Influence des humates sur la vitalité, la morphogénèse et la récolte du maïs
Le maïs sur chaume constitue l'une des réserves fourragères pour l'élevage. Les conditions climatiques de la steppe ukrainienne (période post-récolte sans gel, températures suffisantes et longueur du jour naturellement décroissante) favorisent la croissance et le développement du maïs sur chaume. Le manque d'humidité durant la seconde moitié de l'été constitue un facteur limitant. Par conséquent, pour obtenir des rendements élevés et stables, le maïs sur chaume doit être cultivé avec irrigation.
La valeur économique de la récolte de maïs sur chaume augmente considérablement si les plantes forment des épis, ce qui accroît la production d'unités fourragères par hectare. Par conséquent, toutes les mesures agrotechniques doivent viser à accélérer le développement du maïs sur chaume. L'accélération du développement des plantes présente non seulement une importance pratique, mais aussi un intérêt théorique, car la découverte des mécanismes de ce processus peut ouvrir de nouvelles perspectives de gestion. Plusieurs chercheurs ont démontré l'effet stimulant des acides humiques sur les plantes. Sur cette base, nous nous sommes fixés pour objectif d'accélérer le développement du maïs sur chaume, d'augmenter son rendement et d'améliorer sa qualité grâce à l'utilisation de compléments d'humate de potassium en association avec des engrais minéraux.
Objectifs de la recherche :
- Établir l’influence de l’acide humique et fulvique sur les processus biochimiques du maïs en chaume.
- Etudier l’effet de l’acide humique et fulvique sur la morphogenèse des organes reproducteurs.
- Établir l'efficacité de la fertilisation au nitrate d'ammonium, au superphosphate et à l'humate de potassium sur le rendement du maïs en chaume.
Schéma expérimental :
- Contrôle.
- Alimentation des racines N20, P20 (arrière-plan).
- Contexte + humate de potassium 2 l/ha (alimentation racinaire).
- Contexte + humate de potassium 0,003 % (alimentation foliaire).
INFLUENCE DE L'HUMATE DE POTASSIUM SUR LES PROCESSUS BIOCHIMIQUES DE LA RÉCOLTE DU MAÏS
Les plantes traversent plusieurs stades successifs de leur développement. Chaque stade de développement global et chaque stade de formation des organes reproducteurs sont caractérisés par un métabolisme spécifique. Par conséquent, dans nos études, nous avons programmé l'échantillonnage pour l'analyse biochimique afin qu'il coïncide avec les points clés du développement des organes reproducteurs du maïs en chaume, à savoir la différenciation paniculaire, la formation des fleurs dans la panicule, la différenciation des glumes dans l'épi et la phase d'émergence de la panicule. L'analyse a été réalisée sur des panicules rudimentaires et formées, des épis et les deux feuilles supérieures.
Modifications de l'activité des enzymes respiratoires dans le maïs en chaume sous l'influence de l'humate de potassium
Il est connu que l'intensité de la respiration est étroitement liée à l'activité des enzymes respiratoires. Par conséquent, à différents stades de l'organogenèse, nous avons déterminé l'activité de la catalase et de la peroxydase dans les organes végétatifs et reproducteurs du maïs en chaume (tableau 1).
| organes végétaux | Contrôle | Alimentation des racines N20, P20 | Contexte + humate de potassium 2 l/ha | Contexte + humate de potassium 0,003 % | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Catalase | Peroxydase | Catalase | Peroxydase | Catalase | Peroxydase | Catalase | Peroxydase | |
| phase à 9 feuilles | ||||||||
| Panicule | 4 | 70 | 10 | 70 | 10 | 85 | - | - |
| Feuille | 13 | 65 | 26 | 53 | 29 | 81 | - | - |
| Phase 13 feuilles | ||||||||
| Panicule | 33 | 35 | 34 | 22,5 | 38 | 28 | 35 | 35 |
| Le début | 14 | 22,5 | 20 | 35 | 24 | 43 | 16 | 35 |
| Feuille | 9 | 32,5 | 10 | 40,5 | 14,5 | 32,5 | 19,5 | 32,5 |
| La phase d'émergence des panicules | ||||||||
| Panicule | 35,0 | 24.0 | 38,5 | 24.0 | 24.0 | 35 | 33,5 | 31,5 |
| Le début | 9.0 | 19.0 | 12.0 | 19.0 | 11,5 | 22,5 | 11,5 | 19.0 |
| Feuille | 24.0 | 43,0 | 21.0 | 35,0 | 17.0 | 43,0 | 15,5 | 28,0 |
Remarque : l'activité catalase est exprimée en ml O₂ pour 1 g d'échantillon pendant 15 min, l'activité peroxydase est exprimée en mg Co pour 1 g d'échantillon.
Le tableau montre que, lors de l'ontogenèse du maïs chaume, l'activité de la catalase augmente dans la panicule et les feuilles. L'activité de la peroxydase diminue avec l'âge de la plante, ce qui est associé au vieillissement des feuilles. Lors de la formation de l'épi de maïs chaume, on observe une diminution progressive de l'activité de la catalase et de la peroxydase. Il est possible qu'à des stades ultérieurs du développement de l'épi, l'importance spécifique des systèmes enzymatiques dans les processus d'oxydoréduction change.
