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L'équilibre hydrique des plantes (Flux d'eau dans le sol (3 types…
L'équilibre hydrique des plantes
Flux d'eau dans le sol
Le contenu en eau et l’intensité des flux dans un sol
dépend
type du sol
structure d'eau
3 types d'éléments minéraux/granulométrie
Sable → forte perméabilité ; faible Hcc, Hpf, RU
Argile → faible perméabilité ; forte Hcc, Hpf, RU
Limon = érosion fluviale des roches d'un bassin
Dans un seul saturé en eau
Eau liée
Eau hygroscopique = absorbée, tres forte adhésion aux particules du sol, non exctractible
Eau pelliculaire = eau circulante et extractible par centrifugation
Eau libre ou interstitielle contenue dans la porosité
Eau capillaire = soumise aux forces de tensions se developpant au contact de l'eau, l'air et la gravité
L'eau gravitationnelle = présente dans les macroporosité du sol et soumise à la gravité ( non disponilble pour les plantes )
Deux humidités d'un sol
Humidité à la capacité au champ ( hcc ) = quantité maximale d'eau que peut contenir un sol par sa microporosité. Composée de l'eau pelliculaire et capillaire. La force qui contient cette eau est dite succion du sol : Ψw mesurable par lysimètre
Humidité au point de flétrissement ( hpf ) = quantité d'eau résiduelle du sol au dessous de laquelle la plante n'a plus accès à l'eau car trop liée au sol ( eau capillaire ). Dépend donc du sol et de la plante.
Réserve d'eau utile ( ru ) d'un sol à la plante ) = quantité d'eau qui se situe entre ces deux humidités = confort hydrique pour les plantes
Gradient décroissant de pression hydrostatique car proche des racines il y a moins d'eau que dans le reste du sol
Intensité du transport dépend
Amplitude du gradient de pression dans le sol
Conductivité hydraulique ou perméabilité
Pour avoir accès au CO2, ouverture des stomates qui laisse échapper de l'eau
Absorption de l'eau capillaire par les racines
Différentes voies interconnectées dans les jeunes racines
Voie apoplastique = les ions minéraux et l'eau circulent dans l'apoplaste sans passer par une membrane. Implique des processus d'exocytose, d'endocytose et activité d'aquaporines pour que l'eau passe plus rapidement
Voie symplastique = les ions minéraux et eau traversent le cortex racinaire en pasant de cellules à cellules via les plasmodesmes. Flux guidé par un grandient de pression hydrostatique
Voie transmembranaire = ions minéraux et eau traversent le cortex racinaire entrant d'un côté de la cellule et sortant de l'autre pour aller dans une autre cellule. L'eau passe alors 2 fois dans une membrane plasmique ; l"eau est dinc guidée par un gradient décroissant de potentiel hydrique
Racines âgées
Paroi subérisée donc hydrophobe
Exoderme en plusieurs couches réduisant la conductivité hydaulique
Anneaux de Caspary eux aussi hydrophobes aux niveau des cellules endodermiques. L'eau doit donc passer par les plasmalemmes.
A partir du péricycle il y a de nouveau 3 voies possibles
Pression racinaire = pression hydrostatique positive
Absorption des ions dans le sol accumulés dans les cellules du xylème
Réduction du potentiel d'osmose des cellules du xylème racinaire, elles gagnent ainsi en turgescence
Conditions
Sol humide
Transpiration faible
Guttation = exsudation de gouttelette d'eau à l'extrêmité des feuilles par des pores spécialisés ( hydatode ) toujours ouverts, connectés aux nervures.
Exsudation d'eau mais aussi de composés minéraux et organiques. Permet de trouver aussi un équilibre hydrique.
Epithem = parenchyme qui absorbe l'eau et les minéraux à partir du xylème et le transfert aux hyathodes
Xylème
Tissus
Parenchyme xylémiens ( réserve )
Fibres xylémiennes ( soutien )
Eléments trachéaires ( conduction de la sève )
Trachéïdes
Longues cellules allongées
L'eau circule en traversant des parois fines et perméables = ponctuations ou pits = lamelle mitoyenne pectique et parois primaires
Chez les conifères : présence de torus qui joue le rôle de valve
Vaisseaux
Plus courtes et larges
Pits au niveau des parois latérales
Parois terminales perforées par où cicule l'eau = plateau perforé simple ou composé, permet la superposition de cellules pour former les vaissaux → conduits multicellulaires contre la cavitation
Théorie de tension-cohésion ( Dixon et Joly ) = la transpiration foliaire est le processus initiateur d'une tension dans les feuilles qui se répercute tout au long des trachéides et des vaisseaux, des feuilles jusqu'aux racines, et qui guide ainsi la montée de la sève brute
Origine de la tension dans les feuilles et transfert dans les conducteurs xylémiens
La tension prenant naissance dans l’apoplaste du mésophylle s’étend ainsi aisément dans l’apoplaste xylémien, puis
dans la lumière des vaisseaux xylémiens (force d’attraction par montée de sève brute à partir des racines)
La sève brute ainsi importée dans les feuilles se déverse dans l'apoplaste xylémien foliaire et est ensuite transportée sous tension dans l'apoplaste mésophyllien : compensation des pertes d'eau par évaporation dans les méats : équilibre hydrique des cellules mésophylliennes
Voie transpiratoire
Surface d’évaporation dans les feuilles et résistance cuticulaire
Evaporation dans les méats des feuilles
Cuticule qui couvre la surface de la feuille et est un obstacle au transport de la vapeur d'eau de la feuille vers l'atmosphèer
Transport de la vapeur d'eau par simple diffusion
Méats interconnectés aux chambres sous-stomatiques
La concentration en vapeur deau diminue à chaque étape de la transpiration → gradient décroissant de concentration
Rapide
Dépendant de la température
Résistance stomatique et résistance de la couche limite
Degré d'ouverture des stomates
Formation d'une couche limite à la surface de la feuille
Dépend du vent
Dépend de l'aspect anatomique et morphologique ( cryptes stomatiques favorisant la formation d'une couche limite ; cellules bulbiformes )
Stomates
95% de perte d'eau
Influx de CO2 pour la PS et efflux d'eau pour la transpiration
Contrôle temporel = ouverture le jour et fermeture la nuit. Inversé pour les plantes résistantes à la sécheresse ( succulante dite CAM )
Activité stomatique contrôlée par l'état de turgescence des cellules de Garde = cellules épidermiques spécifiques
Formes d'haltères avec extrémité bulbeuse
Forme de haricot
Contrôle par la lumière
Induit l'ouverture des stomates
Degré d'ouverture prop. à l'intensité lumineuse
Même lumière que la photosynthèse : rouge et bleue
Implication de la zéaxanthine et phototropines = photorécepteur de la lumière bleue
Zéaxanthine : pigment jaune dans les plastes impliquée dans l'absorption des photons. Seuls, les stomates ne s'ouvrent pas
Phototropines : petites protéines membranaires
domaine de réception de la lumière bleue liée aux molécules chromophores
domaine d'activité sérine/thréonine kinase qui transforme ainsi le signal lumineux en signal biologique