Mythes et réalité de la nutrition foliaire
La fertilisation foliaire est une pratique courante pour fournir des nutriments minéraux aux cultures, en particulier lorsque les conditions nutritionnelles du sol sont limitées. Par rapport aux applications au sol, la nutrition foliaire offre plusieurs avantages potentiels, car elle fournit des nutriments directement au feuillage, quel que soit le sol. Elle agit donc beaucoup plus rapidement et empêche la perte de nutriments par lessivage ou immobilisation dans le sol. Ainsi, la nutrition foliaire permet de corriger ou de prévenir les carences nutritionnelles de manière rapide et respectueuse de l'environnement. Cependant, cette pratique comporte également des inconvénients et des risques potentiels.
Parmi les inconvénients et les risques, il y a le fait qu'une sous-dose de nutriments peut ne pas corriger la carence, tandis qu'une surdose peut brûler les feuilles et avoir un impact sur la production. En fertilisation foliaire, le taux d'absorption d'engrais est affecté par des facteurs tels que les conditions environnementales, le type de sel d'engrais et, bien sûr, la culture.
Dans son discours d'ouverture exceptionnel prononcé lors de la conférence New Ag International à New Delhi, le professeur allemand Dr Thomas Eichert, un leader mondial de la recherche sur la nutrition foliaire, aborde certains des malentendus ou `` mythes '' les plus importants concernant les nutriments minéraux au feuillage sont concernés.
Pour optimiser la nutrition foliaire, il est nécessaire de connaître les principes d’absorption foliaire des nutriments et les paramètres de contrôle. Heureusement, des progrès considérables ont été réalisés dans la compréhension de ces processus et de nombreux concepts et théories précédemment acceptés ont dû être abandonnés ou du moins modifiés, mais certaines des anciennes visions restent encore ancrées dans l’esprit des chercheurs et des producteurs.
Mythe 1: la fertilisation foliaire est une alternative "naturelle" aux applications du sol
Dans la fertilisation foliaire, en tant que pratique courante, il faut toujours considérer que les organes aériens des plantes sont 
plus conçu pour minimiser les échanges de matière avec l'environnement que pour absorber les nutriments minéraux. Par conséquent, la surface des feuilles est recouverte par une cuticule lipophile plus ou moins hydrofuge, qui résiste à la pénétration de solutés hydrophiles contenant des nutriments.
D'autre part, les stomates sont protégés contre l'infiltration d'eau liquide. Par conséquent, le principal défi consiste à surmonter la barrière superficielle de la feuille afin que les éléments nutritifs soient absorbés par les feuilles à un taux suffisant ou suffisamment élevé pour corriger la carence en éléments nutritifs, mais suffisamment bas pour éviter leur brûlure. feuilles Le fait que l'absorption foliaire des nutriments par la surface de la feuille soit un processus purement physique et régi par les lois de la diffusion augmente la difficulté.
Mythe 2: les feuilles absorbent activement les nutriments foliaires
Contrairement à l’absorption racinaire, les processus impliqués dans l’absorption foliaire sont passifs et la pénétration des nutriments à la surface de la feuille n’est donc pas sélective. Cela signifie que les nutriments appliqués à la feuille vont pénétrer indépendamment des besoins physiologiques de la plante. Dans ce contexte, il est important de mentionner que l'hypothèse ancienne et réfutée des ectodesmata peut encore être trouvée dans les textes et publications d'études actuelles.
Selon l'hypothèse des ectodesmata, l'extension cytoplasmique des cellules épidermiques de la cuticule, où l'on pense qu'elle participe activement à l'absorption foliaire de solutés hydrophiles. Cependant, il a été démontré par la suite que les ectodesmes étaient le résultat d’erreurs expérimentales.
La nature passive du processus d'absorption a une conséquence importante: toute substance présente à la surface de la feuille pénétrera tant qu'il y aura un gradient de concentration sur la surface de la feuille en tant que force motrice de la diffusion. Sans quoi le taux de pénétration résultant est très élevé et incompatible avec le métabolisme de la plante, il en résultera la brûlure de la feuille, phénomène fréquemment observé dans la pratique.
L’efficacité de la pulvérisation foliaire est donc confrontée à deux problèmes: d’une part, un faible taux d’absorption en raison des propriétés répulsives de la surface des feuilles et, d’autre part, d’une vitesse excessive due au processus d’absorption passive. Le principal défi de la pulvérisation foliaire consiste donc à appliquer la dose optimale de nutriments afin de corriger ou de prévenir les carences nutritionnelles sans brûler les feuilles.
