CONNAITRE LA PLANTE ET SON MILIEU DE VIEdata0.eklablog.com/millefolium/perso/pour les... · Ce sont des plantes épiphytes. - Exemple : Orchidées, Phillodendron, Racines aériennes

CONNAITRE LA PLANTE ET SON MILIEU DE VIE

1CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10

dimanche 15 janvier 2012

A. BIOLOGIE DES PLANTES

A1 Qu’est ce qu’une plante ?A2 Les organes de la planteA3 Les organes souterrainsA4 Les feuilles, usines à gazA5 Comment les plantes grandissent ?A6 Comment les plantes se reproduisent ?A7 Comment les plantes se défendent-t-elles ?A8 Les adaptations des plantes à leur environnement

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Les différentes illustrations, photos et documents insérés dans ce cours sont extraits d’ouvrages, documents et sites internets dont les références sont précisées en page 64.

CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10


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A3 Les organes souterrains



A30. Les grands types d’organes souterrains

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Ref 8



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‣La plupart des végétaux possèdent des organes souterrains, hormis quelques exceptions (plantes épiphytes, mousses, ...)

‣ Les organes souterrains appartiennent à l’appareil végétatif des végétaux.

‣ On distingue :

- Les RACINES “VRAIES”

- Les BULBES

- Les RHIZOMES

- Les TUBERCULES

Ref 8



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! Les RACINES sont des organes fondamentaux

! Quasiment toutes les plantes possèdent des racines! Les racines ont 3 fonctions principales :

• Ancrage de la plante dans le sol• Absorption de l’eau et des sels minéraux• Stockage des réserves

Les RACINES “VRAIES”

Exemple : Chêne, Lilas, Forsythia, Ortie, Menthe, Poireau....

! L’ensemble des RACINES d’une plante forme le système racinaire.! Le volume dans le sol est souvent largement supérieur au volume des organes aériens

Ref 8CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10


Les BULBES

! Sont constitués de tiges très courtes, + ou - aplaties, accumulant desréserves, munies de pièces foliaires + ou – déformées, présentant à leur base des racines “adventives”.

Tige plateau

Racines adventives

Ecailles de protection Pièces foliaires

Future fleur

Exemple : Tulipe, Oignon, Ail, Crocus

7Ref 9



Les RHIZOMES

! Tiges charnues, qui se ramifient dans le sol et émettent chaque année des racines adventives et des pousses aériennes.

Pousses aériennes

Feuilles

Tige charnueRacines adventives

Exemple :Chiendent, Iris, Bambou8

Ref 9



Les TUBERCULES

! Tige souterraine renflée par l’accumulation de réserves, elle assure la survie des plantes en saison difficile (sécheresse ou hiver)

Exemple : Panais, Carotte, Pomme de terre, Patate douce9

Ref 8



Comment naissent les organes souterrains d’une plante ?

Les RACINES “VRAIES”

! Issues de la germination de la graine! Issues de la ramification d’une racine

Les BULBES, RHIZOMES, TUBERCULES

! Issus de la tige



A31 Morphologie du système racinaire

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Ref 8



Les fonctions fondamentales sont assurées par l’un ou l’autre des

éléments.

CROISSANCE

ANCRAGE

ABSORPTION

STOCKAGE

Le SYSTEME RACINAIRE est connecté aux organes aériens, par l’intermédiaire de

la TIGE et du COLLET.

! LES DIFFERENTS ELEMENTS DU SYSTEME RACINAIRE

12 Ref 8CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10


! RAMIFICATION DES RACINES

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En général, on distingue 3 types de ramification des racines.

