Compléments
Influence du pH du sol
Le Ph du sol est également un paramètre important dans les processus d’absorption des minéraux. En effet, ce dernier influe non seulement sur l'échange de minéraux, mais aussi sur leur forme chimique. Un élément essentiel peut être abondant dans le sol et inutilisable pour une plante s'il est trop fortement lié à l'argile ou s'il se trouve sous une forme que la plante ne peut absorber. Maintenir le pH du sol est une opération délicate. Ainsi, une modification de la concentration de protons (H+) peut améliorer la disponibilité d'un élément et en rendre un autre moins disponible. Si le pH du sol est à 8, par exemple, la plante peut absorber le calcium, mais il lui est presque impossible d'assimiler le fer.
En agriculture, on peut ajuster le pH du sol, dans certains cas. Si le sol est trop acide, on ajoutera du carbonate de calcium ou de l'hydroxyde de calcium (chaulage) pour élever le pH.
Un problème important des sols acides, notamment dans les régions tropicales, est que l'aluminium se dissout dans un sol à pH faible et devient toxique pour les racines. Cependant, certaines plantes peuvent contrer la concentration élevée d'aluminium dans le sol en sécrétant certaines substances organiques qui se lient à l'aluminium pour le rendre inoffensif.
Les Mycorhizes
Parmi les symbioses que les plantes peuvent faire, il existe des associations avec des champignons : les mycorhizes.
Les mycorhizes (du grec mukês, «champignon», et rhiza, «racine») résultent d'associations symbiotiques entre les racines et le mycélium d’un champignon. Le champignon bénéficie d'une réserve directe de glucides fournis par la plante hôte. En retour, il augmente la surface d'absorption des racines pour l'eau. De plus, il absorbe de manière sélective les phosphates et d'autres minéraux du sol, qu'il transfère à la plante. Le mycélium des mycorhizes sécrète des facteurs de croissance qui stimulent le développement et la ramification des racines. Il produit également des antibiotiques qui protègent la plante hôte des agents pathogènes présents dans le sol.
Les mycorhizes ne sont pas rares. On en trouve chez presque toutes les espèces végétales. En fait, il est probable que ce soit une des adaptations évolutives qui ont permis aux Végétaux de coloniser la terre ferme. Des fossiles montrent que les mycorhizes existaient déjà sur les plus anciens Végétaux. Quand les écosystèmes terrestres étaient encore jeunes, le sol était probablement pauvre en nutriments. Le mycélium des mycorhizes, qui absorbe mieux les minéraux que les racines, a sans doute facilité la nutrition des premiers Végétaux. Même aujourd'hui, les plantes qui s'installent sur des sols pauvres, comme des terres en friche ou des collines érodées, présentent habituellement beaucoup de mycorhizes.
Les racines peuvent se transformer en mycorhizes seulement si elles sont en présence des espèces d'Eumycètes appropriées. Dans la plupart des écosystèmes naturels, ces champignons sont dans le sol, et l'association s'effectue dès l'apparition des jeunes plants. Mais, quand on sème des graines provenant d'un certain environnement dans des sols étrangers, on peut remarquer des signes de malnutrition chez les plantes (particulièrement des signes de carence en phosphore), en raison de l'absence de partenaire fongique. Comme pour les Rhizobium, il est possible de procéder à une inoculation.
Deux types de mycorhizes
Les racines modifiées formées par la symbiose d'Eumycètes et de plantes prennent deux formes: les ectomycorhizes et les endomycorhizes.
Les ectomycorhizes
Elles ont un mycélium qui forme une enveloppe, ou manteau, dense à la surface de la racine. De là, les hyphes fongiques se prolongent dans le sol, augmentant grandement la surface d'absorption pour l'eau et les minéraux. Ils croissent également dans l'écorce de la racine. Ils ne pénètrent pas dans les cellules corticales, mais forment un réseau dans les interstices entre les cellules pour faciliter les échanges de nutriments entre le champignon et la plante. Environ 10 % des familles de plantes comprennent des espèces qui forment des ectomycorhizes, et la grande majorité de ces espèces sont ligneuses, comme les pins, les épinettes, les chênes, les noyers, les bouleaux, les saules ou encore les eucalyptus.
Les endomycorhizes
Elles ne forment pas de dense manteau autour de la racine. Il faut un microscope pour voir les minces hyphes du mycélium qui partent du sol pour pénétrer dans la racine. Les hyphes s'étendent à l'intérieur de la racine (d'où le nom endomycorhizes) en digérant de petits morceaux de parois cellulaires. Cependant, ils ne transpercent pas la membrane plasmique de la cellule hôte, mais croissent dans un tube formé par une invagination de cette membrane. Un peu comme quand on enfonce un doigt dans un ballon. Une fois cette pénétration de la paroi cellulaire réalisée, certains hyphes se ramifient fortement pour donner des structures qu'on appelle arbuscules (petits arbres). Ces arbuscules sont d'importants sites de transfert de nutriments entre le champignon et la plante hôte. Les hyphes peuvent aussi former des vésicules ovales, qui emmagasinent de la nourriture pour l'Eumycète. À l'œil nu, les endomycorhizes ressemblent à des racines «normales» munies de poils absorbants. Mais, au microscope, on observe une relation symbiotique d'une énorme importance pour la nutrition des Végétaux.
Remarque :
Les endomycorhizes, qui sont beaucoup plus courants que les ectomycorhizes, se trouvent chez plus de 80% des espèces végétales, y compris chez d’importantes espèces cultivées telles que le maïs ou le blé.