Des observations ont montré que l'humate de potassium favorise une augmentation significative de l'activité de la catalase et de la peroxydase dans les organes reproducteurs et végétatifs. L'activité des enzymes respiratoires augmente particulièrement fortement sous l'influence de l'humate de potassium aux premiers stades de développement des organes reproducteurs du maïs en chaume. De plus, la fertilisation racinaire par l'humate de potassium affecte l'activité des enzymes respiratoires plus longtemps que la fertilisation foliaire.
L'influence de l'humate de potassium sur la dynamique des sucres
Les études menées sur la teneur en sucre dans les organes reproducteurs et végétatifs du maïs chaume ont montré qu'aux stades initiaux de l'organogenèse, la teneur en sucre était significativement plus faible que dans la période ultérieure de développement (tableau 2).
| organes végétaux | Contrôle | Alimentation des racines N20, P20 | Contexte + humate de potassium 2 l/ha | Contexte + humate de potassium 0,003 % | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| *réducteur | **inverser. | *réducteur | **inverser. | *réducteur | **inverser. | *réducteur | **inverser. | |
| phase à 9 feuilles | ||||||||
| Panicule | 1,74 | 3,52 | 1.23 | 2.05 | 1,51 | 4.35 | - | - |
| Feuille | 1,56 | 1,90 | 0,87 | 1.41 | 1,69 | 1,96 | - | - |
| Phase 13 feuilles | ||||||||
| Panicule | 1.13 | 2.37 | 0,64 | 2.30 | 0,92 | 2.37 | 0,95 | 2.30 |
| Le début | 1.41 | 3.01 | 1.41 | 2,50 | 1.41 | 3,78 | 1.41 | 3.33 |
| Feuille | 1.09 | 2.01 | 1,65 | 2.40 | 2.06 | 2,50 | 1,92 | 2,69 |
| La phase d'émergence des panicules | ||||||||
| Panicule | 2,83 | 6.53 | 2,72 | 4,64 | 3,49 | 6,79 | 3.15 | 7.11 |
| Le début | 1,25 | 5,25 | 1,29 | 6.41 | 1.43 | 6,79 | 1,54 | 6,66 |
| Feuille | 1,93 | 3.48 | 1,98 | 5,25 | 2.32 | 5,25 | 1,98 | 5,25 |
Remarque : *sucres réducteurs, **sucres invertis.
La teneur maximale en sucres dans la panicule, l'épi et les feuilles du maïs chaume a été observée lors de la phase d'émergence de la panicule. Il convient de noter que l'humate de potassium a un effet positif sur la synthèse des sucres. Dans les variantes où l'humate de potassium était utilisé en fertilisation, les plants de maïs chaume contenaient plus de sucres que dans le groupe témoin.
Modifications des formes de phosphore dans les plants de maïs sous l'influence de l'humate de potassium
Les études menées ont montré que la teneur en phosphore des organes végétatifs et reproducteurs du maïs chaume n'est pas uniforme et varie au cours de l'ontogenèse. L'épi est celui qui contient le plus de phosphore. Au début et à la fin du développement panicule, la teneur en phosphore est approximativement la même. Dans les feuilles, la teneur en phosphore fluctue fortement au cours de l'ontogenèse. La plus grande quantité de cet élément dans les feuilles est présente pendant les périodes les plus intenses du développement des organes reproducteurs, comme la différenciation et l'émergence des panicules.
L'humate de potassium influence la distribution du phosphore dans les organes végétaux, augmentant fortement sa teneur dans la panicule du maïs chaume immédiatement après la fertilisation. Sous l'influence de l'humate de potassium, aux premiers stades de développement de la panicule (9 feuilles), une diminution du phosphore protéique a été observée, ce qui a retardé la croissance de la panicule. Parallèlement, la teneur en phosphore acidosoluble dans la panicule et les feuilles a fortement augmenté, ce qui témoigne d'une activité énergétique élevée des processus biochimiques de la plante.
Durant la croissance intensive de la panicule et de l'épi, sous l'influence de l'humate de potassium, leur teneur en phosphore protéique a augmenté de manière significative. Dans les feuilles, durant la période initiale d'organogenèse, sous l'influence de l'humate de potassium, la teneur en phosphore organique soluble dans l'acide trichloracétique, directement impliqué dans les processus énergétiques, augmente.
Ainsi, sous l'influence des acides humique et fulvique présents dans les plants de maïs chaume, la quantité de sucres importants pour la transformation biochimique des formes de phosphore organique et inorganique solubles dans l'acide trichloracétique augmente, ainsi que l'activité des enzymes respiratoires, ce qui entraîne une augmentation du potentiel énergétique de l'organisme végétal. Ceci a un effet positif sur la formation des organes reproducteurs et végétatifs du maïs chaume et, in fine, sur la productivité des plantes, c'est-à-dire sur l'augmentation du rendement.