recherche sur l`effet des certains herbicides sur les cultures traitees

Cette thèse contient 183 pages
Résumé: 7 pages
Partie générale: 67 pages
Partie spéciale: 61 pages
Tableaux (partie spéciale): 34
Figures (partie spéciale): 32
Bibliographie: 263 titres
MOTS-CLÉS: maïs, tournesol, pre and post emergence herbicides, herbicides ALS, l'efficacité,
la qualité biologique du sol, la persistance dans le sol, essais biologiques
RÉSUMÉ
de la thèse de doctorat avec le titre
RECHERCHE SUR L’EFFET DES CERTAINS HERBICIDES
SUR LES CULTURES TRAITEES ET LEUR SOL REMANENCE
DANS LA ZONE SUD-EST DE LA ROUMANIE
Les thèmes de recherche abordés dans cette étude a été axée sur l'étude de l'efficacité des
herbicides appliqués dans le maïs et le tournesol sur le contrôle des mauvaises herbes et la
qualité du sol. Recherche a été visé sur le soutien de la technologie agricole et la biologie du sol
par des études intégrées, des méthodes et de nouveaux critères d'analyse, afin de l'utilisation
durable des herbicides.
La thèse contient 183 pages et est divisée en sept chapitres.
La première partie (aspects généraux) s´étend sur trois chapitres. Le premier chapitre
comprend une synthèse bibliographique sur l'historique, la classification et l´importance des
herbicides. Nous avons détaillé les facteurs qui influencent l'action des herbicides sur le contrôle
des mauvaises herbes, l'effet des herbicides sur la qualité des sols et l'importance d´études
biologiques pour étudier la persistance des herbicides dans le sol. Les objectifs de la recherche
sont présentés. Le deuxième chapitre est consacré à la présentation de l'environnement naturel
dans lequel la recherche a été réalisée. Nous avons effectué une caractérisation des conditions
climatiques, de la végétation et des sols dans les domaines physico-chimique, minéralogique et
microbiologique et sont présentées les températures et les précipitations enregistrées au cours de
l'expérience comparées aux valeurs moyennes annuelles. Dans le troisième chapitre sont
présentées des données sur les matériaux et les méthodes de travail utilisées dans cette étude.
Comme matériel de travail, pour le maïs, deux herbicides simples ont été utilisés (basées
sur diméthénamide-P, acétochlore, respectivement) et huit mélanges d´herbicides
(diméthénamide-P + pendiméthaline, métolachlore + terbuthylazine; diméthénamide +
terbuthylazine, isoxaflutole + terbuthylazine, bentazone + dicamba, 2,4 D + dicamba,
bromoxynil + 2,4 D; isoxaflutole + thiencarbazone-méthyl + cyprosulfamide) et pour le
tournesol, deux herbicides ALS - inhibitrice de l'enzyme acetolactat synthase (imazamox, le
tribénuron-méthyl) et deux sur la base de diméthénamide, cycloxydime, respectivement.
La deuxième partie (résultats de recherche), se compose de trois chapitres (IV, V, VI),
consacrés aux recherches systématiques effectuées sur:
• l´efficacité des herbicides étudiés pour combattre les mauvaises herbes dans les
cultures de maïs et de tournesol,
• l'effet des herbicides sur la qualité biologique du sol par rapport à la culture des
plantes, le système d'exploitation et les conditions météorologiques;
• L'effet sur système d'exploitation et la culture de plantes sur l'activité cellulolytique, la
respiration du sol et libre fixation de l'azote atmosphérique
• Les études sur la persistance des herbicides dans le sol
Le dernier chapitre (VII) présente les conclusions générales. La thése contient 32 figures et 34
tableaux originaux. Ce travail se base sur 263 travaux bibliographiques.
IMPORTANCE DE LA RECHERCHE
En Roumanie, le maïs (Zea mays L.) et le tournesol (Helianthus annuus L.) sont des
céréales et oléagineux les plus importants, ils sont utilisés pour l´alimentation de base et aussi
comme matière première pour l'industrie.
Les deux sont des cultures de désherbage et sont sensibles à la concurrence des
mauvaises herbes, en particulier dans les premiers stades de développement, parce qu'ils
croissance lente et le petit nombre de plants par mètre carré crée une forte concurrence pour les
mauvaises herbes.
Le contrôle des mauvaises herbes dans le maïs et le tournesol est donc très important
pour obtenir de bonnes récoltes. L'évolution des concepts et des méthodes de contrôle des
mauvaises herbes est influencée par les découvertes scientifiques et technologiques au cours
des dernières années. Pour les agriculteurs le combat contre les mauvaises herbes a été et est
l'une des activités qui nécessitent le plus de travail, surtout dans les zones et les années où les
températures et les précipitations sont élevées, la croissance rapide des mauvaises herbes est
ainsi favorisée. En général, les procédés mécaniques sont utiles, mais ils sont coûteux,
laborieux et prennent du
temps. Par conséquent, la lutte chimique contre les mauvaises herbes est une alternative
importante et efficace (Schaub et al, 2006).
