8 faits sur l’azote dans la nutrition des plantes

Il existe 15 éléments essentiels à la vie végétale , dont 3 (oxygène, carbone et hydrogène) proviennent de l'air et de l'eau et ne sont généralement pas pris en compte dans le domaine de la nutrition des plantes. Du reste, l'azote est considéré comme le plus important.

78 % de l’atmosphère est constituée d’azote mais il n’est pas utilisable par les plantes

L'azote contenu dans l'air est sous forme N ₂ et cette molécule est extrêmement stable et nécessite beaucoup d'énergie pour se décomposer. Les plantes, quant à elles, ont besoin de nutriments disponibles sous forme de sels afin de les absorber et de les utiliser. Sous cette forme, l'azote est appelé « fixe ».

L'azote peut être réparé avec la foudre

L'énergie libérée dans l'atmosphère fait réagir l'azote avec l'oxygène pour former du protoxyde d'azote et du dioxyde d'azote. Ceux-ci sont instables et réagissent avec la vapeur d’eau pour former des acides nitreux et nitrique. Ceux-ci tombent sur la terre avec les précipitations et sont ensuite utilisés par les plantes. Le montant est important, avec 140 000 tonnes par an à l'échelle mondiale.

La Première Guerre mondiale était responsable des engrais modernes

Les munitions et les explosifs utilisent de l'azote dans leur composition et avant cette époque, la majeure partie de l'azote mondial provenait du nitrate de sodium extrait au Chili. Cet approvisionnement était contrôlé par la Grande-Bretagne et l’Allemagne en fut coupée au début de la guerre. Les chimistes allemands Fritz Haber et Carl Bosch ont inventé un procédé consistant à prendre de l'hydrogène et de l'azote à haute température et sous pression, de l'ammoniac se formerait. Une fois fixé sous forme d'ammoniac, il était relativement facile de convertir l'azote en explosifs comme la nitroglycérine ou le trinitrotoluène (TNT). Pour leurs travaux, Haber et Bosch ont reçu le prix Nobel en 1931. Leur méthode est encore utilisée aujourd'hui pour les engrais azotés, car l'ammoniac peut être transformé en engrais comme l'urée, le nitrate d'ammonium, etc.

Dans la nature, la majeure partie de l’azote est fixée par les bactéries

Les bactéries du sol sont responsables de la conversion de la majeure partie de l’azote de la forme atmosphérique en formes utilisables. Les enzymes impliquées dans ce processus sont très sensibles à la dégradation par l'oxygène et un environnement anaérobie est donc essentiel à la croissance de ces bactéries. Il existe de nombreuses espèces qui vivent librement dans le sol mais aussi d’autres qui vivent en symbiose avec les plantes. Les plantes fournissent de l'énergie aux bactéries en échange d'azote fixe. La relation la plus notable entre les légumineuses (pois, haricots, luzerne, etc.) et les bactéries du genre Rhizobium . Les plantes forment des nodules dans les racines pour que les bactéries puissent y habiter et produisent même une protéine pour éliminer l'oxygène des nodules.

*Saviez-vous?*

Les cyanobactéries (algues bleues et vertes) sont capables de fixer leur propre azote et de produire leur propre énergie grâce à la photosynthèse. Puisqu’ils sont capables de croître rapidement avec un minimum d’intrants, leur culture présente un énorme potentiel pour l’avenir, à la fois comme source de nourriture et comme forme d’énergie alternative.

La plupart des engrais azotés se présentent sous forme d’urée

Une fois que l’azote est fixé sous forme d’ammoniac grâce au procédé Haber, il peut réagir avec le dioxyde de carbone pour former de l’urée. Il présente de nombreux avantages dans la mesure où il est relativement riche en azote (46 %). Il est également relativement sûr, le nitrate d'ammonium étant potentiellement explosif avec un combustible. Les plantes ne peuvent pas très bien utiliser l’urée et elle doit être convertie en ammoniac par les bactéries du sol avant d’être utilisable par les plantes. Malheureusement, une partie de l’ammoniac est perdue dans l’atmosphère avant que les plantes puissent l’utiliser.

L'azote est converti en protéines et autres composés biologiquement actifs

Une fois qu’un sel d’azote est absorbé par la plante, il sera converti en acide aminé. Ceux-ci sont reliés entre eux en longues chaînes et repliés en protéines qui forment une grande variété de fonctions métaboliques. Les autres composés notables sont les acides nucléiques (ADN et ARN) ainsi que certains métabolites secondaires tels que les alcaloïdes, les amines, les glycosides cyanogéniques et les glucosinolates.

Le côté obscur des azotes

Bien que les engrais azotés contribuent grandement à la stabilité de l’approvisionnement alimentaire, leur utilisation a des effets néfastes sur l’environnement. Le procédé Haber utilise des températures et des pressions élevées qui utilisent le gaz naturel comme source d'énergie. Cela contribue de manière significative au changement climatique.

Tous les engrais ne sont pas utilisés par les plantes et peuvent être éliminés du sol par les précipitations. Cela se retrouve dans les lacs et les rivières et peut provoquer une prolifération d'algues. À leur tour, les fleurs consomment l’oxygène de l’eau, tuant les poissons.

Il existe différentes formes d'azote

En plus de l'urée dont nous avons parlé précédemment, il existe 3 autres formes à connaître dans la nutrition des plantes. Le nitrate (NO ₃ ), étant la forme préférée de la plante, se trouve dans des engrais tels que les nitrates de potassium, de calcium et de magnésium. L'ammoniac (NH ₄ ) est également facilement utilisable par la plante mais est transformé en nitrate dans les racines avant d'être transporté dans toute la plante. Les engrais tels que le sulfate d’ammonium et le phosphate sont les formes les plus courantes. La troisième forme est l’azote organique, généralement sous forme de protéines et doit être décomposé dans le sol avant que la plante puisse l’utiliser. Les engrais sous cette forme contiennent généralement beaucoup moins d’azote que les formes synthétiques, par exemple les farines de sang et de plumes.