Brevet FR2729469A1 — publié le 19960719

PROCEDE ET COMPOSITION POUR EVALUER LA TENEUR D'AU MOINS UN COMPOSANT MINERAL ESSENTIEL POUR LA CROISSANCE D'UNE PLANTE, UTILISATION DANS LE DOMAINE AGRICOLE Domaine de 1'invention La présente invention a trait à un procédé pour évaluer la teneur d'au moins un composant minéral essentiel pour la croissance d'une plante. Elle concerne également, en tant que produit industriel nouveau, une composition contenant ledit composant minéral essentiel, de préférence plusieurs et mieux la totalité des principaux composants minéraux essentiels pour la croissance d'une plante. Elle concerne aussi l'utilisation de ce procédé et de cette composition notamment dans le domaine de l'agriculture. Art antérieur On connaît à l'heure actuelle une solution technique selon laquelle on peut apprécier sur le champ la teneur en sucre du raisin, à partir du jus de pression d'une grappe, en vue de déterminer la période de récolte, dans le cas d'espèce celle des vendanges. En revanche, les solutions techniques connues pour déterminer la teneur de chacun des composants minéraux essentiels pendant la croissance des plantes présentent l'inconvénient de ne pas être directement applicables sur le lieu de culture, c'est-à-dire sur le champ. Ces solutions techniques connues impliquent un grand nombre d'opérations longues et fastidieuses, notamment le prélèvement sur le lieu de culture, le transport vers un laboratoire spécialisé puis l'analyse des échantillons de plante. Bien souvent, il faut compter (dans les meilleures conditions) deux à trois semaines entre le prélèvement et la communication à l'exploitant agricole des résultats des essais qui ont été entrepris. Les risques d'erreur sont principalement dus au fait que, pendant le transport, lesdits échantillons peuvent (i) se dessécher et/ou (ii) être détériorés notamment sous l'action de bactéries ou de moisissures. Il existe donc un besoin en ce qui concerne une solution technique rapide, sure, palliant aux inconvénients précités et permettant de modifier l'apport en composants minéraux essentiels à chaque espèce végétale. But de l 'invention L'objectif de la présente invention est de fournir une telle solution technique afin d'optimiser la croissance de toute espèce végétale présentant un intérêt notamment dans le domaine des aliments, des médicaments, des cosmétiques, des matériaux tissés et non-tissés et/ou des décorations florales. Selon un premier aspect de l'invention, on se propose de fournir un nouveau procédé pour évaluer, sur un échantillon végétal, la teneur d'au moins un composant essentiel pour la croissance d'une plante appartenant à une espèce végétale présentant un intérêt. Selon un second aspect de l'invention, on se propose de fournir une composition étalon servant de contrôle et/ou de référence et contenant au moins deux et mieux la totalité des principaux composants minéraux chacun à une concentration se situant à un seuil critique minimal ou maximal requis pour le résultat optimal d'une production végétale donnée. Selon un troisième aspect de l'invention, on se propose de fournir une utilisation de ce procédé et de cette composition dans le domaine agricole et/ou analytique, notamment pour réguler l'apport en composants minéraux essentiels pour optimiser la croissance ou culture de chaque plante, et pour proposer des nécessaires, trousses ou kits de dosage. Objet de l 'invention On préconise en premier lieu un nouveau procédé pour évaluer, dans un échantillon végétal, la teneur d'au moins un composant minéral essentiel pour la croissance d'une plante appartenant à une espèce végétale présentant un intérêt notamment dans le domaine des aliments, des médicaments, des cosmétiques des matériaux tissés et nontissés et/ou des décorations florales, ledit procédé, qui met en oeuvre la comparaison d'un extrait d'un échantillon de ladite espèce végétale avec un étalon servant de contrôle, étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à:: (1 ) traiter un échantillon d'une espèce végétale présentant un intérêt de façon à obtenir un extrait aqueux contenant au moins un composant minéral donné, qui est essentiel pour la