Comment les plantes aquatiques absorbent-elles les nutriments ?
- Bac Naturel
- 6 mai
- 7 min de lecture
Dernière mise à jour : 16 mai
🧭 Introduction :
Dans un bac naturel, les plantes sont bien plus que de la décoration. Elles stabilisent les paramètres, consomment les nitrates, oxygènent l’eau, et offrent refuge aux micro-organismes. Pourtant, pour prospérer, elles ont besoin d’une alimentation adaptée. Mais attention : Un élément présent dans l’eau n’est pas forcément assimilable par les plantes.
Cet article vous explique comment les plantes aquatiques absorbent les nutriments, et pourquoi le sol joue un rôle essentiel dans ce processus.
I. LES NUTRIMENTS :
🧪 1. Ce que les plantes absorbent :
Comme toutes les plantes, celles qui vivent sous l’eau ont besoin de nutriments essentiels pour leur croissance :
Élément | Rôle | Forme assimilable |
🌱 Azote (N) | Croissance des feuilles | Nitrate (NO₃⁻ et NH₄⁺) |
🌻 Phosphore (P) | Énergie et racines | Phosphate (PO₄³⁻) |
🍌 Potassium (K) | Transport des nutriments | K⁺ |
🧲 Fer (Fe) | Photosynthèse, chlorophylle | Fe²⁺ ou Fe chélaté |
🧂 Calcium (Ca), Magnésium (Mg), Soufre (S), Oligo-éléments | Divers rôles métaboliques | Sous forme ionique |
🔍 Source : Wetzel, R. G. (2001). Limnology: Lake and River Ecosystems – 3rd Edition.
🌿 2. Racines et feuilles : deux portes d’entrée :
Les plantes aquatiques peuvent absorber les nutriments de deux manières :
Par les racines, depuis le sol : C’est le cas des Echinodorus, Cryptocoryne, Vallisneria…
Par les feuilles, directement depuis l’eau : Plantes flottantes (Limnobium, Pistia), ou à tiges (Cabomba, Ceratophyllum, Elodea).
🧠 Certaines espèces utilisent les deux voies selon la disponibilité des nutriments (Reddy & DeBusk, 1987 – Water Research Journal).
🚫 3. Présent ≠ assimilable :
Voici un point souvent mal compris : Un élément peut être présent dans l’eau, mais non assimilable par la plante.
✨ Exemple concret : Le fer
Un morceau de fer métallique dans un aquarium ne nourrit pas les plantes. Pourquoi ?
Le fer doit être sous forme ionique (Fe²⁺) ou chélaté (Fe-EDTA par ex.).
Dans l’eau, le fer métallique s’oxyde rapidement en Fe³⁺, une forme très peu assimilable.
🧪 Source : Smart, R. M., & Barko, J. W. (1985). Laboratory culture of submersed freshwater macrophytes – U.S. Army Corps of Engineers.
D'autres éléments comme le phosphore peuvent être précipités (se lient à d'autres minéraux comme le calcium), rendant leur absorption impossible sans un sol adapté.
📉 4. Tableau récapitulatif des nutriments et de leur milieu :
Nutriment | Rôle principal | Présence dans l’eau | Présence dans le sol |
Ammonium (NH₄⁺) | Source d'azote facilement assimilable par les plantes | ✅ (sous forme de NH₄⁺ issu de la décomposition organique) | ✅ (libéré dans les zones riches en matière organique) |
Azote (N) | Croissance générale, synthèse des protéines | ✅ (sous forme de NO₃⁻, NH₄⁺) | ✅ (humus, décomposition organique) |
Phosphore (P) | Énergie (ATP), développement racinaire, floraison | ✅ (orthophosphates) | ✅ (matière organique, phosphates liés) |
Potassium (K) | Transport de nutriments, résistance au stress | ✅ (K⁺ dissous) | ✅ (dans le sol, libéré lentement) |
Fer (Fe) | Synthèse de la chlorophylle, couleur verte des feuilles | ⚠️ (très peu, souvent précipité) | ✅ (sous forme chélatée ou organique) |
Calcium (Ca) | Structure cellulaire, perméabilité des membranes | ✅ (Ca²⁺ dans eau dure) | ✅ (roches calcaires, substrats minéraux) |
Magnésium (Mg) | Élément central de la chlorophylle | ✅ | ✅ |
Soufre (S) | Synthèse de certains acides aminés | ✅ (sulfates) | ✅ |
Manganèse (Mn) | Photosynthèse, activation enzymatique | ✅ | ✅ |
Bore (B) | Croissance cellulaire, métabolisme | ✅ (traces) | ✅ (traces) |
Zinc (Zn) | Croissance, hormone de régulation | ✅ (traces) | ✅ |
Cuivre (Cu) | Métabolisme enzymatique | ✅ (traces, attention à la toxicité) | ✅ |
Molybdène (Mo) | Assimilation de l’azote | ✅ | ✅ |
Chlore (Cl) | Osmorégulation, nécessaire en très faible quantité | ✅ (Cl⁻ naturellement présent) | Rare |
Légende :
✅ = Présent en quantité significative.
