture et la fermeture des stomates. Il est nécessaire pour la photosynthèse, où il agit comme un activateur enzymatique lors de la production d'oxygène à partir de l'eau. Il fonctionne dans l'équilibre cationique et le transport à l'intérieur de l'usine. Il est impliqué dans la résistance aux maladies et la tolérance. Cl est en concurrence avec l'absorption des nitrates, ce qui tend à favoriser l'utilisation de l'azote ammonium. La réduction de l'absorption de nitrates peut être un facteur du chlore dans la suppression de la maladie, étant donné que des nitrates végétaux élevés ont été associés à la gravité de la maladie. Le cuivre (Cu)Cu active certaines enzymes qui sont impliquées dans la synthèse de la lignine et il est essentiel dans plusieurs systèmes enzymatiques. Il est également nécessaire dans la photosynthèse, la respiration des plantes, et aide au métabolisme des glucides et des protéines végétales. Le Cu sert également à intensifier la saveur et la couleur des légumes, et à colorer les fleurs. Lefer (Fe)Fe est nécessaire pour la synthèse de la chlorophylle et d'autres pigments et est une partie essentielle des ferredoxines. Les ferredoxines sont de petites protéines contenant des atomes de Fe et de S qui agissent comme porteurs d'électrons dans la photosynthèse et la respiration. Fe fait également partie de la nitrate réductase et active certaines autres enzymes. Lemanganèse (Mn)Mn active une ou plusieurs enzymes dans la synthèse des acides gras, les enzymes responsables de la formation de l'ADN et de l'ARN, et les enzymes impliquées dans la respiration. Il participe directement à la production photosynthétique d'O2 à partir de H2 O et participe à la formation de chloroplastes, à l'assimilation de l'azote et à la synthèse de certaines enzymes. Il joue un rôle dans la germination du pollen, la croissance du tube pollinique, l'allongement des cellules racinaires et la résistance aux pathogènes racinaires. Lemolybdène (Mo)Mo agit comme un porteur d'électrons dans la conversion du nitrate en ammonium avant d'être utilisé pour synthétiser les acides aminés dans la plante. Il est essentiel pour la fixation de l'azote. Dans la plante, le Mo est utilisé dans la conversion du phosphore inorganique en formes organiques. Lenickel (Ni)Ni est le cofacteur métallique des enzymes uréales : sans lui, ils sont inactifs (Polacco et al. 2013 ). Les urées sont présentes dans les bactéries, les champignons, les algues et les plantes, mais elles sont absentes des poissons et des autres animaux. Les enzymes uréasiques sont responsables de la désintoxication catabolique de l'urée, déchets potentiellement phytotoxiques excrétés par les poissons. Zinc (Zn)Zn active une série d'enzymes qui sont responsables de la synthèse de certaines protéines, y compris certaines enzymes importantes comme l'alcool déshydrogénase, l'acide lactique déshydrogénase etc. Il est utilisé dans la formation de chlorophylle et certains hydrates de carbone, la conversion des amidons en sucres et sa présence dans le tissu végétal aide la plante à résister aux températures froides. Zn est nécessaire pour la formation d'auxines, qui sont des hormones qui aident à la régulation de la croissance et à l'allongement de la tige.

Disponibilité des nutriments et pH

Les nutriments existent à la fois sous forme de composés complexes et insolubles et sous forme de formes simples qui sont habituellement solubles dans l'eau et facilement accessibles aux plantes. Les formes insolubles doivent être décomposées en formes disponibles afin de bénéficier à la plante. Ces formulaires disponibles sont résumés dans le tableau 7.

Tableau 7 : Formes nutritives absorbées et concentrations approximatives dans les tissus végétaux secs (adapté de Jones & Olson-Rutz 2016)

Élément Forme absorbée Plage de concentration dans le tissu végétal sec ( %) Azote (N) NO 3 - (nitrate)/NH4 + (ammonium) 1 - 5 Phosphore (P) H2PO4- , HPO42- (phosphate) 0,1 — 0,5 Potassium (K) K+ 0,5 — 0,8 Calcium (Ca) Ca2+ 0,2 - 1,0 Magnésium (Mg) Mg2+ 0,1 — 0,4 Soufre (S) SO42- (sulfate) 0,1 — 0,4 Bore (B) H3BO3(acide borique)/H2BO3-(borate) 0,0006 — 0,006 Chlore (Cl) Cl- (chlorure) 0,1 — 1,0 Cuivre (Cu) Cu2+ 0,0005 — 0,002 Fer (Fe) Fe2+, Fe3+ 0,005 — 0,025 Manganèse (Mn) Mn2+ 0,002 — 0,02 Molybdène (Mo) MoO42- (molybdate) 0.000005 - 0.00002 Nickel (Ni) Ni2+ 0,00001 — 0,0001 Zinc (Zn) Zn2+ 0,0025 — 0,015

