Approches systémiques de la nutrition minérale des plantes en biologie et en agronomie

La nutrition minérale des plantes, jusqu’à récemment, faisait l’objet d’études partielles.
Au niveau de la biologie des plantes, la recherche traitait de la carence ou de la toxicité d’un élément, sans considérer ses interactions avec les autres éléments. Un effort particulier a porté ces dernières années sur l’identification des transporteurs membranaires des différents éléments nutritifs (N, P, S, K, Fe, Zn, Mn …), en analysant  leur structure et leur fonction mais surtout l’expression des gènes qui les codent et les signalisations environnementales (en particulier nutritionnelles et hormonales) qui la régule. Toutefois, ces études si elles ont le mérite d’avoir identifié les acteurs moléculaires responsables du prélèvement et de la distribution in planta des éléments nutritifs, ont souvent le défaut d’être partielles, au cas par cas, sans vision globale de l’impact de la nutrition minérale multi-éléments sur le génome dans son entier, et sur la reprogrammation générale de son expression, à différents niveaux, pour répondre au plus près aux besoins de prélèvement des plantes.
Au niveau agronomique l’étude de la nutrition des cultures s’est faite également élément par élément, essentiellement pour N puis P et K, à partir d’une approche de type bilan et stock basée sur un pronostic de courbe de réponse donnant lieu à des fertilisations souvent excédentaires. Les approches dynamiques plus récentes initiées principalement sur N, couplant « offre du sol » et « demande de la culture » permettent une approche plus efficace de la fertilisation basée sur un diagnostic in situ aboutissant à des ajustements plus précis des apports. Une extension de cette approche à P et K permet maintenant d’envisager  la nutrition minérale dans sa globalité (interaction multi-éléments) et donc des pratiques de fertilisation plus intégrées et moins génératrices de pollutions.