LA RACINE PRINCIPALEAppelée souvent racine pivotante

LES RACINES SECONDAIRESAppelées souvent racines traçantesSe développe par ramification de la racine principale

LES RADICELLES- Ce sont les jeunes racines- Appelées aussi racines fines, elles sont très nombreuses- Elles portent les poils absorbants- Portées par les racines secondaires - Se développe directement depuis le collet chez les plantes herbacées



! RAMIFICATION DES RACINES

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TYPE FONCTION DUREE DE VIE RAMIFICATIONTYPES DE

VEGETAUX

PRINCIPALEAncrageStockage

LongueMeurt progressivement chez les arbres

OUIEssentiellementArbres et Arbustes

SECONDAIREAncrageStockage

Moyenne à longueRemplace progressivement la racine principale chez les arbres

OUIArbres, arbustesPlantes vivaces

RADICELLE

AbsorptionAncrage chez les

plantes herbacées

BrèveCertaines donnent naissance aux racines ligneuses

NON, porte les poils absorbants,

Tous les végétaux



! VARIATIONS DU SYSTEME RACINAIRE : LES DIFFERENTS TYPES DE RACINES

Le système racinaire peut varier.

Il peut se distinguer d’une plante à l’autre par :• La forme des racines• La hiérarchisation des différents éléments qui le compose• La situation des racines sur la tige• Le milieu dans lequel il évolue

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-Fasciculé et de petite envergure, constitué d’éléments aux rôles identiques chez la plupart des plantes herbacées

- Architecturé, ramifié et hiérarchisé chez les arbres et les arbustes

- Spécialisé chez certaines plantes : plantes aquatiques, plantes grimpantes, orchidées

Le système racinaire peut être .



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Système racinaire FASCICULE

- Les racines prennent toute naissance à la base de la tige de la plante- Racines identiques de même dimension, pas de hiérarchisation

- Fonctions des racines : ancrage & nutrition

Ref 8

Peu profondes

Couvrent une grande surface

Contribuent à empêcher l’érosion des sols

Racines du Chiendent odorant



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Système racinaire ARCHITECTURE

- Structure ramifiée & hiérarchisée

- Fonctions des racines : ancrage, nutrition, stockage

- Appelé aussi système Pivotant, en raison de la présence d’une racine principale appelée pivot, qui se ramifie au fur et à mesure du développement de la plante

Ref 4



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Système racinaire SPECIALISE

Chez certaines plantes, le système racinaire est spécialisé :

1. La racine principale issue de la germination de la graine dégénère. De nouvelles racines nées sur la tige aérienne la remplace et forme le système souterrainCe sont des RACINES ADVENTIVES.

Racine adventive de Sorgho Racine adventive de Bambou

Ref 8

Ref 8



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2. Les RACINES ADVENTIVES peuvent être aériennes, prendre naissance sur le tronc d’un arbre, la tige à des hauteurs très importantes, et être utilisées par le végétal comme support : racines supports du Ficus, racines échasses des Palétuviers

Racine support Ficus

Racine échasse des Palétuviers

Ref 8

Ref 8



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3. Les racines adventives peuvent apparaître dans une position bien particulière (...) en dehors des processus normaux de ramifications. Elles peuvent ainsi prendre la forme de crampons pour permettre à la plante de s’accrocher à un support. Elles n’ont aucun rôle d’absorption

Racine crampons du

Lierre

Ref 8



21


4. Les racines adventives peuvent également être aérienne mais sans être ancrée dans le sol. Elles pendent dans l’air et absorbent la vapeur d’eau contenue dans l’air. Ces racines ne portent pas de poils absorbants.Ce sont des plantes épiphytes. - Exemple : Orchidées, Phillodendron,

Racines aériennes

Ref 8



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5. Les racines aquatiques sont immergée dans l’eau en permanence

Racines aquatiques

Ref 8



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6. Les racines pneumatophores de certains arbres de milieu marécageux sont des racines verticales qui émergent de l’eau ou du sol et absorbent dans l’air la vapeur d’eau. Exemple : racines pneumatophores du Cyprès chauve

Racines pneumatophores

Ref 8



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7. Les racines suçoirs chez certaines plantes parasites se fixent sur une plante hôte et pénètrent les tissus de celles-ci pour se nourrirExemple : les racines suçoirs du Gui

Racines suçoirs du Gui

Ref 8



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Plantes sans système racinaire

