Capsule scientifique: le transport de l’eau et des nutriments dans la plante

Julien F. Guertin, M. Sc.Conseiller en pépinière en formation et en R&D en entreprise, IQDHO

7 février 2019, Drummondville

Question initiale

Combien de personnes dans la salle ont eu des troubles avec leur irrigation à l’été 2018 ?

À quoi sert l’eau dans la plante ?

• Processus de la photosynthèse (et autres processus métaboliques)• Rigidité des tissus végétaux• Régulation de la température • Transport des éléments nutritifs

Notion 1 : Plasmolyse/turgescence

• Plasmolyse: Vacuoles se vident de leur eau par osmose. Entraîne le flétrissement de la plante.

• Turgescence: Vacuoles des cellules gonflées par l’eau

membrane plasmique

Paroi cellulaire

Vacuole

Notion 1 : Plasmolyse/turgescence

Notion 1 : Plasmolyse/turgescence

• Plasmolyse: Vacuoles se vident de leur eau par osmose. Entraîne le flétrissement de la plante.

• Turgescence: Vacuoles des cellules gonflées par l’eau

membrane plasmique

Paroi cellulaire

Vacuole

Mouvement de l’eau à travers la plante

Notion 2: Transpiration des plantes

• À masse égale, une plante transpire 17 fois plus qu’un homme !• Fonction:

• Entrée du CO2 dans la plante pour la photosynthèse• Refroidissement des tissus de la plante• Transport de l’eau et des nutriments dans la plante

Notion 2: Transpiration des plantes

• Facteurs morphologiques influençant la transpiration:• La cuticule (épaisseur)• Les stomates (quantité, ouverture/fermeture)

• Pertes d’eau• Concentration en CO2

• Lumière/obscurité • Température 

• Facteurs environnementaux influençant la transpiration:• Humidité (‐)• Vent (+)• Température (+)

Mouvement de l’eau à travers la plante

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

• Le xylème:• Transporte l’eau et les nutriments des racines jusqu’aux feuilles• Composé d’éléments de vaisseaux (cellules mortes formant un tuyau)• Composé de trachéides (surtout chez les conifères) 

• Vitesse de déplacement peut aller de 1m/h (pruches) à 44 m/h (érables) dépendamment des espèces

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

• Théorie de la cohésion‐tension (deux phénomènes)• Gradient du potentiel hydrique

• Perte d’eau par transpiration par les cellules

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

Stomate

Cellules

Xylème

Transpiration

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

• Théorie de la cohésion‐tension (deux phénomènes)• Gradient du potentiel hydrique

• Perte d’eau par transpiration par les cellules• Transport de l’eau des cellules voisines

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

Stomate

Cellules

Xylème

Transpiration

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

• Théorie de la cohésion‐tension (deux phénomènes)• Gradient du potentiel hydrique

• Perte d’eau par transpiration par les cellules• Transport de l’eau des cellules voisines• Mouvement de l’eau jusqu’aux vaisseaux conducteurs (xylème)

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

Stomate

Cellules

Xylème

Transpiration

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs Tension de la transpiration

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

• Théorie de la cohésion‐tension (deux phénomènes)• Gradient du potentiel hydrique

• Perte d’eau par transpiration par les cellules• Transport de l’eau des cellules voisines• Mouvement de l’eau jusqu’aux vaisseaux conducteurs (xylème)

• Cohésion de l’eau• Les molécules d’eau sont fortement attirées entre elles.

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs 

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs Tension de la transpiration

Cohésion des molécules d’eau

Notion 3: Transport dans les tissus conducteurs • On estime que la hauteur limite d’un arbre peut aller jusqu’à 122 à 130 m• Limité par ces deux phénomènes

Nicolas Authier, voyage en Colombie Britannique

JFG2

Diapositive 22

JFG2 Julien F. Guertin; 2019-02-06

Mouvement de l’eau à travers la plante

Notion 4: Mouvement dans les racines

• La théorie de la cohésion‐tension explique en majorité le mouvement• Poussée positive des racines:

Notion 4: Mouvement dans les racines

• La théorie de la cohésion‐tension explique en majorité le mouvement• Poussée positive des racines:

• Sécrétion d’ions positifs dans le xylème• Pénétration de l’eau par osmose dans le xylème à partir des racines• Montée de l’eau dans le xylème

En pépinière

• Étude comparant le stress hydrique d’Echinacea purpurea, Gaillardia aristata, Lavandula angustifolia, Leucanthemum x superbum, Penstemon barbatus et P. x mexicali.• Les plants de P. barbatus présentaient la meilleure résistance (fermeture des stomates)

• D’autres espèces avaient des traits facilitant leur résistance (surface, coloration et pubescence des feuilles)

Merci pour votre écoute !

Mario Comtois, IQDHO

Bibliographie

• CODER, K. D. 2012. Water&Trees: Understandings for Trees. University of Georgia. Warnell School of Forestry & Natural Ressources OutreachMonograph, 60p.

• Plant & Soil Sciences eLibrary. Transporation – Water Movement throughPlants. [En ligne] URL: https://passel.unl.edu/pages/informationmodule.php?idinformationmodule=1092853841&topicorder=3&maxto=8&minto=1

• RAVEN, P.H. EVERT, R.F. EICHHORN, S.E. 2008. Biologie végétale. 2ième

édition. De Boeck, Bruxelles, 733 p.• ZOLLINGER, N. KJELGREN, R. VERNY‐KOENIG, T. KOPP, K. KOENIG, R. 2006. Drought responses of six ornamental herbaceous perennials. ScientiaHorticulturae, 109:267‐274