Eau, sels minéraux, dioxyde de carbone et lumière : le « menu » d’une plante verte, et ce que contient le sol de nos champs.
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Les besoins nutritifs des végétaux
Module I : Le monde vivantSéquence 1 : Besoins nutritifs des êtres vivantsSéance 1 : Les besoins nutritifs des végétaux
💡 Idée principale : une plante verte fabrique elle-même sa matière : elle est autotrophe. Pour cela, elle prélève dans le sol de l’eau et des sels minéraux par ses racines, et dans l’air du dioxyde de carbone par ses feuilles, en présence de lumière.
Étapes résumées
Les racines absorbent l’eau et les sels minéraux grâce aux poils absorbants : c’est la sève brute.
Les feuilles absorbent le CO₂ de l’air et captent la lumière grâce à la chlorophylle.
Sans sels minéraux (azote, phosphore, potassium…), la plante pousse mal.
Le sol contient de la matière minérale (sable, argile, sels) et de la matière organique (humus).
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Situation problème
À Mbankomo, Mme Ngono cultive du maïs sur la même parcelle depuis cinq ans. Cette année, ses plants sont petits et leurs feuilles jaunissent, alors qu’il a bien plu. Son voisin, qui enfouit chaque saison des feuilles mortes et du fumier dans son champ, a de beaux épis. Son fils Junior, élève de 4e, pense que « la plante mange la terre ».
Consignes :
Relève le problème posé dans ce texte.
Junior a-t-il raison ? Que prélève réellement la plante dans le sol ?
Propose une solution à Mme Ngono pour améliorer sa récolte.
Compétence visée
Améliorer la production végétale en apportant aux cultures les éléments nutritifs dont elles ont besoin.
Objectifs de la leçon
Identifier les besoins nutritifs d’une plante verte.
Mettre en évidence la matière organique et la matière minérale du sol (TP).
Expliquer le rôle des engrais et de la fumure.
le problèmel’objectifles végétaux
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Ce que la plante prélève dans son milieu
Activité 1 : observer les échanges d’une plante verte
Le document 1 montre une plante verte et les éléments qu’elle échange avec le sol et l’air pendant la journée.
Document 1 : les besoins nutritifs d’une plante verte.
Qu’est-ce qui entre dans la plante par les racines ? par les feuilles ?
Quel est le rôle des poils absorbants ?
Ce qu’il faut comprendre : par les poils absorbants de ses racines, la plante absorbe l’eau et les sels minéraux dissous : ce mélange est la sève brute, qui monte dans la tige jusqu’aux feuilles. Par les feuilles, elle absorbe le dioxyde de carbone (CO₂) de l’air et capte la lumière grâce à la chlorophylle.
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1
Être vivant autotrophe
être vivant qui fabrique sa propre matière organique à partir de matières minérales seulement (eau, sels minéraux, CO₂), en utilisant l’énergie de la lumière.
Exemple : le maïs, le cacaoyer, le manguier, les herbes de la savane sont autotrophes.
Les quatre besoins d’une plante verte
L’eau
Absorbée par les racines ; elle transporte les sels et sert à fabriquer la matière.
Gaz de l’air qui entre par de petits orifices des feuilles, les stomates.
La lumière
Source d’énergie captée par la chlorophylle des feuilles vertes.
les fuméesla feuillela feuille verte
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Le rôle des sels minéraux
Activité 2 : cultures dans des solutions différentes
Trois jeunes plants de haricot identiques sont placés dans trois flacons. On observe leur développement pendant trois semaines.
Document 2 : résultats d’une culture hors sol (hydroponique).
Compare le développement des plants A et B. Que manque-t-il au plant A ?
Que montre le flacon C ?
Ce qu’il faut comprendre : le plant A, nourri d’eau pure, reste chétif : l’eau seule ne suffit pas. Le plant B, nourri d’une solution nutritive complète (eau + tous les sels minéraux), pousse bien. Le plant C manque d’azote : ses feuilles jaunissent. Chaque élément minéral est donc indispensable.
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2. Principaux éléments minéraux et signes de carence
Élément
Rôle principal
Signe de manque
Azote (N)
croissance des tiges et feuilles
feuilles jaunes, plante petite
Phosphore (P)
racines, fleurs, graines
racines faibles, peu de fruits
Potassium (K)
fruits, résistance aux maladies
bords des feuilles brûlés
Magnésium (Mg)
fabrication de la chlorophylle
jaunissement entre les nervures
3. Les engrais
Quand on récolte, on exporte les sels minéraux que la plante a pris au sol. Pour les remplacer, le cultivateur apporte des engrais minéraux (ex. NPK 20-10-10, urée) ou des engrais organiques (fumier, compost, fientes de poule) qui libèrent leurs sels en se décomposant.