Mythe 3: la cuticule est la seule voie d'entrée disponible
Depuis le début de l’investigation mécanistique de l’absorption foliaire, des preuves semblaient indiquer les stomates 
Ils ont joué un rôle important dans la pénétration de la lame. Il a été observé que les taux d'absorption étaient en corrélation avec la présence, la fréquence ou l'ouverture des stomates. D'autre part, il était clair que l'infiltration par la stomie de la solution appliquée sur la feuille n'était pas produite par un écoulement en masse (à moins que la tension superficielle ne soit diminuée par un principe actif très efficace à la surface).
Ce paradoxe a été résolu lorsqu'il a été démontré que les nanoparticules pénètrent dans les stomates par diffusion à la surface des pores stomatiques et non par un écoulement massique de la solution. Il a été constaté que le pourcentage de stomates impliqués dans l'absorption foliaire est souvent faible, alors que dans le même temps, la contribution quantitative de la pénétration des stomates à l'absorption totale peut être importante. Les preuves suggèrent que, en particulier pour les nutriments minéraux, les stomates pourraient être le passage le plus important.
Mythe 4: la cuticule est (toujours) le principal moyen d'absorption
La cuticule est une peau inerte et hydrophobe qui recouvre la majeure partie du feuillage des plantes. Le squelette de la cuticule est constitué d'un polymère tridimensionnel formé de cutine dans lequel sont intégrés des lipides amorphes ou cristallins (cires).
Alors que les petits solutés lipophiles peuvent facilement pénétrer dans la cuticule en se dissolvant dans les cires et en se diffusant à travers les interstices de la grille de découpe, la pénétration de solutés hydrophiles tels que les sels d'engrais minéraux est fortement gênée par leur très faible solubilité dans la cuticule. Par exemple, la solubilité de NH4NO4 dans la cuticule est plus de 107 fois inférieure à celle dans l'eau (estimée par le coefficient de partage de l'eau octanol), et les estimations basées sur d'autres sels ont donné des valeurs similaires.
Cependant, les sels d’engrais minéraux peuvent être absorbés lorsqu’ils sont appliqués à la surface de la feuille (sans stomates), ce qui indique que le modèle de dissolution et de diffusion dans la cuticule, valable pour les solutés apolaires lipophiles, ne peut expliquer de manière satisfaisante la Absorption cuticulaire des solutés hydrophiles. Pour cette raison, le modèle des pores d’eau polaires a été développé. Selon ce «modèle de pores», l'eau peut être absorbée par la cuticule et former des ensembles aqueux internes.
Si suffisamment d'eau est absorbée, les assemblages peuvent former un pont aqueux au sein de la cuticule lipophile dans lequel des solutés hydrophiles peuvent diffuser entre la surface externe de la feuille et les cellules épidermiques. Étant donné que l'état d'hydratation dépend du développement des pores de la cuticule, il est clair que l'humidité relative (RH) contrôle la perméabilité. Il a été démontré qu'avec une réduction de l'humidité relative de 100 en% 90, la perméabilité de la cuticule des poires diminuait d'un facteur 10, et qu'avec 50% d'HR, elle diminuait encore davantage, d'un facteur 100. On peut en conclure que plus la FC est basse, plus la perméabilité de la cuticule est basse. Dans ces conditions, la contribution de l'absorption stomatique peut être particulièrement importante.
Mythe 5: Plus l'humidité relative est importante, mieux c'est
Il est fréquent de constater qu’une humidité relative élevée favorise l’absorption des nutriments appliqués sur la feuille. Cependant, cette présomption est généralement fondée sur l’intuition plutôt que sur les faits. Comme indiqué ci-dessus, la perméabilité de la cuticule augmente en fait avec l'augmentation de l'humidité relative. On peut également supposer que, si l'humidité relative est élevée, la probabilité d'ouverture stomatique est elle-même plus grande que si elle est faible.
Par conséquent, à HR élevée, la perméabilité des deux voies d'absorption foliaire serait supérieure à celle à HR faible. Cependant, outre la perméabilité, il existe un autre paramètre qui contrôle les vitesses d'absorption foliaire, telles que le gradient de concentration à la surface de la feuille. Ce gradient est contrôlé par la concentration de sels à la surface de la feuille, qui est à son tour directement contrôlée par le HR.
