Nutrition et réponses des plantes subalpines pyrénéennes à la contrainte azotée

Nutrition and responses of Pyrenean subalpine plants to the nitrogen constraint

• Auteur / Autrice : Charles Marty
• Direction : Thierry Lamaze, André Pornon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écophysiologie végétale
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes alpines

Relations plante-atmosphère

Azote -- Métabolisme

Mots clés libres

Durée de vie des feuilles

Efficacité d'utilisation de l'azote

Etage subalpin

Festuca eskia

Festuca nigrescens

Nardus stricta

Nutrition azotée

Résorption

Rhododendron ferrugineum

Sempervirence

Trifolium alpinum

15n

Résumé

Les habitats d'altitude sont caractérisés par une faible disponibilité en azote, principal élément limitant la croissance des plantes. Ils offrent par conséquent l'opportunité d'étudier les mécanismes d'utilisation et de conservation de l'azote développés par les plantes, ainsi que l'organisation des communautés végétales en réponse à cette contrainte. Des expériences de traçage isotopique au 15N en chambre de culture font apparaître une faible capacité de prélèvement net de l'azote minéral chez une espèce herbacée caractéristique des milieux montagnards du sud de l'Europe (Festuca nigrescens). Ceci resulte d'un efflux très important (jusqu'à 80% de l'influx pour NH4+), et non d'une faible valeur d'influx. Ce résultat suggère que cette plante ne serait pas capable d'utiliser efficacement un surplus d'azote d'origine anthropique dans son milieu naturel. En serre, d'autres expériences de traçage mettent en évidence un flux d'azote important d'une espèce fixatrice (Trifolium alpinum) vers Festuca eskia (Poaceae). Ce flux est beaucoup plus faible vers Nardus stricta (Poaceae), espèce généralement associée aux deux précédentes dans les pelouses subalpines pyrénéennes. Nos résultats font apparaître un effet facilitateur de la légumineuse sur les deux poacées en milieu naturel: leur croissance et leur prélèvement en azote sont en effet stimulés par sa proximité. Cependant, lorsque les trois espèces sont associées sur le terrain, seule F. Eskia tire bénéfice de la présence de la légumineuse, suggérant que cette espèce est plus compétitive dans l'acquisition de l'azote en provenance de T. Alpinum. Il est souvent considéré que la disponibilité en azote exerce un contrôle sur la durée de vie des feuilles, le recyclage interne de cet élément ou encore la capacité photosynthétique des plantes. . .

Nitrogen is often assumed to be the most limiting element for plant productivity in most ecosystems, particularly in high altitude habitats where soil nitrogen availability is low. In this thesis, we study both the use and conservation mechanisms of nitrogen that are crucial for plants in these nitrogen-constrained habitats. Moreover we try to understand nitrogen influence on the structure of plant communities. In growth chamber experiments, we investigated the component ?uxes of 15NO3- and 15NH4+ uptake in a tussock grass (Festuca nigrescens) very common and representative of the dominant plant growth form in European alpine meadows. Our results show that mineral nitrogen uptake is very low because of very high nitrogen efflux (up to 80% of the influx for NH4+). It suggests that the ability of this typical alpine grass to respond to increasing nitrogen availability due to global changes is limited. 15N labeling experiments performed in glasshouse show that large 15N transfers occur from a nitrogen-fixer (Trifolium alpinum) to Festuca eskia (Poaceae). This transfer is significantly lower for Nardus stricta, another grass species living in Pyrenean subalpine meadows. In the field, both biomass and nitrogen content of the grasses increase when they are associated to T. Alpinum. However, the facilitation effect between the nitrogen-fixer and non-fixers are species specific and is modified according to the capacity of the receiver species to use nitrogen provided by the legume to the interacting plants. It has often been proposed that nitrogen availability can control leaf life span, nitrogen internal cycling and photosynthetic capacity. . .