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Evaluer une surface racinaire

Il est possible de calculer la surface racinaire à l'aide des logiciels mesurim et ez-rhizo.

L'utilisation d'un scanner permettra de travailler sur des échantillons réels, trouvés dans la nature ou encore mieux cultivés dans un rhizotron (cf ressource associée)...

- Cette ressource peut être utile pour la classe de Terminale S, dans la partie "Relations entre organisation et mode de vie, résultat de l'évolution : l'exemple de la vie fixée chez les plantes", avec pour objectif d'étudier numériquement le système racinaire.

- Cette ressource s'appuie fortement sur un travail présenté sur le site de l'Ifé autour des Ateliers Formavie 2013

1- Deux outils complémentaires : Ez_rhizo et Mesurim
2- Préparation du matériel
3- Mesurim et mesure de la surface "à plat" du système racinaire
4- Ez-rhizo et longueur totale du système racinaire
5- Exploitation des données Ez-rhizo et Mesurim

1- Deux outils complémentaires : Ez_rhizo et Mesurim

Ez-Rhizo nous permettra d'évaluer la longueur totale d'un système racinaire, alors que Mesurim nous permettra d'en évaluer sa surface scannée.
Le rapprochement de ces 2 données nous permettra de calculer la suface moyenne du système racinaire étudié :

- soit L la longueur totale de la racine
- soit D le diamètre moyen de la racine
- et S, la surface du cylindre racinaire moyen, avec : S = L x D x 3,14

La surface scannée des racines est une surface "à plat" et ne correspond donc pas vraiment à surface réelle du système racinaire. Mesurim,en permettant la mesure de cette surface "à plat" nous permet d'en déduire le diamètre moyen du système racinaire étudié (D = Surface scannée /L ) et ainsi nous permet de calculer la surface du cylindre racinaire moyen (S).

2- Préparation du matériel

- Il est préférable de faire germer des graines et de les laisser se développer quelques jours dans un rhizotron afin d'obtenir une système racinaire en deux dimensions, plus facilement exploitable.

- Scanner la racine en paramètrant le scanner sur 200 dpi et enregistrer l'image au format bmp (ez-rhizo ne fonctionne qu'avec ce format).

3- Mesurim et mesure de la surface "à plat" du système racinaire


- Premièrement, il faut indiquer l'échelle à Mesurim :

-puis enfin utiliser l'outil de mesure de surface :








.
Dans cet exemple, Mesurim nous indique une surface de 409 mm2.... Elle va nous permettre d'estimer le diamètre moyen du cylindre racinaire (D) une fois que nous connaîtrons la longueur totale du système racinaire (grâce à Ez-rhizo)

4- Ez-rhizo et longueur totale du système racinaire


- le logiciel Ez-rhizo a été mis au point par le laboratoire de physiologie végétale et biophysique de l'université de Glasgow :

Dans un premier temps il faut télécharger puis installer Ez-rhizo (lien ci-dessous):
:LABORATORY OF PLANT PHYSIOLOGY AND BIOPHYSICS


- Une fois installé, ouvrir l'image du système racinaire préalablement enregistrée au format .bmp. et traiter cette image dans l'ordre présenté sur la vidéo ci-contre :


- A l'étape de retouche du squelette du système racinaire, il est très important d'effacer tous les chevauchements de racines et de compléter les éventuels discontinuités.


- Une fois terminé, l'enregistrement des mesures s'effectue dans un document texte (.txt) dans un dossier nommé Results.

5- Exploitation des données Ez-rhizo et Mesurim



 - Les données obtenues par Ez-Rhizo sont écrites dans un fichier texte, de façon très illisibles pour les élèves. Pour simplifier leur exploitation, il suffit d'ouvrir le fichier en question, de tout sélectionner d'un coup, de copier le contenu du fichier et de le coller dans le fichier tableur joint à cette production (cf bas de page).


- le fichier "traitement des données.xls" (utilisable avec la suite gratuite OpenOffice ou libreoffice) contient des fonctions qui permettent de mettre automatiquement en forme les données, qui deviennent alors visibles dans la feuille de calcul "synthèse résultats"


- L'exemple utilisé ici, nous montre que la longueur total du système racinaire et de 534 mm.
La valeur de la surface à plat obtenu par mesurim est de 409 mm2
Le tableur calcul alors le diamètre moyen des racines (0,78 mm), puis la surface du cylindre racinaire calculée est donc de 1284 mm2




.
Les valeurs obtenues par ce travail ne prennent pas en compte les zones les plus absorbantes du système racinaire : les zones pilifères.
Il ne s'agit pas ici du calcul de la surface d'absorption racinaire mais seulement d'une partie de la surface de contact entre le système racinaire et le sol. Pour compléter ce travail il pourrait être intéressant de comparer avec la surface développée par les poils absorbants des zones pilifères.
auteurs :
Catherine Martin, Franck Buron-Mousseau
Mots clés :
Licence :
Creative Commons Attribution - Pas d'utilisation commerciale- Partage dans les Mêmes Conditions 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)
Attribution - Pas d'utilisation commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)

Information(s) pédagogique(s)

Niveau :
Terminale S
Type pédagogique :
travaux pratiques
Public visé :
enseignant
Contexte d'usage :
classe, laboratoire
Référence aux programmes :
La plante domestiquée

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