Éléments nutritifs pour les plantes

Achille Correggia, B.Sc. (Agri.) Agronomy, CCA-ON

Macro-éléments fertilisants

Azote (N)

L'azote est considéré comme l'un des éléments fertilisants les plus essentiels à la croissance d'un gazon en bonne santé; c'est l'élément fertilisant qu'on retrouve le plus abondamment dans les tissus végétaux. L'azote fait partie de beaucoup de molécules importantes à l'intérieur des plantes, y compris les protéines, les acides aminés, la chlorophylle, les hormones (par ex. la cytokinine) et plusieurs autres structures et processus végétaux.

Les plantes absorbent l'azote provenant du sol sous forme d'ions nitrate (NO_3-) et, dans certains cas rares, les plantes absorbent l'ammonium (NH₄⁺). Une fois dans les plantes, certains composés azotés (amides et amines solubles) sont très mobiles, ce qui leur permet de se déplacer ou de passer des vieilles feuilles aux feuilles plus récentes qui se développent plus rapidement. Par conséquent, les vieilles feuilles sont les premières à présenter des symptômes de carence nutritive et à mourir prématurément à la suite d'un manque d'azote.

Les carences d'azote sont relativement fréquentes à cause de la capacité que possède l'azote de se déplacer dans le sol. Le plus souvent, ce manque d'azote est dû à une fertilisation insuffisante, au lessivage du sol et à une dénitrification causée par une terre gorgée d'eau. Les symptômes habituels d'une carence d'azote sont des plantes rabougries, un jaunissement général des feuilles à commencer par les plus vieilles feuilles et la perte possible de feuilles en cas de carence grave.

Les sources d'azote incluent l'urée, l'urée enrobée de soufre (S.C.U. ®), Nutralene ®, Nitroform ®, le sulfate d'ammonium et l'isobutylidène-diurée (IBDU ®) .

Phosphore (P)

Le phosphore, comme l'azote, est un macro-élément dont l'herbe à gazon a besoin pour bien se développer et on le retrouve dans chaque cellule de la plante vivante. L'épandage de phosphore sur le gazon a un effet proactif sur sa croissance topique, son enracinement et la ramification des racines. Le phosphore est essentiel durant les premiers stades de l'établissement de la semence et du développement de l'herbe à gazon.

Sans l'ajout de petites quantités de phosphore par l'intermédiaire d'engrais, on pourrait remarquer des signes de carence dans le gazon. Ces indications de manque de phosphore incluent une réduction de la densité du gazon et de la croissance de ses racines, un rougissement ou un jaunissement sur les bords des brins d'herbe et le dépérissement des feuilles arrivées à maturité.

Il faut noter que tous les sols contiennent une certaine réserve de phosphore. Même si cette réserve est suffisante, le gazon pourrait, malgré tout, souffrir d'une carence de phosphore parce que moins de 5 % de la quantité totale de phosphore dans le sol est disponible ou lentement assimilable par les plantes à n'importe quel moment donné. Le reste du phosphore dans le sol pourrait être retenu dans la matière organique ou dans quelques complexes minéraux. Le taux de libération du phosphore provenant de la matière organique dépend de la rapidité de décomposition de cette matière organique. Les facteurs qui affectent la disponibilité du phosphore pour le gazon incluent le pH du sol, sa teneur en humidité, sa température, sa fertilisation, son pourcentage d'argile et les débris végétaux qui le recouvrent. Toute modification de l'un de ces facteurs peut influencer la disponibilité du phosphore pour les plantes.

Les sources de phosphore incluent le phosphate monoammonique (MAP), le phosphate diammonique (DAP) et le superphosphate triple (TSP).

Potassium (K)

Le potassium participe à plusieurs processus végétaux. Il sert d'activateur de plusieurs enzymes impliquées dans la respiration, en plus d'être essentiel à la production de chlorophylle. Il régularise en outre la pression osmotique dans les tissus cellulaires. La production de protéines et d'amidons, ainsi que le mouvement des plantes (c'est-à-dire l'ouverture et la fermeture des stomates), dépendent aussi de la disponibilité de potassium. Les carences de potassium débutent dans les feuilles plus âgées et se manifestent sous forme de chlorose, suivie de lésions nécrotiques (taches de tissus morts) sur les bords des feuilles. Les causes les plus fréquentes de carences de potassium sont une fertilisation insuffisante, une croissance réduite des racines à cause du compactage du sol, ainsi que des conditions atmosphériques de sécheresse sur des sols sablonneux.

