Le sol à proximité des racines conserve davantage d'eau
Le mouvement de l'eau aux racines contrôle la relation entre les plantes et l'eau ainsi que sur l'absorption des nutriments. Les scientifiques ont depuis longtemps reconnu que les racines déclenchent des changements au niveau des propriétés physiques, chimiques et biologiques de la rhizosphère (la région du sol directement formée par les racines), mais une nouvelle recherche montre que le sol dans cette région contient 30% plus d'eau par rapport aux estimations antérieures. Présentée dans la revue New Phytologist, l'étude a été financée en partie par le projet WATER WATCH («Non-invasive imagining of the water dynamics in a soil plant groundwater system»), bénéficiaire d'une subvention des actions Marie Curie - Transfert de connaissances d'une valeur de 302 000 euros au titre du sixième programme-cadre (6e PC). Des chercheurs en Allemagne, en Suisse et aux États-Unis expliquent que l'eau aide les plantes pendant de courtes périodes de sécheresse. Les résultats pourraient être utilisés pour améliorer l'amélioration des plantes et soutenir le développement de systèmes d'irrigation efficaces. En utilisant la tomographie à neutrons de l'Institut Paul Scherrer (PSI) en Suisse, l'équipe a suivi la distribution de l'eau à une fraction de millimètre sans déraciner les plantes du sol. «La question de l'absorption des plantes n'est pas seulement pertinente au développement de nouvelles souches de plantes présentant une bonne valorisation de l'eau, mais également pour améliorer les modèles climatiques», explique le co-auteur Sascha Oswald de l'institut de sciences terrestres et environnementales de l'université de Potsdam en Allemagne, «car plus de la moitié de l'eau retombant sur terre sous forme de pluie dans un climat humide est absorbée par les plantes et repasse dans l'atmosphère par ces dernières». Pour sa part, l'auteur principal Ahmad Moradi de l'Université de Californie de Davis, aux États-Unis, poursuit: «Les plantes absorbent l'eau du sol par des racines très fines, de quelques millimètres de diamètre. Les racines plus épaisses servent de lignes de ravitaillement, pour ravitailler l'eau. Nous voulons comprendre la distribution de l'eau autour de ces racines. Les processus décisifs se déroulent à cet endroit sur une échelle de quelques millimètres. Pour ne pas rater ces processus, nous avons besoin d'une procédure qui montre les détails plus petits qu'un millimètre et pouvant être appliquée sans déraciner les plantes du sol.» Grâce à cette méthode sophistiquée, l'équipe a envoyé des neutrons par les plantes, en plus de la rhizosphère. Les particules leur ont permis d'observer l'intérieur de nombreux objets, comme des images de rayons X mais en mieux; ils ont pu voir les composants internes. Selon les chercheurs, l'eau atténue et disperse les neutrons tandis que le métal et le sable leur sont invisibles. D'après le Dr Moradi, «Les racines sont composées à près de 90% d'eau. Pour les examiner, ou pour observer le déplacement de l'eau dans le sol, les neutrons sont plus adaptés que les rayons X.» Ils ont créé une image en 3D de la distribution de l'eau autour des racines et ont établi la quantité présente à différents endroits dans le sol. «L'option du microscope de l'installation a été utilisée pour ces mesures, ainsi, des images d'une résolution de 20 pixels par millimètre ont pu être générées», explique le co-auteur Eberhard Lehmann du PSI. «De cette manière, on a pu rendre l'eau visible à la précision nécessaire. Nous possédons trois stations de mesures dans lesquelles nous pouvons créer des images à neutrons, chacune ayant ses propres caractéristiques. Nous avons pu essayer différentes options pour les expériences. Un grand avantage de l'installation du PSI est également qu'il fonctionne 24 heures sur 24, ainsi les plantes peuvent être observées tout au long du cycle d'une journée et d'une nuit.» Le professeur Oswald, un autre auteur de l'étude, conclut: «Si l'on considère les applications pratiques de ces résultats, ils peuvent nous assister à développer des plantes capables de mieux survivre pendant les périodes de sécheresse. Cela permettrait également de savoir comment arroser les plantes, pour qu'elles ne s'assèchent pas trop vite.»Pour de plus amples informations, consulter: New Phytologist: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1469-8137 Université de Potsdam: http://www.uni-potsdam.de/english/ Paul Scherrer Institute (PSI): http://www.psi.ch/psi-home Actions Marie-Curie: http://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/
Pays
Suisse, Allemagne, États-Unis