Principales fonctions des nutriments végétaux

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Principales fonctions des nutriments végétaux

Chaque nutriment essentiel joue un rôle unique dans le soutien de la croissance, du développement et de la productivité des cultures de pommes de terre :

L'azote (N) est crucial pour la synthèse des protéines et la croissance végétative globale, contribuant directement à des rendements élevés.

Le phosphore (P) est vital pour le transfert d'énergie et la division cellulaire, ce qui le rend essentiel pendant le développement des racines et les stades de reproduction.

Le potassium (K) aide au transport des sucres, régule la fonction stomatique et active de nombreuses enzymes, tout en renforçant la résistance de la plante aux maladies.

Le calcium (Ca) aide à construire des parois cellulaires solides et renforce la résistance aux maladies.

Le magnésium (Mg) joue un rôle central dans la photosynthèse et est impliqué dans de nombreux processus enzymatiques.

Le soufre (S) est nécessaire à la synthèse des acides aminés essentiels tels que la cystine et la méthionine.

Le fer (Fe) est indispensable à la synthèse de la chlorophylle.

Le manganèse (Mn) est requis pour une photosynthèse efficace

Le bore (B) contribue à la formation de la paroi cellulaire, au développement du tube pollinique et au transport du sucre.

Le zinc (Zn) est essentiel à la synthèse des auxines - hormones végétales impliquées dans la régulation de la croissance.

Le cuivre (Cu) soutient le métabolisme de l'azote et des glucides.

Le molybdène (Mo) est un composant clé des enzymes nitrate réductase et nitrogénase impliquées dans le métabolisme de l'azote.

Effet des nutriments sur la qualité et le rendement de la pomme de terre

1. Le noircissement est causé par l'oxydation des composés phénoliques lorsque la peau est exposée. 

2. Un pourcentage élevé de matière sèche est requis dans les pommes de terre pour l'industrie. 

3. De fortes concentrations sont souhaitables. La caractéristique est corrélée à la gravité spécifique. 
   
    

Comme le montre le tableau, les macronutriments influencent différents aspects de la croissance et du rendement de la pomme de terre. Ceci souligne l'importance de fournir des nutriments dans les bonnes proportions, adaptées à chaque stade de croissance, pour soutenir efficacement les processus physiologiques de la plante.

Besoins globaux en nutriments

Élimination des nutriments par la culture de pommes de terre (kg/ha)

Les chiffres représentent un rendement de 55 tonnes/ha.

Courbes d'absorption des nutriments

L'absorption des nutriments atteint son apogée au cours de la phase de tubérisation, lorsque les tubercules subissent une augmentation intensive du volume. La quantité totale de nutriments éliminés par une culture de pomme de terre est étroitement liée au rendement – doubler le rendement entraîne généralement une augmentation proportionnelle de l'élimination des nutriments.

Pour obtenir des rendements élevés et préserver la qualité, les nutriments doivent être appliqués avec précision – ciblés sur la zone racinaire et programmés juste avant ou pendant la période de demande de la culture. Un apport nutritionnel inadéquat ou déséquilibré peut avoir un impact négatif sur la qualité des tubercules et réduire considérablement le rendement.

Comme le montre la courbe d'absorption des nutriments, la demande en potassium est la plus élevée au cours de la phase de tubérisation. Le début de la floraison est un indicateur morphologique fiable du début de cette phase critique. Lors de l'utilisation de l’épandage en bandes latérales, Multi-K™ Agri doit être appliqué à ce stade pour répondre efficacement aux besoins en potassium de la culture.

Intégration de l'absorption des macronutriments par une culture de pommes de terre

Source : Harris (1978)

Les besoins quotidiens en tubercules de pomme de terre pendant la phase critique de tubérisation sont de 4,5 kg/ha N, 
0,3 kg/ha P et 6,0 kg/ha K. Les besoins en potassium des tubercules de pomme de terre pendant la phase de tubérisation sont très élevés, étant une consommation de luxe. L'augmentation du rendement pendant la tubérisation peut atteindre 1 000 à 1 500 kg/ha/jour. Il est donc important de fournir les nutriments nécessaires aux plantes pendant cette étape, dans les bonnes proportions et en quantité suffisante.