Aujourd'hui, sont disponibles sur le marché, différents types d'herbicides appliqués avant
et après, a été fixé la dose et les méthodes d'application, mais leur efficacité dans différentes
conditions agro-climatiques n´est pas suffisamment étudiée, de plus, les effets de ces substances
sur la vie du sol ont été totalement négligés. Il est nécessaire de comprendre l'efficacité des
herbicides dépendamment de la santé des sols, de la condition physique, de la biochimie et du
biotique du sol cultivé afin de parvenir à une agriculture durable.
OBJECTIFS DE LA RECHERCHE
Pour l'agriculture et la sylviculture qui occupe environ 70% de la surface de la terre, les
pesticides sont une source de pollution et représentent effectivement un risque sur l'intégrité de
l'équilibre écologique. Toutefois, les herbicides (qui détiennent la plus grande partie des
pesticides utilisés) resteront dans l'agriculture de l'avenir un outil efficace dans la lutte contre les
mauvaises herbes.
Les progrès réalisés au cours des dernières années de la recherche scientifique dans les
technologies agricoles, et leur amélioration grâce à la création d´hybrides résistants aux
herbicides, a conduit à l'émergence de nouvelles technologies pour le contrôle des mauvaises
herbes (Ex. Clearfield®, ExpressSun) qui offrent de meilleures solutions contre une grande
variété de mauvaises herbes. Cela contribue à réduire la pollution tout en augmentant la
production. Une grande partie des agriculteurs de la Roumanie utilisent de nouvelles
technologies qui impliquent des hybrides de tournesol résistants à divers herbicides (ex.
imazamox et tribenuron-méthyl). Les principaux avantages sont premièrement l'efficacité contre
les dicotylédones (Cirsium, Xanthium, Chenopodium, Sorghum), considérés comme "le
problème mauvaises herbes" en Roumanie et deuxièment l´efficacité contre la mauvaise herbe
parasite Orobanche cumana qui est devenue un gros problème avec l'intensification de la
sécheresse. Dans le maïs, la lutte chimique contre les mauvaises herbes se concentre sur les
traitements pré et post-levée couvrant un vaste spectre de combat.
Pour optimiser l'utilisation des herbicides, des études intégrées sont nécessaires qui
comprennent à la fois la recherche sur l'efficacité des herbicides dans le contexte du changement
climatique et des études sur la santé du sol. À cet égard, l'objectif de cette thèse est de déterminer
l'efficacité de nouveaux herbicides sur le contrôle des mauvaises herbes (imidazolinone et
tribenuron-méthyl pour le tournesol et des mélanges d'herbicides pour le maïs) et d´analyser
l'impact de l'utilisation d'herbicides sur l'effet résiduel dans le sol par l'analyse de la qualité des
sols et par des essais biologiques.
Les principaux objectifs de la recherche sur l'utilisation d'herbicides dans le maïs et le
tournesol sont les suivants:
• Évaluer l'efficacité des nouveaux herbicides dans le contrôle des mauvaises herbes dans
le maïs et le tournesol en fonction des conditions climatiques;
• Évaluer l'effet de nouveaux herbicides sur la qualité des sols en relation avec la plante
cultivée, le système d'exploitation et les conditions météorologiques;
• Évaluer l'utilisation d'herbicides sur la capacité des sols à fixer l'azote atmosphérique
par des non symbiotiques.
• Mettre en évidence la persistance des herbicides dans le sol par des méthodes
biologiques.
RECHERCHE PROPRE
L'efficacité de différents herbicides appartenant à divers groupes de produits
chimiques (mode d'action: aryloxyalcanoïque, mélanges, ALS) et leur effet sur la qualité
biologique du sol.
Dans ce chapitre, nous soulignons l'efficacité des nouvelles technologies pour le
contrôle des mauvaises herbes dans le maïs et le tournesol dans les conditions climatiques de
la région sud-est, tout en étudiant leur effet sur la qualité biologique des sols.
Parmi les traitements effectués dans le maïs, les herbicides combinés basés sur
diméthénamide-P + pendiméthaline et bentazone + dicamba (nom commercial Wing P et
Cambio), étaient supérieurs au désherbage (97%).
Le traitement avec l'imazamox effectué dans le tournesol était supérieur au contrôle des
mauvaises herbes dans les deux années d'expérimentation (97-98%).
Les résultats ont montré que la variance due aux herbicides sur l'efficacité du contrôle
des mauvaises herbes était plus élevé que la variance due à des années d'expérimentation.
