Les changements environnementaux et leur impact sur la croissance et le développement des plantes

 Dr. Mohamed Ismail Khalaf.

Département de développement du désert.

Environmental changes and their impact on plant growth and development

Mots-clés : environnement, organismes vivants, plante, stress..

L'environnement représente un ensemble de facteurs complexes qui interagissent entre eux dans leur impact sur tous les organismes vivants.  Et il est classé parmi.  Les facteurs physiques, les facteurs climatiques et les facteurs du sol. La plante réagit aux facteurs environnementaux de différentes manières selon la force du facteur environnemental, car chaque plante a des conditions idéales des facteurs environnementaux, et sa croissance et son développement sont affectés lorsque les facteurs s'écartent des limites optimales. Tous les processus physiologiques et métaboliques atteignent leur taux maximal lorsque l'intensité du facteur environnemental atteint le seuil optimal, et diminuent par conséquent lorsque le facteur environnemental change par rapport au seuil optimal. Le stress environnemental sur les plantes est un trouble physiologique qui se produit en raison de l'exposition de la plante à l'un des facteurs environnementaux naturels qui affectent la croissance des plantes, tels que la chaleur et la salinité.  Et la sécheresse, etc. Le changement de ces conditions et leur variation affectent la plante d'une manière ou d'une autre, ce qui place la plante sous ce que l'on appelle le stress ou la pression environnementale, ce qui entraîne l'apparition de changements ou de réponses au niveau de tous les processus vitaux pendant la période de croissance de la plante.

Le stress thermique est considéré comme un facteur environnemental important, surtout ces dernières décennies, en raison de son impact direct et indirect sur tous les processus physiologiques des plantes, et la température peut être un facteur de stress pour les plantes. La température des plantes dépend de l'équilibre entre la quantité de chaleur absorbée et la quantité de chaleur perdue. Si l'énergie absorbée dépasse l'énergie perdue, cela entraîne un réchauffement de la plante, et inversement, si l'énergie absorbée est inférieure à l'énergie perdue, cela conduit à un refroidissement de la plante. Pour la plupart des plantes, la température considérée comme dangereuse et nuisible se situe entre 45 et 50 °C, et la température nuisible peut parfois varier entre les cellules de la plante elle-même. Quant au stress hydrique.  Il est considéré comme l'un des plus importants.  Les stress environnementaux qui affectent directement la croissance des plantes, car la croissance de toute plante de manière naturelle dépend de l'état d'équilibre entre ce que cette plante absorbe en eau et ce qu'elle perd. L'état de déséquilibre peut être faible (c'est-à-dire que ce que la plante absorbe en eau suffit à couvrir ce que les cellules perdent seulement), et l'état de déséquilibre peut être important, ce qui se manifeste sur la plante sous forme de flétrissement temporaire. Cependant, si la quantité d'eau perdue par la plante dépasse ce que la plante peut absorber de manière significative, les symptômes de flétrissement permanent deviennent évidents, et cela se termine souvent par la mort de la plante en raison du dessèchement des tissus végétaux, et ce dessèchement se produit lorsque la plante perd. 50% Ou plus que son contenu en eau. Le stress thermique et le stress hydrique s'accompagnent également du stress salin, qui n'est pas moins important qu'eux. Le stress salin résulte d'une augmentation des concentrations de sels, principalement des sels de sodium, et les terres sont considérées comme salines lorsque la concentration de sel dans le sol atteint un niveau qui inhibe la croissance de la plupart des plantes cultivées. Étant donné que les plantes diffèrent considérablement les unes des autres en termes de résistance au stress salin, il est difficile de déterminer une concentration spécifique de sel qui peut être utilisée pour distinguer les terres salines des terres non salines. En général, les terres sont considérées comme salines si la concentration de sel y dépasse. 0.1%. La salinité augmente considérablement dans les terres sèches car la quantité de pluie n'est pas suffisante pour laver les sels accumulés du sol loin de la zone des racines, et elle se caractérise par des taux d'évaporation élevés. La lumière est un facteur environnemental important pour la vie des plantes et affecte toutes les étapes de la croissance des plantes, mais elle peut également être un facteur de stress pour les plantes lorsqu'elles sont exposées à un manque de lumière ou à une lumière excessive. Le manque de lumière fait référence aux dommages causés à la plante lorsqu'elle est exposée à une intensité lumineuse inférieure à celle à laquelle elle est habituée (plantes tropicales). En revanche, une lumière excessive fait référence aux dommages causés à la plante lorsqu'elle est exposée à une intensité lumineuse supérieure à celle à laquelle elle est habituée (plantes des zones froides), résultant d'une augmentation de la quantité de lumière tombant sur les feuilles par rapport à la quantité de lumière utilisée dans le processus de photosynthèse, que cela soit dû à une augmentation de la quantité de lumière ou à une diminution du taux de photosynthèse lorsqu'elle est soumise à un autre stress tel que la sécheresse ou le froid, tout en maintenant la quantité de lumière tombante. En plus de nombreux autres facteurs environnementaux qui peuvent causer des dommages à la croissance et au développement des plantes, tels que les métaux lourds, les rayonnements nocifs, ainsi que les facteurs biotiques comme les maladies, les insectes, les mauvaises herbes, etc. Ces facteurs causent individuellement ou collectivement les dommages suivants à la croissance et au développement des plantes.:

-         Empêche la germination des graines, et cela varie selon le type de culture et le degré de résistance au stress..

