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Colloque
RECHERCHE
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17, rue de l’Au
Colloque
RECHERCHE
13 et 14 octobre 2015
Les Salons de l’Aveyron - 17, rue de l’Aubrac - Paris 12e
La présente brochure regroupe, sous forme de fiches, les résultats des projets présentés
dans le cadre du colloque des 13 et 14 octobre 2015
Les résultats, sous forme d’articles d’une dizaine de pages, sont accessibles dans la revue
en ligne « Innovations agronomiques »
http://www.inra.fr/ciag/revue
Remerciements à tous les auteurs ainsi qu’aux coordinateurs de session :
Isabelle Baldi (ISPED-Univ. Bordeaux), Christian Huyghe (INRA), Philippe Nicot (INRA),
Antoine Messéan (INRA), Pierre Ricci (INRA, Président du Groupe d’Experts Recherche),
Benoît Réal (ARVALIS-Institut du végétal), Bernadette Ruelle (IRSTEA),
Jérôme Thibierge (Invivo AGRINOVEX) et Nathalie Verjux (ARVALIS-Institut du végétal)
Crédits photos © (couverture) :
Ministère chargé de l’agriculture : Xavier Remongin, Cheick Saidou, Pascal Xicluna
Comité d’organisation :
Laure Dreux (INRA), Gérard Gautier-Hamon (MAAF-DGER)
Colloque financé sur des crédits issus de la redevance pour pollutions diffuses affectés à l’Office national de l’eau
et des milieux aquatiques pour appuyer les actions du plan Écophyto
Sommaire
Exposition aux pesticides agricoles et effets sur la santé humaine
1
AGRICOH
3
EVEXPE
7
Le biocontrôle, des perspectives de recherche prometteuses
11
TUTAPI 13
USAGE
15
La place des nouvelles technologies pour réduire l’utilisation des intrants phytosanitaires
(TIC, capteurs, agroéquipements…) 17
MICODetect
19
ECOSPRAYVITI
23
La génétique végétale, un levier à long terme pour la réussite de l’ambition Écophyto
27
Cépages de demain
29
SUNFLO
33
Comment changer de système de manière progressive ?
37
ECOVITI
39
MIC-MAC Design
41
Conseillers demain
45
Impacts environnementaux : de l’évaluation à l’action 47
PLAGE 2
49
Chaîne Pressions-Impacts
53
Échanges sur les stratégies de recherches au niveau européen : quelle valeur ajoutée
à une meilleure coordination des programmes ?
57
Projets de recherche, issus de différents appels à projets de recherche
(CASDAR, MEDDE, ANR, ANSES…), contribuant à satisfaire les objectifs de réduction
de l’usage des intrants phytosanitaires du plan Écophyto
59
4P
61
AGRICAN 63
BASIS3P
67
DEFILEG 69
Échaudure des pommes 73
EcoFusa
77
ECOPROTECTGRAIN 81
FERTIPRO 85
INFLOWEB
89
LANDSCAPHID
91
MEPIMEX
95
OAD SERRE
99
TABLE-RES 101
VASCUlég
105
VIRAPHID
109
Glossaire
113
Exposition aux pesticides agricoles
et effets sur la santé humaine
Cette session abordera les questions relatives aux expositions des personnes qui manipulent
les pesticides, qui entrent en contact avec des végétaux ou des surfaces traitées ou qui évoluent
dans des milieux contenant ces substances. Les molécules pesticides sont soumises à une
réglementation spécifique pour leur mise sur le marché qui évalue notamment les risques pour
la santé des travailleurs, a priori. Pourtant plusieurs travaux d’expertise collective récents ont
montré qu’un nombre conséquent de travaux scientifiques mettent aujourd’hui en évidence des
effets sur la santé des populations exposées.
Cette session présentera les avancées de cohortes professionnelles conçues pour étudier ces
risques de santé, en particulier dans le domaine du cancer. C’est notamment l’objectif de la
cohorte française AGRICAN, ainsi que du consortium international AGRICOH.
L’importance de la mesure des expositions aux pesticides pour l’amélioration des connaissances
de santé sera mise en lumière, et les marges de progrès possibles seront illustrées par l’évocation
de nouveaux outils : matrices cultures/expositions, techniques analytiques dans des matrices
biologiques diverses (analyses dans les cheveux…).
Le plan Écophyto a ainsi déjà permis d’encourager des études visant à documenter les niveaux
d’exposition et leurs déterminants. Il doit permettre encore à l’avenir de soutenir des initiatives
visant à estimer de quelle manière les stratégies de réduction des usages sont cohérentes avec la
réduction des expositions des personnes. De telles recherches nécessitent un décloisonnement
des disciplines et un travail pluridisciplinaire, notamment entre les sciences de la santé et celles
de l’agronomie.
