Autres éléments
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Le calcium est un élément nutritif indispensable aux végétaux.
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Le calcium - Ca
Le rôle du calcium dans les plantes
Le calcium est un élément nutritif indispensable aux végétaux. Généralement abondant dans le sol, il est prélevé sous forme du cation Ca++ par les racines. Ses fonctions principales sont de :
- participer à la constitution des parois cellulaires des plantes en les rigidifiant
- activer différentes enzymes dont la nitrate réductase assurant la réduction du nitrate en ammonium dans les feuilles
- favoriser la croissance des jeunes racines en synergie avec les autres éléments
Contrairement au potassium, le calcium est moins mobile dans la plante. Son transfert à des organes de réserve ou des zones de croissance peut être trop lent et induire des symptômes de carencecarenceDéfinition: Absence, présence insuffisante ou défaut d’assimilabilité d’un élément indispensable à la vie végétale. On distingue habituellement : carence vraie et carence conditionnée ou induite....
localisés. Pour pallier ce problème nutritionnel, une fertilisation foliaire est parfois nécessaire.
Paroi pectocellulosique
Source : Wikimedia Commons
Le rôle du calcium chez les animaux et les hommes
Le calcium joue un rôle essentiel dans la constitution des os (le squelette renferme 99 % du calcium présent dans l'organisme soit plus d'1 kg de Ca chez l'adulte). Ce calcium contribue à la solidité des os et des dents. A long terme la déficience en calcium ou sa mauvaise fixation entraîne une minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
insuffisante des os (rachitisme) ou une perte de substance osseuse (ostéoporose).
L'ion calcium (Ca++) agit aussi comme un modérateur de l'excitabilité neuromusculaire ; il participe à l'absorption des nutriments en modifiant la perméabilité cellulaire ; sa présence est indispensable pour la coagulation du sang.
Le magnésium – Mg
Le rôle du magnésium dans les plantes
Le magnésium est, avec l'azote, le composant essentiel du noyau de la chlorophyllechlorophylleDéfinition: La chlorophylle est le pigment photosynthétique le plus commun du règne végétal ; il est présent chez tous les végétaux aquatiques et terrestres. Ce pigment, situé dans les chloroplastes des cellules végétales, intervient dans la photosynthèse pour intercepter l'énergie lumineuse, première étape dans la conversion de cette énergie en énergie chimique....
, une protéine complexe. Il a de très nombreuses autres fonctions dans la plante.
Le magnésium agit également au niveau:
- de l'activation de nombreuses enzymes,
- de la synthèse des protéines et des sucres et leur chargement dans le phloème,
- du métabolismemétabolismeDéfinition: Ensemble des réactions chimiques de transformation de matière et d'énergie, catalysées par des enzymes, qui s'accomplissent dans toutes les cellules d'un organisme vivant, animal ou végétal, et comprenant des réactions de synthèse (anabolisme) et des réactions de dégradation (catabolisme)....
du phosphore, - de la pression osmotique intracellulaire avec le potassium et la rigidité des parois cellulaires avec le calcium qui maintiennent le port de la plante.
Le magnésium est absorbé par les racines sous forme du cation Mg++. C'est un composant avec l'azote de la chlorophyllechlorophylleDéfinition: La chlorophylle est le pigment photosynthétique le plus commun du règne végétal ; il est présent chez tous les végétaux aquatiques et terrestres. Ce pigment, situé dans les chloroplastes des cellules végétales, intervient dans la photosynthèse pour intercepter l'énergie lumineuse, première étape dans la conversion de cette énergie en énergie chimique....
, une protéine complexe avec un noyau de magnésium mais il a d'autres fonctions très nombreuses dans plante.
La quantité de magnésium absorbée est 4 à 5 fois moins importante que celle du potassium. Il est par ailleurs moins facilement absorbé par les racines que le potassium.
La concurrence entre Mg++ et K+ s'exprime aussi dans les transferts au sein de la plante. La teneur des feuilles en Mg++ diminue quand l'absorption de potassium augmente.
C'est pourquoi il est nécessaire de considérer ensemble ces deux éléments en exprimant le ratio K / Mg pour l'interprétation des analyses de plantes.
Molécule de chlorophyllechlorophylleDéfinition: La chlorophylle est le pigment photosynthétique le plus commun du règne végétal ; il est présent chez tous les végétaux aquatiques et terrestres. Ce pigment, situé dans les chloroplastes des cellules végétales, intervient dans la photosynthèse pour intercepter l'énergie lumineuse, première étape dans la conversion de cette énergie en énergie chimique....
Le rôle du magnésium chez les animaux et les hommes
Le magnésium chez l'homme ou l'animal joue un rôle important dans de nombreuses réactions enzymatiques et dans la synthèse des protéines. Il agit comme un protecteur de l'influx nerveux dans le système neuromusculaire. Les céréales, les fruits et légumes et les produits animaux représentent les principales sources du magnésium dans l'alimentation.
