« Éléments-traces », « quantités infimes », « faibles doses »… L’évocation des oligo-éléments pourrait laisser à penser que ces éléments sont anecdotiques. Les oligo-éléments ont d’ailleurs longtemps été laissés dans l’ombre des macronutriments comme l’azote, le phosphore et le potassium. Pourtant, à mesure que progressent nos connaissances sur ces éléments dits « secondaires », leur intérêt pour les cultures se confirme.

 

Oligo-éléments en agriculture : insaisissables, mais essentiels

 

Le préfixe grec oligo- désigne un petit nombre. Les oligo-éléments sont assimilés aux éléments traces, c’est-à-dire présents en faibles quantités dans l’environnement. Ils sont issus de la dégradation de la roche-mère ou liés aux activités humaines, ce qui explique des teneurs très variables d’un sol à l’autre.

Une composante du raisonnement de la fertilisation

Un oligo-élément est considéré comme essentiel au métabolisme dès lors qu’une déficience induit un trouble fonctionnel. Ils sont nécessaires aux êtres vivants, mais à faible dose.
Au-delà d’un certain seuil, ils peuvent même se révéler toxiques. Six oligo-éléments sont communément reconnus comme essentiels aux plantes : le fer, le cuivre, le molybdène, le manganèse, le zinc et le bore.

Les besoins des plantes cultivées en oligo-éléments varient considérablement selon l’espèce et le contexte de culture. Une carence peut se traduire par des symptômes visibles sur la plante (feuilles, fruits) et pénaliser la croissance et le développement des cultures.
Aussi, bien que les besoins des plantes en oligo-éléments soient faibles, ces derniers doivent être pris en compte dans le cadre d’une fertilisation équilibrée.

Disponibilité n’est pas biodisponibilité en oligo-éléments

En théorie, les teneurs en oligo-éléments dans le sol permettent généralement de couvrir les besoins des plantes. Néanmoins, des situations de carence sont parfois constatées. Il est essentiel de distinguer la concentration de l’élément dans le sol de sa disponibilité pour la plante.

Plusieurs facteurs influencent la biodisponibilité des oligo-éléments dans le sol, notamment :
● La forme chimique. L’oligo-élément peut être présent sous une forme non assimilable pour les plantes et peu susceptible d’être mobilisée à court terme.
● Le pH du sol. À quelques exceptions près, un pH élevé du sol limite l’assimilation. Il est à noter que le pH peut varier à proximité des racines, dans la rhizosphère.
● L’action d’endomycorhizes. Ces champignons symbiotiques logés dans les racines sont capables d’aller chercher des éléments pour les restituer à la plante.
● La texture et la structure du sol. La teneur en matière organique, l’aération, ou encore l’existence de conditions oxydantes influencent l’assimilation de certains éléments.
● Les interactions entre éléments. Les relations parfois antagonistes entre les différents éléments (cf. Diagramme de Mulder) contraignent la biodisponibilité.

Ces blocages expliquent qu’en dépit de besoins limités, voire infimes, les cultures ne soient pas toujours en mesure d’absorber suffisamment d’oligo-éléments.

Des solutions aux carences en oligo-éléments

Les symptômes d’une carence ne sont pas toujours visibles ou attribuables à un élément en particulier. Une analyse de terre détaillée est indispensable pour poser un diagnostic et établir une stratégie de correction appropriée. Il faut également considérer les carences sous l’angle de leur fréquence et de leur intensité. Certaines carences très fréquentes sont bien tolérées par les plantes. D’autres, réputées rares, engendrent des dégâts importants sur les cultures. Enfin, il existe des carences à la fois courantes et redoutables. C’est souvent le cas en arboriculture et en viticulture avec les carences en fer et en manganèse.

Les stratégies de correction reposent généralement sur une amélioration des paramètres physico-chimiques du sol (lorsque cela est possible et viable) et sur l’apport d’oligo-éléments facilement assimilables. Les plantes absorbent les oligo-éléments sous forme d’ions ou de chélates. Un chélate est un complexe formé entre un minéral ou un métal et une ou plusieurs molécules, appelées ligands chélateurs. De nombreux fertilisants utilisent la chélation de manière à augmenter la biodisponibilité et l’assimilation par la plante.

