Biologie des plantes potagères.

Les plantes potagères et aromatiques appartiennent au règne des angiospermes. Il s’agit de plantes à graines dont l’ovule, une fois fécondé, se transforme en fruit.

Les angiospermes se divisent en deux classes : les monocotylédones et les dicotylédones.

En effet, au stade embryonnaire, une plante possède une ou deux feuilles primordiales appelées cotylédons.

Les plantes potagères sont donc des monocotylédones et dicotylédones comestibles, classées principalement dans les familles botaniques suivantes :

A la différence des animaux, les plantes peuvent se reproduire de façon asexuée : il s’agit de la multiplication végétative. Les plantes se clonent à partir de bourgeons, de racines, de tiges ou de feuilles. On distingue la bouture, un fragment qui s’enracine après séparation de la plante mère, de la marcotte qui s’enracine avant de se séparer de la plante mère. Parfois, comme dans le cas de la pomme de terre, les tubercules, organes souterrains gorgés de réserves, vont passer la saison d’hiver en dormance, pendant que la parie aérienne de la plante meurt. Lorsque les conditions deviennent plus favorables, une nouvelle plante pousse à partir du tubercule.

Le greffage est une multiplication végétative artificielle : le fragment d’un végétal, le greffon, est accolé à un autre végétal, appelé porte greffe. Lors de leurs croissances respectives, leurs vaisseaux vont peu à peu se souder. Il en résulte un individu provenant de deux individus différents. La greffe est pratiquée en particulier sur les arbres fruitiers. En Europe, la plupart des vignes sont greffées sur des portes greffes américains résistants au Phylloxera.

La lumière est indispensable à la vie de vos plantes potagères. En effet, chez les végétaux, la photosynthèse est une réaction biochimique qui transforme l’eau et le gaz carbonique CO2 en sucres en utilisant l’énergie lumineuse. Les feuilles captent le gaz carbonique et rejettent de l’oxygène.

On distingue deux phases. La phase claire, pendant la journée, où de l’énergie chimique est produite par un ensemble de réactions entre la lumière, l’eau et le gaz carbonique. La phase sombre, pendant la nuit, utilise cette énergie chimique pour fabriquer des sucres. La plante produit l’ensemble des tissus qui la constitue. 

Sous l’action du vent, du gel, du soleil et de la pluie, le sol se constitue par la dégradation des roches, qui se cassent pour former des éléments plus fins. Les animaux, végétaux et champignons enrichissent le sol. Ils apportent de la matière organique à travers la décomposition de leurs tissus morts et de leurs déchets par les insectes, vers de terre et micro-organismes. Ainsi se crée l’humus, qui est un résidu de matière organique réduit à l’état de petites particules, appelées colloïdes organiques.

Pour le végétal, le sol est un ancrage, un réservoir d’eau et de sels minéraux. La plante exploite le sol, tout en contribuant à sa formation.

Un sol comporte différentes couches appelées horizons. Le jardinier s’intéresse à l’horizon supérieur, couche épaisse de 20 à 30 centimètres, riche en humus, appelée également terre végétale ou terre arable.

Dans cette terre végétale, la dégradation des éléments organiques produit de nombreux éléments chimiques, nécessaires à la nutrition des plantes, comme l’azote, le phosphore, le potassium ou le magnésium. En tout, treize éléments chimiques sont essentiels aux végétaux. En cas de carence d’un ou plusieurs éléments, le métabolisme du végétal ralentit et diverses pathologies apparaissent car la photosynthèse est perturbée. En revanche, un excès de nutriments ne crée pas une croissance plus importante du végétal : il peut être toxique pour la plante et ralentir sa croissance.

Un sol se caractérise par sa capacité à retenir l’eau qui s’y infiltre et à restituer aux plantes l’eau qui s’y imprègne. On parle de potentiel hydrique. Si le potentiel hydrique d’un sol est inférieur à la capacité d’absorption d’eau des racines, le végétal se déshydrate. Par exemple, peu de plantes survivent dans le sable, dont le potentiel hydrique est très faible. En revanche, ajouter du sable à de la terre végétale, adapte le potentiel hydrique du sol aux racines du géranium, permettant à la plante de mieux se développer.

Les éléments chimiques sont absorbés par les racines des plantes ou entrainés en profondeur par la pluie. Peu à peu, le sol s’appauvrit s’il n’est pas approvisionné en éléments organiques. C’est le cas de la plupart des potagers traditionnels : les plantes sont cultivées en monoculture. Elles appauvrissent le sol en puisant les mêmes éléments chimiques. Les plantes sont récoltées et leurs racines arrachées : elles ne viendront pas fertiliser le sol. Un apport d’engrais régulier doit être effectué, les cultures sont alternées et la terre doit être régulièrement laissée au repos.