Gestion des nutriments

Azote (N)

Une gestion adéquate de l’azote est l’un des facteurs les plus importants pour obtenir des rendements élevés de pommes de terre d’excellente qualité. Un approvisionnement adéquat en N en début de saison est important pour soutenir la croissance végétative.

L'effet du taux d'azote sur les rendements de pommes de terre

Les pommes de terre ont des racines peu profondes et sont généralement cultivées dans des sols sablonneux et bien drainés. Bien que ces conditions soient favorables au développement des racines, elles présentent également des défis pour la gestion de l'eau et de l'azote (N). Le nitrate, la principale forme d'azote disponible pour les plantes, est très mobile et sujet aux pertes par lessivage dans ces sols.

Afin de minimiser les pertes et d’assurer une disponibilité adéquate, des applications fractionnées d’azote sont recommandées. Il s’agit d’appliquer une partie des besoins totaux en N avant la plantation, suivie d’applications supplémentaires pendant la saison de croissance, soit par épandage en bandes latérales, soit par fertirrigation.

Le moment et le taux d'absorption de l'azote dépendent de la variété et sont influencés par des facteurs tels que la densité racinaire et le temps nécessaire à la maturité. Les premiers stades requièrent un rapport ammonium/nitrate équilibré, car un excès d'ammonium peut abaisser le pH de la zone racinaire et favoriser le développement de la maladie de Rhizoctonie. En revanche, l’azote nitrique favorise non seulement une croissance saine, mais facilite également l’absorption de cations clés – calcium, potassium et magnésium – qui sont essentiels pour obtenir une densité élevée dans les tubercules.

La demande en azote des cultures pendant la tubérisation est de 2,2 à 3,0 kg/ha/jour.

Il est important d'éviter une application excessive d'azote en fin de saison, car cela peut retarder la maturation des tubercules, entraver la fermeté de la peau et réduire la qualité et la durée de conservation après récolte.

L'effet du rapport Nitrate/Ammonium et du taux d'azote sur le rendement total du rendement en tubercules U.T.D.

_{L'effet du rapport Nitrate/Ammonium et du taux d'azote sur le rendement total du rendement en tubercules U.T.D.}

Évaluation de l'azote

L'analyse du sol à une profondeur de 60 cm au printemps est essentielle à la planification d'un programme efficace de gestion de l'azote. Les échantillons de sol post-récolte peuvent aider les producteurs à sélectionner les cultures suivantes, qui utiliseront au maximum l'azote résiduel après la culture de pommes de terre.

Pour assurer une gestion précise de l'azote, l'analyse des pétioles pendant la saison représente un outil précieux, permettant aux producteurs de surveiller l'état de l'azote et d'ajuster la nutrition en conséquence.

L'échantillonnage du nitrate dans les pétioles permet de surveiller en cours de saison l'état nutritionnel de la culture. Il est recommandé de collecter le 4e pétiole de 30 à 50 plantes sélectionnées au hasard dans le champ. Des échantillons de tissus sont souvent prélevés chaque semaine pour suivre les changements dans les niveaux de nitrate et pour planifier des applications supplémentaires d'engrais, si les niveaux tombent en dessous du niveau optimal. Les niveaux critiques de nitrate dans les pétioles diminuent à mesure que la culture de pommes de terre se développe et mûrit. En général, les niveaux de nitrate-N dans les pétioles au moment de la tubérisation sont de < 10 000 ppm = faible, 10 000 à 15 000 ppm = moyen, > 15 000 ppm = suffisant.

Interprétation des niveaux de N-NO3 dans les pétioles de pomme de terre à différents stades de croissance

Pour l'évaluation de l'azote en temps réel, les producteurs sont encouragés à utiliser l'application Croptune™, qui fournit une analyse immédiate basée sur l'imagerie foliaire – permettant la prise de décisions de fertilisation opportunes et basées sur des données.
 

