Régolites et Norites plutoniques & métamorphiques (imcomplet)

N°6:



Bonjour,


Abstract

Bonjour, aujourd'hui je vais vous montrer un nouveau milieu de culture qui pourrais bien révolutionner la cannabiculture.

Pour cela, j'ai décidé de prendre un substrat simple, la terre, et de le modifier afin d'obtenir une assimilation accrue. Vous aller me dire, oui mais cela à déjà été fait et on n'a fait le tour de la question. Effectivement, mais cette fois je suis sur que vous ne connaissez pas, car même les chercheurs n'y comprennent pas grand chose.

Je vais vous parler des Régolites et des Norites Kreep ou plutôt dans notre cas des Norites plutoniques et métamorphiques beaucoup moins honnereux et beaucoup plus facile à trouver.

Introduction

Dans le cadre d'une étude, des graines on été prélevées aux hasard afin de déterminer leurs pourcentage de THC, avant être inférieure à 0.3% dans un intervalle de confiance de 5% (test réalisé sous SigmaStat). Tout en gardant notre postulat et la finalité de départ, nous en avons profité pour étudier le développement de plante dans un nouveau type de substrat, basé sur des observations de chercheur. Qui ont remarqué un fait intéressant et étrange, les plantules d'A.thaliana semblent se développer beaucoup plus vite sur un mélange de terre et de roche lunaire, qui sur n'importe quel autres substrats (vivant ou inerte).

Dans cette publication nous essayerons de reproduire, avec des matériaux terrestres, les mêmes résultats. Pour cette expérience notre hypothèse est donc:

-Les régolites et les Norites (non Kreep) ont un effet sur l'assimilation et la métabolisations des éléments.

Afin de rester le plus fidèle que possible à l'expérience de départ, nous n'utiliserons que des matériaux terrestres n'ayant subi aucune altération chimique ou physique provoqué par l'homme.


Matériels et méthodes


Pour cette expérience nous avons utilisé une enceinte de culture parfaitement automatisée pour optimiser la croissance, celle-ci est réglé pour des cycles des 18/6 heures, à 24/20°c et 70%/50% d'hygrométrie.

Pour le milieu de culture nous utilisons un substrat de type horticole faible pour mieux gérer les apports en substances nutritives:

-pH 6.5 ; NPK 3.3.3 ; Ec 1..2

Les autres variables sont traitées par le logiciel de l'enceinte automatisée pour obtenir un croissance optimum. Ce test est réalisé avec une souche pur de chanvre en milieu additionné de Régolite et de Norite non KREEP, et une souche témoin en substrat non additionné.

Les roches plutoniques, métamorphiques et basaltiques vont être réduite en poudre avant d'être mélangés.
-Roche plutonique :



-Roche basaltique :



-Roche métamorphique ( G et granolite) :



Réduction en poudre à l'ultra-thurax geologique, ajout de résidu de quartz non choqués(cristallin), et d'iridium sous forme ionique.

Mal grès une réalisation simple de ce protocole, celui-ci nous a demandé une très longues recherche sur la nature de ces fameuses roches, la Norite KREEP est une roche lunaire et a été découverte par la mission Apollo 11, tous comme la Régolite. Leurs analyses a demandé plus de 30 ans de travail, suivit de 10 ans de recherche à l'application.

Les formules chimiques déduites sont :

Norite KREEP :
Petrography and Geochemistry: (T. Bunch and J. Wittke, NAU) The feldspathic fragmental breccia contains many highlands fine-grained lithologies. Norite: Orthopyroxene (Fs26.4Wo4; FeO/MnO = 66). Olivine basalt: Olivine (Fa87.2; FeO/MnO = 95), plagioclase (An84.7). Subophitic basalt: Ca pyroxene (Fs25-48Wo37.1-25.9), pigeonite (Fs27.8-31.7Wo15.4-9.3; FeO/MnO = 53), olivine (Fa36.3; FeO/MnO = 90), plagioclase (An97). Gabbro: Olivine (Fa34.7; FeO/MnO = 95), pigeonite (Fs28..2Wo8.9; FeO/MnO = 67), plagioclase (An94). KREEPy-like basalt: Plagioclase (Ab50Or17.4), K feldspar (Ab14.3Or83) in addition to silica, phosphate, and Fe-rich pyroxenes. Troctolite: olivine (Fa30.8; FeO/MnO = 94), plagioclase (An94..7). Granulitic impact melts: Olivine (Fa31), orthopyroxene (Fs25.2Wo3.4), plagioclase (An95). Anorthosite: (An92.7-96.8), glassy impact melts, coarse-grained mineral fragments, and a 0.350 mm-size grain of meteoritic Ni, Fe metal (Ni = 6.3, Co = 1.0 [both wt%])