Il y a, dans la plupart des sols, une quantité abondante de potassium. Malheureusement, la portion assimilable par les plantes est minime. À l'intérieur du sol, le potassium est disponible sous plusieurs formes qu'on peut répartir en trois catégories : relativement indisponible, lentement disponible et facilement disponible.

On sait que 90 % à 98 % de tout le potassium qui se trouve dans le sol est relativement indisponible. Cette forme de potassium est emprisonnée dans des matières primaires insolubles, comme le feldspath et le mica, qui sont passablement résistantes à l'effritement et qui, par conséquent, fournissent très peu de potassium. La proportion du potassium dans le sol qui est disponible sous une forme lentement assimilable se situe entre 1 % et 10 %. Cette forme de potassium est retenue entre des couches d'argile siliceuse et alumineuse. Le sol argileux ayant tendance à se rétrécir sous l'action de la sécheresse et à se dilater en présence d'une forte humidité, on observe donc un dégagement de potassium du potassium lorsque la terre est humide et sa rétention lorsque la terre est sèche. Enfin, le reste du potassium dans le sol, c'est-à-dire entre 0,2 % et 2 %, est facilement assimilable et ce potassium demeure dans le sol en solution ou dans un état échangeable qui lui permet d'être absorbé par les racines des plantes.

Les sources de potassium incluent le sulfate de potasse (SOP) et le chlorure de potassium (KCl).

Éléments nutritifs secondaires

Calcium (Ca)

Toutes les plantes ont besoin de calcium pour la formation des parois cellulaires, le déplacement des sucres, la formation des poils absorbants sur leurs racines, la neutralisation des poisons qu'elles pourraient produire, l'amélioration de leur vigueur en général et la qualité des tissus végétaux. À l'intérieur des plantes, le calcium est relativement immobile. C'est pourquoi les premiers signes d'une carence de calcium sont d'abord visibles dans les tissus les plus récents. Les indications générales d'un manque de calcium sont le dépérissement des bordures de la plante, un développement médiocre des poils absorbants sur les racines, des jeunes feuilles déformées et nécrotiques, ainsi que la mort du méristème dans les cas de carences graves.

Le calcium est absorbé par les plantes sous forme de Ca²⁺ provenant de la solution du sol. Étant donné que le calcium est un cation dans le sol, il existe un équilibre entre le stade de la solution dans le sol et les sites d'échange. À mesure que le calcium quitte la solution du sol à la suite de son absorption par les plantes ou d'un lessivage, des ions calcium sont libérés pour rétablir l'équilibre. Ce processus est aussi valable en direction opposée : si la concentration d'ions Ca²⁺ augmente dans la solution du sol, un plus grand nombre d'ions Ca²⁺ s'attachent alors aux sites d'échange. Si la quantité de calcium dans le sol est normale, le calcium devrait occuper entre 65 % et 75 % des sites d'échange. Le résultat est une amélioration de la texture, une disponibilité accrue du phosphore et une meilleure formation du système radiculaire.

La disponibilité du calcium pour les plantes est affectée par plusieurs facteurs, tels que :

la quantité totale de calcium fournie
le pH du sol — quand son pH est bas, il y a moins de calcium disponible
la capacité d'échange cationique (C.E.C.) — un sol à haute C.E.C. comporte plus de sites d'échange pour la fixation du Ca²⁺
le type de sol — un plus grand pourcentage du calcium est lessivé dans un sol à texture grossière
les concentrations d'autres fertilisants — des quantités excessives de potassium, de magnésium, de manganèse et d'aluminium ont pour effet de réduire l'absorption du calcium

Les sources de calcium incluent le gypse (sulfate de calcium) et la dolomite (carbonate de calcium et de magnésium).

Magnésium (Mg)

Les plantes absorbent le magnésium sous forme de Mg²⁺. Le magnésium aide à régulariser l'absorption des autres éléments nutritifs, transporte le phosphore dans les plantes, assiste la production de protéines, facilite le métabolisme du phosphate et est essentiel à la production de chlorophylle. La Figure 1 illustre la composition chimique de la chlorophylle et démontre l'importance du magnésium qui est la pierre angulaire de la molécule de chlorophylle. Sans cet élément essentiel, il n'y a aucune formation de molécules de chlorophylle.

La concentration de magnésium dans le sol peut varier de 0,05 % à 1,34 %. Cette variation peut être attribuée au type de matériau parental dans le milieu de croissance. À mesure que ce matériau parental se décompose, le magnésium est lentement libéré et il est absorbé par les particules d'argile et par la matière organique. Le magnésium, tout comme le calcium, est fortement attiré vers les sites d'échange d'une particule de sol. À mesure que la concentration de magnésium décroît dans la solution du sol, le magnésium qui est attaché aux sites d'échange des particules de sol est libéré pour rétablir cet équilibre entre la solution du sol et les sites d'échange du sol. Ce processus se manifeste aussi en direction opposée : si la concentration de magnésium augmente dans la solution du sol, une quantité accrue de magnésium s'attache aux sites d'échange.

