Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
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photosynthèse (suite)

Pour obtenir 1 g de matière sèche (475 mg de carbone), la plante doit prélever la totalité du gaz carbonique de plus de 3 000 litres d’air (l’air normal a 0,03 p. 100 de CO2, soit 0,15 mg/l). Mais, en réalité, le végétal n’épuise jamais tout le gaz carbonique ambiant. Une production de 150 quintaux à l’hectare nécessite donc le brassage de plus de 500 000 m3 d’air environ. Une part importante (25 p. 100) de la production brute est, d’autre part, perdue par la respiration. Dans les meilleurs cas, l’intensité de la photosynthèse est telle que l’on peut observer (Algues) le doublement du poids de matière sèche toutes les trente-cinq heures. Cela explique par exemple certaines proliférations dans les aquariums ou même dans les eaux naturelles lorsque les conditions deviennent favorables.


Facteurs jouant un rôle dans les variations de l’intensité


Facteurs internes

La teneur en chlorophylle des cellules, qui semblerait primordiale à première vue, ne joue qu’un rôle de second plan, du fait que, dans les cellules en bonne santé, le pigment existe en surabondance par rapport aux réactions qui peuvent être effectuées avec la quantité de gaz carbonique disponible et la lumière reçue. Ce n’est que pour des étiolements très poussés que la teneur en chlorophylle intervient ; ainsi, pour des tissus comparables d’Orme, normaux (à 1,62 mg de chlorophylle) et étiolés (à 0,12 mg), on a constaté une différence d’assimilation de 11 mg contre 10 mg de CO2 absorbé par heure. La teneur en chlorophylle n’apparaît donc pas dans la plupart des cas comme facteur limitant.

L’ouverture plus ou moins marquée des stomates a une influence sur la pénétration des gaz, aussi bien lors de la respiration ou de la transpiration que lors de la photosynthèse. Cependant, la fermeture n’est limitante que si elle est assez importante et si les éclairements sont intenses ; alors il y a proportionnalité entre ouverture et absorption. Cependant, stomates fermés, quelques végétaux assimilent le CO2 mis en réserve dans l’atmosphère interne (Cactées) ou capable de pénétrer à travers l’épiderme.

La teneur en eau des tissus agit sur l’ouverture des stomates et aussi directement sur les réactions de synthèse ; de même, certains sels minéraux (Mg, N, K, P, S...) interviennent, et leur carence empêche le fonctionnement normal de l’assimilation.

Par ailleurs, si les glucides, en particulier, restent sur place après leur élaboration, la production de nouvelles molécules se trouve ralentie ou même stoppée ; cela s’explique par le fait que nombre de réactions intermédiaires sont des réactions d’équilibre dont le sens est déterminé par la quantité des produits en présence. Une migration rapide vers les organes d’utilisation (fleurs, fruits, méristèmes) ou de réserves favorise donc la photosynthèse et empêche un engorgement des organes assimilateurs.

Enfin, l’âge des cellules joue un rôle important ; l’intensité du phénomène est beaucoup plus grande (jusqu’à dix fois) chez les organes jeunes. Cela est dû à l’activité métabolique, qui est elle-même beaucoup plus intense dans les cellules jeunes que dans les vieilles.


Facteurs externes

• Taux de CO2. L’air atmosphérique contient, dans la zone de la biosphère, 0,03 p. 100 de gaz carbonique, matière première de la photosynthèse ; cela place les végétaux dans des conditions très médiocres de fonctionnement ; le CO2 apparaît alors comme un facteur limitant naturel. Quand on élève artificiellement son taux, il se produit une augmentation très rapide de l’assimilation, proportionnelle à la quantité de CO2 fournie, et ce pour des éclairements assez forts (5 000 et 10 000 lux) au moins. Ce phénomène est très sensible jusqu’à 2 à 5 p. 100 suivant les espèces ; au-delà de ces valeurs, l’excès de gaz carbonique ne provoque plus d’activation de la photosynthèse et même entrave celle-ci si les doses continuent à augmenter. Il faut noter que plus l’éclairement est élevé, plus l’élévation du taux de gaz carbonique est profitable à la plante. En réalisant dans les serres une surcharge de l’atmosphère en CO2 (multiplication par cinq des doses normales), on obtient un rendement trois fois plus important, ce qui donne lieu en certains endroits à des applications pratiques. Dans les types de cultures maraîchères habituelles, la fumure du sol (terreau et fumiers en fermentation) dégage du gaz carbonique, qui s’accumule dans les châssis jusqu’à 0,25 p. 100. Cela a le double avantage de permettre un meilleur ravitaillement en CO2 tout en élevant la température, ce qui favorise aussi la photosynthèse ; une petite dose d’ammoniac se dégage en même temps et empêche la fermeture des stomates. Cette technique semble supérieure pour cette raison à l’enrichissement des serres en gaz carbonique d’origine chimique, lâché directement dans l’atmosphère de la serre en quantité assez importante (taux multiplié par dix par exemple).

• La lumière. La lumière est, comme le gaz carbonique, indispensable à la photosynthèse, et l’intensité d’absorption du CO2 est liée à l’éclairement (énergie lumineuse reçue par unité de surface de la plante). Cette valeur dépend de l’intensité lumineuse de la source, des milieux traversés par la lumière et de la distance de la source au point de réception. On devrait exprimer l’éclairement en unités de puissance par unité de surface ; cependant, lorsqu’il s’agit de lumière solaire, on persiste souvent à utiliser les « lux ». Le lux est l’éclairement d’une surface située à 1 m d’une bougie dans un milieu sans absorption. Dans nos régions, l’éclairement fourni par le Soleil un beau jour d’été au sol est de 100 000 lux. Les feuilles d’un arbre, qui se gênent les unes les autres, ne reçoivent en moyenne que 15 000 lux environ. Dans certains phytotrons, on peut reproduire des éclairements de 50 000 lux au plus. Le clair de lune fournit 0,3 lux environ, ce qui est infime par rapport aux besoins de la plante.