Régolite :
Mineral compositions: A medium-grained gabbroic clast contains plagioclase (An92.1), olivine (Fa32.4, FeO/MnO = 110), Ca pyroxene (Fs22.4Wo19.1), chromite (Cr/(Cr+Al) = 0.61) and ilmenite (MgO = 5.3 wt%). Anorthositic norite orthopyroxene is Fs28.6Wo3.1 (FeO/MnO = 64), troctolitic olivine is Fa31.9, FeO/MnO = 104 and plagioclase clasts range from An91.8 to An97.4.

Les résultats obtenu par spéctrometrie de masse et atomique nous indique une corrélation de l'ordre de 96%. Etant situé dans l'intervalle de confiance des 5%, nous avons décidé d'ignorer la différence.


Résultats

Par souci de simplicité je vous fait grâce des particularité scientifiques notés.

Croissance j+ 2, a gauche le témoin à droite le substrat avec Norite :





Croissance j+ 10, à gauche le témoin, à droite le est , seconde photo plant témoin :



Passage à un engrais de type 16.12.8, suivi d'un ajout en poudre dilué de Norite non KREEP et de Régolite pour le pied test.

Croissance j+ 22, première photo témoin, second et troisième le test :







Le test à demandé un changement de pot due à un étouffement racinaire, cependant cette variation na pas affecté la valeur de croissance.




Discussion


Malgré plusieurs analyses biochimiques et physiologiques, aucun changement notable n'a pus être mis a jour au niveau du protéomes ou du l'expression génique. Il nous semble donc que ce sont les éléments eux même qui ont une action, pour la suite ce travail va être confié à une équipe de géo-physiologiste pour étudier le comportement de ces minéraux dans le sol et dans le continuum sol-plante.

Il est néanmoins indéniable de reconnaitre que ces éléments ont une influence, chacun à été testé individuellement sans aucun résultats, de même pour diverse combinaison. Il semble que seul la composition d'une Norite et d'une Régolite permet une augmentation significative de la croissance. Ce phénomène est d'ailleurs déjà connu depuis très longtemps, par les populations habitant près de régions volcanique oui métamorphique.



Analyse du substrat

Pour le substrat on a donc :

-14% de Norite non KREEP ( KREEP = K-potassium, Rare Earth Elements [terres rares], P-phosphore )

-6% de Régolite

Ce qui nous donne en réalité un totale de 7% granite, 7% Basalte et 6% de roche métamorphique avancé type granulite.

Les arrosages, ont toujours été effectués de manière à éviter tous lessivage, le pH toujours régulé autours de 6.5, et les engrais ajoutés en fonction du rapport de masse humide (pot pesé avec juste le substrat, ce qui permet de connaitre par soustraction la masse de la plante). Ces plantes ont été gardés dans des conditions optimums d'environnement, la plante test se trouvait elle dans un terreau comparable à du Light mix, ce qui pourrait expliquer son manque de vigueur par rapport à un terreau surchargé en élément mais non toxique car s'agissant d'élément complexé à faible assimilation et ne jouant pas le rôle d'osmoticum.

Pour ce qui est des temps de croissances, là également, les scientifiques ne calcul pas comme les cannabiculteurs.

A c+2 nous sommes au stade plantule, c'est à dire qu'il ne commence à compter qu'a partir du moment au les deux feuilles apparaissent en plus des cotylédons. En réalité, en valeur absolue nous somme a c+5.

Ensuite, vers c+8 (soit en réalité c+11)la plante devient autoproductrice d'énergie et on passe en phase croissance végétative.