Le pH de la solution détermine la disponibilité des différents éléments à la plante (Figure 10). La valeur du pH est une mesure de l'acidité. Une solution est acide si le pH est inférieur à 7, neutre si le pH est à 7, et alcaline si le pH est supérieur à 7. Puisque le pH est une fonction logarithmique, un changement d'une unité du pH signifie un changement de 10 fois de la concentrationH+ . Par conséquent, tout léger changement du pH peut avoir un effet important sur la disponibilité des ions pour les plantes. La plupart des plantes préfèrent un pH compris entre 6,0 et 7,0 pour une absorption optimale des nutriments.

 ! image-20210212140024325

Figure 10 : Effet du pH sur la disponibilité des nutriments végétaux (extrait de Roques et al. 2013)

Troubles nutritionnels chez les plantes

Un trouble nutritionnel est causé par l'excès ou la carence d'un certain nutriment (Resh 2013). Il est important de détecter les troubles nutritionnels dès que possible, afin d'éviter la propagation des symptômes et la mort éventuelle de la plante. Cependant, le diagnostic précis des troubles nutritionnels n'est pas facile, car de nombreuses déficiences ont des symptômes qui se chevauchent. Pour rendre les choses plus compliquées, il existe aussi des maladies des plantes qui peuvent causer des symptômes similaires. La seule façon de distinguer ces symptômes les uns des autres est d'acquérir des connaissances par la pratique. Observez vos plantes, notez les différents symptômes et mettez-les en relation avec les résultats de l'analyse de la qualité de l'eau. En outre, un débutant devrait toujours consulter un expert.

Un aspect du diagnostic est la distinction entre *mobile (Mg, P, K, Zn, N) * et *éléments immobiles (Ca, Fe, S, B, Cu, Mn) *. Tous les nutriments se déplacent relativement facilement de la racine à la partie croissante de la plante à travers le xylème. Cependant, les éléments mobiles peuvent également être repositionnés des feuilles plus anciennes vers la région en croissance active de la plante (feuilles plus jeunes), lorsque la carence se produit. En conséquence, les symptômes de carence apparaissent d'abord sur les feuilles plus âgées. Inversement, les éléments immobiles, une fois incorporés dans les différentes structures, ne peuvent pas être démontés de ces structures et retransportés à travers l'usine. Les symptômes de carence apparaissent d'abord sur les jeunes feuilles supérieures de la plante. D'autres aspects du diagnostic et de leur terminologie sont résumés dans le tableau

8 . Les descriptions des symptômes de carence et de toxicité pour les éléments essentiels sont présentées au tableau 9.

Tableau 8 : Terminologie utilisée pour la description des symptômes des troubles nutritionnels (adapté de Resh 2013)

Description dutermeSymptômesgénéralisésrépartis sur toute la plante ou la feuilleSymptômeslocaliséslimités à une zone de la plante ou des feuillesSéchageNécrose —aspect papelleux brûlé, sec etmarginalChlorose ou nécrose — sur les bords des feuilles ; se propage habituellement vers l'intérieur au fur et à mesure que les symptômes progressentChlorose interveineuseChlorose (jaunissement) entre les veines des feuilles Taches irrégulières de la lumière indistincte (chlorose) et des zones sombres ; souvent associées à des maladies viralesTachesZone décolorée avec des limites distinctes adjacentes au tissu normalCouleur du dessous des feuillesSouvent un particulier La coloration se produit sur la surface inférieure des feuilles, par exemple, la carence en phosphore et la coloration pourpre du dessousdesfeuillesVentousesLes bords ou les pointes des feuilles peuvent s'incliner vers le haut ou vers le basCarreaux (réticulés) Les feuilles restent vertes tandis que les tissus interveineux jaunissent — carence en manganèseTissus fragilesFeuilles, pétioles, tiges peuvent manquer de souplesse, se détacher facilement au toucher — carence en calcium ou en boreTissus mousFeuilles très douces, facilement Dépérissement des feuilles ou du point de croissance meurt rapidement et sèche — carences en bore ou en calciumRetouchePlanteplus courte que la normaleCroissance des pétioles de tiges et de feuilles très minces et succulents

