LA NUTRITION MINERALE
Un sel minéral est la combinaison d’un cation et d’un anion donnant un sel de charge neutre. Ce sont
donc des ions. Quand un sel se dissout dans l’eau, anion et cation sont dissociés et entourés de
molécules d’eau.
ORIGINE DES SELS MINERAUX
A- Dans les conditions naturelles
La source principale de sels minéraux pour la plante est le sol, mais ils peuvent néanmoins avoir deux
origines.
1) Origine atmosphérique
Dans l’atmosphère, on trouve diverses molécules, formés par des sels minéraux. Ces particules sont
solides, gazeuses ou liquides, et leur présence est due à différents phénomènes se produisant à la
surface du globe. Voyons différents exemples.
Le volcanisme libère des particules gazeuses et des poussières qui peuvent circuler sur des centaines
de kilomètres grâce aux courants atmosphériques. L’érosion éolienne des sols pauvres en végétation
provoque aussi l’apparition de particules solides se déplaçant par les vents. Les incendies, qui
peuvent être d’origine naturelle ou humaine, envoient des cendres minérales dans l’air. Concernant
les sels sous forme liquide, ils sont relâchés par les industries, même si c’est de moins en moins le
cas, qui rejettent des polluants chimiques. Ceux-ci sont à l’origine des pluies acides. Pour finir, on a
aussi les embruns dans les zones proches de la mer, qui sont des microgouttelettes pleines d’ions, du
NaCl en particulier. Ces embruns sont à l’origine de l’enrichissement en sel des halosols.
Les particules retombent en général avec les pluies et enrichissent le sol en sels minéraux. Parfois,
elles retombent sur les feuilles des plantes, et ne sont que très peu absorbées.
2) Origine édaphique
a) La solution du sol
Elle est absorbée par la plante au niveau des poils absorbants des racines. La solution du sol est en
général, sauf dans les cas particuliers comme les halosols, très diluée. Les principaux cations qu’elle
contient sont Ca2+, Mg2+, K+, NH4+ (ammonium) et Na+. Les principaux anions sont Cl-, HCO3-
(bicarbonates), CO32-(carbonates), SO42- et des phosphates (H2PO4-, PO43-, HPO42-…).
,La composition est variable selon le type de sol et la géologie de la région. Par exemple, en
Champagne Ardennes, on a beaucoup de Ca2+ du fait de la craie, mais les halosols ont beaucoup de
Na+, les sols argileux d’Al3+…
b) Les grosses particules solides du sol
Ce sont les sables, les gravillons… Elles jouent un rôle plus ou moins indirect, car elles sont
progressivement et lentement dissoutes par les eaux des pluies. Cela enrichit la solution du sol. De
manière générale, les pluies sont légèrement acides, c’est pourquoi il y a dissolution, sur plusieurs
siècles. Par exemple, le CaCO3 (carbonate de calcium) se dissout très facilement à l’acide (bulles avec
vinaigre le montre bien). Cela libère du Ca2+ et du CO2.
c) Les colloïdes du sol
Ce sont les argiles comme on l’a vu dans la nutrition hydrique, mais aussi les colloïdes organiques
issus de l’humus (dégradation de la matière organique). Ce sont des macromolécules hydrophiles
pouvant être neutres ou chargées, selon qu’elles captent des ions du sol ou non. Cette capacité
s’appelle l’adsorption (on parle d’absorption pour les êtres vivants uniquement).
Prenons l’exemple d’un colloïde chargé négativement, comme de l’argile. Les cations adsorbés
peuvent s’échanger avec des cations de la solution du sol, pas forcément les mêmes. Les cations ainsi
libérés peuvent être absorbés par la plante, contrairement à ceux qui sont retenus par les colloïdes.
Ces derniers peuvent donc représenter un genre de réserve d’ions pour les plantes.
Les colloïdes organiques, qui viennent de l’humus, sont les acides humiques, les humines, etc. Ce
sont des chaînes carbonées, se repliant pour prendre la forme d’une pince à l’intérieur de laquelle
peut se fixer un ion de la solution du sol. C’est la chélation (de chélate, la pince). Le colloïde est le
chélateur, l’ion est l’ion chélaté, et l’ensemble forme le chélat.
, On a fait le constat suivant : un ion chélaté est plus facilement absorbé par la plante. Les ions
concernés par la chélation sont surtout le fer, le zinc, le cuivre, le calcium et le magnésium. Les
Hommes ont eu l’idée d’utiliser la chélation pour les cultures in vitro, c'est-à-dire pour faire pousser
des plantes dans des tubes, des boites… Le fer est difficile à absorber pour la plante, et pourtant
indispensable à la photosynthèse. En le mettant sous formé chélaté, on arrive à le faire rentrer dans
la plante. On a donc créé des chélateurs artificiels, comme l’EDTA (cf. poly).