La disponibilité du magnésium pour les plantes est directement influencée par les autres éléments nutritifs. S'il y a beaucoup de potassium dans le sol, cela pourrait entraver l'absorption du magnésium. Un niveau élevé d'ammonium peut aussi affecter l'absorption du magnésium, et cela se produit habituellement à la suite d'épandages abondants d'engrais ammoniacal sur des sols qui manquent déjà de magnésium.

Les signes de carence de magnésium débutent habituellement dans les feuilles inférieures, car cet élément nutritif est mobile à l'intérieur des plantes. Les plantes qui souffrent d'une carence de magnésium subissent une perte générale de verdeur à commencer par les feuilles les plus anciennes. On remarque aussi une chlorose entre les veines, à cause de la décomposition de la chlorophylle. Le magnésium, tout comme le calcium, peut s'avérer déficient dans les sols à pH problématique et à texture grossière.

Les engrais qui contiennent du magnésium incluent la dolomite (carbonate de calcium et de magnésium).

Figure 1. L'illustration ci-dessus fait voir l'atome de Mg au centre de la molécule de chlorophylle.

Soufre (S)

Le soufre est nécessaire pour produire des protéines et maintenir une croissance d'un beau vert foncé. Il favorise aussi une croissance plus vigoureuse des plantes. Les signes de carence de soufre se manifestent d'abord dans les nouvelles pousses. Les jeunes feuilles virent au jaune vif, tandis que leurs veines ou nervures prennent une teinte jaune pâle. Les signes de carence de soufre et de carence d'azote se ressemblent beaucoup. Cependant, il y a une différence distinctive entre les deux : les signes de manque d'azote sont d'abord visibles dans les vieilles feuilles et non pas dans les plus récentes.

Le soufre se trouve dans le sol sous différentes formes, organiques et inorganiques. C'est la matière organique qui contient la plus abondante réserve de soufre. Ce soufre peut être assimilé par les plantes lorsque la matière organique se dégrade. Quand elle est dégradée, les plantes absorbent le souffre sous forme de SO₄^2- à partir de la solution du sol.

On croit que la meilleure façon d'accroître les réserves de soufre dans le sol est d'y ajouter des substances organiques assimilables et d'y maintenir une teneur suffisante en matière organique.

Oligo-éléments

Fer (Fe)

Le rôle du fer dans les plantes inclut la synthèse de la chlorophylle, le métabolisme et la formation de certaines protéines végétales. Les plantes qui manquent de fer prennent d'abord un aspect vert pâle, avant de virer au jaune et, finalement, d'avoir des taches blanches entre les nervures. Les nouvelles feuilles ont une bande vert pâle le long du bord.

De tous les micro-éléments, le fer est le plus important pour les plantes. C'est pourquoi certains experts le considèrent comme un macro-élément. Le fer peut être assimilé par les plantes sous deux formes différentes : Fe³⁺ et Fe²⁺. Cette dernière est la plus disponible à cause de sa plus grande solubilité. La disponibilité du fer dépend de quelques facteurs, y compris :

le pH du sol — plus son pH est élevé, moins il y a de fer disponible
le pourcentage de matière organique — un sol à faible teneur en matière organique pourrait contenir peu de fer assimilable
les concentrations d'autres éléments nutritifs — un niveau élevé de phosphore a pour effet de réduire l'absorption de fer, tandis qu'un équilibre incorrect entre le molybdène, le cuivre et le manganèse peut aussi affecter la disponibilité du fer

Manganèse (Mn)

Le manganèse est absorbé à partir de la solution du sol, sous forme de Mn²⁺. La disponibilité du manganèse pour les plantes est affectée par plusieurs facteurs qui incluent :

le pH du sol — à mesure que le pH du sol augmente, le manganèse disponible diminue; le pH optimal se situe entre 5,0 et 6,5
la matière organique — une forte quantité de matière organique dans le sol a pour effet de réduire le manganèse disponible
les concentrations d'autres éléments nutritifs — les engrais azotés qui ont un effet acidifiant peuvent améliorer l'absorption du manganèse

Une fois dans la plante, le manganèse favorise la production de chlorophylle et participe au processus de photosynthèse.