Herbicides étudiés avaient un effet différentiel sur la respiration du sol et de l'activité de
l'enzyme en fonction du type d'herbicide utilisé, le temps d'application des traitements, les
conditions climatiques et système agricole d'exploitation.
Les études sur les implications de l'utilisation d'herbicides et de système de
l'agriculture sur la fixation du diazote atmosphérique non symbiotique
Partant du fait que l'application d'herbicides dans l'agriculture augmente le risque de
pollution des sols, qui comprend un effet secondaire négatif sur la microflore du sol, il a
été étudié l'effet de l'application d'herbicides sur la fixation non symbiotique de diazote. Les
résultats ont montré que les herbicides utilisés n´affectent pas la fixation non symbiotique
diazote sauf pour l´herbicide imazamox qui a eu un effet bénéfique.
La fixation de l'azote a été relativement influencé par les conditions climatiques et la
plante cultivée. Indépendamment de l'année de l'expérimentation, dans la récolte de blé, le
quantité de diazote atmosphériques libres-fixe était plus élevé dans le système de l'agriculture
biologique
Dans le maïs, le soja et le tournesol, en conditions de l'humidité du sol optimale, la
quantité de diazote atmosphériques libres-fixe était supérieur en agriculture conventionnelle.
Études mettant en évidence la persistance des herbicides dans le sol par des
méthodes biologiques (bio-essai)
Nous avons étudié l'effet résiduel des herbicides imazamox et tribénuron-méthyle par
l'analyse de la réaction de la moutarde (Sinapis arvensis), choisie comme plante sensible aux
herbicides en question. Les résultats ont montré la persistance des herbicides dans le sol
seulement dans la saison de l'application mais aussi l'importance de températures élevées
combinées à la présence d'eau dans le sol pour souligner la biodégradation des herbicides. Les
tests avec du blé cultivé après le tournesol sur le sol traité avec des herbicides qui inhibent
l'activité de l'enzyme ALS, ont montré que les deux herbicides (Pulsar et Express®) n´affectent
pas cette plante dans l'année d'application et moins d'un an après l'application du traitement.
LES CONTRIBUTIONS ORIGINALES DE LA THÈSE
Dans la présente étude ont été obtenus des résultats originaux concernant:
- l'efficacité des nouvelles technologies utilisées pour la lutte chimique contre les
mauvaises herbes dans le maïs et le tournesol.
Les expériences menées au cours des années avec des conditions contrastées en termes
de précipitations et sous l'influence de températures élevées générées par le réchauffement
climatique, ont montré pour le maïs la supériorité des traitements pré et post-levée avec de
nouveaux herbicides (mélangé) pour le contrôle des mauvaises herbes.
Les deux technologies (Clearfield et Express) utilisés pour le tournesol sont plus
efficaces par rapport à la technologie traditionnelle pour le contrôle des mauvaises herbes.
- l'effet des herbicides et des systèmes agricoles conventionnelles et biologiques sur
la qualité biologique des sols.
L’activité cellulolytique du sol a été influencée par les conditions climatiques et le type
d'herbicide utilisé lors de l'application des traitements.
Le stress hydrique a influencé négativement l'activité cellulolytique dans le sol. Dans des
conditions optimales d'humidité, le maïs et le tournesol ont montré une activité cellulolytique
en augmentation, à l'exception du produit à base de diméthénamide-P + terbuthylazine
(Akris), ce qui indique une amélioration de l'état du sol biologique (sauf herbicide rappeler).
Les h erbicides formulés sous forme de mélanges à base de dimethénamid-P +
pendiméthaline (nom commercial P Wing) de dimethénamide-P + terbuthylazine (Akris) et
isoxafluton + terbuthylazine (Merlin Duo) appliqués en pré-émergence dans le maïs ont eu une
influence négative sur l’activité cellulolytique du sol par rapport aux herbicides avec la
substance active diméthénamide-P (Frontier Forte) - (appliqués à la fois maïs et le tournesol) et
acétochlor (Guardian) qui activité cellulolytique était semblable à un témoin non traité
Les traitements de imazamox appliqués au tournesol n´ont pas affecté l'activité
cellulolytique du sol en 2012 et les traitements tribénuron-méthyle et cycloxydime ont stimulé
l'activité des bactéries cellulolytiques.
Certains herbicides (isoxaflutole + terbuthylazine - Merlin Duo, nom commercial)
influence négativement la respiration du sol, d'autres [(dimethénamide-P, (Frontier Forte),
dimethénamid-P + terbutilazin, (Akris) et dimethénamid-P + pendimethalin, (Wing P)] ont eu
un effet positif. Cet effet pourrait s´expliquer par les effets de simulation comme
"homéopathique"/"hormesis" des processus vitaux du soil.
