Mélanges d'Intrants à Moindre Coût d'Eau et d'Azote pour la Photosynthèse

En microéconomie, un cadre standard est utilisé pour déterminer le mélange d'intrants optimal pour un processus de production à deux intrants. Ici, nous adaptons ce cadre pour comprendre la façon dont les plantes utilisent l'eau et l'azote (N) dans la photosynthèse. Le mélange d'intrants à moindre coût pour générer une production donnée dépend du coût relatif de l'acquisition et de l'utilisation de l'azote par rapport à l'eau. Cette façon de considérer la question intègre des concepts tels que l'efficacité d'utilisation de l'eau et l'efficacité d'utilisation de l'azote photosynthétique dans l'objectif plus inclusif d'optimiser le mélange d'intrants pour une situation donnée. Nous explorons les implications du déploiement de combinaisons alternatives de concentration en azote foliaire et de conductance stomatique à l'eau, en nous concentrant sur la comparaison d'espèces hypothétiques se trouvant dans des habitats à faible versus haute humidité. Nous présentons ensuite des données provenant de sites aux États-Unis et en Australie et montrons que les espèces à faible pluviométrie opèrent avec une concentration en azote foliaire par unité de superficie foliaire substantiellement plus élevée. La protéine supplémentaire reflétée dans une concentration en azote foliaire plus élevée est associée à une plus grande baisse de CO2 interne, de sorte que les espèces à faible pluviométrie atteignent des taux photosynthétiques plus élevés à une conductance stomatique donnée. Cette limitation de l'utilisation de l'eau par transpiration compense apparemment les multiples coûts du déploiement de feuilles riches en azote.