croissance de ladite espèce végétale, présent sous forme ionique dans ledit extrait et choisi parmi l'ensemble constitué par les ions NO3-, P043-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042 (2 ) faire réagir ledit extrait aqueux, ainsi obtenu, avec un spécifique dudit composant minéral essentiel donné en vue de détecter par réflectométrie ou photométrie, notamment par un changement de -coloration ou de densité optique, la formation du produit de réaction résultant;; (3 ) faire appel à un étalon sous forme de solution aqueuse contenant au moins le même dit composant minéral essentiel donné, présent selon une teneur correspondant (i) au seuil minimal requis pour la croissance maximale de ladite espèce végétale présentant un intérêt, (ii) au seuil maximal requis pour la qualité ou la pureté de la récolte, ou (iii) à une valeur située entre lesdits seuils minimal et maximal; (4 ) faire réagir ledit étalon sous forme de solution aqueuse avec ledit réactif spécifique de l'étape (2 ) en vue de détecter par photométrie, notamment par un changement de coloration ou de densité optique, la formation du produit de réaction résultant; et, (5 ) apprécier la teneur dudit composant minéral essentiel donné dans ledit extrait de ladite espèce végétale présentant un intérêt à partir des données réflectométriques ou photométriques par rapport à l'étalon. On préconise en second lieu, en tant que produit industriel nouveau, une composition étalon qui est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux et de préférence la totalité des principaux composants minéraux essentiels pour la croissance des plantes de l'ensemble constitué par les ions NO3-, Po43-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042-. L'invention concerne également l'utilisation desdits procédé et composition étalon, comme indiqué ci-après. Description détaillée de l'invention L'échantillon végétal est un échantillon frais qui est prélevé sur le champ. Cet échantillon frais est une partie de la plante. On prélèvera en fonction de l'espèce végétale concernée, soit les racines, les tiges, les feuilles, les sommités fleuries et/ou les fruits, soit encore un de leurs mélanges. l'extrait aqueux intervenant à l'étape (1 ) est obtenu de préférence par pression. En variante, il peut être obtenu par broyage d'une partie de la plante puis extraction avec de l'eau ; l'eau utilisée ici est de l'eau pure, par exemple de l'eau distillée. De façon pratique, on utilisera avantageusement, comme extrait aqueux, un jus de pression, le cas échéant dilué avec de l'eau. Le composant minéral essentiel que l'on veut déterminer est choisi parmi l'ensemble représenté par les ions NO3-, PO43~, K+, Mg2+, Ca2+ et S042-. Le réactif qui intervient à l'étape (2 ) est spécifique de l'un desdits composants minéraux essentiels. Ce réactif en présence de l'un desdits ions donne une réaction colorée ou un changement de densité optique (par exemple, variation d'absorbance ou variation de diffraction de la lumière). On reproduira la réaction de l'étape (2 ) autant de fois qu'il y a de composants minéraux essentiels à déterminer. Parmi les réactifs spécifiques qui conviennent selon l'invention, on peut notamment citer: - pour NO3-, la naphtyléthylènediamine - pour P043. le phosphomolybdène - pour K+, la dipicrylamine - pour Ca2+, le glyoxal, et - pour S042-, le thorium et/ou le baryum. L'étalon qui intervient à l'étape (3 ) sera élaboré à partir des sels fournissant un, deux ou mieux la totalité des principaux ions essentiels que sont les N03-, PO43-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042-. De façon avantageuse, la solution aqueuse de l'étalon comprendra la totalité des six ions essentiels NO3-, PO43~, K+, Mg2+, Ca2+ et S042- en limitant la présence d'ions associés non essentiels aux teneurs minimales desdits ions associés non essentiels. L'eau utilisée pour préparer ladite composition aqueuse de l'étalon sera de l'eau pure, à savoir comme indiqué ci-dessus de l'eau distillée. Les seuils critiques (minimal ou maximal) de chacun des composants minéraux essentiels sont déterminés expérimentalement sur des parcelles d'essais (cultures témoins), notamment