SOMMAIRE
AGRICOH
3
EVEXPE
7
Colloque 13 et 14 octobre 2015 • Paris • Salons de l’Aveyron • 1
Financement
Ecophyto (redevance pour pollutions diffuses) - ANSES EST 2011
Chap VIII: Exposition
aux pesticides et santé
humaine
AGRICOH : Exposition aux pesticides et risque de cancers
lymphatiques hématopoïétiques au sein du consortium d’études
AGRICOH : analyse combinée
Maria Leon-Roux
Mail : [email protected]
Responsables des équipes impliquées
• Lebailly Pierre (étude AGRICAN), Université de Caen Basse-Normandie
• Baldi Isabelle (étude AGRICAN), Université Bordeaux Segalen (AGRICAN, France)
• Nordby Karl-Christian, (Cancer in the Nowegian Agricultural Population, Norway), National Institute of Occupational
Health, Oslo
• Beane Freeman Laura, (Agricultural Health Study, USA); , National Cancer Institute, USA
• Kromhout Hans, (IRAS (Institute for Risk Assessment Sciences), The Netherlands)
• Leon-Roux Maria, Schüz, Joachim, (CIRC (Centre International de la Recherche sur le Cancer), Lyon)
Mots clefs
Pesticides, agriculteurs, lymphome, leucémie, cancer, cohorte
Ce projet a évalué l’association entre l’exposition à 14 groupes de pesticides et 33 agents actifs et l’apparition de tumeurs
myéloïdes et lymphoïdes chez 316 270 agriculteurs inscrits dans les trois études de cohorte du consortium AGRICOH :
l’étude « Agriculture française et Cancer » (AGRICAN), Cancer in the Norwegian Agricultural Population (CNAP) et
l’Agricultural Health Study Etats-Unis (AHS). L’analyse des données n’est pas encore terminée et les résultats
épidémiologiques sont donc préliminaires. L’exposition à quelques insecticides et herbicides est associée à un risque
accru de cancers lymphatiques hématopoïétiques au vu de nos analyses préliminaires.
Contexte et objectifs
Chez l'homme, l'exposition répétée aux pesticides, en particulier chez les populations agricoles, a été associée à l’apparition de cancer chez les adultes et les enfants. Ce projet a
évalué si l'exposition aux pesticides, déterminée en utilisant
des matrices de cultures d'exposition, est associée à un
risque accru de cancers lymphatiques hématopoïétiques
pour une population de 316 270 agriculteurs à partir de trois
études de cohortes en France, Norvège et aux Etats-Unis faisant partie du consortium AGRICOH. Les objectifs initiaux du
projet sont : 1) de développer des matrices cultures-expositions et des matrices expositions aux animaux pour évaluer
l'exposition aux pesticides chez les agriculteurs, 2) de rassembler les données des trois études de cohorte afin de
déterminer les estimations combinées de risque de cancer
en association avec l'exposition aux pesticides en utilisant
les méthodes de méta-analyse, 3) de calculer une tendance
dose-réponse pour les différents types de pesticides.
Méthodes
Cohortes
Nous avons inclus les agriculteurs de la cohorte AGRICAN
(n = 127 282), de la cohorte CNAP (n = 137 821) et de la cohorte
AHS (n = 51 167).
É valuation des expositions
Dans la cohorte AHS, deux types d'informations avaient été
récupérés auprès des agriculteurs : les pesticides utilisés,
mais aussi les pesticides utilisés précédemment et le
nombre d'années de leurs utilisations. Les informations
recueillies au moment de l'enregistrement des agriculteurs
dans la cohorte, et pendant les cinq ans de l’étude, portaient
sur les pesticides utilisés pour chacune des cultures déclarées ainsi que sur les pesticides utilisés sur les cultures produites l’année précédente. Les participants d’AGRICAN ont
fourni des données rétrospectives sur la croissance des
cultures, indiqué s’ils utilisaient des pesticides sur les
cultures (oui/non) et sur les dates de début/fin de ces activités. Les participants de la cohorte CNAP ont donné des informations sur la croissance des cultures l’année précédant la
date du recensement obligatoire. Ce recensement été réalisé
tous les dix ans de 1969 à 1989. Les informations sur les
sommes dépensées pour les pesticides (1969) et l'équipement de pulvérisation de pesticides à la ferme (1979) ont été
considérées comme des indicateurs de l'utilisation des pesticides. Les données autodéclarées sur l’utilisation des pesticides (1 des 3 cohortes) et les matrices culture-exposition,
propres à chaque pays (2 des 3 cohortes) ont été utilisées
pour estimer l'exposition des substances actives et les
...
groupes de pesticides pour la période 1950-2009.