Donc à c+22 nous sommes en valeurs absolue à c+33, vous remarquez ainsi que les courbes, qui sont en valeur absolue du temps et ne dépendant pas des stades de la plantes, sont gradués jusqu'a 30 jours.

Pour l'éclairage, voici ce que j'ai pu lire, au stade plantule éclairé par une 70w HPS, puis au stade croissance végétative ils sont passés à HPS 250w, puis en phase de croissance exponentielle à une 400w.

Analyse scientifique des résultats

Bonjour,

Tout d'abord cette étude n'a rien d'un canular mais à été réalisé mainte fois, et ce dans le but de savoir si oui ou non une mission habité sur la lune était possible. Et car emmener du substrat de culture sa coute chere, 230 000 euro par kilo sans compter la logistique et le carburant.

Il était donc essentielle de vérifier si oui ou non les plants pouvaient pousser sur la lune. Le problème est que le sol lunaire coute environ 100 000  euro le grammes, d'où l'idée de le reproduire avec le maximum de fidélité.

Toute les expériences ont été réaliser à partir de plante micropropagé avec tout le paramètres phytotronc identique, seul le substrat  change.

Partie 1 : Le développement végétatif

1/impact sur le développement et la croissance de la partie aérienne


    L’estimation de l’impact d’une carence en eau a été effectuée en observant 10 plants distincts de Zea mays pour chacun des 2 cas, norite (non stressé)  et classique (dit stressé) (Photos 1, 2 et 3). Le développement de l’ensemble des organes de la plante stressée semble affecté mais c’est surtout la taille de ses feuilles qui marque une nette différence avec le plant de Zea mays non stressé, puisqu’ elles sont pratiquement moitié moins grandes et enroulées sur elle-même. La tonicité des feuilles de plants de maïs stressés est moindre. Elles virent au vert foncé et ses feuilles pointent vers le haut. On peut constater des nécroses sur les plus âgées en commençant par la pointe. Au bout d’un mois de culture, on remarque que les plants stressés ont une feuille en moins par rapport aux plants qui ne sont pas carencés (Fig.1 à 8).
Nos plants stressés ont en revanche développé des racines d’une taille largement supérieure à celle des non stressés. On peut voir la présence d’une multitude de fines racines latérales allongées, en comparaison avec celles plus épaisses et moins  importantes en taille présentes chez les témoins.

Photo 1 : Plants de Zea mays  âgés de 1 mois ayant subis un devellopement classique depuis 7 jours, Plants dits stressés

Photo 2 : Plants de Zea mays  âgés de 1 mois témoins correct (NS)

Photo 3 : Plants de Zea mays  stressés et non stressés. Les 4 pieds de gauche ont un phénotype stressé et les 3 de droite un phénotype non stressé

2/impact sur le statut hydrique

L’impact sur le statut en eau des feuilles suite au stress est analysé via deux indicateurs que sont le Contenu Relatif en Eau (CRE) et le Déficit Hydrique (DH). Alors que les feuilles de type stressé contiennent 20% moins d’eau, on peut aisément remarquer que leur DH est presque 6 fois plus important par rapport aux témoins (Fig.10).

La détermination de la biomasse (MS) des plants stressés et non stressés ne nous a pas servie à estimer l’impact d’une carence en eau sur la croissance de manière quantitative. Les mesures de masse ont été effectuées à partir de racines et partie aérienne séparées pour 30 pieds de Zea mays. Dû à des soucis d’ordre pratique il ne nous a pas été possible d’extirper les racines de nos 30 plants de Zea mays dans leur totalité. Les résultats ne sont pas significatifs et les ratios MS (racines)/MS (partie aérienne), respectivement 1.13 pour nos témoins non stressés et 1.14 pour les plants stressés, sont faussés (Fig.9).








3/Impact sur le taux de chlorophylles

Après obtention  des concentrations en chlorophylles pour des fragments foliaires de plants de Zea mays stressés et non stressés par spectrophotométrie, nous avons accordés les résultats pour 1g de MF puis les avons convertis en mg de chlorophylle par dm². On constate qu’il y a presque trois fois moins de chlorophylles dans les feuilles des plants de mais stressés (Fig.11).



