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Titre : | Etude de limpact de la fertilisation long terme sur la dynamique sol-plante du silicium |
Auteurs : | Baptiste MINGERS, Auteur ; Jean-Thomas Cornelis, Promoteur |
Type de document : | Travail de fin d'études |
Editeur : | Bruxelles : Institut Paul Lambin, 2021 |
Langues: | Français |
Index. décimale : | TFE - Chimie |
Mots-clés: | fertilisation ; Silicium ; stress ; nutriments ; agriculture ; sol ; plantes ; carboxylates |
Résumé : |
Le silicium (Si) a longtemps été mis de côté, dans la recherche sur la nutrition des plantes, car il nest pas considéré comme « essentiel » à leurs développements/croissances (Coskun et al. 2019 New Phytologist). Il a cependant été prouvé que le Si était utile à la plante, notamment pour lutter contre de nombreux stress biotiques et abiotiques, mais aussi stimuler leurs croissances (Cooke J. & Leishman M.R. 2011). Il est donc important de comprendre les mécanismes qui contrôlent labsorption de Si par les plantes. Il faut savoir, que même si le silicium est très abondant dans le sol, cela ne veut pas dire quil est disponible pour la plante. En effet, le silicium disponible pour la plante est sous forme dissoute (acide orthosilicique ; H4SiO4). Ce pool de Si est celui qui est biodisponible (DSi = dissolved Si). Son absorption permet, entre autres, à la plante de réduire le stress hydrique, de lutter contre les
attaques dherbivores, daméliorer la rigidité de la feuille et donc dinfluencer la photosynthèse, etc (Nelson et al. 1995 ; Nelson & Dorth 1996 ; Harrison 2000 ; Tréguer & Pondaven 2000 ; Ambrust 2009). Sachant que 4 des 8 espèces les plus cultivées dans le monde assimilent beaucoup de silicium et que cet élément permet de nettement améliorer les rendements, il est important de comprendre comment les facteurs du milieu influencent son accumulation par les plantes (Gruntzer F. & Keller C. & Meunier J-D. 2011). La fertilisation NPK est une pratique très commune dans le monde mais on ne connaît pas son influence sur la dynamique sol/plante du Si. Pour essayer de comprendre si le type de fertilisation a un effet sur la concentration en Si disponible dans le sol, les analyses seront faites sur 5 parcelles différentes, représentant 5 modalités de fertilisation différentes. La fertilisation azotée et phosphopotassique (NPK), fertilisation phosphopotassique (PK), fertilisation azotée et potassique (NK), fertilisation azotée et phosphatée (NP) et aucune fertilisation (O). Des preuves récentes suggèrent que le stress en P (qui est important dans de nombreux sols) induirait une augmentation des concentrations en Si foliaires pour certains individus (Minden et al. 2020), ou dans certains écosystèmes pauvres en P (de Tombeur et al. 2020 Science). Les carboxylates, qui sont émis par les plantes en situation de stress en P pourraient mobiliser du Si par chélation, ce qui expliquerait cette augmentation, mais ce nest pas encore prouvé. Cest pourtant dune grande importance, car le stress en P est important dans plein de sols agricoles à travers le monde (Lambers et al. 2020), et le Si permet aux plantes de mieux lutter contre de nombreux stress (Cooke J. & Leishman M. R. 2016), dont celui en nutriment. Afin de connaître la concentration en Si biodisponibles pour les plantes, une extraction cinétique est nécessaire. Ensuite, sur base de différents types de sols, nous avons procédé à une étude de leffet des carboxylates sur le relargage du Si disponible dans le sol. Pour mener cette étude à bien, les 3 carboxylates les plus présents dans le sol seront utilisés à différentes concentrations, ceci ayant comme but de voir un réel effet entre le relargage du Si et la concentration en carboxylates. Pour finir, il est également important de connaître le Si total dans la plante, pour cela nous procédons à une fusion alcaline. Suite à lextraction cinétique, on remarque que notre fertilisation 0 relargue beaucoup plus de Si, que les autres modalités. En ce qui concerne létude des carboxylates, les résultats de leffet long terme sont difficiles à interpréter cependant ceux sur le mélange quartz/phytolithes, nous montre quil y a clairement un effet de la concentration en carboxylates sur le Si relargué dans le sol. Pour ce qui est de la fusion alcaline, nous observons également que le Si augmente dans les plantes sans fertilisation (sol 0), comme il était possible de sy attendre. On peut donc en conclure, quil y a bel et bien un effet des modalités sur le Si, que les plantes développent des stratégies lorsquelles sont en situation de stress en nutriments. Plusieurs perspectives sont possibles pour la suite, comme reproduire la même manipulation que pour les carboxylates mais sur dautres exsudats racinaires, sintéresser à une plante en association avec un champignon et observer si il y a un effet bénéfique pour la plante en stress de nutriments, etc. Pour conclure, les résultats sont convaincants et lesssai long terme peut être une source importante dinformations pour découvrir comment la fertilisation impacte la dynamique sol/plante sur le Si. |
Accès : | Identifiez-vous avant d'accéder au document électronique |
Disponible en ligne : | Oui |
Lieu du stage : | Université de Liège, Gembloux |
Département : | Chimie |
Documents numériques (1)
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