Tableau 9 : Symptômes de carence et de toxicité pour les éléments essentiels (adapté de Resh 2013)

Élément Déficience La toxicité Azote (N) Laréduction des protéines entraîne un retard de croissance et des bourgeons latéraux dormants. Les tiges, les pétioles et les surfaces foliaires inférieures du maïs et de la tomate peuvent devenir pourpres. La teneur en chlorophylle des feuilles est réduite, ce qui donne une couleur jaune pâle générale, surtout les feuilles plus vieilles. La floraison, la fructification, les teneurs en protéines et en amidon sont réduites. Plantes généralement vert foncé avec un feuillage abondant, mais généralement avec un système racinaire restreint. Peut causer des difficultés dans l'ensemble de fleurs et de fruits. Phosphore (P) Mauvais développement des racines, retard de croissance. Rougeur des feuilles. Feuilles vert foncé (peuvent être confondues avec un apport excessif de N, car elles conduisent également à des feuilles vertes plus foncées). Échéance différée Les pointes des feuilles de plantes peuvent également apparaître brûlées. Les symptômes de carence apparaissent d'abord chez les feuilles matures. Aucun symptôme primaire n'a encore été noté. Parfois, des carences en Cu et en Zn se produisent en présence d'un excès de P. Potassium (K) La carence entraînera une diminution de l'absorption d'eau et nuira à la résistance aux maladies. Les symptômes sont d'abord visibles sur les feuilles plus âgées. Les marges des feuilles se courbent vers l'intérieur. Chez les dicots, ces feuilles sont d'abord chlorotiques, mais rapidement dispersées des taches brûlées (zones mortes) développer. Chez les monocots, les pointes et les marges des feuilles meurent en premier. Habituellement pas excessivement absorbé par les plantes. L'excès de K peut entraîner une carence en Mg, et éventuellement en Mn, Zn ou Fe. Calcium (Ca) Lessignes de carences comprennent la brûlure de la pointe sur les plantes et les racines feuillues, la pourriture de l'extrémité de la fleur sur les plantes fruitées et la croissance inadéquate des tomates. Les jeunes feuilles sont affectées avant les vieilles feuilles. Pas de symptômes visibles constants. Magnésium (Mg) Sans une quantité suffisante de Mg, les plantes commencent à dégrader la chlorophylle dans les vieilles feuilles. Cela provoque une chlorose interveineuse, le principal symptôme de la carence en Mg. Plus tard, des taches nécrotiques peuvent survenir dans le tissu chlorotique. La croissance est réduite. Aucune information. Soufre (S) Pas souvent rencontré. La carence en S peut être facilement confondue avec l'absence de N. Les symptômes, comme la croissance retardée et retardée, sont similaires. Cependant, la chlorose générale survient d'abord sur les feuilles plus jeunes, alors que les symptômes de carence en N sont d'abord visibles sur feuillage plus ancien. Réduction de la croissance et de la taille des feuilles. Parfois jaunissement interveineux ou brûlure des feuilles. Bore (B) Les symptômes varient selon les espèces et apparaissent d'abord sur les nouvelles feuilles et les points de croissance (qui meurent souvent. Les branches et les racines sont souvent courtes et enflées. Les feuilles montrent une chlorose marbrée, un épaississement, une fragilité, un curling, un flétrissement. Interne les tissus se désintègrent parfois ou décolorent. Étant donné que B aide à transporter les sucres, sa carence entraîne une réduction des exsudats et des sucres provenant des racines des plantes, ce qui peut réduire l'attraction et la colonisation des champignons mycorhiziens. Jaunissement de la pointe de la feuille suivi d'une nécrose progressive commençant sur la marge foliaire et progressant vers la médiane. Contrairement à la plupart des carences en éléments nutritifs qui présentent généralement des symptômes uniformément dans toute la culture, les symptômes peuvent apparaître de façon aléatoire dans une culture (Mattson & Krug 2015). Chlore (Cl) Fétrissement des feuilles, souvent avec des pointes tendues. Marbrage des feuilles et pointe de la lame des folioles flétrissant avec chlorose et nécrose. Les racines deviennent raboutres et épaissit près des pointes. La carence en chlore dans le chou est marquée par une absence du chou typique odeur. LeCl excessif peut être un élément majeur du stress salinaire et toxique pour les plantes (Chen et coll. 2010). Les symptômes comprennent les marges brûlées des feuilles, le bronzage, jaunissement, abscission excessive, taille réduite des feuilles, taux de