 

Besoins infimes, impacts majeurs : les super-pouvoirs des principaux oligo-éléments en agriculture

 

Fer

Le fer intervient sur la photosynthèse, la synthèse de chlorophylle et la respiration cellulaire.
Il a un rôle essentiel dans l’activité enzymatique des plantes. Le fer est ainsi indispensable à la nitrogénase utilisée par certaines bactéries symbiotiques pour fixer l’azote atmosphérique.
La plante assimilent le fer sous forme d’ion ferreux (Fe2+). Les carences vraies, découlant d’un manque de fer dans les sols, sont rares. Il est plus souvent question de carences induites par un manque de disponibilité du fer. Ainsi, dans certaines conditions (pH alcalin, humidité élevée), le fer est transformé en oxyde ferrique (Fe3+), forme non assimilable par les plantes. Un déficit se traduit par une chlorose ferrique, décelable par une décoloration internervaire des jeunes feuilles. Des apports de chélates de fer aux racines ou par voie foliaire, fournissent aux plantes des formes assimilables. Le type de chélate de fer est adapté au type de sol, et particulièrement au pH.

Manganèse

Le manganèse participe à la synthèse de la chlorophylle et à la photosynthèse. Il contribue également à la réduction des nitrates en nitrites. Les plantes absorbent le manganèse sous la forme d’ions Mn2+. Les teneurs en manganèse du sol sont rarement limitantes. En revanche, l’assimilation est difficile dans certaines situations rendant le manganèse indisponible pour les plantes (pH élevé, conditions oxydantes). Le seuil de toxicité peut être franchi en cas de teneurs élevées sur sols acides. Une carence en manganèse se traduit notamment par une dépigmentation des feuilles.

Cuivre

Le cuivre agit sur le métabolisme des protéines et la synthèse de chlorophylle, grâce à son rôle d’activateur d’enzymes. Contribuant à la formation de lignine, il intervient dans la résistance mécanique et la souplesse des parois cellulaires. Les végétaux assimilent le cuivre sous la forme de l’ion Cu2+. Le cuivre peut être présent en quantité suffisante dans le sol, mais s’avérer non assimilable car lié à la matière organique. Une carence en cuivre peut notamment engendrer une stérilité du pollen et des défauts dans l’initiation florale.

Molybdène

L’action du molybdène au sein des plantes est notamment orientée vers la fixation et l’assimilation de l’azote. Il agit tel un co-facteur dans le processus de fixation de l’azote atmosphérique par les bactéries symbiotiques. Son utilisation par les enzymes impliquées dans la réduction des nitrates en fait également un élément clé pour la synthèse des protéines. Les prélèvements racinaires se concentrent sur l’anion molybdate MoO42-.
Contrairement à la plupart des oligo-éléments, le molybdène est disponible pour les plantes dans les sols alcalins. Les situations de carence en molybdène se présentent principalement dans les sols acides.

Zinc

Le zinc est impliqué dans le métabolisme de l’auxine et a donc une influence sur la croissance des végétaux. Son action a été démontrée dans la synthèse des sucres et des protéines. Le zinc exerce par ailleurs un rôle protecteur vis-à-vis des stress oxydants, comme ceux générés par une lumière excessive ou une sécheresse. L’ion Zn2+ est la forme assimilable par les plantes. Les situations de carence sont plutôt le fait d’une assimilation contrariée dans certaines conditions : teneurs élevées en phosphore ou pH élevé.

Bore

Le bore a une action importante sur la croissance des végétaux. Il est directement impliqué dans le processus de multiplication cellulaire et le métabolisme de l’auxine. Par ailleurs, le bore favorise la fixation du calcium et son transport dans la plante. Il participe ainsi à la formation des parois cellulaires, améliorant la résistance des végétaux. Son rôle a également été mis en évidence dans la synthèse et la migration des sucres. Son influence s’étend même à la fertilité du pollen. Objet de l’absorption racinaire, l’ion borate H2BO3- est présent dans la solution du sol. Il peut donc venir à manquer aux cultures, notamment les plus exigeantes, en cas de sécheresse ou être lessivé avec les pluies d’hiver. Les symptômes d’une carence en bore sont variés et s’apparentent au phénomène de nécrose.

 

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