Phosphore (P)

Le phosphore joue un rôle essentiel dans le développement précoce des racines et des pousses, car il fournit l'énergie nécessaire aux fonctions essentielles des plantes telles que l'absorption, le transport et le métabolisme cellulaire des ions. Les ions phosphate ne sont absorbés par les racines que lorsqu'ils sont dissous dans la solution du sol, ce qui rend leur disponibilité fortement dépendante des conditions environnementales.

Des carences en phosphore peuvent se produire même dans les sols contenant suffisamment de P disponible si des facteurs tels que la sécheresse, les basses températures ou les maladies racinaires entravent la diffusion du phosphore vers la surface des racines. De telles carences peuvent entraîner un mauvais développement des racines et une réduction de l'efficacité d'absorption, affectant en fin de compte les performances globales de la plante.

Au stade de la formation du tubercule, un apport adéquat en phosphore est essentiel pour optimiser le nombre de tubercules formés. À mesure que la culture se développe, le phosphore continue de jouer un rôle clé dans la synthèse, le transport et le stockage de l’amidon, autant d’éléments essentiels à la qualité et au rendement des tubercules.

Pour accroître l'efficacité de l'utilisation du phosphore, la recherche appuie des stratégies telles que l'utilisation d'engrais à libération contrôlée et l'ajout de substances humiques, qui améliorent la disponibilité du phosphore dans la zone racinaire et réduisent la fixation dans le sol.

Potassium (K)

Les pommes de terre requièrent de grandes quantités de potassium tout au long de leur cycle de croissance, car ce macronutriment est crucial pour de nombreux processus physiologiques et métaboliques. Le potassium joue un rôle clé dans :

• La régulation stomatique et le bilan hydrique des plantes

• L’homéostasie ionique dans les tissus végétaux

• La réduction des nitrates et l‘utilisation efficace de l'azote

• La translocation des sucres des feuilles vers les tubercules

• La conversion des sucres en amidon, contribuant à la matière sèche et à la qualité des tubercules

Des niveaux adéquats de potassium sont essentiels pour obtenir des rendements élevés et produire des tubercules de taille, de qualité et de densité souhaitables. La carence en potassium est associée à :

• Rendement et taille des tubercules réduits

• Faible accumulation d'amidon

• Faible poids spécifique

• Sensibilité accrue aux maladies, à la sécheresse et au gel

   

Lignes directrices pour la fertilisation

Parce que les pommes de terre requièrent un sol K substantiel, en particulier dans les sols sablonneux ou à faible K, une planification minutieuse des applications d'engrais potassiques est essentielle.

• L'application par diffusion avant l’ensemencement est la méthode la plus couramment recommandée.

• Si l'application de la bande est utilisée, le taux ne doit pas dépasser 45 kg de K₂O/ha pour éviter les dommages causés par le sel aux pousses émergentes.

• Lorsque l'application totale dépasse 400 kg K₂O/ha, en particulier dans des conditions tempérées, il est conseillé de diviser l'application en espaçant les doses de 6 à 8 semaines pour accroître l'efficacité d'absorption et réduire les pertes par lessivage.

Sélection de l'engrais K

La source de potassium influence de manière significative à la fois le rendement et la qualité des tubercules de pomme de terre.
Il a été démontré que les engrais au nitrate de potassium, tels que Multi-K™, surpassent d'autres sources, ce qui se traduit par des rendements plus élevés en tubercules et une plus grande teneur en matière sèche, comme l’illustrent les figures ci-dessous.

En outre, des études ont montré que le nitrate de potassium améliore la teneur en protéines des tubercules et améliore la saveur par rapport au chlorure de potassium (KCl), ce qui en fait un choix privilégié pour les producteurs visant une production de qualité supérieure.