4/impact sur les paramètres de fluorescence et la photochimie des ps2

Les valeurs des quenching photochimique et non-photochimique montrent que l’on trouve autant de centre réactionnels ouverts à la photochimie que fermés responsables de la majeure partie de la fluorescence, que ce soit pour l’un ou l’autre type de plant de mais (Fig.12 et 13). D’autre part, la vitesse de transport des électrons photosynthétiques n’est pas affectée dans les cellules foliaires de nos plants stressés. D’après nos résultats il parait clair que la photosynthèse n’est relativement pas affectée par un stress hydrique équivalent à 7 jours de carence en eau. Un stress plus sévère semble nécessaire pour toucher au transport des électrons photosynthétiques  (Fig.14).

5/impact sur l'activité photolytique et la respiration mitochondriale

Par le biais d’une électrode de Clarck ont été notées les valeurs des pentes observées correspondant respectivement, à la lumière, à l’assimilation nette et à l’obscurité la respiration mitochondriale. La différence entre les deux nous permet de déterminer la photosynthèse brute. L’ensemble des activités mesurées chez un plant de Zea mays stressé montre une chute de la PSn et de la PSb d’un facteur quasiment égal à 4, alors que la respiration R à quand à elle a diminuée de moitié (Fig.15).




6/Osmolarité des liquides cellulaires

L’osmolarité mesurée par cryo-osmomètrie des cellules racinaires et foliaires évolue en relation avec le stress hydrique. On observe une diminution de leur potentiel osmotique ψs traduisant une augmentation de leur concentration en solutés. En comparaison avec le potentiel osmotique ψs des racines de plants non stressés, celui des racines de plants de Zea mays stressés est deux fois plus élevé en termes de valeur absolue. L’équilibre entre les concentrations en solutés des liquides cellulaires racines-partie aérienne observé pour le plant témoin est légèrement modifié en cas de carence (Fig.16).    




7/Concentrations en ions k+ et na+ des liquides cellulaires

Dans la continuité des analyses d’osmolarité, nous avons analysé la concentration en potassium K+ et en sodium Na+, deux solutés compatibles, des liquides cellulaires contenus dans les feuilles et racines de nos 2 types de plants de Zea mays, par spectrométrie d’émission de flamme. Les coefficients directeurs courbes étalons IPKCl et IPNaCl en fonction de la concentration respective en K+ et Na+ nous ont permis de calculer des concentrations en mM.
Il est facile de remarquer une augmentation de la concentration de ces deux agents osmotiques, tout du moins au niveau des cellules racinaires. Ces solutés se retrouvent dans les vacuoles et le stress hydrique semble ne pas avoir eu de réel impact sur leur concentration dans celles des cellules foliaires. Ceci peut s’expliquer de part le laps de temps relativement court depuis la mise en place de la carence en eau (Fig.17).



8/Mesures des concentrations en soluté organiques : glucose et AALT


Outre l’analyse du K+ et du Na+ qui sont des agents osmotiques de nature minérale, les cellules végétales vont accumuler également des osmoticums de nature organique. Pour observer ce phénomène, on a dosé le taux de glucose présent dans les différents liquides cellulaires de plants stressés ou non, via la méthode de dosage du glucose par le réactif à l’anthrone puis par mesure spéctrophotomètrique. Le calcul des concentrations en μg d’équivalent glucose par ml de liquide cellulaire passe par l’utilisation de la courbe étalon DO = f ([Glucose]). On remarque en premier lieu que le taux de glucose global est bien plus élevé dans une plante stressé par manque d’eau que non. Puis on s’aperçoit  ensuite d’une différence entre les organes observés, ainsi en comparant les racines on trouve une augmentation de glucose d’un facteur 3 entre non stressé et stressé, et dans les feuilles d’un facteur 8. Donc même si la quantité de glucose dans les feuilles est inférieure à la quantité dans les racines, son accumulation est bien plus prononcée (Fig.18).

