COURS DE PHYSIOLOGIE VEGETALE TD NUTRITION AZOTEE Prof. H. ZAID Mars, 2012

Le cycle de l’azote

Le cycle de l’azote Ammonification Nitrification Dénitrification Assimilation du nitrate Assimilation de l’ammonium Fixation de l’azote 3

Le cycle de l’azote (suite) Ammonification Décomposition de la matière organique (animaux, végétaux) Obtention de l’ammoniac Agents responsables: Bactéries, Eucaryotes Devenir de l’ammoniac - Absorption par les Plantes - Dégagement dans l’atmosphère - Assimilation par les Micro-organismes - Fixation par les argiles ou la Mat. Org. - Nitrification 4

Nitrification Nitrosomonas NH4+ + 3/2O2 __________ NO2- + 2H+ + H20 DG’0 = -65 à -84 Kcal Nitrobacter  NO2- + 1/2O2 _______________ NO3- DG’0 = -17 à -19 Kcal 5

Conséquences agronomiques Sol bien aéré Bonne réserve en eau Bonne température ambiante pH optimum entre 7 et 8 Conditions d’un sol fertile 6

Dénitrification NO3- NO2- NO N2O N2 +5 +3 +2 +1 0 7

Assimilation du nitrate NR NO3- + 2H+ + 2e- NO2- + H2O  NiR  NO2- + 6H+ + 6e- NH3 + H2O +OH- ____________________________________ NO3- + 8H+ + 8e- NH3 + 2H2O +OH- 8

Fixation de l’azote N2 N2H2 N2H4 2 NH3 Triple liaison difficile à casser N2 est une molécule inerte chimiquement Le fixation biologique de l’azote est l’œuvre de cellules procaryotes. 9

Les 3 paradoxes de la nutrition azotée !! Le paradoxe 1 concerne l’azote atmosphérique N2 Le paradoxe 2 concerne l’azote minéral NO3 / NH4 Le paradoxe 3 concerne l’azote organique (plantes insectivores) 10

N2 (78% de l’atmosphère) non utilisable par les plantes Le 1er paradoxe !! N2 (78% de l’atmosphère) non utilisable par les plantes CO2 (0,03 % de l’atmosphère) utilisable par toutes les plantes chlorophylliennes. 11

Le 2ème paradoxe !! Nutritions nitrique et ammoniacale La nutrition ammoniacale épargne à la plante une dépense énergétique d’environ 15ATP par ion nitrate réduit (en ammoniac). On a pensé que cette épargne énergétique serait bénéfique à la plante. 12

Les résultats expérimentaux (comparaison des bilans des nutritions nitrique et ammoniacale) contredisent cette hypothèse. 13

Nécessité de neutralisation des ions OH- Notion de « pH stat » Au niveau des racines, il y a expulsion des ions OH- dans la rhizosphère. Au niveau foliaire, les ions OH- produits provoquent une élévation pH cellulaire. Nécessité de neutralisation des ions OH- 14

Activation de la PEP Carboxylase. Formation d’OAA Activation de la MDH (Malate Dehydrogenase). Formation de Malate Lorsque le pH baisse: Activation de l’EM (Enzyme Malique). Formation de Pyruvate 15

Relation Puits/Source Le chloroplaste = organite source (lieu de synthèse de sucres et d’énergie) Le cytoplasme = milieu puits (lieu de consommation d’énergie) 16