Moment de résorption des nutriments à partir des feuilles sénescentes : régulière et lente versus tardive et rapide
Yu-Kun Hu, de l’Université de Lanzhou, discute de son article : Les traits fonctionnels des feuilles prédisent le moment de la résorption des nutriments et de l’épuisement du carbone chez les plantes subarctiques à feuilles caduques.
La résorption des nutriments des feuilles sénescentes est un moyen important pour les plantes de maintenir leur équilibre nutritionnel, répondant à plus d’un tiers de leurs besoins totaux en nutriments. Ainsi, ces nutriments sont essentiels à la croissance et à la survie des plantes dans les écosystèmes pauvres en nutriments. De plus, le moment de la résorption des nutriments est également important. En effet, une résorption tardive permet aux plantes d’obtenir davantage de gains de carbone photosynthétique, mais les rend plus sensibles aux dommages causés par le gel. En revanche, une résorption précoce permet aux plantes d’éviter les dommages causés par le gel et la perte de nutriments, mais diminue le gain de carbone.
Dans les environnements saisonniers tels que la région subarctique, le moment de la résorption des nutriments devient particulièrement important pour les plantes en raison de la forte variabilité temporelle du premier gel d’automne. Ainsi, la variation du moment de la résorption peut avoir un impact important sur l’efficacité de la résorption et la condition physique des plantes.
Alors, quelle est l’ampleur de la variation du moment de résorption des plantes ? Qu’est-ce qui détermine le moment de la résorption des nutriments ? Toutes ces questions n’ont pas encore été étudiées.
Hypothèses
Nous avons émis l’hypothèse qu’il existe deux stratégies alternatives concernant le moment de la résorption des éléments (résorption précoce et régulière ou résorption tardive et rapide) dans les environnements saisonniers. Nous avons également émis l’hypothèse que ces stratégies de timing de résorption étaient étroitement liées à la forme de croissance des plantes et aux caractéristiques économiques des ressources.
Notre étude
Nous avons choisi quatre types d’écosystèmes subarctiques (broussailles, landes polygonales, tourbières et forêts riveraines) autour de la station de recherche scientifique d’Abisko, en Suède. Dans ces écosystèmes, 22 espèces végétales prédominantes issues de deux formes de croissance ont été sélectionnées : 9 espèces ligneuses à feuilles caduques et 13 espèces herbacées.
Nous avons suivi la dynamique des nutriments de ces espèces végétales pendant la sénescence des feuilles. Pour y parvenir, nous avons réalisé cinq campagnes d’échantillonnage de juillet à septembre. Ensuite, nous avons calculé le moment de la résorption comme le jour calendaire julien de 50 % de la résorption des éléments (T50) et examiné la variation du moment de la résorption et son lien avec la forme de croissance des plantes et les caractéristiques économiques des feuilles.
Nos découvertes
Nous avons observé une variation substantielle dans le moment de la résorption des éléments selon les espèces de plantes subarctiques. La résorption de l’azote s’est produite du jour 213 au jour 254, tandis que la résorption du phosphore s’est produite du jour 211 au jour 261 et la résorption du carbone s’est produite du jour 214 au jour 260. En moyenne, la résorption de N et P et l’épuisement de C étaient de 13, 12 et 19. jours, respectivement, plus tôt dans les herbes que dans les plantes ligneuses. Cela suggère que les plantes herbacées adoptent une stratégie de résorption régulière et lente et que les espèces ligneuses ont une résorption tardive et rapide.
De plus, nous avons constaté que le moment de la résorption des éléments s’alignait sur les caractéristiques clés des feuilles du spectre économique des plantes, l’un des axes stratégiques les plus reconnus en science végétale. Autrement dit, les espèces végétales présentant des caractéristiques plus conservatrices (masse foliaire par surface et teneur en C des feuilles plus importantes, et teneur en N et P des feuilles plus faible) présentaient généralement une résorption des nutriments plus tardive.
Notre étude se concentre sur la réutilisation des nutriments végétaux sous un nouvel angle : le moment de la résorption. La grande variation du moment de la résorption met en évidence l’importance du moment pour les bilans nutritifs des plantes et l’économie du carbone, et potentiellement même pour la condition physique des plantes. Les différences observées dans le calendrier de croissance des plantes ont des implications importantes sur le risque de dommages causés par le gel et le cycle des nutriments liés aux changements fonctionnels au sein des communautés végétales dans les régions froides lors des futurs changements climatiques.
Je voudrais également remercier mes coauteurs, Michelle Schollert, Rien Aerts, Richard SP van Logtestijn, James T. Weedon et Johannes HC Cornelissen, qui ont contribué à l’exploration de ce sujet.