Nutrition Azotée

Tp2 etude de la nutrtion azotee

Introduction

Les végétaux ont besoin d'au moins 16 nutriments essentiels pour se développer et accomplir leur cycle de croissance. Parmi ces éléments il y a l'azote qui est indispensable pour la synthèse d'acides aminés, d'acides nucléiques.... Cet élément (N) est présent sous différentes formes dans la biosphère qui ne sont pas toutes accessibles par les végétaux.

1.Il y a l'azote gazeux (N₂), représentant 80% de l'atmosphère, cette forme d'azote n'est pas directement accessible par les plantes à cause d’une triple liaison trop difficile à rompre. Néanmoins, certaines plantes, les légumineuses (soja, pois, la luzerne..) sont capables d’absorber directement le N₂. Elles en sont capables parce qu'il existe une symbiose entre elle et une bactérie, souvent Rhizobium. La bactérie se situe dans les nodosités de la plante au niveau des racines et possède une enzyme qui est la nitrogénase permettant de transformer le diazote en NH₄⁺.

2.il y a les ions nitrites qui sont une forme très toxique pour les plantes. Ils sont rarement trouvés à de forte concentration car ils sont immédiatement transformés.

3.Il y a les ions NH₄⁺ (ammonium) et NO₃⁻ (nitrate) qui sont des formes utilisables directement par les plantes. Ces ions ont diverses origines possibles comme:

l'oxydation du N₂ par O₂ ou O₃,

la fixation biologique du N₂ par les micro-organismes,

la dégradation de composés organiques par des micro-organismes libres du sol

la synthèse chimique (les engrais).

Ces formes ioniques proviennent de la décomposition de déchets organiques soit: par humification soit par minéralisation.

Les bactéries du sol transforment l’azote atmosphérique en forme assimilable, c’est-à-dire la forme ammoniacale ou nitrique par ammonification et nitrification .Tous ces phénomènes entrainent la décomposition des molécules azotées, ce qui libère des NH₄⁺ et des NO₃⁻.

Selon l'espèce et son âge, la plante utilisera préférentiellement l'une ou l'autre de ces deux formes. Les nitrates absorbés sont transformés par une enzyme, la nitrate réductase, en nitrite (NO₃⁻) puis par une seconde enzyme, la nitrite réductase, qui les transforme en forme ammoniacale NH₄⁺.

L'apport en azote par le sol étant limité, il y a une compétition entre les plantes et les microorganismes pour son utilisation. De ce fait l'azote est souvent un facteur limitant dans les agricultures traditionnelles ou biologiques.

Le but des expériences suivantes est de doser la quantité d'azote ammoniacal (NH₄⁺) et d'azote nitrique (NO₃⁻) présents dans différents échantillons. Un échantillon de sol d'abord, puis un échantillon de carotte issue de l'agriculture biologique ou de l'agriculture traditionnelle.

Matériel et methode

Pour la première expérience nous utilisons un échantillon de terre de 60g, prélevé le 9/10/12, la pluviométrie des dernières 24h était de 1,2 mm. L’origine de l’échantillon de sol est une terre de jardin, d’aspect foncé et contenant peu de cailloux, la végétation présente autour de la zone prélevée est un rosier.

Nous avons placé cette terre dans une solution de 300mL de KCl à 0,5M. Le rôle du KCl est de solubiliser les ions nitrates et de chasser les ions H+ fixés sur le complexe argilo-humique. Après une décantation de 30 minutes nous mettons en route une première distillation. Pour cela nous récupérons 200 ml de filtrat dans un erlenmeyer auquel on ajoute 2g de magnésie calcinée et nous plaçons le tout sur un système chauffant (voir n°1 figure 1).La magnésie calcinée permet de retirer et doser l’azote ammoniacal (NH₄⁺) présent dans l’échantillon de sol.

Dans la fiole jaugée de 50 ml (voir n°2 figure 1) nous mettons 5 ml d’acide borique qui permet de piéger l’azote en évitant que celui-ci ne s’évapore.

(Figure 1)

Nous avons récupéré le distillat auquel nous ajoutons 3 gouttes d’indicateur coloré. Pour doser ce nouveau distillat ( = solution titrante, voir fig 2 ) nous avons placé une solution de H₂SO₄ ( = solution titrée, voir fig 2 ) dans la burette graduée que nous versons goutte à goutte jusqu'au virement de couleur de la solution titrante. (Du vert au violet).

( figure 2 )

Pour la seconde distillation nous avons introduit 1g d'alliage de Dewarda dans l’erlenmeyer (n°1 figure 1), et toujours 5 ml d’acide borique dans la fiole jaugée (n°2 figure 1). L’alliage de Dewarda est composé d’aluminium, de cuivre et de zinc, son rôle est de transformer les ions nitrates(NO₃⁻), présents dans l’échantillon de sol, en ions ammonium (NH₄⁺) ; nous pourrons alors doser les ions nitrates à partir des ions ammoniacals dosés grâce à la magnésie restée dans la solution. Nous récupérons 50 ml de distillat auquel nous ajoutons 3 gouttes d'indicateur coloré puis nous dosons également avec une solution de H₂SO₄ comme précédemment (figure 2).

Pour la deuxième expérience, nous utilisons des carottes biologiques et non biologiques fournies par l'enseignant.

Pour les échantillons nous avons pesé 1g de matière sèche (MS) de carottes non biologiques que nous avons placées dans un erlenmeyer de 250ml contenant 100ml dans d'eau distillée. L'erlenmeyer est couvert d'une feuille d'aluminium percée de petits trous. Cette solution est portée à ébullition pendant 45 min. Après refroidissement nous filtrons la solution dans une fiole jaugée de 200ml à laquelle on ajoute les eaux de rinçage (eau distillée passée dans le filtre) jusqu'au trait de repère

Puis nous effectuons 2 distillations comme décrit précédemment (figure 1) : une première pour doser et retirer l’azote ammoniacal (NH₄⁺) contenu dans l’échantillon de carotte (non biologique pour notre cas) à l’aide de la magnésie calcinée et une seconde distillation pour ne doser que les nitrates (NO₃⁻) présents dans la carotte à l’aide de l’alliage de Dewarda et la magnésie calcinée.

Pour le dosage nous utilisons le même système qu’avec l’échantillon de terre : la solution de H₂SO₄ est la solution titrée, et le distillat de 50ml auquel nous ajoutons 3 gouttes d’indicateur coloré, est la solution titrante. ( figure

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