AGRICOH : Exposition aux pesticides et risque de cancers lymphatiques hématopoïétiques au sein du consortium
d’études AGRICOH: analyse combinée
... Enquête sur les pesticides
La sélection de substances actives (33) et des groupes
chimiques (14) a été basée sur une utilisation potentielle
dans plus d'un pays, sur la fréquence d'utilisation et sur les
attentes a priori de leurs associations avec des tumeurs
malignes lympho-hématopoïétiques.
Suivi de cancer
La première incidence d'une tumeur maligne myéloïde ou
lymphoïde au sein des membres de la cohorte sans cancer
(sauf pour le cancer cutané non mélanome) était le centre
d'intérêt principal dans cette étude. Le suivi de cancer a eu
lieu entre le 1er janvier 1993 et le 31 décembre 2011, avec un
début exact et une fin variant entre les cohortes.
Analyses
Les modèles de Cox sur les risques proportionnels ont été
utilisés pour calculer les estimations d’association des coefficients de risque (HR) et 95% des intervalles de confiance
(IC) pour 18 résultats de cancer avec des substances actives
individuelles et avec des groupes chimiques. La catégorie de
référence dans toutes les analyses contenait des participants
classés comme jamais exposés au produit chimique considéré. Des modèles ont été exécutés individuellement pour
chaque cohorte et ajustés pour les différents ensembles de
variables. Les estimations obtenues ont été rassemblées en
utilisant des effets aléatoires de méta-analyses.
Principaux résultats obtenus
et applications envisageables,
lien au plan Écophyto
L’étude comporte 237 317 hommes et 78 953 femmes agriculteurs. Alors que 44% des participants de la cohorte
AGRICAN sont des femmes, il n’en n’est pas de même pour
les cohortes AHS et CNAP où le pourcentage de femmes est
respectivement de 3% et 16%.
Au début du suivi, les membres de l’AHS sont plus jeunes,
avec un âge médian de 46 ans, tandis que les participants
d’AGRICAN sont plus âgés, avec un âge moyen de 67 ans. La
valeur correspondante pour les agriculteurs norvégiens est
de 51 ans. Les cultures les plus communément produites
parmi les participants de la cohorte sont les prairies
(AGRICAN, 70%), les pommes de terre (CNAP, 31%) et le
maïs (AHS, 74%).
Pour AHS, 99% des participants sont considérés comme
ayant été exposé aux pesticides, 68% pour AGRICAN et 63%
pour CNAP. L'écrasante majorité des agriculteurs dans la
cohorte AHS (92%) déclare avoir utilisé des insecticides
4 • Colloque 13 et 14 octobre 2015 • Paris • Salons de l’Aveyron
organophosphorés alors que l’on estime que 64% et 42% des
agriculteurs dans AGRICAN et CNAP ont potentiellement
déjà été exposés à ces insecticides, avec une durée médiane
de l'exposition à ces produits chimiques de 16, 26 et 24 ans
respectivement. La durée d’exposition a été fortement mise
en corrélation entre les groupes chimiques (médiane r,
AGRICAN = 0,80, CNAP = 0,77) et les substances actives
(médiane r, AGRICAN = 0,71, CNAP = 0,55) dans les deux
cohortes en utilisant les matrices culture-exposition pour
déduire l’affectation de l'exposition aux pesticides. Une faible
corrélation a été enregistrée pour AHS (médiane r = 0,08
pour la corrélation entre les groupes chimiques et 0,09 pour
la corrélation avec les substances actives.
Les néoplasmes lymphoïdes (n = 2 545) ont été plus fréquemment diagnostiqués que les tumeurs myéloïdes (n = 737) sur
chacune des trois cohortes. Le syndrome myélodysplasique
(SMD) est la tumeur maligne myéloïde la plus fréquemment
diagnostiquée chez les agriculteurs d’AGRICAN et représente environ 47% de tous les cancers myéloïdes de cette
cohorte par opposition à 18% pour CNAP et 16% pour AHS.
Alors que le LMA (Acute Myeloid Leukemia ) prévaut pour les
cohortes CNAP (39,6%) et AHS (41,7%), ce type de cancer
représente moins d'un quart de toutes les tumeurs myéloïdes
de la cohorte française (22,4%). L'apparition de néoplasmes
myéloprolifératifs (NMP) est plus homogène au sein des trois
cohortes et représente respectivement 29,7%, 27,9% et 24%
de tous les cancers myéloïdes pour AGRICAN, CNAP et AHS.