Nous avons ensuite estimé la concentration des mêmes liquides cellulaires provenant des différents organes de la plantes en AALT, Acides Aminés Libres Totaux, qui se comportent comme des osmoticums de nature organique. Le coefficient directeur p de la courbe étalon DO= f ([Leucine]) nous a permis de déterminer ces concentrations en mM et la loi de Van’t Hoff leur contribution respective au potentiel osmotique global. Les cellules de racines stressées accumulent deux fois plus d’acides aminés libres que des cellules de racines non stressées et près de quatre fois plus que des cellules de la partie aérienne d’un plant de Zea mays non témoin. Les cellules foliaires stressées sont aussi sujettes à une accumulation d’acides aminés libres : les liquides en contiennent deux fois plus que ceux des cellules témoins. En ce qui concerne leur contribution à la valeur du potentiel osmotique, on peut facilement affirmer que ces AALT participent de manière plus importante au niveau des cellules racinaires et particulièrement en cas de stress (Fig. 19, 20 et 21).





DISCUSSION :


-Impact précoce d’un stress hydrique sur la croissance, en particulier des feuilles, chez Zea mays-

L’impact d’un stress hydrique prend forme en premier lieu au niveau de la croissance de la plante : sa partie aérienne se limite alors que la taille de ses racines augmente considérablement. Au niveau foliaire, cela vient vérifier qu’il s’agit là de la conséquence directe d’une perte de turgescence des cellules. Turgescence obligatoire, entrainée par les flux d’eau vers la vacuole, et nécessaire aux cellules pour se diviser. Qui dit perte de turgescence dit chute du potentiel de pression, exercée par l’apoplaste foliaire sur le symplaste et arrêt de la croissance : les CRE et DH montre bien le manque d’eau dans les feuilles de Zea Mays stressé. Les dispositifs morphologiques foliaires sont à mettre en relation avec l’intensité transpiratoire de la plante, qui limite la surface des feuilles et les pertes d‘eau. L’enracinement plus profond de la plante pour une recherche plus approfondie en eau est également mise en place de manière très rapide par la plante, et en partie grâce à cette limitation de la croissance de la partie aérienne.

-Des problèmes rencontrés par le maïs au niveau des pigments chlorophylliens-

On peut constater que les plants de mais stressés ont subi une perte de chlorophylle en quantité relativement importante. Etant donné que nous sommes en conditions de stress depuis 7 jours, il est probable que l’apport d’eau dans les feuilles soit réellement limité. En relation avec un stress de nature lumineux, les PSII peuvent rencontrer des problèmes côté donneur au niveau luminal dans les thylakoides des chloroplastes. Un manque de molécules d’H2O entraine un blocage des complexes chargés de leur photolyse, avec 4 atomes de manganèse chargé positivement. Il est donc possible qu’il s’établisse une photoinhibiton, avec comme conséquences la production de dérivés toxiques de l’O2, et celle de molécules chargés + très oxydantes, qui s’attaque aux pigments photosynthétiques, telles que les chlorophylles. Ceci peut expliquer la quantité moindre du taux de chlorophylles dans les feuilles de mais stressé.

- Une photochimie mesurée par fluorescence intacte lors d’un stress modéré -

Grace aux mesures des paramètres de fluorescence, il est important de noter que le rendement photochimique pour des feuilles de maïs stressé depuis 7 jours est pratiquement le même que le niveau dit basal, observé chez des feuilles de mais non stressées. En relation avec la croissance des racines, importante pour des plants de Zea Mays stressés, on peut penser que la plante dispose de produits de photosynthèse supplémentaires, qui lui servent à augmenter la taille de ses racines. Puisqu’ils ne peuvent servir à la croissance des feuilles et à la multiplication des cellules foliaires, les photoassimilats disponibles sont sans aucun doute dirigés vers les cellules racinaires. Il serait intéressant de se renseigner sur le contenu en photoassimilats des tissus phloemiens chez un plant stressé et de comparer ce taux à celui rencontré chez un plant témoin. Les cellules racinaires lors de ces processus de croissance augmentée doivent aussi subir des modifications, en pensant à des transporteurs de photoassimilats supplémentaires qu’elles doivent acquérir.


