Comment fonctionnent les racines des plantes

 

Vendredi 5 Février 2021


On a dit beaucoup de choses sur le fonctionnement des racines, beaucoup de choses fausses aussi, notamment on a décrit des comportements anthropomorphiques (des racines de plantes voisines peuvent s’entraider) qui ne sont pas recevables dans les sciences expérimentales. Il est vrai que cachées dans le sol, il est difficile de les observer sans modifier leur milieu naturel.

 Une grande fraction de la photosynthèse aérienne est transportée vers les racines qui sont à la fois réserve d’énergie et organes d’absorption des nutriments et de l’eau du sol. Pour cette dernière fonction la plante fabrique des racines ; y-a-t-il une limite à cette prolifération, autrement dit la plante fabrique-t-elle des racines pour préempter les ressources tant qu’il y en a ou se restreint-elle parce qu’il y a d’autres compétiteurs ou d’autres obstacles ?

Des chercheurs* ont travaillé sur un modèle dont nous allons énoncer les principales idées.

A mesure que l’extrémité absorbante d’une racine s’éloigne de l’axe de la tige, le coût d’absorption unitaire des nutriments par cette racine s’accroît. Dans le modèle proposé chaque individu maximise sa propre absorption par unité de coût. Si le coût est faible la plante émet beaucoup de racines, s’il est fort il diminue cette production. Pour une plante isolée, à partir d’une certaine distance entre le point d’insertion de la racine sur la tige et la pointe de la racine, le coût d’absorption unitaire devenant trop élevé on glisse d’une surproduction de racines vers une sous production. Globalement le système racinaire est dense au niveau du point d’insertion des racines sur la tige, il s’éclaircit lorsqu’on s’en éloigne. Lorsque deux plantes sont voisines, dès que les racines de chaque plante se rapprochent le coût unitaire d’absorption des nutriments s’accroît car respectivement elles épuisent les ressources locales, il existe un point S de l’espace où se produit, pour chaque plante, un glissement de surproduction de racines vers la sous production.       

Le modèle coopératif entre deux systèmes racinaires différents serait plus complexe car il faudrait que chaque plante reconnaisse les racines de la plante voisine (le non soi) et leur coût d’absorption à leur voisinage c’est pour cela que sa vraisemblance est faible.

Les auteurs ont testé expérimentalement leur hypothèse en observant le comportement racinaire de plantes cultivées seules ou confrontées à une plante voisine.

        . Pour une plante seule ils constatent, en accord avec leur hypothèse, un amas racinaire au voisinage du tronc. Très peu de racines s’éloignent de celui-ci (on observe d’ailleurs la même chose pour des vergers irrigués au goutte à goutte).

        . Quand deux plantes sont voisines, le système racinaire est dissymétrique ; surabondant près du tronc dans la partie opposée où les deux systèmes racinaires se confrontent, sous abondant dans l’espace de confrontation.

 Cette nouvelle présentation du comportement des racines devrait mieux guider les techniques agricoles.

 *Ciro Cabal et al. Science, 4 décembre 2020, N°6521, pp.1197-1199




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