Le lymphome hodgkinien (LH) est tout aussi rare dans les
trois cohortes, et représente seulement 3,3%, 3,6% et 3,6%
de toutes les tumeurs malignes lymphoïdes dans AGRICAN,
CNAP et AHS, respectivement. Un total de 2 430 lymphomes
non hodgkiniens (LNH) a été diagnostiqué au cours du suivi.
Parmi les cas de LNH à cellule B, le myélome multiple est de
manière générale le sous-type le plus fréquent et représente
respectivement 22,6%, 23,1%, et 18,3% de toutes les tumeurs
lymphoïdes pour AGRICAN, CNAP et AHS. La leucémie lymphoïde chronique (LLC) représente respectivement 20,7%,
17,8% et 23,4% de tous les néoplasmes lymphoïdes pour
AGRICAN, CNAP et AHS.
Le risque de cancers lymphatiques hématopoïétiques combinés (LHC), comme indiqué par les ratios méta-risque statistiquement significatifs, montre un risque accru suite à
une exposition aux trois insecticides (deux OP et un carbamate) et à trois herbicides (un phénylurée, un acide aromatique et un acide phénoxy) alors qu'aucun lien avec des
fongicides ou avec des composés de l'arsenic n’a été
détecté. L’orientation des estimations méta-risque et les
substances actives associées à un risque varient au sein des
deux groupes de cancer principalement étudiés : les cancers
myéloïdes et lymphoïdes. n
AGRICOH : Exposition aux pesticides et risque de cancers lymphatiques hématopoïétiques au sein du consortium
d’études AGRICOH: analyse combinée
Conclusions et perspectives
L’évaluation de l’exposition aux pesticides pour une étude épidémiologique groupée et utilisant des données de
plusieurs pays est difficile en raison des différences sur les données d’exposition recueillies, des types de cultures
produites et des types de pesticides qui sont autorisés et utilisés dans chaque pays. Le calcul des probabilités
d’exposition pourrait aider à affiner l’approche actuelle de l’évaluation de l’exposition et permettre la modélisation
révisée du risque de cancer. Il s’agit d’une tâche très importante à remplir compte tenu de la forte incidence observée
de cancers lymphatiques hématopoïétiques observés dans les cohortes des agriculteurs.
Références bibliographiques
> Maartje Brouwer, Leah Schinasi, Laura E. Beane Freeman, Isabelle Baldi, Pierre Lebailly, Gilles Ferro, Karl-Christian Nordby, Joachim
Schüz, Maria E. Leon, Hans Kromhout, 2015. Assessment of occupational exposure to pesticides in a pooled analysis of agricultural
cohorts within the AGRICOH consortium. Sumitted to Occupational and Environmental Medicine on 16 September 2015.
Financement
Écophyto (redevances pour pollutions diffuses), ANSES EST 2010
Chap VIII : Exposition
aux pesticides
et santé humaine
EvExPe : Evaluation de l’Exposition chronique aux Pesticides :
performances et optimisation des dosages sur urine et sur cheveux
Brice M.R. Appenzeller
• Appenzeller Brice M.R., Human Biomonitoring Research Unit, Luxembourg Institute of Health
• Zaros Cécile, INED, Paris
Mots clefs
Biomonitoring, pesticides, exposition, matrices biologiques
Le projet EvExPe visait à améliorer les outils de diagnostic de l’exposition aux pesticides que sont les dosages sur urines
et cheveux, afin de permettre une utilisation optimale de ces biomarqueurs, notamment dans le cadre d’études épidémiologiques focalisées sur les effets sur la santé de ces expositions. Le développement de nouvelles méthodes analytiques
multi-résidus particulièrement sensibles a permis l’étude comparative des deux matrices et l’évaluation de l’apport
respectif des urines et des cheveux quant à l’évaluation de l’exposition aux pesticides. La mise en évidence, sur un
modèle animal, de la relation de proportionnalité entre la concentration en pesticides dans les poils des animaux et le
niveau d’exposition a permis de démontrer l’intérêt de cette matrice dans un contexte de biomonitoring. Enfin, l’application
des méthodes développées à l’analyse de prélèvements biologiques humains a permis pour la première fois de documenter
d’une manière objective l’exposition des individus par deux matrices parallèles, en soulignant également le caractère
multiple de l’exposition.
Méthodes
Les expositions professionnelles et environnementales aux
résidus pesticides sont responsables de différentes affections incluant cancers, stérilité, retard de développement,
neuropathies ou encore baisse des fonctions immunitaires.
Les études épidémiologiques permettant de mettre en évidence les relations entre les expositions et le développement
des différents troubles nécessitent l’utilisation de marqueurs
d’exposition comme les dosages sur matrices biologiques.