Certaines plantes ne possèdent pas de racines. Leur appareil végétatif, fixé sur un support, est composé de tiges pendantes, dont l’épiderme absorbe dans l’air les éléments dont elles ont besoin.Exemple : Tillandsias, appelées communément “Filles de l’air” ou “Barbe espagnole”

Ref 8



A32 Anatomie d’une jeune racine

26 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10


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LA RACINE PRINCIPALE

RACINES SECONDAIRES

LES RADICELLES

Les racines souterraines sont différentes des tiges aériennes

" Les racines ont un géotropisme négatif : elle pousse vers le bas

" Les racines ne sont pas recouvertes d’une cuticule : elles peuvent absorber directement l’eau du sol

" Les racines se ramifient irrégulièrement : elles s’adaptent aux contraintes souterraines



! Les RADICELLES (les jeunes racines) sont portées par la racine principale ou par les racines secondaires

28

Ref 8 : www.allo-olivier.com



http://www.allo-olivier.com

http://www.allo-olivier.com

Structure et fonctions de la RADICELLE

STRUCTURES FONCTIONS

ZONE PILIFERE (porte les poils

absorbants)

ZONE de CROISSANCE

MERISTEME APICAL

ABSORPTION

CROISSANCE EN EPAISSEUR SIEGE DE LA RAMIFICATION

PRODUCTION DE NOUVELLES CELLULES

PENETRATION DANS LE SOLCOIFFE

29

Ref 8



STRUCTURE INTERNE DE LA RADICELLE - Coupe longitudinale

Péricycle : produisent des racines secondaires

Xylème : conduit la sève brutePoils absorbants

Endoderme : contrôle l’entrée et la sortie de l’eau

Cortex : rôle de soutien et de réserve

Epiderme : couche supérieure de la radicelle

Moelle : rôle de réserve

Méristème apical :Tissu d’allongement de la radicelle

Coiffe : protège le méristème apical tout en favorisant la pénétration de la radicelle

30Ref 5



STRUCTURE INTERNE DE LA RADICELLE - Coupe transversale

Ref 8



LES POILS ABSORBANTS

ZONE PILIFERE (porte les poils

absorbants)

POILS ABSORBANTS

32Ref 8




© Gerd A. Guenther

POIL ABSORBANT

33

Ref 8



http://www.nikonsmallworld.com/

http://www.nikonsmallworld.com/


34

Ref 4



A33 Les différents rôles des racines



La racine est un organe vital qui a plusieurs rôles au sein de la plante :

! PRELEVER dans le sol l’eau nécessaire à la survie de la plante! ABSORBER les sels minéraux du sol

Absorption de l’eau Absorption des nutriments

36

Ref 6



! L’eau et les nutriments du sol absorbés constituent la SEVE BRUTE! La sève brute alimente les parties aériennes

! ASSURER LE TRANSFERT de la sève brute vers les parties aériennes

Transfert vers les parties aériennes

ROLES DES RACINES

37

Ref 6



ROLES DES RACINES

! ASSURER L’ANCRAGE de la plante dans le sol

38

• La racine principale est robuste et s’enfonce profondément dans le sol• C’est le pivot central, qui assure l’ancrage (dans un premier temps)

• La racine principal produit ensuite des racines secondaires• Elles poussent horizontalement ou à l’oblique • Elles vont augmenter la stabilité de l’ancrage racinaire



39

Système racinaire avec pivot central

ANCRAGE DES RACINESRef 8



40

Systèmes racinaires avec pivot central, et racines secondaires

Ref 8

Ref 8

ANCRAGE DES RACINES



41

Systèmes racinaires avec pivot central, et racines secondaires

Ref 7

ANCRAGE DES RACINES



42

Système racinaire avec racines secondaires obliques

Ref 8

ANCRAGE DES RACINESCFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10


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Système racinaire avec racines secondaires superficielles

Ref 8

ANCRAGE DES RACINES



! ACCUMULER DES RESERVES, essentiellement des sucres , pendant l’hiver

! Les réserves sont utilisées à la sortie de l’hiver lors du réveil pour le démarrage de la végétation

