3) Comment les engrais agissent sur les plantes.

• Le rôle de la fertilisation dans la croissance des plantes

   L’engrais est souvent assimilé à une sorte de nutrition pour les plantes, pourtant les vraies nourritures des plantes sont le gaz carbonique et l’eau. Ces deux matières de bases avec l’énergie de la lumière solaire sont converties en sucres et en hydrates de carbone qui sont l’aliment des plantes. L’engrais est plus comparable aux vitamines. L’azote, le phosphore et le potassium et d’autres oligo-éléments sont nécessaires à la division cellulaire et à l’élaboration des enzymes qui permettent la photosynthèse et la croissance. La quantité de ces éléments qu’une plante utilise pour sa croissance est plutôt petite, seulement quelques pour-cent du poids de ces tissus secs ?

L’azote, N, est en partie responsable de la couleur verte des feuilles et de l’allongement et de la quantité des nouvelles pousses. Il agit sur la taille des feuilles et la longueur des entre nœuds.  L’azote est nécessaire à l’élaboration des protéines et à la division cellulaire.

Le phosphore, P, est aussi nécessaire pour la division cellulaire et est un constituant indispensable de l’ADN, l’ARN et ses matières grasses. Il donne une couleur vert foncé aux feuilles. Il permet une bonne croissance des racines et la floraison.

Le potassium, K, active quelques enzymes de la cellule et provoque une activité cellulaire qui maintient la plante en bonne santé. Un manque de potassium peut provoquer une chlorose sur le bord des feuilles.

• L’assimilation des engrais

Dans la nature les plantes absorbent de très petites quantités de fertilisants présents dans le sol et l’eau. L’origine de ces éléments est le processus de recyclage. Le phosphore et le potassium sont des éléments minéraux et sont aussi libérés par certains types de roches. L’azote est un gaz présent dans l’atmosphère et peut être « fixé » ou convertit sous une forme soluble assimilable par l’action de certains micro-organismes. L’azote peut aussi être fixé par l’action de la lumière, dissous dans l’eau de pluie et entraîné dans la terre.

L’absorption des fertilisants par les plantes est faite principalement par les racines. L’écoulement de l’eau dans la terre crée une solution contenant N, P, K et les autres éléments nécessaires en les dissolvant du sol. Les racines des plantes absorbent cette solution par osmose, la solution du sol, moins concentrée, traverse leur membrane vers la solution plus concentrée dans leur cellule. Ce procédé permet à l’eau et aux fertilisants d’être pompés à de grandes distances de la plante.

Les plantes peuvent aussi absorber l’engrais par leur feuillage. Toutefois c’est une pratique trop utilisée pour la fertilisation des plantes. L’absorption principale se fait par les racines. L’alimentation par le feuillage peut être bénéfique pour un nombre limité de déficiences nutritionnelles comme le calcium.

Quand on fertilise les plantes on les approvisionne avec une solution artificielle. On fabrique cette solution soit en dissolvant des sels fertilisants dans de l’eau ou en répandant des engrais solides sur le sol et en les arrosant. Dans chaque cas, les éléments nutritifs finissent dans le sol et sont absorbés par les racines.

Pourquoi doit-on fertiliser quand la nature ne le fait pas ?

La réponse à cette question se trouve dans les terres que nous utilisons pour le jardinage en pot, qui est une pratique totalement artificielle. Les plantes qui poussent en pleine terre peuvent supporter des sols dont la granulométrie est beaucoup plus fine  que celles qui sont en pots. C’est parce que les mécanismes de drainage et d’aération sont différents en pot qu’en pleine terre. Des sols lourds retiennent les engrais bien mieux, ainsi de plus petites quantités sont nécessaires. Les plantes en pot ont besoin de sols bien plus poreux que celles qui sont en pleine terre pour permettre un drainage et une aération convenable. Ces sols « légers » sont très pauvres et retiennent mal les éléments nutritifs. Il y a aussi le facteur limitant du volume de terre dans un pot.

Dans cet environnement complètement artificiel de la croissance en pot, il est donc nécessaire de fournir des apports réguliers de fertilisants dans le sol pour maintenir la santé et la croissance de la plante.

• Fixation d’un composant principal des engrais : l’azote.

Présentation

La fixation de l’azote est le  processus biologique par lequel l’azote atmosphérique est transformé en ammoniac, essentiel à la croissance des plantes. Les plantes ont en effet besoin d’azote comme nutriment pour la construction de certaines molécules biologiques (en particulier les acides aminés). Cependant, elles ne sont pas capables de fixer directement l’azote atmosphérique : seules quelques espèces de procaryotes (des bactéries) sont capables de le convertir sous une forme qui soit assimilable pour les végétaux et les champignons, c’est-à-dire l’ammoniac.

Espèces fixatrices

Les cyanobactéries, qui vivent dans l’eau douce ou de mer, fixent l’azote nécessaire aux plantes marines. Sur terre, les bactéries qui vivent libres dans le sol ne fixent que l’azote qui leur est nécessaire. Lors de la mort cellulaire, elles rejettent dans la terre des acides aminés qui contiennent de l’azote, mais cette source est largement insuffisante pour les besoins des plantes.

Il existe cependant des bactéries symbiotiques qui transmettent aux plantes 90% de l’azote qu’elles fixent. Le genre Rhizobium en fait partie : ces bactéries sont associées aux racines des légumineuses (pois, trèfle, luzerne ou soja) ou des arbres tropicaux, à l’intérieur de petites excroissances appelées nodules, ou nodosités. D’autres bactéries qui fixent l’azote (cyanobactéries terrestres) vivent en symbiose avec des champignons ou des fougères dans des nodules similaires.

Utilité :

La fixation d’azote est fondamentale pour la pérennité du monde vivant. En formant de l’ammoniac à partir d’azote, ces bactéries alimentent en permanence le cycle de l’azote. Des terres stériles sont, grâce à elles, colonisées par des plantes, puis par des animaux, et un biotope peut alors se créer : en d’autres termes, la fixation de l’azote permet la colonisation de la terre par le vivant.