Parmi elles, les urines, classiquement utilisées, et les cheveux, considérés comme une matrice d’avenir, sont les prélèvements biologiques les plus intéressants.
Le projet EvExPe visait ainsi à améliorer les outils de diagnostic de l’exposition aux pesticides que sont les dosages
de résidus de pesticides dans les urines et les cheveux. Le
premier objectif concernait l’identification des possibilités
respectives de chacune des deux matrices pour le dosage
des différents résidus. Ensuite, l’optimisation du traitement
pré-analytique et des stratégies de prélèvement des échantillons devait permettre d’éviter la plupart des biais représentant les limitations relatives à l’utilisation de ces outils.
Le dernier aspect de développement visait à établir une
relation de type « effet-dose » permettant d’évaluer quantitativement, à l’aide d’un modèle animal, le niveau d’exposition des individus à partir des résultats d’analyse des
prélèvements biologiques. Enfin, l’application des approches
développées à des échantillons biologiques humains avait
pour objectif de documenter l’exposition des individus à partir de ces deux types de prélèvements.
La première étape consistait au développement de méthodes
de dosage multi-résidus de pesticides, incluant à la fois des
composés parents et leurs métabolites/produits de dégradation dans les matrices urines et cheveux. Cette étape visait
ainsi à optimiser le traitement pré-analytique des échantillons
biologiques avant l’analyse des extraits obtenus. L’approche
analytique développée visait à développer des méthodes aussi
similaires que possible pour les deux matrices malgré la
nature différente des échantillons (solide vs liquide), afin de
réaliser ultérieurement une comparaison objective des performances de ces deux matrices en termes de biomonitoring.
Une autre étape du développement analytique concernait un
aspect spécifique à la matrice cheveux : la mise au point
d’un protocole de décontamination des échantillons. Ce traitement pré-analytique, limitant les biais d’interprétation liés
au dépôt éventuel de pesticides sur le cheveu, permet une
interprétation des résultats basée uniquement sur les composés incorporés à la matrice lors de processus biologiques,
et donc représentatifs de la dose interne des individus.
Le projet EvExPe visait également à établir une relation de
proportionnalité entre le niveau d’exposition aux pesticides
des individus et la concentration de ces molécules ou de
leurs métabolites dans les cheveux. Des animaux (rats) ont
été exposés par gavage à un cocktail de 20 pesticides selon
un schéma représentatif d’une exposition chronique (3 fois
par semaine pendant une durée de 90 jours). Les poils des
animaux collectés à J90 ont été analysés à l’aide des
méthodes développées dans ce projet.
...
EvExPe : Evaluation de l’Exposition chronique aux Pesticides : performances et optimisation des dosages sur urine et sur cheveux
... La comparaison des résultats de dosages sur les deux
matrices, intégrant notamment l’influence de la vitesse
d’élimination urinaire des composés, a été réalisée en appliquant les méthodes analytiques développées dans ce projet
à l’analyse de prélèvements biologiques provenant de 31
volontaires humains (15 femmes et 16 hommes). Un prélèvement de cheveux a également été collecté au même
moment chez chacun des participants afin d’effectuer la
comparaison entre les deux matrices.
En dernier lieu, les approches développées dans le cadre du
projet ont été appliquées à l’analyse de couples d’échantillons urines/cheveux provenant d’une cohorte de femmes
enceintes. Les échantillons biologiques (cheveux et urines)
analysés ici, fournis par l’InVS et l’INED, provenaient de
l’étude pilote réalisée dans le cadre de l’étude ELFE (Etude
Longitudinale Française depuis l’Enfance). Les prélèvements biologiques ont été collectés dans différentes régions
Françaises (Seine-Saint-Denis, Ardèche, Isère, Loire et
Savoie).
Le travail réalisé a permis de mener à bien l’objectif du
développement analytique d’une méthode de dosage multi-résidus de pesticides dans des prélèvements de cheveux
et d’urines. Une partie du travail de développements analytique, portant sur la comparaison de différentes procédures
de purification d’extraits obtenus à partir de prélèvement de
cheveux a permis d’identifier les stratégies à adopter pour
les différentes familles de composés recherchés [1]. Le
développement parallèle des méthodes d’analyse des pesticides dans les urines et cheveux a permis de fournir une
approche permettant une comparaison objective et non biaisée des performances des deux matrices quant à l’évaluation de l’exposition [2]. La mise au point d’une procédure de
décontamination des prélèvements de cheveux avant leur
analyse a permis de pallier l’absence de procédure standardisée dans ce domaine [3]. Cette avancée devrait ainsi permettre une utilisation optimale de cette matrice pour
documenter l’exposition chronique aux polluants en évitant
des biais d’interprétation des résultats.