L'effet de la source K sur la qualité du rendement de la pomme de terre

Éléments nutritifs secondaires

Le calcium (Ca) est un élément structurel vital chez les plantes, servant de composant essentiel des parois cellulaires. Il renforce les parois et les membranes cellulaires, améliorant la stabilité cellulaire et la résistance aux infections bactériennes et fongiques. Le calcium contribue également au système de réponse au stress de la plante en participant aux voies de signalisation intracellulaires qui sont activées sous stress environnemental. De plus, il joue un rôle crucial dans la régulation de l'absorption du potassium, le soutien de la fonction stomatique et l'équilibre hydrique.

Le magnésium (Mg) est au cœur de la photosynthèse, car il forme l'atome central de chaque molécule de chlorophylle. Au-delà de son rôle dans la capture de la lumière, le magnésium intervient dans des processus métaboliques essentiels, notamment la synthèse du sucre et des protéines. Il facilite également la translocation des sucres, en particulier du saccharose, des feuilles vers les tubercules en développement.

Le soufre (S) joue un rôle défensif dans la culture de la pomme de terre en réduisant l'incidence de la gale commune et de la gale poudreuse. Cet effet est en partie dû à l'action acidifiante du soufre élémentaire, qui abaisse le pH du sol et crée des conditions moins favorables aux agents pathogènes de la tavelure. De plus, le soufre est essentiel à la synthèse des protéines et à la fonction enzymatique de la plante.

