Le glucose, carburant végétal ou placebo?

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La photosynthèse est au cœur de la vie végétale et permet la fixation du carbone, la régénération des molécules énergétiques, et la synthèse d’hydrates de carbones qui sont une ressource essentielle au développement de la plante. Les hydrocarbonates forment un grand groupe de glucides et les molécules qui sont produites par la photosynthèse sont une forme brute d’isomères (C6H12O6), comme le glucose et le fructose, qui vont quitter les zones photosynthétiques principalement sous deux formes compliquées : le saccharose (C12H22O11) qui va circuler dans la sève élaborée, et l’amidon  (C6H10O5)n qui sera emmagasiné dans les cellules.  Divers procédés vont ensuite déstructurer ces molécules génériques pour synthétiser des éléments spécifiques : protéines, lipides, cellulose, polyols, etc…

Il est donc normal de se poser la question de savoir s’il est utile et possible d’apporter des glucides de façon exogène, et surtout du saccharose, à une plante.

glucose bonsaï

Si l’idée semble relativement récente dans le milieu des passionnés de culture hors-sol et remonte à une dizaine d’années, personne ne semble en mesure d’affirmer ou d’infirmer les quelconques effets de cette pratique… On remarque aussi que plusieurs articles dans la presse spécialisée recommandent cet apport exogène sans être capable d’en démontrer les effets et qu’ils sont assez peu documentés, alors que les premières études sérieuses sur le sujet ont plus de quarante ans dans le domaine de l’agroalimentaire et ne manquent pas! Comme si maintenant que les bases étaient maîtrisées, le bonsaï voulait s’émanciper de l’arboriculture et ne plus s’appuyer sur les études sylvicoles autant qu’à ses débuts…

Alors qu’en est-il vraiment ?

Un point rapide sur les glucides végétaux

Il existe trois groupes de glucides dans un végétal: les monosaccharides, les oligosaccharides et les polysaccharides.

  • Les monosaccharides, ou Oses, sont la forme basique et primaire des glucides : glucose, fructose, etc. Ces molécules simples sont soit assemblées en formes complexes pour servir au fonctionnement général de la plante, soit déstructurées (glycolyse, hydrolyse) pour être utilisées pour le fonctionnement de la cellule.
  • Les oligosaccharides sont un assemblage de molécules monosaccharides (jusqu’à 8 max). Elles peuvent être déstructurées au cours de divers processus biologiques pour servir à la synthèse d’autres molécules. Le saccharose est un oligosaccharide composé d’une molécule de glucose ET d’une molécule de fructose. Il est au centre du métabolisme végétal et c’est lui qu’on retrouve dans la sève élaborée qui le transporte.
  • Les polysaccharides sont formés de plus de 8 molécules monosaccharides. Ce sont des formes compliquées et complexes, comme la cellulose qui structure les cellules végétales et forme les fibres ou l’amidon (formé de quelques centaines à plusieurs milliers de molécules de glucose assemblées) qui sert de  « réserve ». On dit de l’amidon qu’il est une réserve glucidique car il est formé par les molécules de glucose non utilisées directement après leur production. L’amidon ne se déplace pas sous cette forme insoluble dans l’organisme et ne nécessite pas d’eau pour être utilisé, il sert donc essentiellement à l’activité cellulaire en saison sèche ou froide.

Il faut maintenant voir qu’elles sont les possibilités d’absorption des glucides par les plantes:

Que ce soit au niveau foliaire ou racinaire, les petites molécules sont absorbées plus facilement et demandent moins d’énergie pour être transportées. Les polysaccharides (amidon, cellulose) sont des macromolécules  qui ne sont pas hydrosolubles (donc pas transportables) et il ne faut pas espérer qu’une plante les absorbe sous cette forme brute.  Ce qui limite aussi l’utilisation du sucre alimentaire qui est majoritairement du saccharose raffiné, non assimilable par les feuilles et qui mobiliserait beaucoup trop d’hydrolases pour être énergétiquement rentable par l’absorption racinaire. On va donc se tourner vers les formes basiques qui sont les précurseurs du saccharose et de l’amidon : les monosaccharides. Toutes les expériences montrent qu’il existe une compétition dans l’assimilation des diverses Oses par une plante, et que l’apport d’une molécule spécifique est mieux captée que l’apport de plusieurs molécules différentes. Le glucose est aussi absorbé en plus grande quantité et plus rapidement que les autres monosaccharides à exposition égale, et comme il est facilement trouvable (il  est présent dans le miel ou achetable en pharmacie sous le nom de glucose anhydre), c’est a priori le meilleur choix… Et on voit bien dans le milieu de la culture hors-sol qu’il est très à la mode depuis quelques années! Là où certains le considère comme de la poudre de perlimpinpin, d’autres le conseille à tout va comme un produit dopant qui boostera la plante dans toutes les situations, ou y voient une sorte de réserve énergétique dans laquelle la plante puisera à loisir…
Pourtant on sait déjà que le glucose, sans l’association au fructose, sera surtout emmagasiné sous forme d’amidon.

