E5 Interface au Sol

Topique

L'interface racine-sol est la zone d'échange où la racine absorbe l'eau, les nutriments et participe à la biogéochimie de la rhizosphère. Ces trois processus se déroulent simultanément dans le même volume de sol, bien que chacun dépende d'une propriété spécifique de ce dernier.

À l'interface racine-sol, l'absorption d'eau par la racine est régie par le potentiel matriciel du sol. Ce potentiel matriciel correspond à la composante du potentiel hydrique du sol résultant de la force avec laquelle les particules du sol retiennent l'eau, face à la succion exercée par la racine. Plus le potentiel matriciel du sol est négatif, plus le sol retient fortement l'eau et moins la racine est capable d'en absorber à travers l'interface racine-sol.

À l'interface racine-sol, l'absorption des nutriments s'effectue par deux voies : la diffusion, lorsque les nutriments présents dans la solution du sol migrent de leur zone de forte concentration vers la surface de la racine, où leur concentration est plus faible du fait de leur absorption ; et le flux de masse, lorsque l'eau absorbée par la racine entraîne avec elle, dissous dans la solution du sol, les nutriments qu'elle contient. Plus la racine absorbe l'eau rapidement, plus elle reçoit de nutriments par flux de masse, indépendamment de la quantité absorbée par diffusion.

À l'interface racine-sol, la racine participe également à la biogéochimie de la rhizosphère en libérant des exsudats dans le sol environnant. Ces exsudats nourrissent les micro-organismes du sol, notamment les mycorhizes, qui à leur tour permettent à la racine d'accéder à des nutriments qu'elle ne pourrait atteindre seule. Les exsudats modifient également le pH local du sol autour de la racine, ce qui influe sur la disponibilité chimique des différents nutriments dans la solution du sol où ils sont absorbés. Parmi les propriétés du sol qui affectent l'interface racine-sol, la plus importante pour la plante est la conductivité hydraulique du sol, car elle détermine la vitesse à laquelle le sol peut reconstituer, avec la racine, l'eau déjà absorbée. Contrairement au potentiel matriciel du sol, qui diminue progressivement avec le dessèchement, la conductivité hydraulique du sol diminue de façon non linéaire et chute brutalement bien avant que le sol ne soit complètement sec. Cette chute non linéaire de la conductivité hydraulique du sol crée un goulot d'étranglement dans l'approvisionnement en eau des racines : même s'il reste une quantité importante d'eau stockée dans le sol, celle-ci ne peut plus se déplacer assez rapidement vers la surface des racines à travers l'interface racine-sol, et l'absorption d'eau par la plante est limitée par ce goulot d'étranglement bien avant que le sol ne soit réellement épuisé en eau.

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