- Les activités de photolyse de l’eau et de respiration sont largement touchées -  

Les complexes de photolyse de l’eau et leurs 4 manganèses semblent affectés suite à un stress d’une semaine. Les mitochondries sont touchées du fait que l’on observe moins d’O² consommé. Les résultats montrent bien que l’apport de photons au niveau des feuilles n’est pas bien gérer au niveau des photosystèmes 2. En relation avec les quantités de pigments photosynthétiques majeurs mesurées précédemment, on peut mettre en relation une chute de l’assimilation photosynthétique avec une baisse de la teneur en molécules de chlorophylles, via des problèmes rencontrés par les PSII avec leur complexe de photolyse de l’H2O et une carence du coté donneur d’électrons. On peut aussi songer aux stomates dont le degré d’ouverture est réduit suite à la mise en place d’un stress de type hydrique : l’apport en CO2 pour les chloroplastes est nettement moindre. La respiration des mitochondries nécessite du dioxygène, lui aussi nettement moins présent en relation avec la chaine de transporteurs des électrons photosynthétique affectée. Le gradient de protons qui participe dans l’activité de la chaine est lui aussi modifié ainsi que l’apport en NADPH pour la respiration alternative.

- Une accumulation de solutés organiques et inorganiques  pour un maintient du flux d’eau -

L’évolution de l’osmolarité des cellules de plants stressés s’explique par la force de rétention de l’eau des solutés emmagasinés. Ainsi en augmentant leur concentration en solutés compatibles elles vont diminuer leur potentiel osmotique, d’après la loi de Van’t Hoff. En tant que composante du potentiel hydrique il participe à faire chuter le potentiel hydrique global de la plante, dans le but de le maintenir inferieur à celui du sol et de conserver le flux d’eau suivant le gradient décroisant, dans le continuum sol plante atmosphère. L’accumulation supplémentaire de solutés dans les racines participe au maintient de ce gradient.
K+ est l’élément que l’on retrouve en plus grande quantité dans les vacuoles de cellules végétales stressées en temps normal et en tant que principal osmoticum. Le substrat de culture se trouve ici être de vermiculite, forme de micas riches en Na+. La forte concentration en Na+ dans les liquides cellulaires des racines s’explique donc par la plus grande disponibilité de cet élément par rapport au K+, et par le fait que lui aussi est un osmoticum.
On observe également une accumulation de glucose, soluté compatible, par la plante. Etant de nature organique, ce phénomène implique donc une stimulation positive de la synthèse de cet osmoticum. On remarque également qu’il s’agit d’un phénomène généralisé à la plante, on le retrouve dans le système racinaire et les parties aériennes, mais avec des variations différentes. Au niveau cellulaire ceci s’explique par un  équilibre du Ψs de la vacuole par rapport à celui du cytosol. Etant donné que Ψw = Ψs + Ψp, l’accumulation de soluté compatible va donc diminuer le Ψs de ces organes et donc diminuer de manière indirecte le Ψw. De plus l’eau suit un gradient décroissant de Ψw, ceci explique donc le facteur 8 des parties aériennes comparé au facteur 3 des racines, d’augmentation du taux de glucose. Ainsi on se retrouve avec un Ψw racine >  Ψw des feuilles, ce qui permet une bonne alimentation en eau des feuilles, donc une bonne turgescence et une croissance régulière. Et ce jusqu'à ce que Ψw sol < Ψw racine.
L’accumulation d’acides aminés libres participe au même titre que le glucose à la diminution du Ψs des cellules racinaires et foliaires afin maintenir un flux d’eau vers les feuilles, avec des cellules racinaires contenant toujours plus de solutés afin d’éviter les zones de dépression.
Il serait judicieux de se renseigner sur les processus de stimulation de la synthèse de ces acides aminés libres qui comme le glucose doivent résulter de mécanismes cellulaires endogènes.
En faisant varier son potentiel osmotique la plante essaye d’accéder à l’eau encore présent dans le sol, mais ce système a ces propres limites, il ne s’agit que d’un processus de tolérance et non d’un mécanisme de résistance. On peut affirmer que le mais fait partie des osmotic adjuster.



Partie 2: la fructification(tomates micropropagées)

plus tard, là j'ai des crampes aux poignet

Cordialement...