Quel est donc l’intérêt d’apporter du glucose à une plante? Voici déjà deux indices :
– si une plante fabrique des glucides, 10% de cette production issue de la photosynthèse sont exsudés dans la rhizosphère par les racines et 80% des carbones organiques excrétés le sont sous forme de glucose: une plante produit donc plus de glucose que nécessite sont métabolisme;
– malgré les nombreux tests depuis un demi-siècle sur le glucose et d’autres molécules glucidiques, aucune ne sont classée comme phytostimulants, aucune ne sont utilisée par l’industrie agricole (il est en revanche utilisé dans certaines productions fruitières intensives en pulvérisation prolongée) et les produits contenant essentiellement du glucose comme agent actif sont commercialisés pour la culture indoor…
Ça ne veut pas dire que l’apport exogène de glucose est inefficace, et nous allons en voir les effets, mais ça va déjà dans le sens qu’aucune étude n’a réussit à mettre en évidence que les plantes traitées au glucose avaient une croissance, un rendement ou un taux de résistance significativement meilleur que celles non traitées.

Voyons ce qu’on peut apprendre dans la littérature scientifique sur l’apport exogène de glucose à une plante (une liste non exhaustive d’études sur ce sujet sera postée en commentaire, pour ceux qui veulent aller plus loin et se faire leur propre opinion).

Par voie foliaire :

Des expérimentations américaines ont immergées les feuilles de plantes (celeri, pois, betterave…) dans un soluté glucosé, alors que d’autres ont porté sur la pulvérisation de manière intensive des masses foliaires (prosopis, Luzerne, pistache, jasmin,…) à divers stade de croissance avec une solution glucosée.

Il en ressort que l’absorption du glucose par les feuilles est possible. Elle est linéaire dans le temps et selon la concentration : ainsi une feuille laissée dans une solution plus concentrée absorbe plus de glucose (avec un idéal d’efficacité apport/absorption à 5g/L), et une feuille absorbera deux fois plus de glucose si on la laisse en contact deux fois plus longtemps avec le glucose. Une feuille en immersion dans une solution glucosée à 5g/L absorbe environ 1,4mg de glucose par heure et par mètre carré de surface foliaire.
Pour donner un ordre d’idée : un arbre forestier adulte (chêne ou pin) produit environ 2,273g/m2/jour de Matière Sèche. Si on part du postulat que 10% de matière sèche sont des glucides non structuraux, on peut dire qu’un arbre produit environ 227mg/m2/j de glucides solubles (glucose, fructose, etc). Un arbre vaporisé en continu pendant 1h avec une solution à 5g/L, sur une surface foliaire d’un mètre carré, va absorber l’équivalent de 10mn de production glucidique ! Bien entendu plusieurs facteurs peuvent modifier ces paramètres et il ne sont pas égaux d’une espèce à l’autre, ni suivant le stade de maturité, et il sera difficile d’être plus précis, mais ça nous donne déjà un ordre d’idée.

Maintenant que l’absorption foliaire est avérée, quels en sont les effets reconnus à travers les diverses expériences en laboratoire ou en plein champs?

En matière énergétique tout d’abord, le gain est négligeable: la régénération des molécules énergétiques passe surtout par la fabrication des sucres via la photosynthèse, un apport exogène contourne la photosynthèse et il n’y a donc pas de production de molécules énergétiques… Le glucose apporté par pulvérisation foliaire peut être glycolysé pour former deux molécules d’ATP (l’Adenosine triphosphate est un précurseur de molécules énergétiques) mais cette transformation dépend de l’activité enzymatique. Si elle est au maximum l’apport de glucose n’augmentera pas son rendement, et la production des enzymes nécessaires à la réaction ne dépend pas non plus de la concentration du glucose… en conséquence l’apport de glucose à une plante en bonne santé sera surtout stocké localement ou utilisé pour la croissance aérienne en phase végétative, et le saccharose produit normalement en associant une molécule de glucose et de fructose issus tous deux de la photosynthèse sera lui transporté dans toute la plante.