B- Dans les conditions de culture
En conditions naturelles, les plantes absorbent l’eau et les sels minéraux dont elles ont besoin dans le
sol, mais finissent, au bout d’un temps plus ou moins long, par les rendre, lors des différents
processus de décomposition de la matière organique. Cela forme un cycle. Dans les conditions de
culture, les plantes absorbent également l’eau et les sels minéraux, mais la matière organique est
destinée à être exportée, partiellement ou complètement. Elle ne retourne pas au sol, ou pas
suffisamment, et celui-ci s’épuise.
Dans les cultures, on doit fournir le sol en matières minérales. Cela se fait par les engrais, on dit
qu’on réalise des fumures. Certains engrais sont très spécifiques, mais la plupart sont généraux,
composés de trois éléments : azote, phosphore, potassium (N, P, K) en proportions variables. Ces
éléments sont les plus importants pour la croissance de la plante, car si elle en manque, celle-ci est
mauvaise. Faire une fumure n’est pas du tout la même chose que faire un amendement, car l’un sert
à apporter des ions pour la nutrition minérale alors que l’autre améliore la structure du sol pour la
nutrition hydrique. Cela dit, on fait souvent les deux en même temps.
LES SELS MINERAUX DANS LA PLANTE
A- Composition minérale des végétaux
1) Méthodes d’étude
Les méthodes d’étude de la composition minérale des végétaux sont dites analytiques, car on à fait
des analyses chimiques sur la matière organique minéralisée dans les plantes. La minéralisation
naturelle étant un processus d’une certaine lenteur, on l’accélère par voie sèche, ou par voie humide.
La voie sèche consiste à faire une incinération, au cours de laquelle se dégagent des gaz tels que du
CO2, H2O, et des gaz azotés qui sont à récupérer. Il se forme aussi un résidu solide et incombustible :
les cendres (minérales). Grâce à l’utilisation de différents réactifs chimiques, on met en évidence les
différents éléments présents dans les cendres, préalablement dissoutes dans l’eau, et dans les gaz.
Un sel minéral est la combinaison d’un cation et d’un anion donnant un sel de charge neutre. Ce sont
donc des ions. Quand un sel se dissout dans l’eau, anion et cation sont dissociés et entourés de
molécules d’eau.
ORIGINE DES SELS MINERAUX
A- Dans les conditions naturelles
La source principale de sels minéraux pour la plante est le sol, mais ils peuvent néanmoins avoir deux
origines.
1) Origine atmosphérique
Dans l’atmosphère, on trouve diverses molécules, formés par des sels minéraux. Ces particules sont
solides, gazeuses ou liquides, et leur présence est due à différents phénomènes se produisant à la
surface du globe. Voyons différents exemples.
Le volcanisme libère des particules gazeuses et des poussières qui peuvent circuler sur des centaines
de kilomètres grâce aux courants atmosphériques. L’érosion éolienne des sols pauvres en végétation
provoque aussi l’apparition de particules solides se déplaçant par les vents. Les incendies, qui
peuvent être d’origine naturelle ou humaine, envoient des cendres minérales dans l’air. Concernant
les sels sous forme liquide, ils sont relâchés par les industries, même si c’est de moins en moins le
cas, qui rejettent des polluants chimiques. Ceux-ci sont à l’origine des pluies acides. Pour finir, on a
aussi les embruns dans les zones proches de la mer, qui sont des microgouttelettes pleines d’ions, du
NaCl en particulier. Ces embruns sont à l’origine de l’enrichissement en sel des halosols.
Les particules retombent en général avec les pluies et enrichissent le sol en sels minéraux. Parfois,
elles retombent sur les feuilles des plantes, et ne sont que très peu absorbées.
2) Origine édaphique
a) La solution du sol
Elle est absorbée par la plante au niveau des poils absorbants des racines. La solution du sol est en
général, sauf dans les cas particuliers comme les halosols, très diluée. Les principaux cations qu’elle
contient sont Ca2+, Mg2+, K+, NH4+ (ammonium) et Na+. Les principaux anions sont Cl-, HCO3-
(bicarbonates), CO32-(carbonates), SO42- et des phosphates (H2PO4-, PO43-, HPO42-…).