de tissus végétaux, en faisant varier, pour une espèce végétale donnée, la concentration de chacun des composants minéraux essentiels ou des ions NO3-, PO43~, K+, Mg2+, Ca2+ et S042. correspondants dans le milieu nutritif. En variante, le seuil minimal ou maximal, qui est optimal pour la croissance, le rendement ou la qualité de la plante, peut être déterminé en fonction des besoins des utilisateurs ou transformateurs de l'industrie agn > alimentaire. La réaction de l'étape (4 ) est analogue à celle de l'étape (2 ) cidessus. Elle est mise en oeuvre autant de fois qu'il y a de composants minéraux essentiels à déterminer dans l'échantillon végétal. De façon pratique, les réactions des étapes (2 ) et (40) sont mises en oeuvre de telle façon que la concentration (C1) d'un composant minéral essentiel donné, dans ledit extrait aqueux, soit voisine de la concentration (Co) dudit même composant minéral essentiel, dans la composition aqueuse de l'étalon. A l'étape (5 ), on compare les données réflectométriques ou photométriques fournies par les étapes (2 ) et (40). Les mesures des étapes (20) et (40) sont réalisées notamment avec un appareil de mesure réflectométrique ou photométrique par turbidimétrie voire encore par néphélométrie, en particulier avec un spectromètre. En variante, elle peuvent être réalisées avec des bandelettes réactives pourvues d'un moyen changeant de couleur en fonction de la concentration d'un composant minéral essentiel. Le procédé de l'invention est applicable à toute espèce végétale. A l'intérieur d'une espèce végétale donnée, on peut également l'adapter à une variété particulière, si cela est effectivement nécessaire. En ce qui concerne les espèces végétales, conviennent notamment celles qui sont cultivées pour l'alimentation (notamment céréales, betteraves et pommes de terre), la production de fibres (notamment arbres feuillus et résineux pour la fabrication de fibres cellulosiques papetières, lin, coton), la production de principes actifs cosmétiques et/ou thérapeutiques, et pour la décoration florale. De façon très avantageuse, on utilise le procédé de l'invention pour optimiser la croissance des plantes dites de grande culture et de culture industrielle, telles que les céréales, les betteraves et les pommes de terre. Pour l'espèce blé, l'extrait aqueux utilisé à l'étape (1 ) et mis en réaction à l'étape (2 ) sera principalement un jus de pression de base de tige dilué avec de l'eau, et la composition aqueuse de l'étalon contiendra, pour la mise en oeuvre de l'étape (3 ), avantageusement au moins deux, et de préférence la totalité des ions NO3-, PO43, K+, Mg2+, Ca2+ et S042suivant les proportions respectives de 63 à 74 parties en poids de NO3-, 50 à 60 parties en poids de PO43, 285 à 310 parties en poids de K+, 10 à 16 parties en poids de Mg2+, 95 à 120 parties en poids de Ca2+, et 1 partie en poids de S042-. Cette composition est éventuellement diluable avec de l'eau pure au moment opportun. De façon pratique pour l'espèce blé, on préconise une composition de l'étalon pour la mise en oeuvre de l'étape (3 ) qui est une solution dans de l'eau contenant au moins deux, et de préférence la totalité des ions NO3-, P043-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042- suivant les concentrations respectives de: 1302 mg/l de NO3-, 1045 mg/l de PO43-, 5669 mg/l de K+, 243 mg/l de Mu2+, 2000 mg/l de Ca2+, et 19 mg/l de S042-. On préconise par ailleurs selon l'invention l'utilisation d'une composition étalon, cette utilisation étant caractérisée en ce que ladite composition étalon intervient en tant que moyen de contrôle dans le procédé de détermination d'au moins un composant minéral essentiel pour la croissance d'une plante, ou en tant que moyen d'étalonnage d'un dispositif de mesure réflectométrique ou photométrique. On préconise, en outre, I'utilisation du procédé selon l'invention pour optimiser la croissance d'une plante appartenant à une espèce présentant un intérêt, ladite utilisation étant caractérisée en ce qu'elle comprend: (a)- I'apport d'un milieu nutritif minéral à ladite plante de telle façon que la quantité de chaque composant minéral essentiel de l'ensemble