On apprend donc que les surplus de glucose seront, par ordre de priorité : d’abords stockés dans les fruits/graines ou utilisé pour la fructification (la concentration en sucres sera plus élevée dans les fruits), ensuite ils seront stockés dans les fleurs ou utilisés pour la floraison (les fleurs sont plus grandes sur les plantes traitées par pulvérisation foliaire de glucose) et finalement en période végétative, ils serviront à la division cellulaire de la partie aérienne (pousses plus grandes, entre nœuds plus longs et plus nombreux). Si l’arbre n’est pas en phase de floraison/fructification/croissance/dormance, les molécules apportées et non consommées seront stockées sous forme d’amidon au niveau des rameaux, du tronc puis des racines.

La majorité des apports de glucose par voie foliaire ira donc dans des organes éphémères, seule une infime partie sera stockée pour le long terme sous forme d’amidon dans les rameaux/le tronc/les racines et elle aura mobilisée d’autres ressources limitées pour être transportée et utilisée.
Au final le gain n’est pas durable mais donne une floraison/fructification plus vigoureuse sur le coup.

Par voie racinaire :

L’apport de glucose avec l’arrosage du substrat est tout à fait envisageable, et là encore les études ne manquent pas du coté outre-Atlantique (maïs, blé, canne à sucre, pois, coton, riz,…). Par contre, cet apport de glucose a aussi été étudié dans le cadre de la sylviculture chez les anglo-saxons et on trouve des expériences portant aussi bien sur des arbres en terre qu’en conteneur.

Il faut d’abord signaler que les micro-organismes du sol profiteront aussi de cet apport et que l’activité de la rhizosphère augmentera jusqu’à 20% en fonction de la fréquence et des dosages, avec une augmentation significative du degré de mycorhization (notez que les agents pathogènes en profiteront également). De plus, le glucose est rapidement minéralisé dans la rhizosphère, de sorte que seul 10% de la quantité apportée sera absorbée par les racines. Parmi ces 10%, seulement 1% sera transporté jusqu’au feuillage pour y être transformé, les 9% restant seront utilisés directement au niveau du système racinaire.

L’absorption par voie racinaire est donc lui aussi mis en évidence. L’arrosage à 50g/L de glucose augmente significativement la production de radicelles sur des arbres en terre déjà établis (Quercus robur, Betula pendula, Prunus avium, Aesculus Hippocastanum, Fagus sylvatica) : augmentation du nombre de radicelles, de leur épaisseur et du poids de matière sèche du système racinaire. Une étude écossaise conclue même que l’arrosage au glucose favorise l’émission de racines latérales au détriment du pivot!

Le glucose en arrosage permettrait aussi à un arbre de mieux gérer certains stress lié au substrat. Ainsi des arbres en conteneurs (Quercus robur et Ilex aquiliforme) ont été traité par des arrosages au glucose trois jours avant de leur causer un stress salin par des arrosages salés, dosés de 30g à 60g de NacL/l : les arbres traités au glucose en amont ont montré 30 à 60% de nécrose en moins imputé au stress salin. Par ailleurs, des arbres en conteneurs sont traités au glucose après un stress salin déjà établi, et quinze jours après, les arbres arrosés au glucose ont montré les premiers des signes de rétablissement, avec au final 25 à 50% de rétablissement en plus par rapport aux arbres non traités.

Il est également établi que l’arrosage glucosé d’arbres blessés augmente la formation des cals de recouvrement au niveau des plaies et que la teneur en glucose y est plus concentrée (l’activité cellulaire importante au niveaux des cals mobilise le glucose).

La majorité des apports de glucose par voie racinaire sera donc consommé par les micro-organismes du sol, et seule une partie sera utilisée directement pour le développement des racines, l’effet sera quasi nul au niveau aérien hors blessure, dans ce cas le recouvrement de la plaie s’en trouve accéléré.

Les autres effets du glucose:
-Des pulvérisations d’infra doses (10 à 100ppm) de glucose couplées aux traitements contre le mildiou ou la pourriture grise pourraient permettre de baisser les doses de fongicides pour une même efficacité ou de potentialiser les effets des phyto. Depuis 2014 le saccharose est classé comme une PNPP (préparations naturelles peu préoccupantes) pour être utilisé en agriculture biologique au même titre qu’un purin de plante, son efficacité est démontrée ponctuellement contre la pyrale, l’oïdium, les thrips, les carpocapses, et prévient la ponte de certains parasites. (plusieurs études en cours sur l’utilisation du saccharose et du fructose en tant que stimulateurs de défense).
-En pulvérisation foliaire à dose élevée ou fréquente, le glucose est un facteur favorisant et aggravant pour certaines maladies cryptogamiques comme le mildiou ou les rouilles…
-Il existe un lien très fort entre la respiration cellulaire végétale et les glucides. Certaines expérimentations ont mis en évidence que l’apport de glucose par les racines va favoriser l’absorption d’O2 malgré une défoliation conjointe.
-L’arrosage au glucose augmente la résistance des arbres aux herbicides comme le glyphosate.
-Et peut-être le plus important : aucun effet négatif n’est imputable à l’utilisation du glucose!