ROLES DES RACINES

! Les racines se déforment du fait de l’accumulation des réserves

Contreforts racinaires

44

Ref 8

! Les organes souterrains se déforment aussi en accumulant des réserves : on dit qu’ils sont tubérisés

Ref 8

E x e m p l e : tubercule de la c a r o t t e d e l a patate douce



ROLES DES RACINES

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! Support d’associations symbiotiques avec des micro-organismes (bactéries ou champignons)

! Ces associations, comme les mycorhizes, (association entre un champignon et les racines d’une espèce d’arbre, ont plusieurs intérêts :

• Elles facilitent l’absorption des éléments minéraux • Elles augmentent le volume de prospection racinaire dans le sol

Ref 7 : “Association d’un arbre et d’un champignon”

Ref 8 : “ Ectomycorhize”



AUTRES ROLES DES RACINES

Rôles au niveau du sol :• Décompactage et ameublissement • Limite l’érosion• Captage des eaux en excès• Absorption de substances polluantes• Libération de sels minéraux• Enrichissement organique



CROISSANCE DES RACINES

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! La tige aérienne et la racine sont soumises à un phénomène identique de croissance.

! Chez les racines, cette croissance est engendrée par 2 tissus spécialisés et sera de 2 types :

‣Elle va s’effectuer au niveau du méristème apical : c’est la croissance primaire qui provoque la croissance en longueur de la racine

‣Elle va également s’effectuer au niveau du cambium vasculaire et du cambium cortical : c’est la croissance secondaire qui provoque la croissance en diamètre de la racine

! La croissance des racines suit en général un géotropisme négatif, c’est à dire qu’elle se dirige vers le bas. ! Si les conditions de développement sont bonnes : sol meuble, présence d’eau, la croissance a lieu dans toutes les directions



A34 Les mécanismes d’échanges et d’absorption



! Les racines sont en contact étroit avec le sol et sa solution

LA RHIZOSPHERE

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!La RHIZOSPHERE est le volume de sol qu’explorent chaque pointe racinaire (du grec rhizos = racine, et sphère)

! En anglais, le terme rhizosphère est appelé “hidden half”, ce qui se traduit littéralement par la “moitié cachée” de la plante

!La rhizosphère forme une zone de transition entre les particules de terre et la racine

!La rhizosphère forme une couche très riche en bactéries qui entoure les radicelles et les poils absorbants



LA RHIZOSPHERE

50

!La rhizosphère forme une zone de transition entre les particules de terre et la racine

!La rhizosphère forme une couche très riche en bactéries qui entoure les radicelles et les poils absorbants

!La rhizosphère est également largement explorée par le réseau des mycorhizes associées aux racines.

Ref 8



Les plantes puisent dans la rhizosphère l’eau et les sels minéraux indispensables à leur fonctionnement au cours de différents échanges : c’est la nutrition minérale

Il existe 3 types d’échanges dans la rhizosphère

LES ECHANGES DANS LA RHIZOSPHERE

51

Ref 10

Echanges

Absorption par les mycorhizesAbsorption par les poils absorbants

Sécrétions de la racine




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Absorption par les poils absorbants! Les racines absorbent de l’eau et des éléments minéraux dissous grâce aux poils absorbants

Epiderme Endoderme Péricycle

Cortex

XylèmePhloème

Poil absorbant

Circulation de l’eau du sol et les

nutriments vers l’intérieur de la

racine

Moelle

Ref 5CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10



Absorption par les poils absorbants

! L’EAU pénètre dans la racine sous l’effet de 2 phénomènes dits passifs :

✓ Premier phénomène : Une poussée s’appuyant sur le mécansme d’osmoseL’eau pénètre dans les racines en raison d’une différence de dilution entre la rhizosphère et les tissus racinaires.