L’expérimentation animale a mis en évidence la relation de
proportionnalité existant entre le niveau d’exposition des animaux et les concentrations retrouvées dans leurs poils pour
la plupart des molécules étudiées (exemple en Figure 1).
Figure 1. Mise en évidence de la relation de proportionnalité entre
le niveau d’exposition des rats et la concentration en Fipronil dans
leurs poils après 90 jours d’exposition.
Les résultats obtenus suggérent la possibilité de déterminer
les niveaux moyens d’exposition des individus à partir de la
concentration en polluants détectée dans leurs cheveux. La
publication de ces résultats devrait également représenter
une référence significative dans le domaine de l’analyse de
cheveux, en particulier, mais également du biomonitoring,
en général [4].
L’étude de toxico-cinétique des pesticides dans les urines a
montré la forte variabilité existant au niveau des concentrations urinaires des différents composés (pesticides parents
et métabolites) et de souligner les incertitudes quant à l’utilisation de cette matrice. Cette étude a établi qu’un prélèvement unique d’urine ne suffisait a priori pas à rendre compte
de l’exposition des sujets. La comparaison avec les résultats
obtenus après l’analyse des prélèvements de cheveux
auprès des mêmes volontaires a également montré la complémentarité de ces deux matrices quant à la nature des
composés détectables dans chacune d’elles [5].
Les résultats obtenus à partir de l’analyse des échantillons
d’urines et de cheveux collectés auprès des femmes
enceintes ont pu mettre en évidence l’exposition multiple
des sujets. Le résultat principal concerne le nombre significativement plus élevé de composés détectés dans les prélèvements de cheveux par rapport aux urines. Cette
information représente une avancée dans le domaine de la
biosurveillance et devrait permettre de soutenir l’utilisation
de la matrice cheveux pour l’évaluation de l’exposition des
sujets dans de futures études épidémiologiques. n
EvExPe : Evaluation de l’Exposition chronique aux Pesticides : performances et optimisation des dosages sur urine et sur cheveux
Les résultats produits dans le cadre du projet EvExPe ont permis la mise au point de procédures pouvant être
standardisées pour le prélèvement et le traitement des échantillons biologiques (urines et cheveux) destinés à
l’évaluation de l’exposition humaine aux pesticides. En identifiant les différents composés (pesticides parents ou
métabolites) détectables dans les matrices urine et cheveux, ces travaux devraient permettre d’orienter les
démarches vers la stratégie la plus adéquate pour l’évaluation des expositions aux différents résidus ou familles de
résidus de pesticides. L’analyse des échantillons biologiques humains a d’autre part mis en évidence l’exposition
cumulée à un grand nombre de pesticides différents des individus, fournissant ainsi une information réaliste et
pertinente pour de futures études de toxicité intégrant l’aspect synergétique potentiel des co-expositions.
A terme, les avancées obtenues ici devraient fournir des outils plus performants que ceux existants actuellement
pour l’évaluation de l’exposition humaine. Ces outils pourront avantageusement être utilisés dans le cadre d’études
épidémiologiques visant à relier les expositions aux troubles de la santé.
> [1] Duca R.D., Salquebre G., Hardy E., Appenzeller B.M.R., 2014. Comparison of solid phase- and liquid/liquid-extraction for the purification
of hair extract prior to multi-class pesticides analysis. J Chromatogr B. 955-956:98-107.
> [2] Hardy E.M., Duca R.D., Salquèbre G., Appenzeller B.M.R.,2014. Multi-residue analysis of organic pollutants in hair and urine for
matrices comparison. Forensic Sci Int. 249C:6-19.
> [3] Duca R.D., Hardy E., Salquèbre G., Appenzeller B.M.R., 2014. Hair decontamination procedure prior to multi-class pesticide analysis.
Drug Testing and Analysis.6:55-66.
> [4] Appenzeller B.M.R., Hardy E., Grova N., Chata C., Salquèbre G., Briand O., et al., in preparation. 2015. Hair analysis for the biomonitoring
of pesticide exposure – comparison with blood and urine in an animal model.
> [5] Appenzeller B.M.R., Hardy E., Legrand R., Leite S., Sauvageot N., Duca R.D., 2015. Comparative assessment of human exposure to
pesticides by urine and hair analysis. 20th meeting of the Society of Hair Testing, May 3-6, Sao Paulo, Brazil.