Notes:

-Les expériences portent sur des plantes établies et matures. Le catabolisme qui permet d’utiliser une molécule de glucose dans le fonctionnement d’une plante nécessite une dizaine de réactions enzymatiques et la production des protéines nécessaires n’est ni illimitée, ni dépendante de la concentration du glucose…  C’est pourquoi il est utile de préciser que les enzymes nécessaires à l’utilisation du glucose sont synthétisées au niveau des méristèmes, et qu’il faut donc qu’ils soient nombreux et actifs pour gérer l’afflux de glucose. Ce qui implique de ne pas tailler les extrémités des racines, des tiges et des rameaux…
-L’absorption du glucose est dépendante du pH, même en pulvérisation. Les solutions glucosées ont idéalement un pH  entre 4,5 et 5,5. A ph neutre ou basique, l’absorption du glucose est divisée par deux par rapport au pH 5.
-Le transport du glucose au niveau foliaire mobilise du Bore et une carence peut être provoquée par des pulvérisations trop fréquentes.
-La température jouerait un rôle dans l’utilisation du glucose par la plante et la plupart des études sont faites entre 16°C et 26°C.
-De nombreuses expériences sur l’arrosage avec du glucose concluent que le dosage avec le meilleur rendement est de 50g/L, alors qu’on parle de 5g/L pour une pulvérisation.
-L’apport de glucose augmente le potentiel osmotique de la solution. Il est donc préférable de ne pas apporter du glucose par voie racinaire en même temps que la fertilisation pour limiter les risques d’osmose inverse.

Conclusion :

Le glucose apporté de façon exogène à une plante en culture hors-sol ne peut pas substituer une bonne fertilisation, qui est essentielle et alimente des cycles métaboliques que l’apport de glucose contourne.

L’apport de glucose n’apporte pas d’énergie à la plante mais de l’énergie à la cellule qui va le contenir, et permet surtout une multiplication cellulaire. Cet apport ne va pas significativement augmenter les réserves car la plante va utiliser le surplus en priorité pour sa reproduction et la division cellulaire s’il est apporté au niveau aérien ou pour son développement racinaire s’il est apporté par arrosage.
Alors dans quel cas utiliser le glucose pour la sylviculture hors-sol ?

En arrosage:
-Après un rempotage, pour accélérer l’activité microbienne et favoriser la mycorhization ;
-Pendant le travail racinaire pour favoriser le renouvellement et la formation de racines latérales ;
-Pour accélérer la fermeture des grosses coupes ou améliorer la cicatrisation ;
-En caisse de culture, en complément d’une fertilisation intensive ;
-En prévention pour les espèces sensibles à la salinisation du sol ;
-Quand le substrat commence à saturer de sels et qu’on ne peut pas rempoter immédiatement ;
-Pour les arbres prélevés en phase de reprise ;
-La première année après la levée de semis.

En pulvérisation:
-Sur un arbre sain qui ne présente aucun signe de maladie cryptogamique ;
-Préférentiellement en dehors des phases de pousse si on veut travailler la densification/ramification ;
-Après une défoliation partielle /taille d’entretien;
-Sur des arbres sempervirents en dehors des périodes végétatives ;
-A l’automne pour préparer l’hiver;
-Si on enlève systématiquement les fleurs/fruits avant l’apport de glucose ;
-En phase de culture si on travaille le tronc (tire-sève/branche sacrifice qu’on laisse tiger) ;
-Pour les arbres prélevés en phase de reprise ;
-La première année après la levée des semis.

Mais d’autres expériences sont en cours et d’autres découvertes viendront surement enrichir notre culture.

Un dernier conseil: pour ceux qui veulent utiliser du glucose dans leur culture, plutôt que d’utiliser du glucose anhydre synthétique de pharmacie, essayez la mélasse de canne à sucre ou de betterave bio non soufrée à 50g/L en arrosage et à 10g/L en pulvérisation. C’est un extrait de plante qu’on trouve en jardinerie (pas celle du commerce alimentaire qui contient des conservateurs) et qui apportera plusieurs glucides entre autres (75g de glucides pour 100g de mélasse). Elle est utilisée depuis longtemps en culture hors-sol pour favoriser le développement des micro-organismes du sol et booster la floraison. Pour vos prélèvements, vous pouvez vous servir de la mélasse pour faire la base de votre pralin et tremper les racines dedans avant la mise en caisse de reprise.

Sylvain Lopez

Un commentaire pour “Le glucose, carburant végétal ou placebo?

  1. Liste non exhaustive d’études sur l’apport exogène de glucides:
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