Racine

L’eau dans les cellules de la racine est concentrée par

l’accumulation de sels minéraux dissous

Eau dans la racine

Rhizosphère

Eau dans la rhizosphère

L’eau dans la solution du sol est diluée, peu

concentrée

L’osmose est le mécanisme de passage de l’eau du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré

Pression osmotique

53




54


! L’EAU pénètre dans la racine sous l’effet de 2 phénomènes dits passifs :

✓ Deuxième phénomène : une succion exercée par les besoins en eau des parties aériennes

La transpiration, la photosynthèse, le transport de l’eau dans toute la plante créent une demande d’eau qui, du fait de la cohésion des molécules d’eau entre elles (la capillarité), se répercute des é l é m e n t s a é r i e n s j u s q u ’ a u x p o i l s absorbants.

Ref 8




55


! LES ELEMENTS MINERAUX pénètrent dans la racine grâce à des mécanismes passifs, qui ne consomment aucune énergie

✓ Les sels minéraux traversent les membranes racinaires grâce aux phénomènes de diffusion

MEMBRANE

La diffusion est simple par franchissement direct de la

membrane

La diffusion est facilitée par des canaux ou des protéines insérés

dans la membrane




56


! LES ELEMENTS MINERAUX pénètrent également dans la racine grâce à des mécanismes actifs

✓ Elles utilisent de l’énergie pour fonctionner

✓ Des protéines insérées dans la membrane des cellules jouent le rôle de pompes qui aspirent et/ou rejettent des éléments minéraux

Ref 8




57

Absorption par les mycorhizes ! Qu’est ce qu’une MYCORHIZE ?

✓ Une mycorhize est le résultat d’une association dite symbiotique entre un champignon et les racines des végétaux

✓ Le mycélium d’un champignon, constitué d’hyphes (l’organe principal du champignon sorte de fins filaments), colonise les racines d’une plante donnée

✓ Mycorhize, du grec myco - champigon, et rhiza - racine

Ref 8

Ref 8




58

Absorption par les mycorhizes

! La symbiose profite aux 2 organismes

‣ L a p l a n t e f o u r n i t a u champignon un support et des nutriments

‣ L e c h a m p i g n o n a u g m e n t e l a s u r f a c e d’absorption racinaire et fournit à la plante de l’eau et des éléments minérauxRef 8




59


! Il existe deux types principaux de MYCORHIZE

✓ Les ectomycorhizes : les hyphes s’associent aux racines fines, enveloppent la racine, augmentant ainsi le diamètre de la racine support, donc la surface d’absorption

✓ Les ectomycorhizes concernent surtout les arbres

Ref 8

Ref 8 CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10



60


! Il existe deux types principaux de MYCORHIZE

✓ Les endomycorhizes : les hyphes pénètrent l’écorce de la racine et y forment des arbuscules. Le mycélium se ramifient autour des racines, créant ainsi une grande surface de contact et d’échange avec la rhizosphère

✓ Les endomycorhizes colonisent environ 400 000 espèces.

Ref 8

Ref 8




61

Sécrétions par les racines : l’effet rhizosphère

! Les racines rejettent dans le sol environ 30 % des molécules fabriquées tout au long des différentes fonctions métaboliques de la plante (photosynthèse)

! Ces molécules sont de plusieurs types :- Carbone- Sucres- Protéines - Acide gras

! Cet apport massif de substances organiques va favoriser la prolifération de nombreux micro-organismes du sol : bactéries, champignons, algues, insectes, vers, acariens....



Ref 10

Molécules exsudéesTexte


Sécrétions par les racines : l’effet rhizosphère

Champignon microscopique

Paramécie

Acariens Nématode

Ref 3



A35 La sève brute, transport et composition



Dans la racine, la solution minérale (eau + sels minéraux) , entrée par les poils absorbants, traverse horizontalement les tissus internes.

Ref 10



Cette solution minérale traverse les différents tissus, pour rejoindre des vaisseaux conducteurs (le XYLEME) en empruntant 3 voies

a. En passant à travers la membrane des cellules.

b. En passant de cellule en cellule par des plasmodesmes = voie symplaste.

c. En passant entre les cellules ou dans les cellules mortes = voie apoplaste.