Les carences de manganèse se produisent habituellement lorsque le pH du sol est hors de sa gamme optimale et/ou quand le drainage du sol est insuffisant. Généralement, les signes de carences de manganèse sont d'abord visibles dans les nouvelles pousses. Les tissus entre les nervures pâlissent et prennent une teinte jaune. Veuillez noter que la grandeur et la texture des feuilles n'est pas affectée par un manque de manganèse, mais seulement leur couleur.

Bore (B)

Les plantes ont besoin de bore pour le transport des sucres, la formation des parois cellulaires, la croissance des racines, l'assimilation de l'azote et la respiration. Une carence de bore a pour effet de retarder la croissance des racines et semble encourager les attaques par des insectes et des maladies. Les insectes sont attirés par une production de phénol (un parfum organique). S'il y a assez de bore dans les plantes, les sucres simples sont transformés en sucres complexes. Si les plantes manquent de bore, ces sucres simples sont transformés en phénol qui attire les insectes.

En ce qui concerne les micro-éléments, les carences de bore sont parmi les plus fréquentes. La disponibilité du bore pour les plantes est affectée par plusieurs facteurs qui incluent :

le pH du sol — la disponibilité du bore est reliée au pH du sol; le pH optimal devrait se situer entre 5,0 et 7,0
l'humidité du sol — un sol qui souffre de sécheresse ne peut offrir qu'une quantité limitée de bore assimilable
le pourcentage de matière organique — la matière organique sert de source importante de bore pour beaucoup de sols
le lessivage — le bore est facilement chassé des sols acides et sablonneux

Zinc (Zn)

C'est sous forme de Zn²⁺ que le zinc est absorbé par les plantes. Le zinc est utile pour la production d'hormones de croissance, le contrôle d'autres éléments dans les plantes, la formation d'enzymes et la production d'amidons. Les signes de carence de zinc sont des zones blanches entre les nervures des feuilles.

Le zinc dans le sol est relativement immobile. Par conséquent, le lessivage n'est pas un problème. La disponibilité du zinc pour les plantes est réduite lorsque le pH du sol dépasse 9,0 et elle peut aussi être réduite lorsque la quantité de phosphore est trop élevée dans le sol.

Le zinc est aussi un élément essentiel pour les micro-organismes du sol.

Cuivre (Cu)

Le cuivre, après avoir été absorbé par les plantes, est utile pour la formation de la chlorophylle, le métabolisme, le développement des racines et la production d'acides aminés. Il aide aussi à prévenir la chlorose. On croit aussi que le cuivre pourrait posséder certaines caractéristiques de suppression des maladies.

Dans les sols bien aérés, le cuivre est disponible sous forme de Cu²⁺. La disponibilité du cuivre pour les plantes dépend de quelques facteurs, y compris :

le pH du sol — la mobilité du cuivre diminue à mesure que le pH monte
la texture du sol — il y a moins de cuivre assimilable dans les sols sablonneux
le pourcentage de matière organique — un sol à faible teneur en matière organique peut avoir moins de zinc disponible
les concentrations d'autres éléments nutritifs — des niveaux élevés de zinc, d'aluminium, de phosphore et de fer ont pour effet de réduire l'absorption de cuivre

Molybdène (Mo)

Le molybdène facilite la métabolisation de l'azote. Les plantes absorbent le molybdène du sol sous forme de MoO₄^2-. À la différence des autres oligo-éléments, la disponibilité du molybdène augmente à mesure que le pH du sol atteint ou dépasse 7,0. La disponibilité de cet élément ne dépend pas uniquement du pH du sol, mais aussi de sa teneur en humidité. Un sol affecté par la sécheresse ne contient pas beaucoup de molybdène disponible pour les plantes. Quand on procède à un épandage de phosphore, on favorise l'absorption de cet élément essentiel par les plantes.

Chlore (Cl)

Le chlore joue un rôle important dans l'activité stomatique et l'écoulement de l'eau, de même que pour la photosynthèse.

Dans la nature, on ne trouve le chlore que sous forme de chlorure (Cl^-), mais en grande quantité. Cet ion est très soluble, très mobile et facilement absorbé par les plantes. La disponibilité du chlorure pour les plantes n'est pas influencée par le pH du sol. L'accumulation du chlorure dans les plantes est affectée par les niveaux de nitrates et de sulfates. Un fort pourcentage de nitrates et de sulfates a pour effet de réduire la concentration de chlorure dans les plantes. Quand les plantes manquent de chlorure, on remarque une diminution de la croissance, le flétrissement de l'extrémité des feuilles et une chlorose générale.

Parmi les sources de chlore, on peut mentionner le chlorure de potassium.

Références :

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Raven, P.H., Evert, R.F., & Eichhor, S.E. (1992). Biology of Plants. (5 th Edition). New York, New York, USA: Worth Publishers.

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