Le biocontrôle, des perspectives
de recherche prometteuses
Le développement et la mobilisation de solutions de biocontrôle (micro- et macro-organismes
vivants, médiateurs chimiques, substances naturelles) représentent un enjeu fondamental pour
le plan Écophyto car elles constituent un levier clé pour réduire la dépendance des systèmes de
cultures vis-à-vis des produits phytosanitaires chimiques.
Cette session aborde la place de la recherche sur le biocontrôle. Elle illustrera le succès de
démarches de co-construction entre recherche publique, recherche privée et développement. Elle
soulignera le fort potentiel d’innovation des acteurs français et internationaux dans ce domaine
face à des attentes et des besoins de recherche importants. Enfin, une mise en débat par certains
de ces acteurs ouvrira une réflexion sur l’enjeu particulier constitué par l’intégration de solutions
de biocontrôle dans des stratégies de protection intégrée et sur les recherches à mener pour
favoriser leur développement.
SOMMAIRE
TUTAPI 13
USAGE
15
Financement
Casdar, Innovation et partenariat 2010
Chap III : Diversification
des méthodes et
limitation des intrants
TutaPI : Mise en place d’une protection biologique contre
Tuta absoluta, ravageur invasif de la tomate
Elisabeth Tabone
• Tabone Elisabeth, INRA PACA – Unité Entomologie et Forêt Méditerranéenne
• Ginez Anthony, APREL, Saint-Rémy de Provence
• Giraud Marion, Société InVivo AgroSolutions, Valbonne
• Lambionc Jérôme, GRAB, Avignon
• Lefèvre Amélie, INRA - Domaine Expérimental Alénya-Roussillon
• Terrentroy Anne, Chambre d’Agriculture des Bouches-du-Rhône
• Trottin Yannie, CTIFL, Bellegarde
• Rey Frédéric, ITAB, Montpellier
Mots clefs
Biocontrôle, Tuta absoluta, tomate, culture, partenariat, synergie
Depuis 2006, Tuta absoluta (Lepidoptera ; Gelechiidae), un petit lépidoptère originaire d’Amérique du Sud, nouveau
ravageur de la tomate à forte capacité de dissémination, envahit l’Europe. En France, depuis 2008, la chenille de ce papillon
engendre des dégâts considérables sur tous les organes aériens de la plante. Les pertes de rendement des cultures
peuvent atteindre 100% si aucun moyen de protection adapté n’est utilisé. C’est dans ce contexte qu’a été développé
le projet TutaPI afin d’améliorer les connaissances, trouver de nouvelles solutions biologiques encore plus efficaces,
tout en réduisant le coût de la protection. Ce projet a démarré début 2011 et s’est terminé en juin 2014. Dans ce cadre,
différentes stratégies de protection, telles que l’utilisation d’insectes auxiliaires, des traitements et le piégeage, ont été
développées. La combinaison de ces moyens s’est révélée indispensable et les auxiliaires ont joué un rôle essentiel. Ces
actions ont été développées grâce à la synergie de partenaires de la recherche, de l’expérimentation, du développement
et de l’agrofourniture.
Tuta absoluta, aussi appelé mineuse de la tomate, petit lépidoptère originaire d’Amérique du Sud, est un ravageur de la
tomate. Des éléments de stratégie pour contrôler ses invasions en culture sous abri, en protection biologique intégrée
(PBI) ou en agriculture biologique (AB), ont été rédigés dans
le cadre d’un projet nommé TutaPI piloté par l’ITAB et l’INRA,
et publiés dans un cahier technique.
Ce projet a eu pour objectif de concevoir, évaluer et optimiser des stratégies de protection biologiques efficaces contre
T. absoluta. Un ensemble d’actions coordonnées ont
été mises en place pour disposer d’auxiliaires efficaces et
de stratégies de protection intégrant les auxiliaires déjà
disponibles et ceux étudiés par la recherche. Le projet
s’est déroulé autour de trois grands objectifs stratégiques
(Figure 1).
...
Figure 1.
Les trois objectifs
du projet TutaPI
TutaPI : Mise en place d’une protection biologique contre Tuta absoluta, ravageur invasif de la tomate
Méthodes
Afin de mener à bien la recherche de nouveaux parasitoïdes
oophages indigènes, les partenaires du projet TutaPi
ont coopéré, chacun dans son domaine de spécialisation
(Figure 2). Grâce à cette coopération, 49 modalités ont pu
être expérimentées au cours des essais ; c’est-à-dire 3 combinaisons (serres chauffées en PBI, abris non chauffés en
PBI, abris non chauffés en AB) au sein de 5 sites différents
(les combinaisons n’ont pu être testées sur tous les sites).