Ref 3



Cette solution minérale rejoint, au centre de la racine des vaisseaux conducteurs spécifiques, appelé le XYLEME

Une fois dans le xylème, la solution, appelée SEVE BRUTE, est transportée jusqu’aux feuilles.

Solution minérale

Sève brute

Xylème

Feuille

Ce transport de SEVE BRUTE

est ASCENDANT



Les mouvements de sève brute dans l’arbre

• Les mouvements de SEVE BRUTE sont ascendants : depuis les racines jusqu’aux feuilles,

1° A la pression exercée, à chaque instant, par les liquides nouveaux entrés par les poils absorbants sur ceux qui ont déjà pénétré dans le corps de la plante != poussée radiculaire

• La montée de la sève brute est possible grâce :

2° A l'aspiration, produite par la transpiration des parties aériennes de la plante

3° A la capillarité des vaisseaux ligneux;!

Ref 8

67CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10


68

Vitesse de montée de sève brute

- vitesse moyenne de circulation๏ de 7 cm/heure (Erable, Hêtre) à 70 cm/heure (Chêne, Frêne)๏ de 1,5 m à 2 m/heure pour les végétaux des zones tropicales humides

- vitesse max : 100 m à l’heure

Une forêt d’1 HA évacue 3000 à 4000 T d’eau par an

Un érable peut perdre ~ 200 L / h en été

DONC

Il doit puiser 200 L / h dans le sol pour compenser.



La SEVE BRUTE contient

69

de l’EAU des sels minéraux+

du Phosphore

du Calcium

du Potassium

de l’Azote

du Sodium

Des oligoélements+

Fer

Zinc

Cuivre

Bore

Manganèse

Molybdène

du Soufre

du Silicium

du Chlore

+

99 %

Des SUBSTANCES ORGANIQUES

Sucres Phénols

Acides aminée Vitamines

CFPPA PEZENAS/ CAPA/GL / AOUT 10 dimanche 15 janvier 2012

La SEVE BRUTE est utilisée dans les feuilles, lors de la PHOTOSYNTHESE (voir chapitre A41).

♻

Sève brute

♻Photosynthèse



L’eau et les sels minéraux qu’elle contient sont utilisées lors de la photosynthèse, ainsi que d’autres éléments.

Ils sont synthétisés et transformés.

Le résultat de ce processus s’appelle la SEVE ELABOREE.

La SEVE ELABOREE est indispensable à la croissance, à la reproduction, à la protection de la plante.

SEVE BRUTE

Autre éléments ♻+ =SEVE

ELABOREEPhotosynthèse



Références et Bibliographie

(1) Dictionnaire de l’académie française (2) Encyclopédie WIKIPEDIA(3) Gilles Bourbonnais, CEGEP Ste Foy(4) Connaître les arbres, B Fischesser, Bordas(5) Introduction à la botanique, G Ducreux, Belin(6) Jardin, création - entretien, JC Pamelard, Mat éditions(7) Les racines, C. Drénou, IDF(8) Internet - non identifié(9) Documents et sources personnels, support de cours, photographies - GL(10) Les bases de la production végétale, le SOL, D Soltner - STA(11) La forêt redécouverte, C Leroy - Belin(12) Les soins naturels aux arbres, Eric Petiot - Edition de Terran(13) La taille des arbustes et des jeunes arbres d’ornement, Pierre Raimbault, ENGREF(14) http://www.afd-ld.org(15) La botanique redécouverte, A Raynal Roques - Belin

(16)La taille raisonnée des arbustes d’ornements, Pascal Prieur Edition Ulmer(17) http://www.snv.jussieu.fr(18)


http://atilf.atilf.fr/dendien/scripts/generic/cherche.exe?31;s=350988120;;

http://atilf.atilf.fr/dendien/scripts/generic/cherche.exe?31;s=350988120;;

http://fr.wiktionary.org/wiki/plante

http://fr.wiktionary.org/wiki/plante

http://www.afd-ld.org

http://www.afd-ld.org

http://www.snv.jussieu.fr


