Analyse et modélisation de l'utilisation du nitrate en lien avec sa disponibilité et la croissance : étude de cas chez la tomate (Solanum lycopersicum)

Analysis and modeling of the use of nitrate in connection with its availability and growth : case of study in tomato (solanum lycopersicum)

• Auteur / Autrice : Ruth Huanosto-Magaña
• Direction : Stéphane Adamowicz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Agronomie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Institut national agronomique Paris-Grignon (1971-2006)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Plantes -- Croissance

Mots clés libres

Carbone endogène

Nitrate endogène

Nutrition azotée

Résumé

Ce travail a deux objectifs : l'étude expérimentale de l'assimilation du nitrate et de la croissance au cours du cycle nycthéméral, et sous divers régimes de nutrition azotée allant de la carence à la pléthore ; l'élaboration de modèles permettant de les simuler. L'étude a porté sur de jeunes plants de tomate cultivés en phytotron sur système hydroponique à recirculation continue, afin de pouvoir contrôler finement la nutrition azotée et de mesurer en permanence l'absorption du nitrate. L'assimilation a été mesurée par bilan en fonction de l'absorption, et des variations de contenu en cet ion dans des échantillons prélevés au cours de nycthémères. Les résultats les plus marquants sont : les oscillations nycthémérales accentuées de l'assimilation du nitrate, quelque soit le régime nutritif ; la monotonie de la vitesse d'absorption en régime de nutrition limitante, opposée à de fortes oscillations en régime pléthorique ; la diminution prononcée, d'environ 3 fois, de la vitesse d'assimilation chez des plants riches en nitrate, brutalement exposés à une solution carencée ; une croissance racinaire moins affectée par les changements de régime nutritif que la croissance aérienne. Ces résultats ont été interprétés en termes de réservoirs, 1) de nitrate, découplant l'assimilation de l'absorption, 2) d'acides aminés libres, découplant la croissance de l'assimilation. Un modèle est proposé, où la croissance se nourrit des acides aminés libres produits par l'assimilation du nitrate des tissus. Parmi différentes représentations possibles, c'est le découpage de la plante en 3 classes d'organes (limbes, tiges, racines) qui a donné les simulations les plus réalistes tant en termes de croissance que d'assimilation du nitrate. La tige y tient surtout le rôle de réservoir principal de cet ion. Les simulations reproduisent les caractéristiques suivantes : oscillations nycthémérales de la vitesse d'assimilation ; dominance des limbes en nutrition pléthorique ; importance accentuée des racines en nutrition limitante ; monotonie de la croissance nycthémérale en toutes circonstances. L'étape de modélisation a mis en avant la nécessité d'améliorer les connaissances surtout dans deux domaines : la formalisation des transports du nitrate entre organes ; l'interaction C x N au niveau de leur utilisation pour la croissance, plus qu'au niveau de leur acquisition.