Exemple : dans l’Ouest, les maraîchers de Foumbot mélangent fiente de poule et NPK pour leurs tomates et leurs choux.
l’engraisles feux de broussele compost
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Le sol, réservoir de matières minérales et organiques
Activité 3 : mise en évidence des constituants du sol (TP1)
① Agite de la terre de jardin dans une éprouvette pleine d’eau et laisse reposer une heure. ② Pèse 50 g de terre sèche, chauffe-la fortement dans un creuset, puis pèse-la à nouveau.
Document 3 : décantation et calcination d’un échantillon de terre.
Classe les constituants qui se déposent du plus lourd au plus léger.
Pourquoi la terre a-t-elle perdu 6 g pendant la calcination ?
Ce qu’il faut comprendre : la décantation sépare la matière minérale (graviers, sable, argile) qui tombe au fond, et la matière organique (débris végétaux, humus) qui flotte ou reste en suspension. À la calcination, la matière organique brûle : la perte de masse (6 g sur 50 g, soit 12 %) mesure la quantité de matière organique.
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Les deux grandes parts du sol
Matière minérale
Elle provient de la dégradation des roches : graviers, sable, argile, calcaire, sels minéraux dissous dans l’eau du sol.
+
Matière organique
Elle provient des êtres vivants : feuilles mortes, excréments, cadavres. Décomposée par les microbes, elle forme l’humus qui libère des sels minéraux.
Exemple guidé
Énoncé
Un élève calcine 80 g de terre de forêt sèche ; il reste 68 g. Calcule le pourcentage de matière organique de cette terre.
Solution
Masse de matière organique brûlée = 80 − 68 = 12 g. Pourcentage = (12 ÷ 80) × 100 = 15 %. Cette terre de forêt est plus riche en humus qu’une terre de champ épuisé (souvent 2 à 5 %).
Améliorer la nutrition des cultures
Bons gestes du cultivateur
Enfouir les résidus de récolte et les feuilles mortes au lieu de les brûler.
Apporter du compost ou du fumier bien décomposé avant le semis.
Pratiquer la rotation des cultures : alterner maïs et légumineuses (arachide, haricot, soja) qui enrichissent le sol en azote.
Utiliser les engrais minéraux à la bonne dose et au bon moment, jamais en excès.
le solla planète Terreau champ
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Attention
Trop d’engrais brûle les racines et pollue les cours d’eau.
Les feux de brousse détruisent l’humus et appauvrissent le sol.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
La plante verte est autotrophe : elle fabrique sa matière à partir de matières minérales.
Elle a besoin d’eau, de sels minéraux, de dioxyde de carbone et de lumière.
Les poils absorbants des racines absorbent l’eau et les sels : c’est la sève brute.
Le sol contient de la matière minérale (sable, argile, sels) et de la matière organique (humus).
Les engrais et la fumure organique remplacent les sels minéraux exportés par les récoltes.
je retiensle feu de broussel’eau
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Vocabulaire à connaître
Autotrophequi fabrique sa matière organique à partir de matières minérales.Sève bruteeau + sels minéraux qui montent des racines vers les feuilles.Poil absorbantcellule allongée de la racine qui absorbe l’eau et les sels.Humusmatière organique décomposée du sol, de couleur sombre.Engraissubstance apportée au sol pour fournir des sels minéraux aux plantes.
Je m’évalue
1. Cite les quatre besoins nutritifs d’une plante verte.
2. Par quelles structures la plante absorbe-t-elle l’eau du sol ?
3. Que mesure la perte de masse d’une terre calcinée ?
4. Quel signe montre un manque d’azote ?
Réponses : eau, sels minéraux, CO₂, lumière · les poils absorbants des racines · la quantité de matière organique · des feuilles jaunes et une petite plante. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisle jeune plantl’intestin
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Erreurs fréquentes
Croire que la plante « mange la terre » : elle ne prélève que l’eau et les sels minéraux dissous.
Oublier le dioxyde de carbone de l’air, principale source du carbone de la plante.
Confondre l’humus (matière organique) et l’argile (matière minérale).
Méthode
Pour interpréter une expérience à plusieurs flacons : repère le flacon témoin (solution complète), cherche la seule différence entre le témoin et chaque autre flacon, puis conclus sur le rôle de l’élément qui manque.
Activité d’intégration
Le club SVT d’un lycée de Bertoua veut créer un jardin scolaire sur un terrain où l’on brûle les ordures et les herbes chaque année. Les premiers plants de gombo poussent mal et jaunissent. Un analyste trouve que le sol contient très peu d’humus.
Explique pourquoi le gombo pousse mal sur ce terrain.
Décris une expérience simple pour vérifier que ce sol est pauvre en matière organique.
Propose trois actions pour rendre ce sol fertile sans trop dépenser.