Troubles nutritionnels chez la pomme de terre

	Azote (N) La carence en azote se caractérise par une croissance végétative réduite et un jaunissement des feuilles, passant du vert pâle au jaune, surtout sur le feuillage âgé. Cela entraîne des canopées plus petites, une activité photosynthétique plus faible et, en fin de compte, une réduction de la taille et du nombre de tubercules, affectant négativement le rendement. La gravité de la carence peut être aggravée par des facteurs tels qu’un pH du sol extrême (trop bas ou trop élevé), une faible teneur en matière organique, un stress hydrique ou une irrigation excessive favorisant le lessivage de l’azote. Un excès d’azote entraîne souvent une croissance excessive des tiges, un retard dans la maturation des tubercules et une réduction de la densité spécifique des tubercules, affectant ainsi leur qualité de transformation. Des désordres physiologiques tels que le « cœur creux » ou les fissures de croissance peuvent également apparaître. De plus, l’excès d’azote augmente la sensibilité de la culture aux maladies et complique la dessiccation des tiges avant la récolte, rendant les opérations de récolte plus difficiles.
	Phosphore (P) L’un des premiers signes de carence en phosphore est une croissance lente ou rabougrie des pousses et des racines, particulièrement visible aux premiers stades de développement. Les racines apparaissent peu développées, avec un faible nombre de ramifications et de poils absorbants, limitant ainsi l’absorption d’eau et de nutriments. Un symptôme visuel classique est l’apparition de décolorations pourpres ou rougeâtres, notamment sur les feuilles âgées, dues à l’accumulation de pigments anthocyaniques. Un excès de phosphore dans le sol peut bloquer d’autres éléments comme le calcium et le zinc, provoquant ainsi leurs carences secondaires.
	Potassium (K) La carence en potassium réduit l’utilisation de l’azote, ralentit la croissance des plantes et conduit à des rendements plus faibles, une qualité inférieure des tubercules et une résistance réduite aux maladies. Les symptômes visibles incluent souvent des brûlures ou nécroses des marges foliaires, surtout sur les vieilles feuilles, ainsi qu’une sénescence prématurée du feuillage. Un excès de potassium peut réduire la densité spécifique des tubercules, impactant la qualité de transformation. De plus, il peut antagoniser l’absorption du calcium et du magnésium, entraînant des carences secondaires.
	Calcium (Ca) La carence en calcium peut gravement perturber la croissance et la qualité des tubercules. Elle se traduit souvent par un mauvais développement racinaire, des déformations des apex et une réduction des rendements, ainsi qu’une durée de conservation limitée en raison d’une faible intégrité de la peau. Les symptômes visuels typiques incluent le jaunissement et l’enroulement des feuilles supérieures, des brûlures aux points de croissance et de petites feuilles chlorotiques et déformées. Les tubercules carencés en calcium sont plus sensibles aux défauts internes et aux maladies de conservation. Un excès de calcium, surtout en forte concentration ou dans des sols riches en Ca, peut interférer avec l’absorption du magnésium et induire des symptômes de carence magnésienne (chlorose internervaire, photosynthèse réduite).
	Magnésium (Mg) Le magnésium est un élément central de la molécule de chlorophylle, indispensable à la photosynthèse et à la production d’énergie. En cas de carence, la photosynthèse ralentit fortement, réduisant la formation de tubercules et les rendements (jusqu’à 15 % de pertes dans les cas sévères). Les tubercules carencés en magnésium sont plus vulnérables aux dommages mécaniques lors de la récolte et du stockage. Les symptômes typiques incluent une chlorose internervaire et un brunissement des feuilles âgées, un flétrissement, une nécrose, une croissance réduite, une maturation précoce et une finition de peau médiocre. Un excès de magnésium peut inhiber l’absorption du calcium, entraînant des symptômes similaires à une carence en calcium.
	Soufre (S) Le soufre est essentiel à la synthèse des acides aminés, enzymes et vitamines. La carence entraîne une réduction de la croissance et un jaunissement du feuillage, particulièrement sur les jeunes feuilles — contrairement à la carence en azote qui affecte d’abord les feuilles âgées. Les plantes carencées en soufre présentent moins de feuilles et un développement limité de la canopée, réduisant le rendement et la qualité des tubercules.
	Fer (Fe) La carence en fer se manifeste typiquement par une chlorose internervaire, où les tissus entre les nervures jaunissent tandis que les nervures restent vertes. Les symptômes apparaissent d’abord sur les jeunes feuilles. En cas de carence sévère, la feuille entière devient chlorotique, réduisant fortement la capacité photosynthétique et la vigueur de la plante.
	Bore (B) Le bore est indispensable à la formation des parois cellulaires, au développement reproductif et au transport des sucres. En cas de carence, on observe : Mort des bourgeons apicaux, donnant un aspect buissonnant à la plante Épaississement, enroulement vers le haut et assombrissement des feuilles avant effondrement Sur les tubercules : apparition de taches nécrotiques brunes et développement de taches de rouille internes, réduisant fortement la qualité marchande et la conservation Un apport en bore en temps opportun est essentiel car même de légères carences affectent fortement la qualité des tubercules.
	Cuivre (Cu) La carence en cuivre affecte surtout la phase reproductive. Les symptômes incluent : Feuilles jeunes flasques et flétries, dues à une paroi cellulaire fragile Nécrose aux extrémités foliaires Abortion des bourgeons terminaux, réduisant la floraison et la nouaison des tubercules La carence augmente aussi la sensibilité aux maladies et réduit la vigueur de la culture.
	Zinc (Zn) La carence en zinc perturbe le développement foliaire et la photosynthèse. Symptômes typiques : Jeunes feuilles chlorotiques (vert pâle à jaune) Feuilles étroites, recourbées vers le haut, avec brûlure des pointes Nervures vertes contrastant avec des zones internervaires jaunes Plages nécrotiques Aspect général élancé et rigide dû à des entre-nœuds raccourcis La carence en zinc affecte à la fois le développement du feuillage et le rendement des tubercules.
	Manganèse (Mn) Bien que requis en petites quantités, le manganèse est vital. Sa carence provoque : Taches noires ou brunes sur les jeunes feuilles, souvent accompagnées de chlorose internervaire Jaunissement global du feuillage Mauvaise finition de peau des tubercules, réduisant leur valeur marchande Sensibilité accrue aux dommages mécaniques lors de la récolte et du stockage Corriger rapidement les carences en manganèse est essentiel pour maintenir la photosynthèse et protéger la qualité des tubercules.