Modifications des processus biochimiques des plantes sous l'influence de l'humate

Les études discutées ci-dessus ont montré que l’activité physiologique des substances humiques se manifeste également si la plante reçoit une partie de la molécule d’acide humique qui fait partie de son noyau. En même temps, une simple déclaration de ce fait en soi ne dit rien sur les changements dans les processus métaboliques de la plante qui conduisent à un effet agronomique positif et, en substance, n'explique pas la nature de l'action physiologique des acides humiques.

Afin d’établir dans quelle direction se manifeste l’effet physiologique des acides humiques, nous nous sommes fixés pour objectif de suivre les changements dans le métabolisme des plantes sous l’influence de ces composés. Ceci est particulièrement pratique à observer pendant le développement des semis, car aux premiers stades du développement des plantes, elles répondent le plus activement à l'action physiologique des acides humiques.

Méthodologie expérimentale

La première chose qui semblait importante à découvrir était de savoir si les plantes en germination utilisent des substances humiques de l’environnement pour leurs fonctions vitales et quelle est la nature de leur impact sur l’organisme. Il était plus pratique d'étudier cette question en utilisant des pommes de terre, car les pousses de cette culture se nourrissent pendant longtemps des substances organiques prêtes à l'emploi du tubercule et, semble-t-il, la nécessité de leur afflux de l'extérieur vers l'œil de germination est exclue.

À cette fin, une expérience de laboratoire a été menée en culture aquatique avec des pommes de terre. Pour éviter les processus de synthèse secondaires lors de l'absorption des substances minérales par les racines, l'expérience a été menée en utilisant de l'eau distillée. Ainsi, les écarts de développement par rapport aux plantes témoins devaient être attribués uniquement aux substances organiques introduites dans le milieu aquatique.

Dans cette expérience, l'humate de potassium a été testé, obtenu à partir de tourbe en utilisant une méthode généralement acceptée. Les tubercules ont germé à la lumière du 29 avril au 3 juin. À ce moment-là, des pousses bien formées de 2 à 2,5 cm de long s'étaient développées à partir des yeux apicaux. Une germination supplémentaire a été réalisée dans des récipients contenant de l'eau et une solution à 0,001 % d'humate de potassium. Pour ce faire, certains tubercules ont été placés sur une plaque en nid d’abeille qui était en contact avec la surface de l’eau du récipient. Depuis la base des yeux, des mèches de papier filtre étaient descendues à travers les cellules, à travers lesquelles l'eau s'écoulait jusqu'aux tubercules racinaires rudimentaires. Une fois que les racines ont atteint l’eau, les mèches ont été retirées. La même chose a été faite avec l’autre partie des tubercules, mais au lieu d’eau, une solution d’humate de potassium a été utilisée pour la germination. Dans les deux variantes, les tubercules ont été exposés à l’air tout le temps.

Résultats de l'expérience

La figure 2 montre des plantes expérimentales au quinzième jour de germination. La croissance plus forte des bourgeons et surtout des racines dans la variante avec humate de potassium est remarquable. Le poids moyen de l'œil et des racines par tubercule était ici de 6,66 et 1,52 g, tandis que dans le témoin, il était respectivement de 4,88 et 0,86 grammes.

Il est particulièrement intéressant de noter la différence dans la durée de vie des plantes expérimentales. Ainsi, dans la variante témoin, la croissance des racines et des bourgeons s'est arrêtée prématurément, et le 18 juin, soit 15 jours après la mise en place pour la germination, l'expérience a dû être interrompue en raison de l'état nécrotique évident des plantes. Dans la variante avec humate de potassium, de tels signes ne sont apparus que le 28 juin, soit neuf jours plus tard.

Changements biochimiques

Des études biochimiques ont montré que, par rapport aux données initiales (tableau 4), les processus hydrolytiques prédominent dans les tubercules des deux variantes pendant la période de germination. Ils s'accompagnent du mouvement des nutriments vers les organes en croissance.

Ainsi, à la fin de l’expérience, la quantité de cendres et de matière sèche dans les tubercules a diminué en moyenne de 20 %. La teneur en substances optiquement actives – produits de l’hydrolyse des glucides – a fortement augmenté (de 23 %). Dans les organes en croissance, l’activité de la peroxydase a augmenté très rapidement. En particulier, dans l’œil du tubercule d’origine, l’activité peroxydase était de 39 mg Co pour 1 g de substance ; une semaine après la germination, elle était déjà égale à 86,6 mg Co, et après une autre semaine, elle atteignait 106 mg Co. Dans le même temps, l'activité enzymatique dans le tubercule est restée presque inchangée et s'élevait à seulement 2,1 mg Co.

Répartition de l'azote et du phosphore

La question de la mobilisation de l'azote et du phosphore dans les tubercules sous l'influence de l'humate de potassium a été étudiée plus en détail (tableaux 5, 6, 7, 8). Les données d'analyse montrent la distribution des éléments dans les organes de la plante tels qu'ils se sont développés à la fin de l'expérience (15 jours après la germination). Il ressort de ces données que, pendant la période de germination, le système racinaire de la pomme de terre est considérablement enrichi en phosphore et surtout en substances azotées en raison de l'afflux de substances plastiques provenant du tubercule mère.

L'influence de l'humate sur la distribution des éléments

L'influence de l'humate de potassium sur la distribution des formes communes d'azote et de phosphore n'est clairement visible que sur la pousse. Dans le même temps, le flux de substances contenant de l'azote du tubercule vers la pousse augmente sous son influence, tandis que le phosphore, au contraire, diminue quelque peu. Il convient toutefois de garder à l'esprit que la teneur plus faible en phosphore du germe en termes d'humate de potassium est obtenue en raison de la forme associée aux protéines. La teneur en formes physiologiquement actives du phosphore ne diminue pas, mais dans les racines, elle augmente même fortement. Ceci est clairement visible si nous calculons le rapport de la forme soluble dans l'acide trichloroacétique au phosphore protéique (tableau 9).

Activité peroxydase

La grande mobilité de l'acide phosphorique dans les racines est évidemment associée à l'importance biologique de cet organe pour l'organisme entier et indique l'intensité des processus d'oxydoréduction qui s'y produisent. En effet, dans une étude spéciale (tableau 10), une relation directe a été notée entre l'activité de la peroxydase et la teneur en phosphore mobile dans les organes végétaux.

Conclusions

Ainsi, le matériel obtenu donne des raisons de croire que les substances humiques de la tourbe sont absorbées par les pommes de terre dans la période précoce. Compte tenu de leur étroite similitude chimique et génétique avec la matière organique du sol, on peut considérer que la consommation de substances humiques est la même nécessité naturelle développée par la plante au cours du processus d'évolution, que la perception des sels minéraux.