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Suivi de culture hydroponique de SOJA
Durée Matériel Réalisation Résultats Importation fichiers

Cette mise en culture sur milieu hydroponique de Soja permet de :

- suivre le cycle biologique complet de la plante (de la graine à la graine) ;
- suivre l'évolution des structures anatomiques intéressantes (graines, plantule, croissance de la plante, nodosités racinaires) ;
- familiariser les élèves avec les techniques mises en oeuvre dans les laboratoires de biologie végétale.
- montrer l'intérêt scientifique du traitement des données de mesures à l'aide d'un tableur grapheur (ici, les courbes obtenues caractérisent un type de croissance lianescent qui ne peut être découvert qu'après le tracé).

Durée :
50 jours pour le cycle biologique complet.

Matériel :
 - graines de soja (une variété précoce est préférable et peut être obtebue chez Rustica à Mondonville 31700 Blagnac),
- inoculum ou tourbe de bactéries Rhizobium japonicum,
- produits pour la réalisation des solutions nutritives,
- seaux en plastiques de 10 l, couvercles de seaux en PVC pour supports,
- système d'aération de l'eau (rhizobium est une bactérie aérobie).
- 2 rampes de 3 ampoules de 500 W avec programmateur d'interrupteur montées sur poulies.

 

 















Réalisation :

I - Préparation des solutions mères (solution IRAT soja) : (données en g/l) :

 1 - Macroéléments :
KH2PO4 : 136,1 // K2HPO4 : 174,2 // K2SO4 :87,1 // CaCl2,2H2O : 73,5

MgSO4,7H2O : 123,2 // CoSO4,7H2O : 0,23 // Ca(NO3)2,4H2O : 94,46 

2 - Oligoéléments : dans un litre en tout :

MnSO4,7H2O : 6,16 // ZnSO4,7H2O : 4,41 // H3BO3 : 2,82

CuSO4,5H2O : 0,98 // (NH4)6Mo7O24,4H2O : 0,50  

3 - Correction du pH :

HCl (1N) et NaOH (1N)

4 - Fer EDTA :

Préparer 2 ballons différents qui seront ensuite mélangés.

(Données en grammes)

Ballon A : 1 litre H2O EDTA(-CH2N) : 52,40 NaOH pastilles : 22,53

Ballon N : 600 ml H2O FeSO4,7H2O : 49,8 H2SO4 (N) : 7,3 ml

Chauffer les 2 ballons à ébullition. Verser B dans A. Rincer B avec 100 ml H2O, puis verser dans A.

Mettre à buller toute une nuit à l'obscurité. Ajuster à 2 litres.


II - Préparation de la solution nutritive

(pour 10 litres, quantités données en ml.)

Il est préférable de respecter l'ordre indiqué (risque mineur de précipitations). Agiter la solution entre chaque produit. Ajuster les 10 litres de solution avec de l'eau déminéralisée.

KH2PO4 : 10 , K2HPO4 : 10 , K2SO4 :10 , CaCl2,2H2O : 20 , MgSO4,7H2O : 50 ,
Fer EDTA : 30

Oligoéléments : 2 CoSO4,7H2O : 2

Azote : Ca(NO3)2,4H2O : la quantité variera au cours du cycle de croissance (voir plus loin).

Ajuster au pH = 5,8 avec HCl et NaOH.

Apport de rhizobium :
30 ml d'inoculum. Les graines avaient été mises en germination après pralinage dans de la tourbe inoculée (fournie dans le commerce). En cas d'impossibilité de se procurer de l'inoculum, on peut mettre directement de la tourbe dans le milieu de culture qui doit être aéré en permanence.

L'apport d'azote : Il sera différent en fonction des stades végétatifs qui sont repérés par le développement des feuilles.

Par rapport aux valeurs ci-dessous, on peut réduire les doses d'N minéral aux stades précoces car les voies minérale et symbiotique d'approvisionnement en azote sont concurrentes : trop d'azote minéral inhibe la nodulation. On peut ne pas mettre d'azote au départ.

- stade fin cotylédons : 5 mM soit 80 ml de solution azotée.
- stade 2 feuilles trifoliées: 3,2mM soit 40ml de solution azotée.
- stade fin 4 feuilles : 0,8mM soit 10 ml de solution azotée.
- à partir de 6 feuilles et fusqu'à la fin, ne plus ajouter d'azote.
Les stades végétatifs se repèrent lorsque ces organes sont subhorizontaux. On peut réduire les doses d'N minéral aux stades précoces pour éviter un choc de carence.

III - Changement de la solution nutririve.

Avec 3 plantes par seau, changement de la solution tous les 15 jours / 3 semaines.

IV - Conditions de culture.

La photopériode optimale est de 14h de lumière par jour. A 12h on accélère la floraison. La lumière artificielle dans nos conditions d'expériences était apportée par 2 rampes de 3 lampes de 500 Watts. En laboratoire, on n'arrive jamais à apporter assez de lumière. Il s'ensuit un léger étiolement qui facilité la mise en évidence de la croissance lianescente.

La température doit être de 30°C jour/ 20°C nuit. Ces conditions sont réalisées par la chaleur dégagée par les lampes.

Les rampes d'éclairage sont montées sur un cadre accroché à des poulies pour pouvoir éclairer au maximum sans brûler les plantes.

RESULTATS :

Sur un cahier de suivi, les 4 élèves responsables d'un seau relèvent régulièrement (2 à 3 fois par semaine) :

- la grandeur des entre-noeuds.

- la morphologie de la plante, des feuilles.

- les accidents divers : taille, bourgeons avortés, etc...


Ces données sont introduites dans un tableur-grapheur et représentées avec un graphe cumulé.

L'échange avec un chercheur spécialisé dans ce domaine permet

1 : de valider la qualité  de l'observation des élèves en confirmant ce constat.

La mise en ligne du travail des élèves permettra ultérieurement à d'autres classes de comparer leurs résultats avec ceux-ci.

2 : de découvrir que les plantes qui présentent ce type de croissance sont des lianes. Le soja (Glycine max) a donc un type de croissance lianescent.

 

 

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