L'hypomagnésémie est diagnostiquée chez les ruminants lorsque la teneur du Mg dans le plasma sanguin chute en dessous de 1 mg / 100 ml. Le risque de tétanie musculaire est important et souvent associé à la période de la mise à l'herbe notamment pour les vaches laitières.
Ce risque peut être évité par :
- La fertilisation en modérant les apports de potassium avant la mise à l'herbe et en y associant du magnésium.
- La distribution d'un fourrage conservé en complément du pâturage.
- L'apport d'un complément minéral ou de pierres à lécher comportant du magnésium.
Fiche FERTI-pratiques n°19 : magnésium ▶ Télécharger
Le soufre - S
Le soufre et la vie
Le soufre est le constituant de trois des vingt acides aminés indispensables à la formation des protéines : la méthionine, la cystéine et l'homocystéine. La méthionine fait partie des huit acides aminés essentiels pour l'homme car son organisme ne peut pas la synthétiser en quantité suffisante. Il doit donc la trouver dans les produits végétaux et animaux de son alimentation.
Molécule de méthionine
Source Wikipedia
Le rôle du soufre dans les plantes
Les plantes absorbent le soufre par leurs racines sous forme de sulfate SO4--.
Elles en ont besoin très tôt car cet élément est indispensable à la synthèse des protéines et notamment à la formation de la chlorophyllechlorophylleDéfinition: La chlorophylle est le pigment photosynthétique le plus commun du règne végétal ; il est présent chez tous les végétaux aquatiques et terrestres. Ce pigment, situé dans les chloroplastes des cellules végétales, intervient dans la photosynthèse pour intercepter l'énergie lumineuse, première étape dans la conversion de cette énergie en énergie chimique....
dans les feuilles (S entre dans la composition de 3 acides aminés essentiels). Ces acides aminés soufrés interviennent dans l'architecture de protéines complexes qu'on trouve par exemple dans le grain de blé (gliadines, gluténines).
La déficience en soufre induit un symptôme de jaunissement des feuilles comme pour l'azote puisqu'il se forme moins de chlorophyllechlorophylleDéfinition: La chlorophylle est le pigment photosynthétique le plus commun du règne végétal ; il est présent chez tous les végétaux aquatiques et terrestres. Ce pigment, situé dans les chloroplastes des cellules végétales, intervient dans la photosynthèse pour intercepter l'énergie lumineuse, première étape dans la conversion de cette énergie en énergie chimique....
. Elle peut aussi affecter la teneur et la composition en protéines des céréales ou d'autres récoltes.
Le rôle du soufre chez les animaux et les hommes
Comme pour les végétaux, le soufre, chez les animaux est un constituant des protéines. Dans la trame osseuse, il permet de constituer, avec les brins de collagène, une grille sur laquelle la vitamine K, le phosphore et le magnésium pourront être déposés.
Fiche FERTI-pratiques n°03 : soufre ▶ Télécharger
Le chlore – Cl
Les besoins de la plante
Les racines absorbent facilement le chlore sous forme de l'anion Cl- et celui-ci est très mobile dans la plante. Le chlore favorise l'hydratation des tissus et son absorption s'accompagne d'une diminution de la teneur en matière sèche dans les organes récoltés (ex : tubercule de pomme de terre). Le chlore est nécessaire à la photosynthèsephotosynthèseDéfinition: La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles, en présence de sels minéraux, avec libération d'oxygène, afin de produire des glucides....
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Récemment, des situations de carencecarenceDéfinition: Absence, présence insuffisante ou défaut d’assimilabilité d’un élément indispensable à la vie végétale. On distingue habituellement : carence vraie et carence conditionnée ou induite....
sur céréales ont été identifiées dans les états les plus continentaux de l'Amérique du Nord, loin des côtes océaniques. Les apports de chlore au sol par les eaux de pluie et d'irrigation et par les engrais (le chlorure de potassium en contient 47%) suffisent à assurer les besoins en chlore des plantes, bien que cet anion soit facilement lixiviable.
Les seuils de toxicité au chlore sont très variables : les plantes chlorophobes telles que les petits fruits, les agrumes et certains légumes sont sensibles à un excès de chlore au contraire des plantes chlorophiles (betterave, chou, carotte,…) enfin beaucoup d'autres espèces comme les céréales sont indifférentes au chlore.
Les besoins chez l'homme et l'animal
Chez l'homme et l'animal, la carencecarenceDéfinition: Absence, présence insuffisante ou défaut d’assimilabilité d’un élément indispensable à la vie végétale. On distingue habituellement : carence vraie et carence conditionnée ou induite....
n'est pas signalée. L'apport de chlorure de sodium constitue à lui seul une source importante de chlore dans l'alimentation.