-         Flétrissement et dessèchement général accompagnés de jaunissement des feuilles et des tiges..

-         Arrêt du mouvement du cytoplasme..

-         Accumulation de protoplasme en raison de l'effet destructeur de la chaleur sur les composants de la cellule..

-         Augmentation du taux de respiration et diminution du taux de photosynthèse..

-         Les membranes des chloroplastes sont endommagées et la chlorophylle se casse..

-         Augmentation du taux de dégradation des protéines par rapport à leur construction et accumulation. NH3 Toxique..

-         Changement dans la nature des acides nucléiques..

-         Inhibition de l'activité enzymatique des enzymes de construction et de respiration par l'augmentation des températures..

-    La conversion des graisses dans les membranes en graisses insaturées en raison de leur oxydation, ce qui augmente leur fluidité et par conséquent affecte la propriété de perméabilité des membranes..

-    L'augmentation de l'intensité lumineuse affecte généralement la croissance des plantes en raison de son impact sur l'activité des auxines (hormone de croissance), car une forte luminosité décompose et détruit l'auxine et la transforme en composés métaboliques inactifs par oxydation lumineuse, surtout en présence de la pigment riboflavine..

-         L'augmentation du taux de transpiration entraîne une diminution de la taille de la plante, la chute des feuilles et l'échec de la formation des fleurs..

Les mécanismes que la plante suit pour résister aux stress.:

   Les plantes ont des moyens de défense qui diffèrent de ceux des autres organismes vivants car elles sont fixes à leur emplacement. Les plantes ont développé des mécanismes de défense contre divers stress environnementaux qui provoquent une augmentation des radicaux libres dans les cellules végétales, ce qui cause des dommages importants aux cellules en interagissant avec des composants importants de la cellule tels que les acides nucléiques, les protéines et les lipides. Le système de défense est composé soit d'antioxydants enzymatiques, soit d'antioxydants non enzymatiques.  Parmi les exemples d'antioxydants enzymatiques. Superoxide dismutase (SOD) و Catalase (CAT) و Peroxidases  Et d'autres enzymes qui neutralisent l'effet des radicaux libres et équilibrent leur impact. Quant aux antioxydants non enzymatiques, il y a. Proline و  Glycine betaine و  Ascorbic acid Et d'autres. Il convient de noter que tous ces systèmes de défense sont régulés par les gènes de la plante. Par conséquent, la connaissance de ces gènes et des méthodes de protection de la plante contre la sécheresse ouvre une lueur d'espoir pour l'humanité pour produire des cultures génétiquement modifiées résistantes à la sécheresse. Pour augmenter la résistance des plantes aux conditions de sécheresse, les sélectionneurs de plantes doivent utiliser des nutriments (éléments nutritifs) et des régulateurs de croissance qui aident la plante à exploiter ses capacités fonctionnelles, productives et génétiques pour améliorer le système de défense de la plante au plus haut niveau lorsqu'elle est soumise à des stress en augmentant l'activation de certaines enzymes antioxydantes et des enzymes liées à la production d'acide nucléique et à la régulation de la pression osmotique de la cellule en augmentant l'absorption de potassium et d'ions positifs, et elles activent également la capacité de la plante à augmenter les produits du processus de photosynthèse et à les transporter vers les zones actives de croissance pendant la phase de croissance végétative et reproductive, ce qui conduit à une augmentation de la production tant en quantité qu'en qualité.. 

 Les sources.:

1- El-Dessouki, Hashmat Suleiman et Abir Hamdi Al-Hakim, 2013. Fondamentaux de la physiologie végétale, Bibliothèque Al-Rushd, Université de Mansoura..

2- Al-Fahdawi, Mohammed Ismail Khalaf, 2016, Activation des graines et nutrition foliaire pour améliorer le contenu en antioxydants et certaines mesures physiologiques et productives de la plante de tournesol..

3- Saq, Habib Taha, Cours de physiologie végétale, Faculté d'agriculture. _ Université de Mansoura..

4- Comment les plantes s'adaptent-elles aux périodes de sécheresse, article des chercheurs.Christell van der Vyver and Shaun petera.  2021.

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