ionique NO3-, P043-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042- dans ledit milieu nutritif fournisse dans la plante une concentration pour chaque dit composant minéral essentiel théoriquement légèrement supérieure à celle du seuil critique minimal; (b)- la- mise en oeuvre des étapes (1") à (5 ) ci-dessus; (c)- l'ajustement de l'apport nutritif minéral en fonction du résultat du stade (b) ci-dessus ;; puis, (d)- la mise en oeuvre du stade (b) cidessus pour vérification et éventuel ajustement final de l'apport nutritif minéral. A partir du moment où on connaît (i) la nature des composants minéraux du sol et des engrais, et (ii) I'apport en composants minéraux essentiels à la plante par le sol, il est possible de déterminer théoriquement les principaux composants minéraux essentiels qu'il convient d'ajouter pour la croissance optimale de la plante. Or, cette façon de procéder qui est essentiellement théorique ne convient pas toujours aux conditions généralement optimales de ladite croissance. En bref, on complète selon l'invention, I'apport du sol par ajout de quantités ou abstention d'apport, de telle façon que les concentrations dans les plantes soient favorables par rapport au seuil critique.On met en oeuvre le procédé selon l'invention et en fonction des résultats, on ajuste les quantités apportées de façon à approcher la concentration Cg de chaque composant minéral essentiel dans la plante. En reproduisant à nouveau le procédé de l'invention, on détermine si oui ou non la teneur de chacun desdits composants minéraux essentiels atteint le seuil requis. L'ajout d'un ou plusieurs composants minéraux essentiels se fit principalement au niveau du sol ou encore, le cas échéant, par pulvérisation sur la plante. Selon cette technique d'utilisation, ledit procédé est mis en oeuvre à des stades végétatifs appropriés pour chaque espèce végétale. La répétition du contrôle par ledit procédé coïncide avec des stades végétatifs précis. Le mode préféré de mise en oeuvre du procédé d'évaluation de l'invention comprend: - le repérage des stades végétatifs sensibles, - le prélèvement de la ou des parties concernées de la plante, - l'étalonnage du matériel de mesure, - I'obtention de l'échantillon par extraction et dilution d'une part, et l'obten tion de la composition étalon, d'autre part, - les mesures, et - la comparaison des résultats d'échantillon à celui de la composition étalon. REVENDICATIONS 1. Procédé pour évaluer la teneur d'au moins un composant minéral essentiel pour la croissance d'une plante appartenant à une espèce végétale présentant un intérêt, ledit procédé, qui met en oeuvre la comparaison d'un extrait d'un échantillon de ladite espèce végétale avec un étalon servant de contrôle, étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à:: (1 ) traiter un échantillon d'une espèce végétale présentant un intérêt de façon à obtenir un extrait aqueux contenant au moins un composant minéral donné, qui est essentiel pour la croissance de ladite espèce végétale, présent sous forme ionique dans ledit extrait et choisi parmi l'ensemble constitué par les ions NO3-, PO43-, K+, Mg2+, Ca2+ et 5042 (2 ) faire réagir ledit extrait aqueux, ainsi obtenu, avec un réactif spécifique dudit composant minéral essentiel donné en vue de détecter par réflectométrie ou photométrie, notamment par un changement de coloration ou de densité optique, la formation du produit de réaction résultant;; (3 ) faire appel à un étalon sous forme de solution aqueuse contenant au moins le même dit composant minéral essentiel donné, présent selon une teneur correspondant (i) au seuil minimal requis pour la croissance maximale de ladite espèce végétale présentant un intérêt, (ii) au seuil maximal requis pour la qualité ou la pureté de la récolte, ou (iii) à une valeur située entre lesdits seuils minimal et maximal; (4 ) faire réagir ledit étalon sous forme de solution aqueuse avec ledit réactif spécifique de l'étape (2 ) en vue de détecter par photométrie, notamment par un changement de coloration ou de densité optique, la formation du produit de réaction résultant; et, (5 ) apprécier la teneur dudit composant minéral essentiel donné dans ledit extrait de ladite espèce végétale présentant un intérêt à partir des données réflectométriques ou photométriques par rapport à l'étalon. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'étalon de l'étape (3 ), qui sert de contrôle, est une solution aqueuse contenant la totalité des principaux composants minéraux essentiels de l'ensemble constitué par les ions NO3-, PO43-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042-. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les réactions des étapes (2 ) et (40) sont mises en oeuvre avec une concentration (C1) d'un composant minéral essentiel donné, dans ledit extrait aqueux, qui est voisine de la concentration (Co) dudit même composant minéral essentiel, dans la composition aqueuse de l'étalon. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la détermination d'au moins un des principaux composants minéraux essentiels pour la croissance optimale d'une plante de l'espèce blé, l'étalon sous forme de solution aqueuse de l'étape (3 ) contient au moins deux, et de préférence la totalité des ions NO3-, PO43-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042- suivant les proportions respectives de: 63 à 74 parties en poids de NO3-, 50 à 60 parties en poids de PO43~, 285 à 310 parties en poids de K+, 10 à 16 parties en poids de Mg2+, 95 à 120 parties en poids de Ca2+, et 1 partie en poids de S042-. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'étalon est une solution dans de l'eau contenant au moins deux, et de préférence la totalité des ions NO3-, PO43-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042- suivant les concentrations respectives de: 1302 mgA de NO3-, 1045 mg/l de PO43-, 5669 mg/l de K+, 243 mg/l de Mg2 +, 2000 mg/l de Ca2+, et 19 mg/l de S042-. 6. Composition étalon, utile pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux et de préférence la totalité des principaux composants minéraux essentiels pour la croissance des plantes de l'ensemble constitué par les ions NO3-, PO43~, K+, Mg2+, Ca2+ et S042-. 7. Composition étalon suivant la revendication 6, caractéris8e en ce que pour une plante de l'espèce blé, elle renferme sous forme de solution aqueuse au moins deux, et de préférence la totalité des ions NO3-, PO43~, K+, Mu2+, Ca2+ et S042. suivant les proportions respectives de: 63 à 74 parties en poids de NO3-, 50 à 60 parties en poids de PO43~, 285 à 310 parties en poids de K+, 10 à 16 parties en poids de Mg2+, 95 à 120 parties en poids de Ca2+, et 1 partie en poids de S042-. 8. Composition étalon suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une solution aqueuse dans de l'eau contenant au moins deux, et de préférence la totalité des ions NO3-, pO43-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042- suivant les concentrations respectives de: 1302 mg/l de NO3-, 1045 mg de PO43-, 5669 mg/l de K+, 243 mg de Mg2 +, 2000 mg/l de Ca2+, et 19 mg/l de S042-. 9. Utilisation d'une composition suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, ladite utilisation étant caractérisée en ce que ladite composition étalon intervient en tant que moyen de contrôle dans le procédé de détermination d'au moins un composant minéral essentiel pour la croissance d'une plante, ou en tant que moyen d'étalonnage d'un dispositif de mesure photométrique. 10. Utilisation du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour optimiser la croissance d'une plante appartenant à une espèce présentant un intérêt, ladite utilisation étant caractérisée en ce qu'elle comprend (a)- l'apport d'un milieu nutritif minéral à ladite plante de telle façon que la quantité de chaque composant minéral essentiel de l'ensemble ionique NO3-, PO43-, K+, Mg2+, Ca2+ et S042- dans ledit milieu nutritif fournisse dans la plante une concentration pour chaque dit composant minéral essentiel théoriquement légèrement supérieure à celle du seuil critique minimal; (b)- la mise en des étapes (10) à (5 ) cidessus (c)- I'ajustement de l'apport nutritif minéral en fonction du résultat du stade (b) cidessus ; ; puis, (d)- la mise en oeuvre du stade (b) cidessus pour vérification et éventuel ajustement final de l'apport nutritif minéral.