L'agriculture conventionnelle a conduit à un pH plus faible dans des conditions de
sécheresse. Le blé était le plus évident à cet égard. Alors que sous l'eau l'alimentation normale
pour les cultures dans le système de l'agriculture biologique, les valeurs de pH du sol étaient
comparables à celles de l'agriculture conventionnelle.
L´activité cellulolytique était plus grande dans le système de l'agriculture biologique
dans le maïs.
La respiration du sol a été influencée par le système de l'agriculture pratiquée et par
l’interaction entre la culture et le système d'exploitation.
Potentiel cellulolytiques et la respiration du sol ont été corrélées positivement et à la
respiration du sol était corrélée négativement avec le pH du sol dans des des conditions
optimales d'humidité du sol.
- L'effet des herbicides, système agricole (conventionnelle et biologique) sur la
fixation non symbiotique de l'azote atmosphérique.
Les résultats ont montré que le sol utilisé pour l'expérience avait le potentiel pour la
fixation d'azote non symbiotique.
La quantité de diazote fixé non symbiotique dans le sol traité avec l´imazamox et le
tribénuron-méthyle, était très importante, il est à peu près les mêmes valeurs avec ceux dans le
sol de contrôle (de 148 à 188 kg/ha/mois).
Dans des conditions de sécheresse, le pH du sol est l'un des facteurs qui a limité
l´efficacité de la fixation de l'azote par les bactéries non symbiotiques.
Dans des conditions d´humidité optimale dans le sol, la quantité d'azote fixée librement a
été corrélée avec la teneur en phosphore du sol, ce qui suggère que l'application d'herbicides a
stimulé la croissance et l'intensification des activités de bactéries pour la fixation libre de l'azote
atmosphérique et les micro-organismes impliqués dans la solubilisation des phosphates, qui a
conduit à une plus grande disponibilité de l'azote et de phosphore dans le sol dans ces conditions.
Système de l'agriculture et de la culture ont influencé les quantités de diazote fixe - libre.
Sur le blé d'hiver, les quantités de diazote fixes - libres étaient plus élevées dans le système de
l'agriculture biologique. Dans le maïs, le soja et le tournesol il a une plus grande quantité de
diazote fixe librement système de culture conventionnel. Cela suggère que la propagation des
micro-organismes dans le sol vivant en liberté est limitée, probablement pour les besoins
alimentaires, de sorte que la quantité de fixation de l'azote est dependent de la présence de
quantités suffisantes de énergétiques (le blé en raison de la grande quantité de paille/débris
végétaux assurent une des quantités importantes de matière organique facilement oxydable dans
le sol).
Les résultats suggèrent que la fixation libre de l'azote atmosphérique pourrait être utilisés
comme test pour évaluer l'effet des herbicides positivement ou négativement sur la vitalité du
sol (avec la respiration du sol et l’activité cellulolytique), à condition que le test soit fait avant
l'administration d'engrais azotés qui bloquent la fixation libre (non symbiotique) d’azote
atmosphérique. Cette condition n´est plus une agriculture biologique.
- L'effet de la persistance dans le sol des herbicides en évidence par un test
biologique
Les résultats de test biologique concernant la persistance dans le sol des herbicides
inhibant l'enzyme acétolactate synthase (ALS) dans le tournesol, avec mutard comme détecteurs
plante, ont indiqué leur existence à la fois herbicide de type sulfonylurée (Express® 50) et au
groupe des imidazolinones (Pulsar 40) à la suite le traitement avec des herbicides.
Différences quantitatives et qualitatives enregistrées dans la moutarde détectés la
persistance des herbicides étudiés plus au cours de la saison de son application et dans le temps
cet effet a été considérablement réduit.
Les recherches effectuées au cours des années avec différentes conditions climatiques ont
remarqué déterminants et comment biodégradation des herbicides soulignant l'importance de
températures élevées combinée à la présence d'eau dans le sol, afin d'améliorer la biodégradation
des herbicides.
Tests sur le comportement de blé dans les premiers stades de la végétation après les
traitements avec herbicides, dans la même aux prochaine saison de croissance ont révélé aucune
différence significative entre le type d'herbicide utilisé et témoin non traité.
Tests sur le comportement du blé, dans les premiers stades de leur croissance après
traitements aux herbicides effectué dans la même ou prochaine année n´ont pas révélé de
différences significatives entre le type d'herbicide utilisé et témoin non traité.
Thèse induire tels que l'originalité, essai biologique (moutarde, Sinapis arvensis) pour
détecter la présence d'herbicides ALS dans le sol, ce qui permet de jeûner d´obtenir une
information rapide sur la biodisponibilité de l'herbicide dans la plante et de son éventuelle
phytotoxicité.