,La composition est variable selon le type de sol et la géologie de la région. Par exemple, en
Champagne Ardennes, on a beaucoup de Ca2+ du fait de la craie, mais les halosols ont beaucoup de
Na+, les sols argileux d’Al3+…
b) Les grosses particules solides du sol
Ce sont les sables, les gravillons… Elles jouent un rôle plus ou moins indirect, car elles sont
progressivement et lentement dissoutes par les eaux des pluies. Cela enrichit la solution du sol. De
manière générale, les pluies sont légèrement acides, c’est pourquoi il y a dissolution, sur plusieurs
siècles. Par exemple, le CaCO3 (carbonate de calcium) se dissout très facilement à l’acide (bulles avec
vinaigre le montre bien). Cela libère du Ca2+ et du CO2.
c) Les colloïdes du sol
Ce sont les argiles comme on l’a vu dans la nutrition hydrique, mais aussi les colloïdes organiques
issus de l’humus (dégradation de la matière organique). Ce sont des macromolécules hydrophiles
pouvant être neutres ou chargées, selon qu’elles captent des ions du sol ou non. Cette capacité
s’appelle l’adsorption (on parle d’absorption pour les êtres vivants uniquement).
Prenons l’exemple d’un colloïde chargé négativement, comme de l’argile. Les cations adsorbés
peuvent s’échanger avec des cations de la solution du sol, pas forcément les mêmes. Les cations ainsi
libérés peuvent être absorbés par la plante, contrairement à ceux qui sont retenus par les colloïdes.
Ces derniers peuvent donc représenter un genre de réserve d’ions pour les plantes.
Les colloïdes organiques, qui viennent de l’humus, sont les acides humiques, les humines, etc. Ce
sont des chaînes carbonées, se repliant pour prendre la forme d’une pince à l’intérieur de laquelle
peut se fixer un ion de la solution du sol. C’est la chélation (de chélate, la pince). Le colloïde est le
chélateur, l’ion est l’ion chélaté, et l’ensemble forme le chélat.
, On a fait le constat suivant : un ion chélaté est plus facilement absorbé par la plante. Les ions
concernés par la chélation sont surtout le fer, le zinc, le cuivre, le calcium et le magnésium. Les
Hommes ont eu l’idée d’utiliser la chélation pour les cultures in vitro, c'est-à-dire pour faire pousser
des plantes dans des tubes, des boites… Le fer est difficile à absorber pour la plante, et pourtant
indispensable à la photosynthèse. En le mettant sous formé chélaté, on arrive à le faire rentrer dans
la plante. On a donc créé des chélateurs artificiels, comme l’EDTA (cf. poly).
B- Dans les conditions de culture
En conditions naturelles, les plantes absorbent l’eau et les sels minéraux dont elles ont besoin dans le
sol, mais finissent, au bout d’un temps plus ou moins long, par les rendre, lors des différents
processus de décomposition de la matière organique. Cela forme un cycle. Dans les conditions de
culture, les plantes absorbent également l’eau et les sels minéraux, mais la matière organique est
destinée à être exportée, partiellement ou complètement. Elle ne retourne pas au sol, ou pas
suffisamment, et celui-ci s’épuise.
Dans les cultures, on doit fournir le sol en matières minérales. Cela se fait par les engrais, on dit
qu’on réalise des fumures. Certains engrais sont très spécifiques, mais la plupart sont généraux,
composés de trois éléments : azote, phosphore, potassium (N, P, K) en proportions variables. Ces
éléments sont les plus importants pour la croissance de la plante, car si elle en manque, celle-ci est
mauvaise. Faire une fumure n’est pas du tout la même chose que faire un amendement, car l’un sert
à apporter des ions pour la nutrition minérale alors que l’autre améliore la structure du sol pour la
nutrition hydrique. Cela dit, on fait souvent les deux en même temps.
LES SELS MINERAUX DANS LA PLANTE
A- Composition minérale des végétaux
1) Méthodes d’étude
Les méthodes d’étude de la composition minérale des végétaux sont dites analytiques, car on à fait
des analyses chimiques sur la matière organique minéralisée dans les plantes. La minéralisation
naturelle étant un processus d’une certaine lenteur, on l’accélère par voie sèche, ou par voie humide.
La voie sèche consiste à faire une incinération, au cours de laquelle se dégagent des gaz tels que du
CO2, H2O, et des gaz azotés qui sont à récupérer. Il se forme aussi un résidu solide et incombustible :
les cendres (minérales). Grâce à l’utilisation de différents réactifs chimiques, on met en évidence les
différents éléments présents dans les cendres, préalablement dissoutes dans l’eau, et dans les gaz.