La concentration de sels nutritifs dans les engrais foliaires appliqués n'est généralement pas en équilibre avec l'humidité de l'atmosphère. Par conséquent, la solution appliquée s’évaporera jusqu’à ce que l’équilibre soit atteint. Il a été démontré que l'équilibre de la concentration des solutés appliqués à la feuille dépend à la fois de l'humidité relative de l'environnement et de l'hygroscopicité du soluté.
Le degré d'hygroscopicité d'un soluté peut être exprimé par l'HR au-dessus de laquelle le sel se dissout dans l'eau absorbée de l'atmosphère. Ce seuil d'humidité est appelé «humidité relative déliquescente» (HRD) ou «point de déliquescence» (PD). Chaque sel a un DRI spécifique constant à une température donnée. L'interaction entre HR et HRD du soluté contrôle si la solution pulvérisée sur la surface de la feuille se dessèche (si HR <HRD) ou non (si HR> HRD).
Si l'HR est inférieure au DRI d'un sel donné, la solution de ce sel s'évaporera complètement en laissant un sel déshydraté résiduel à la surface de la feuille, à partir duquel l'absorption des nutriments est impossible. Si HR = HRD, la solution saline saturée restera à la surface de la feuille et le gradient de concentration à travers la surface de la feuille sera à son maximum. Avec HR> HRD, la concentration d'équilibre du sel diminue constamment jusqu'à ce que la saturation (HR = 100%) atteigne une concentration théorique de zéro.
La disponibilité des nutriments dépendra des différents DRI des sels, qui augmentent dans l'ordre suivant: chlore <nitrate <sulfate. Cela permet d'ajuster le taux d'absorption des nutriments résultant en sélectionnant le type de sel en fonction des niveaux d'humidité relative en vigueur. Les engrais foliaires contiennent souvent des composés supplémentaires tels que des adjuvants ou d'autres sels nutritionnels. Cela doit être pris en compte car ces mélanges modifient le DRI de la solution appliquée.
La perméabilité de la feuille et la concentration de sel à la surface de la feuille sont les deux paramètres clés qui contrôlent les vitesses d'absorption des nutriments. Si la perméabilité de la feuille augmente avec l'augmentation de l'humidité relative, la concentration diminue avec l'augmentation de l'humidité relative, au moins supérieure à l'humidité relative du sel respectif.
Ce comportement antagoniste confirme que l'hypothèse selon laquelle des valeurs élevées de HR entraînent un taux de pénétration élevé est fausse. Les modèles de calcul montrent que les taux de pénétration maximaux sont généralement attendus aux niveaux intermédiaires de HR. Aux niveaux intermédiaires d'humidité relative, la perméabilité de la feuille et la concentration en sel à la surface de la feuille se situent dans une plage intermédiaire et aucune d'elles n'est proche de zéro.
Souvent une alternative avantageuse à l'application au sol
Dans de nombreuses situations, la nutrition foliaire peut constituer une alternative prometteuse et avantageuse aux applications d'engrais du sol. Optimiser l'efficacité de la nutrition foliaire nécessite au moins des connaissances de base sur les facteurs qui régulent l'absorption des nutriments appliqués au feuillage. Il faut considérer que les processus d'absorption sont exclusivement passifs et régis par les lois de la diffusion.
Cependant, les plantes ne disposent pas d'un moyen direct de contrôler ce processus, il est donc très important de sélectionner avec soin le type d'engrais approprié. Il a été établi que la cuticule et les stomates sont capables d’absorber les nutriments. Une différence importante entre les deux voies réside dans le fait que la perméabilité de la cuticule dépend fortement de la FC, alors que la voie stomatique est probablement moins affectée par les changements de la FC. Des taux élevés d'humidité relative augmentent généralement la perméabilité de la surface de la feuille, mais la concentration effective de nutriment dans la feuille est également faible. Par conséquent, des taux d'absorption élevés sont attendus à des niveaux intermédiaires d'humidité relative.
Pour optimiser la nutrition foliaire, il est nécessaire de connaître les principes d’absorption foliaire des nutriments et les paramètres de contrôle. Le Dr. Thomas Eichert a fait des progrès considérables dans la compréhension de ces processus, grâce auxquels de nombreux concepts et théories précédemment acceptés ont dû être abandonnés ou modifiés. Il est clair que dans de nombreuses situations, la nutrition foliaire peut constituer une alternative prometteuse et avantageuse aux applications d’engrais du sol.
Source: Agriculturers.com
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