⚠️ = Présence souvent insuffisante ou instable dans l’eau ; le sol joue un rôle tampon essentiel.
* Les plantes à racines puissantes (comme l’Echinodorus) tirent fortement parti des nutriments du sol. Les plantes flottantes ou à tiges fines (comme les Cabomba) prélèvent majoritairement dans l’eau.
🧪 5. Et l'ammonium?
L’ammonium (NH₄⁺) est en effet une forme d’azote très importante dans l’aquariophilie naturelle, à ne pas confondre avec l’ammoniac (NH₃), toxique pour les poissons. Les plantes peuvent l’assimiler directement comme source d’azote, parfois même préférentiellement au nitrate (NO₃⁻), car cela leur coûte moins d’énergie.
L’ammonium : Un nutriment essentiel… mais à double tranchant
Origine : produit de la dégradation des protéines (urée, déchets organiques, etc.) par les bactéries ammonifiantes.
Forme assimilable : les plantes aquatiques préfèrent souvent l’ammonium au nitrate, surtout à faible concentration.
Avantage : assimilation rapide et moins coûteuse énergétiquement.
Danger : en cas de pH élevé (> 7,5), une partie se transforme en ammoniac (NH₃), très toxique pour la faune.
🌱 Dans un bac naturel
Présence naturelle dans un sol riche en matière organique, bien vivant (type terre de bruyère, feuilles mortes, etc.).
Absorbé par les racines et parfois les feuilles.
Utilisé dès les premières étapes de la croissance, avant même les nitrates.
Sans risque car le Ph est à 6 voire 6,5.
🌱 6. Le rôle du sol dans un bac naturel :
Dans un bac naturel, le sol est un acteur central :
Il contient de la matière organique (humus, débris végétaux, etc.).
Il héberge une biodiversité bactérienne qui décompose, transforme et libère les nutriments.
Il rend les éléments biodisponibles, même ceux initialement non assimilables.
Par exemple :
Des bactéries anaérobies transforment des composés organiques en nitrates, utiles aux plantes.
Le fer peut y être complexé naturellement par les acides humiques (forme proche des chélates synthétiques).
🧬 Source : Dubois, J. (2002). Le sol vivant – Éditions Sang de la Terre.
📉 6. Et les engrais liquides dans tout ça ?
Les engrais liquides apportent des nutriments directement dans l’eau, mais :
✅ Conseil : Dans un bac naturel, choisissez un sol riche dès la conception du bac sol plutôt que de rajouter de l'engrais.
✅ Conclusion :
Les plantes aquatiques ont besoin d’éléments spécifiques, sous une forme assimilable, et souvent en lien direct avec le sol.
💡 Rappelez-vous :
Le fer ou les autres éléments doivent être biodisponibles (c'est à dire assimilables), pas simplement "présents".
Un sol naturel, vivant, bien structuré, fournit tout ce dont la plante a besoin.
Observez vos plantes : feuilles pâles, croissance lente, trous peuvent indiquer une carence.
II. LES MÉCANISMES BIOCHIMIQUES DE L'ASSIMILATION :
1. Introduction générale sur l'absorption des nutriments
Les plantes aquatiques, tout comme leurs homologues terrestres, ont besoin de nutriments essentiels pour leur croissance et leur développement. Ces nutriments peuvent être absorbés de deux manières :
Via les racines (par le sol) et par les feuilles (directement depuis l'eau).
Les principales catégories de nutriments sont les macronutriments (azote, phosphore, potassium, etc.) et les micronutriments (fer, manganèse, zinc, etc.). L’absorption de ces éléments se fait par des mécanismes biochimiques complexes qui nécessitent une quantité d’énergie importante, principalement sous forme d’ATP, pour certaines transformations chimiques nécessaires à leur assimilation.