Dans la nature, les éléments nutritifs sont constamment renouvelés par la décomposition des plantes : rien ne se perd, tout se transforme. Les plantes meurent, insectes, vers de terre et micro-organismes s’en nourrissent et les décomposent en éléments nutritifs pour de nouvelles plantes.

Le micro potager reproduit artificiellement ces conditions naturelles. Les couches de végétaux et de cartons entassés en lasagnes imitent les couches d’un sous-bois. Insectes et micro-organismes vont coloniser les différentes couches pour les dégrader en humus. Lors de la culture, les plantes sont réparties : fleurs et potagères se mélangent : la monoculture est limitée.

En fin de saison, la plante est coupée, ses racines sont laissées en place, permettant ainsi de conserver la structure du sol et de l’aérer. A terme, la décomposition des racines produira de l’humus. Les parties non comestibles des plantes potagères, sont placées dans le composteur avec les déchets végétaux de la cuisine. Une fois mûr, le compost sera mélangé à la couche de culture. Le cycle naturel est reproduit, ce qui permet d’éviter les apports d’engrais chimiques et la rotation des cultures.

Les plantes ne peuvent pas se déplacer pour trouver des conditions plus favorables : elles vont adapter leur développement par rapport à ce qu’elles distinguent de leur environnement. Elles perçoivent principalement la température, la lumière, la gravité et le contact.

Les plantes distinguent l’ombre de la lumière, identifient la durée du jour et l’orientation de l’éclairement. Les phytochromes, photorécepteurs présents dans leurs tissus, leur permettent de percevoir l’intensité lumineuse. Ainsi, l’ombre crée par une plante voisine est détectée : la plante va adapter sa croissance pour éviter l’ombre et accéder à plus de lumière. On parle alors de phototropisme positif : les tiges et les feuilles s’orientent et croissent en direction de la lumière. Le phototropisme seul n’explique pas l’orientation de la croissance d’une plante vers le ciel. Sa perception de la gravité terrestre oriente la pousse des tiges et feuilles. En effet, si vous placez un plant de tomates la tige tournée vers le sol, le plant réorientera sa croissance vers le ciel.

Les végétaux possèdent une horloge interne synchronisée sur l’alternance jour/nuit. La perception de la durée du jour (photopériode) joue sur la croissance des tiges, fleurs et fruits. En effet, les végétaux adaptent leur rythme de développement à la durée d’ensoleillement, ce qui leur permet de se reproduire avant l’arrivée de saisons plus défavorables. Les photopériodes conditionnent, avec les températures, le développement ou la dormance des végétaux. Les plantes ne régulent pas leur température interne : elles subissent le climat de leur environnement. La réaction des plantes au froid et à la chaleur est complexe. Dans certains cas, le froid va favoriser la floraison du printemps : on appelle ce phénomène la vernalisation. C’est le cas des tulipes : le froid hivernal va permettre de lever la dormance des bourgeons. Dans d’autres cas, le froid automnal induit la dormance des bourgeons : les feuilles tombent et ne croissent plus.

Les plantes perçoivent le contact par l’intermédiaire de changements de tension sur leur paroi. Ainsi, la tige d’un haricot rame va s’enrouler autour d’un tuteur dont elle aura perçu la présence.

Les végétaux perçoivent également les agressions d’insectes ou d’herbivores et mettent en place des mécanismes de protection. Les feuilles en forme d’épines en sont les plus visibles. Certaines plantes, comme Cecropia obtusa, s’associent avec les fourmis Azteca. L’arbuste produit du nectar dont se nourrissent les fourmis, qui en échange, défendent la plante contre les autres insectes et animaux.

Les plantes peuvent mettre en œuvre des réactions chimiques de défense complexes. Par exemple, pendant une attaque d’antilopes, certains acacias d’Afrique concentrent des tanins dans leurs feuilles, les rendant toxiques et amères. Cette réaction va repousser le prédateur. Ces acacias émettent également de l’éthylène, qui, porté par le vent, va induire, chez d’autres acacias la production de tanins toxiques, même s’ils n’ont pas été attaqués par les antilopes. La toxicité d’une plante est un mécanisme de défense chimique visant à assurer sa survie. Soyez prudent avec les plantes sauvages : certaines, comme la Ciguë sont mortelles, d’autres peuvent causer des troubles digestifs très graves. Chris McCandless, dont l’histoire est romancée dans le film Into the Wild, aurait confondu Hedysarum mackenzei avec Hedysarum alpinum et se serait empoisonné.

L’environnement met souvent les plantes sous stress. Le stress se définit comme une déviation significative des conditions optimales pour la vie. Prenez soin de l’environnement de vos plantes : une carence, un excès une taille trop importante peuvent stresser vos plantes et compromettre vos récoltes.

