Fiche de révision : Circulation de l’eau chez les plantes

📋 Plan du Cours

1. Absorption racinaire de l’eau
2. Conduction de la sève brute
3. Transpiration et stomates
4. Évapotranspiration et besoins hydriques
5. Réponses au déficit hydrique
6. Efficience et sensibilité des cultures
7. Stratégies d’adaptation à la sécheresse

📖 1. Absorption racinaire de l’eau

★ À maîtriser

• 🔄 L’absorption racinaire suit plusieurs étapes:
  1. Accumulation de solutés dans la stèle
  2. Création d’une solution hypertonique par rapport à la solution du sol
  3. Entrée de l’eau du sol dans la stèle par osmose
  4. Création d’une pression d’eau au bas de la plante

📌 L’eau est absorbée passivement par osmose lorsque les cellules racinaires possèdent une vacuole plus concentrée que la solution du sol, tandis que les ions peuvent être absorbés activement par des perméases couplées à des ATPases.

Compléments

• Le système racinaire impliqué dans l’absorption varie selon le type, la profondeur et la densité des racines, ainsi que selon la disponibilité en eau du sol.

💡 Astuce mémo

Solutés accumulés → solution hypertonique → entrée d’eau par osmose

📖 2. Conduction de la sève brute

🔑 Notions clés & Définitions

• Cohésion-adhésion : Permet à l’eau de monter dans le xylème grâce aux liaisons hydrogène entre molécules d’eau et à l’adhérence de l’eau aux parois.

📝 Points essentiels

• La poussée racinaire contribue à l’ascension de la sève brute en créant une pression d’eau au bas de la plante, tandis que la transpiration crée un appel vers le haut appelé aspiration foliaire.

• La conduction de l’eau vers les feuilles s’effectue dans les vaisseaux du xylème et repose principalement sur un transport passif.

💡 Astuce mémo

Racines → xylème → feuilles → atmosphère

📖 3. Transpiration et stomates

🔑 Notions clés & Définitions

• Stomate : Petit orifice à ouverture variable situé dans l’épiderme des feuilles, qui permet les échanges gazeux, notamment du dioxyde de carbone et de l’eau, entre la plante et le milieu extérieur.

📝 Points essentiels

📌 Les stomates sont généralement ouverts le jour et fermés la nuit, mais ils se ferment aussi lorsque l’eau du sol devient insuffisante ou lorsque la teneur en dioxyde de carbone est trop élevée.

• La transpiration dépend de la demande évaporative, de la surface foliaire évaporante, du nombre et de l’ouverture des stomates, du système racinaire et de la disponibilité en eau du sol.

💡 Astuce mémo

Stomate ouvert : échanges et transpiration ; stomate fermé : économie d’eau

📖 4. Évapotranspiration et besoins hydriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Évapotranspiration potentielle : Évapotranspiration d’un couvert de référence recouvrant bien le sol et correctement alimenté en eau, généralement un gazon à production de biomasse optimale.

★ À maîtriser

📐 Formule — L’évapotranspiration maximale d’une culture se calcule avec la relation $ETM = K_c \times ETP$, où $K_c$ est le coefficient cultural.

📌 L’évapotranspiration réelle vérifie la relation $ETR = f(ETM, RU)$ et, lorsque $ETR < ETM$, la culture subit un stress hydrique.

Compléments

• L’ETP est calculée à partir de données climatiques telles que le vent, l’humidité de l’air, la température et le rayonnement net, et elle s’exprime en millimètres de hauteur d’eau.

• Pour une culture de blé en avril avec une ETP de 63 mm par mois et un coefficient cultural de 0,8, l’ETM est de 50 mm, soit 1,7 mm par jour.

📖 5. Réponses au déficit hydrique

★ À maîtriser

• Lors du dessèchement du sol, la plante réduit d’abord rapidement sa transpiration par fermeture des stomates, maintient ensuite sa turgescence malgré la perte d’eau des tissus, puis réduit sa surface foliaire sur plusieurs semaines.

• 🔄 Le stress hydrique provoque une chaîne d’effets:

  1. Fermeture des stomates
  2. Diminution ou arrêt des échanges de O2 et de CO2
  3. Ralentissement de la photosynthèse
  4. Ralentissement de la croissance et de la production de matière sèche

Compléments

• L’acide abscissique émis par les feuilles en dessèchement constitue un signal du contrôle stomatique.

💡 Astuce mémo

Minutes : stomates ; heures : turgescence ; semaines : surface foliaire

📖 6. Efficience et sensibilité des cultures

★ À maîtriser

📌 Les plantes en C4, comme le maïs et le sorgho, sont plus efficientes dans l’utilisation de l’eau que les plantes en C3, comme le tournesol, le blé et le pois.

• La période critique de la culture, généralement la floraison, est une phase de forte sensibilité au déficit hydrique, qui peut réduire irréversiblement le nombre de grains.

Compléments

• Les besoins totaux en eau sont:
  • Maïs fourrage : 238 L/kg de matière sèche
  • Banane : 346 L/kg de matière sèche
  • Maïs grain : 454 L/kg de matière sèche
  • Orge : 524 L/kg de matière sèche
  • Pomme de terre : 590 L/kg de matière sèche
  • Blé : 590 L/kg de matière sèche
  • Soja : 900 L/kg de matière sèche
  • Riz pluvial : 1 600 L/kg de matière sèche
  • Riz inondé : 5 000 L/kg de matière sèche

💡 Astuce mémo

Efficience de l’eau ≠ tolérance au stress hydrique

📖 7. Stratégies d’adaptation à la sécheresse

★ À maîtriser

📌 L’esquive consiste à réaliser le cycle de la plante en dehors des périodes sèches, l’évitement consiste à réduire les pertes d’eau ou à favoriser son absorption, et la tolérance consiste à maintenir les fonctions physiologiques malgré la dégradation de l’état hydrique.

Compléments

• L’esquive peut être obtenue par un développement phénologique rapide et une floraison précoce, en décalant la date de semis ou en sélectionnant des variétés précoces.

• L’évitement repose notamment sur:

  • La modification de la géométrie des feuilles par enroulement ou inclinaison
  • La mort précoce des feuilles les plus anciennes
  • La protection des stomates par une couche de cire
  • L’extension du système racinaire en profondeur

💡 Astuce mémo

EET : Esquive, Évitement, Tolérance

📊 Tableaux de synthèse

Stratégies face à la sécheresse