croissance plus faible. L'accumulation de Cl est plus élevée dans les tissus plus âgés. Cuivre (Cu) La carence naturelle est rare. Typiquement, les symptômes commencent par des ventouses de jeunes feuilles, avec de petites taches nécrotiques sur les bords des feuilles. Au fur et à mesure que les symptômes progressent, les feuilles les plus récentes sont de plus petite taille, perdent leur éclat et peuvent flétrir. La croissance (méristèmes apicaux) peuvent devenir nécrotiques et mourir. Les plantes ont généralement un aspect compact, car la longueur de la tige entre les feuilles se raccourcit. L'excès de K, de P ou d'autres micronutriments peut indirectement causer une carence en Cu. Diminution de la croissance suivie de symptômes de chlorose de fer, de retard de croissance, de ramification réduite, d'épaississement et d'assombrissement anormal des racines. Fer (Fe) Chlorose interveineuse prononcée. Similaire à la carence en Mg, mais ici la chlorose commencera à la pointe des feuilles plus jeunes et travaillera son chemin vers les feuilles plus âgées. D'autres signes, toujours être couplés avec la chlorose foliaire, peuvent inclure une faible croissance et la perte de feuilles. Pas souvent évident dans des conditions naturelles. A été observé après l'application de pulvérisations où il apparaît comme des taches nécrotiques. Manganèse (Mn) Les feuilles jaunissent et il y a aussi une chlorose interveineuse, d'abord sur les jeunes feuilles. Les lésions nécrotiques et l'excrétion des feuilles peuvent se développer plus tard. Désorganisation des lamelles chloroplastes. Le Mn peut être indisponible pour les plantes où le pH est élevé. C'est pourquoi il se produit souvent avec une carence en Fe, et a également des symptômes similaires.Les symptômes de la carence en Mn sont également similaires à Mg parce que Mn est également impliqué dans la photosynthèse. Parfois, la chlorose, la distribution inégale de la chlorophylle.Réduction de la croissance. Molybdène (Mo) Comme Mo est étroitement lié à N, sa carence peut facilement ressembler à une carence en azote. Les symptômes de carence commencent sur les feuilles plus âgées ou à mi-tige : chlorose interveineuse, dans certaines cultures, la feuille entière devient pâle ; nécrose marginale des feuilles ou ventouses. Feuilles peut être difforme. Les cultures les plus sensibles à la carence en Mo sont les crucifères (brocoli, chou-fleur, chou), les légumineuses (haricots, pois, trèfles), les poinsettias et les primula. Rarement observé. Les feuilles de tomate deviennent jaunes dorées. Nickel (Ni) Le Ni fait partie des enzymes qui détoxifient l'urée. Bien que l'urée soit une excellente source d'azote pour les plantes (Yang et al. 2015), à des concentrations plus élevées, il est fortement toxique pour les tissus végétaux. Les symptômes typiques de la toxicité de l'urée, et potentiellement aussi de la carence en Ni, sont la brûlure des feuilles et la chlorose (Khemira et coll. 2000). Le Ni est fortement phytotoxique à une concentration plus élevée. Induit un changement dans l'activité des enzymes antioxydantes, et a un effet négatif sur la photosynthèse et la respiration. Les causes excessives de Ni sont la chlorose, la nécrose et le flétrissement. Division cellulaire et la croissance des plantes sont inhibées. L'absorption élevée de Ni entraîne une diminution de la teneur en eau, ce qui peut servir d'indicateur de toxicité du Ni chez les plantes (Bhalerao et al. 2015). Zinc (Zn) Croissance rabouchée, avec des entre-nœuds raccourcis et des feuilles plus petites. Les marges des feuilles sont souvent déformées ou déformées. Parfois, la chlorose interveineuse. L' excès de Zn produit généralement de la chlorose de fer dans les plantes.

*Copyright © Partenaires du projet Aqu @teach. Aqu @teach est un partenariat stratégique Erasmus+ dans l'enseignement supérieur (2017-2020) dirigé par l'Université de Greenwich, en collaboration avec l'Université des sciences appliquées de Zurich (Suisse), l'Université technique de Madrid (Espagne), l'Université de Ljubljana et le Centre biotechnique Naklo (Slovénie) . *

Veuillez consulter la table des matières pour plus de sujets.


[email protected]

https://aquateach.wordpress.com/
Loading...

Restez au courant des dernières nouveautés en matière de technologie aquaponique

Entreprise

  • Notre équipe
  • Communauté
  • Presse
  • Blog
  • Programme de parrainage
  • Politique de confidentialité
  • Conditions de service

Copyright © 2019 Aquaponics AI. Tous droits réservés.