La reproduction de la plupart des plantes à fleurs nécessite l’intervention d’insectes. Ces derniers vont être attirés par l’aspect, la couleur et l’odeur des fleurs : le nombre des pétales, leurs coloris dominants ou les effluves qu’elles dégagent sont autant d’informations visuelles et chimiques qui vont orienter l’insecte vers une fleur plutôt qu’une autre. Les fleurs offrent de la nourriture aux insectes : du nectar, concentré en sucres et acides aminés, du pollen, riche en protéines et des huiles chez certaines plantes tropicales. La structure anatomique des fleurs permet d’optimiser le contact entre les anthères (organe mâle), le stigmate (organe femelle) et le corps de l’insecte : chez certaines fleurs comme la sauge, il existe des mécanismes à bascule qui vont permettre aux étamines de déposer du pollen directement sur le dos de l’insecte. Un fois fécondée, l’aspect de la fleur se modifie et n’attire plus les insectes.

Cette fleur va devenir un fruit : la perpétuation de l’espèce n’est pas encore assurée car les graines vont devoir s’éloigner pour s’implanter et donner de nouveaux sujets. La dissémination des graines s’effectue, souvent de manière passive, via le vent ou l’eau de pluie. Mais l’évolution les plantes à fleur leur a permis d’élaborer des stratégies pour une dissémination active. Certaines graines développent un tégument qui permet une accroche aux pelages des animaux, pour être transportées dans un nouvel environnement. Les fruits, par leurs couleurs, formes ou odeurs, émettent des signaux attractifs pour les animaux. Ces derniers rejettent dans leurs fèces les graines qui vont pouvoir germer et produire une nouvelle plante. Pour le végétal, il existe un compromis entre la production suffisante de chair pour récompenser l’animal disséminateur et la protection efficace de la graine.

Certaines plantes ne tolèrent pas la présence d’autres plantes ou certaines espèces en étouffent une autre. Les plantes entrent tout simplement en compétition entre elles et certaines détournent à leur profit les ressources du milieu : l’eau, les nutriments, l’espace, la lumière ou dans certains cas les insectes. Certaines plantes, comme l’épervière, produisent dans leurs racines des substances qui inhibent la germination et la croissance des plantes voisines. L’entrée en compétition des plantes dépend également de la quantité de ressources et du nombre d’individus.

Au potager, certaines plantes ne doivent pas être associées car elles rentrent en compétition au détriment de vos récoltes. N’associez par les tomates avec le maïs : ce dernier captera toute l’eau au détriment de votre plant de tomates. A l’inverse, les plantes peuvent cohabiter durablement et certains végétaux peuvent bénéficier à d’autres. Ce phénomène est appelé facilitation. Par exemple, les œillets d’inde plantés au pieds de vos plants de tomate repoussent les nématodes, vers ronds ravageurs des racines.

En plus des attaques d’herbivores, les plantes subissent les assauts de plantes parasites et d’éléments pathogènes.

De nombreux micro-organismes peuvent affecter les racines où les tiges et feuilles. Leur action peut être nécrotrophe : la plante est tuée très rapidement et le micro-organisme se nourrit des tissus morts, ou biotrophe : le micro-organisme ne tue pas la plante mais se nourrit de ses tissus vivants. Les plantes peuvent être affectées par une quarantaine de virus et sont infectées par une blessure ou par des insectes piqueurs. Le virus va se propager de cellule en cellule, induisant des retards de croissance, des nécroses locales en anneaux sur les tiges, un enroulement des feuilles et une altération de la photosynthèse. Les plantes sont affectées également par des bactéries qui se logent dans les vaisseaux transportant la sève ou entre les parois des cellules.

Elles provoquent des jaunissements et des brunissements, comme dans le cas des feux bactériens, causent des tâches sur les feuilles et les fleurs généralement sous forme de gales. La bactérie Agrobactérium provoque des tumeurs : le métabolisme de la plante est détourné au profit de la production des composés azotés qui vont alimenter les bactéries. Les champignons sont les plus importants pathogènes des plantes. Ils pénètrent les blessures des tissus ou par les pores des feuilles. Ils provoquent des taches sur les feuilles qui se dessèchent et tombent dans le cas du mildiou, des pourritures sur les fruits ou des castrations et changement de sexe des fleurs. Si le végétal ne détecte pas l’agent pathogène, le micro-organisme devient virulent et les symptômes de la maladie apparaissent. Dans le cas où le végétal détecte l’organisme pathogène, il s’en défend : on dit alors que le végétal est résistant. Les cellules végétales gardent une mémoire des infections pour quelques semaines ou quelques mois, parfois, la résistance se transmet à la descendance.