Catégorie : Chimie Publié : 21 février 2014
Les plantes ne tirent pas leur azote directement de l’air. Bien que l’azote soit l’élément le plus abondant dans l’air, chaque atome d’azote présent dans l’air est lié par une triple liaison à un autre atome d’azote pour former l’azote moléculaire, N2. Cette triple liaison est très forte et très difficile à rompre (il faut de l’énergie pour rompre des liaisons chimiques alors que l’énergie n’est libérée que lorsque des liaisons sont formées). Par conséquent, même si l’azote est très courant dans l’air, il est énergétiquement défavorable pour une plante de diviser la molécule d’azote afin d’obtenir les atomes bruts qu’elle peut utiliser. La forte triple liaison de N2 rend également difficile la réaction de l’azote moléculaire avec la plupart des autres produits chimiques. C’est d’ailleurs en partie pour cette raison qu’il y a tant d’azote dans l’air. En outre, la stabilité et la symétrie de la molécule d’azote font qu’il est difficile pour différentes molécules d’azote de se lier les unes aux autres. Cette propriété signifie que l’azote moléculaire peut être refroidi à des températures très basses avant de devenir liquide, ce qui conduit l’azote liquide à être un liquide cryogénique très efficace.
L’acte de briser les deux atomes d’une molécule d’azote est appelé « fixation de l’azote ». Les plantes obtiennent l’azote dont elles ont besoin dans le sol, où il a déjà été fixé par des bactéries et des archées. Les bactéries et les archées présentes dans le sol et dans les racines de certaines plantes ont la capacité de convertir l’azote moléculaire de l’air (N2) en ammoniac (NH3), brisant ainsi la triple liaison de l’azote moléculaire. Ces organismes sont appelés « diazotrophes ». À partir de là, divers micro-organismes transforment l’ammoniac en d’autres composés azotés plus faciles à utiliser par les plantes. De cette façon, les plantes obtiennent leur azote indirectement de l’air par l’intermédiaire des micro-organismes présents dans le sol et dans certaines racines des plantes. Il convient de noter que la foudre et le rayonnement solaire à haute énergie peuvent également scinder la molécule d’azote, et donc également fixer l’azote de l’air. Toutefois, la quantité d’azote fixée par la foudre et le rayonnement solaire est insignifiante par rapport à la quantité fixée par les diazotrophes dans le sol et dans les racines. Dans son livre Nitrogen Fixation, John Postgate déclare :
La fixation de l’azote – la conversion de l’azote atmosphérique en une forme utilisable par les plantes – est un processus fondamental pour l’agriculture mondiale. Elle est la conséquence d’activités spontanées, anthropiques et biologiques. L’existence et l’importance de la composante biologique sont reconnues depuis plus d’un siècle, mais les avancées scientifiques des dernières décennies ont radicalement modifié notre compréhension de sa nature et de ses mécanismes.
Topics: air, ammonia, atmosphere, diazotroph, nitrogen, nitrogen fixation, plants