Le sodium – Na
Les besoins de la plante
Il est absorbé sous forme du cation Na+ en quantités qui peuvent être de plusieurs kg/ha pour certaines espèces cultivées comme la betterave. Son rôle est mineur chez les plantes en comparaison de ceux des autres cations potassium et magnésium. Il contribue avec le potassium à maintenir la turgescence des cellules mais ne peut pas le remplacer dans d'autres fonctions métaboliques plus spécifiques. Il active aussi certaines enzymes.
L'excès de sodium perturbe la nutrition des plantes en élevant la salinité de l'eau du sol. Cette situation est observée en France dans certains sols salés en bord de mer ou après un accident de submersion des terres par l'océan. Sous climat aride, c'est la forte évaporation qui contribue à remonter et à accumuler le sodium à la surface du sol et à élever la salinité.
Les besoins chez l'homme et l'animal
Le sodium est le principal cation présent dans le sang et dans les autres liquides extracellulaires chez l'homme et chez l'animal. Régulé en permanence par l'organisme (mécanisme d'homéostasie) sa concentration dans le plasma contrôle la pression sanguine et l'équilibre acido-basique.
Chez les ruminants, la carencecarenceDéfinition: Absence, présence insuffisante ou défaut d’assimilabilité d’un élément indispensable à la vie végétale. On distingue habituellement : carence vraie et carence conditionnée ou induite....
en sodium provoque la perte d'appétit entraînant une baisse de la production laitière, une perte de poids et des problèmes de fertilité. L'apport de sel (chlorure de sodium) corrige aisément cette carencecarenceDéfinition: Absence, présence insuffisante ou défaut d’assimilabilité d’un élément indispensable à la vie végétale. On distingue habituellement : carence vraie et carence conditionnée ou induite....
qui peut se produire à la mise à l'herbe lorsque celle-ci est jeune et pauvre en sodium.
Chez l'homme, l'abondance du sel dans l'alimentation moderne entraîne un excès de sodium, une des causes de l'hypertension artérielle. A noter que le potassium joue un rôle identique sur la pression osmotique intracellulaire. C'est donc en rétablissant un équilibre entre le sodium et le potassium (moins de sodium et plus de potassium généralement) que l'on peut diminuer le risque d'hypertension. Pour cela il est recommandé de réduire le sel ajouté et d'augmenter la consommation de fruits riche en K+ et pauvre en Na+.
Le silicium – Si
Les besoins de la plante
L'absorption se fait sous forme de l'anion silicate SiO4- - - - venant de l'acide silicique Si(OH)4. La teneur en silicium varie très fortement selon les espèces. Les graminées accumulent le silicium dans les parties aériennes qui peuvent avoir des teneurs dix fois plus élevées que celles des espèces légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s et plus largement des dicotylédones. Le riz est l'espèce la plus accumulatrice mais on peut citer aussi la canne à sucre et sous notre climat, les orges et l'avoine. Le silicate tend à se fixer sous forme de silice solide SiO2 dans les parois cellulaires et dans les cellules épidermiques des feuilles, des tiges et des inflorescences.
Les rôles du silicium ne sont pas tous éclaircis. Chez les graminées, il contribue à :
- la rigidité des parties aériennes par l'épaississement des parois pecto-cellulosiques ;
- la régulation d'autres éléments limitant leur risque de toxicité (excès de fer ou de manganèse) ;
- la résistance à la pénétration des hyphes de champignons parasites ;
- l'inappétence des tissus végétaux pour les insectes par un effet de barrière physique.
La biodisponibilitébiodisponibilitéDéfinition: Caractéristique d’une espèce chimique présente dans le sol lui conférant la possibilité d’être absorbée par une culture....
du silicate augmente en sols acides mais diminue avec l'abondance des oxydes de fer et de manganèse dans le sol. Il n'existe pas de seuil connu de carencecarenceDéfinition: Absence, présence insuffisante ou défaut d’assimilabilité d’un élément indispensable à la vie végétale. On distingue habituellement : carence vraie et carence conditionnée ou induite....
ou de toxicité pour les espèces cultivées sous nos climats.
Les besoins chez l'homme et l'animal
Chez l'homme, le silicium joue un rôle dans la formation de l'os ainsi qu'au niveau des cartilages, des ligaments et de la croissance des phanères (cheveux, ongles, dents). Cependant l'assimilation de cet élément est encore mal comprise. Dans un avis de 2011, l'EFSA (European Food Safety Agency, avis 2011;9(6): 2259) constate qu'il n'est pas démontré scientifiquement que l'apport de silicium en compléments alimentaires puisse avoir un effet sur ces processus de formation et de croissance des phanères. L'excès de silicium peut au contraire provoquer l'apparition de calculs rénaux.