2. L’ammonium (NH₄⁺) : Absorption directe sans transformation
L'ammonium est l'un des nutriments les plus faciles à absorber pour les plantes aquatiques. Il est déjà sous une forme utilisable par la plante et n’a pas besoin d’être transformé avant son absorption. L'ammonium (NH₄⁺) est directement capté par des transporteurs spécifiques, appelés AMT (Ammonium Transporters), présents dans les membranes cellulaires des racines.
🔋 Coût énergétique : Faible. Aucun processus de transformation chimique n’est nécessaire. L’énergie est principalement utilisée pour maintenir l’intégrité de la membrane et transporter l’ammonium dans les cellules.
3. Les nitrates (NO₃⁻) : Réduction en ammonium dans la plante
Contrairement à l’ammonium, les nitrates (NO₃⁻) doivent être transformés avant de pouvoir être utilisés par la plante. Lorsque les nitrates sont absorbés, ils sont d'abord réduits en ammonium (NH₄⁺) dans le cytoplasme de la cellule végétale, un processus catalysé par l’enzyme nitrate réductase. Ce processus se déroule en deux étapes principales :
Réduction des nitrates en nitrites (NO₂⁻) par la nitrate réductase.
Réduction des nitrites en ammonium (NH₄⁺) par la nitrite réductase.
Cette conversion nécessite de l’énergie sous forme d’ATP et de NADPH, produits par la photosynthèse.
⚡ Coût énergétique : Modéré, car ce processus nécessite un apport d'ATP et de NADPH pour la réduction des nitrates et des nitrites.
4. Les phosphates (PO₄³⁻) : Intégration dans les métabolismes énergétiques
Les phosphates (PO₄³⁻) jouent un rôle essentiel dans la production d’énergie cellulaire (ATP) et dans la formation des acides nucléiques (ADN, ARN). Une fois absorbés, les phosphates sont utilisés pour la synthèse de phytate, qui est une forme de stockage du phosphore. Les phosphates sont également utilisés dans la production de phospholipides, des composants essentiels des membranes cellulaires.
🔋 Coût énergétique : L’intégration des phosphates dans la formation d’ATP et dans les structures cellulaires nécessite un apport d’énergie.
5. Les autres nutriments : transformation et coûts énergétiques :
Potassium (K⁺)
Le potassium est crucial pour la régulation de l’eau et des nutriments dans les cellules. Il n’a pas besoin de transformation chimique importante avant son utilisation par la plante. L’absorption se fait directement sous forme d’ion K⁺, principalement par les racines.
🔋 Coût énergétique : Faible, car aucune transformation biochimique complexe n'est requise.
Magnésium (Mg²⁺)
Le magnésium est l'élément central de la chlorophylle, le pigment responsable de la photosynthèse. Son absorption nécessite peu de transformation chimique, mais il est essentiel à la production d'énergie à travers la photosynthèse.
🔋 Coût énergétique : Faible à modéré, lié à la synthèse de la chlorophylle et à la photosynthèse.
Fer (Fe)
Le fer est indispensable à la photosynthèse et à la respiration cellulaire. Cependant, il doit être sous forme de Fe²⁺ (fer ferreux) ou Fe³⁺ (fer ferrique) pour être absorbé. Afin d’être mieux absorbé, le fer doit être chélaté par des molécules porteuses comme la siderophore, un processus coûteux en énergie. Ce chélatage est nécessaire pour éviter la précipitation du fer et sa non-absorption.
⚡ Coût énergétique : Modéré à élevé, en raison de la nécessité de chélater le fer pour une absorption efficace.
6. Utilisation de l'énergie pour l'assimilation des nutriments
La photosynthèse est le principal processus énergétique utilisé par les plantes pour effectuer l'assimilation des nutriments. Elle produit de l'ATP et du NADPH, qui sont utilisés pour la réduction des nitrates, la formation d'ATP, et d’autres processus métaboliques. Chaque transformation de nutriment nécessite un certain "coût énergétique", selon la complexité du processus de transformation.
🔋 Coût énergétique global : L’énergie fournie par la photosynthèse est essentielle pour maintenir la croissance et la production de biomasse chez les plantes. Ce processus est particulièrement coûteux pour les transformations des nitrates et du fer.
Conclusion
L'assimilation des nutriments par les plantes est un processus biochimique complexe qui nécessite des investissements énergétiques importants, notamment sous forme d'ATP et de NADPH produits par la photosynthèse. Ces processus sont essentiels pour garantir la croissance et la survie des plantes.
Chaque type de nutriment, qu'il soit facilement absorbé comme l’ammonium ou nécessitant des transformations complexes comme les nitrates ou le fer, a un coût énergétique qui varie en fonction de sa structure chimique et de son assimilation.
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