En laboratoire, des screenings avec différentes souches de
trichogrammes, dont plusieurs indigènes, ont été réalisés
en présence du ravageur T. absoluta sur tomate. Au total,
115 souches de trichogrammes (en provenance de la collection INRA Antibes et de cultures de tomate) ont été testées
contre la mineuse de la tomate, en tubes dans un premier
temps puis en mésocosmes (milieu naturel reconstitué en
laboratoire). Les résultats obtenus ont été comparés avec
ceux issus d’essais à partir de Trichogramma achaeae, la
souche déjà commercialisée. Pour se rapprocher de la réalité de terrain, des essais ont finalement été effectués en
serres expérimentales. Parallèlement, des tentatives avec
des parasitoïdes larvaires ont été effectuées ainsi qu’une
association, sous serres expérimentales et en production,
entre un prédateur généraliste (Macrolophus pygmaeus) et
un parasitoïde spécialiste (T. achaeae). Les interactions
entre un prédateur (M. pygmaeus) et deux ravageurs
(T. absoluta et des aleurodes) ont aussi été étudiées sur
tomate.
Les travaux ont confirmé l’intérêt de combiner les méthodes
de prophylaxie et de protection ainsi que le rôle essentiel des
apports d’insectes auxiliaires. Les résultats les plus fiables
Figure 2. - Illustration de la coopération entre partenaires de TutaPI
pour la recherche de nouveaux parasitoïdes
ont été obtenus avec des lâchers de trichogrammes en complément d’introductions de M. pygmaeus, notamment en cas
de forte pression de T. absoluta ou de baisse des populations
de mirides prédatrices. Dans certains cas, des auxiliaires
indigènes peuvent aussi contribuer à la réussite de la protection contre le ravageur.
Les collectes de parasitoïdes oophages sur différents sites
de production ont permis d’obtenir plusieurs souches de trichogrammes. Trois souches indigènes ont donné, en serres
expérimentales, une efficacité voisine de celle de T. achaeae.
L’intérêt de l’association Mirides-Trichogrammes a été
confirmé.
En vue de faire des lâchers plus fiables, une étude des interactions entre le prédateur Macroplophus et deux ravageurs
(aleurodes et T. absoluta) sur tomate a été conduite. Les
résultats ont montré que si les deux ravageurs sont présents, on a un meilleur contrôle biologique vis-à-vis des
deux ravageurs, car la présence d’aleurodes favorise l’installation du prédateur. n
Les méthodes de protection les plus fiables contre Tuta absoluta sont celles qui s’appuient sur des apports combinés
de Macrolophus pygmaeus et de trichogrammes. Ces méthodes permettent d’éviter ou au moins de limiter les
traitements. Un cahier technique* a été rédigé à destination des producteurs afin de les aider à choisir la stratégie
qui convient le mieux à leur situation, dans les conditions de leur exploitation.
La collaboration et la complémentarité des différents partenaires de ce projet ont permis d’améliorer les
connaissances sur le ravageur Tuta absoluta et sur les insectes auxiliaires. Cette démarche pluri-partenariale qui a
fait ses preuves pourra s’appliquer à d’autres projets, pour faire face à l’arrivée de nouveaux bioagresseurs.
> * Rey F., Carrière J., Ginez A., Giraud M., Goillon C., Goude M., Lambion J., Lefèvre A., Séguret J., Tabone E., Terrentroy A., TrottinCaudal
Y., 2014. Stratégies de protection des cultures de tomates sous abri contre Tuta absoluta Protection Biologique Intégrée, Agriculture
Biologique. Cahier technique TUTAPI, Paris, ITAB, 16p.
Financement
Écophyto (redevance pollutions diffuses),
des méthodes et
USAGE : Utilisation de micro-doses de sucres
en protection des plantes
Ingrid Arnault
[email protected]
• Bardin Marc, INRA Centre PACA, Unité de pathologie végétale, Montfavet
• Clerc Henri, Invenio, Livrade-sur-Lot
• Davy Maxime, Sileban, Gatteville-le-Phare
• Ondet Sophie, Chovelon Marc, GRAB, Avignon
• Furet Arnaud, Adabio, Montmelian
• Kasprick Anne Cécile, CA d’Indre-et-Loire, Chambray-les-Tours
• Marchand Patrice, ITAB, Paris
• Romet Lionel, Groupe CAPL, Avignon
• Roy Grégory, Station expérimentale Légume Centre Actions, Tour-en-Sologne
• Auger Jacques, IRBI UMR CNRS 7261, Tours
• Mançois Aurélie, Lycée Viticole, Amboise
• Derridj Sylvie, retraitée, INRA Versailles
Mots clefs
Sucres, expérimentation au champ et en conditions contrôlées, molécules « priming », vigne, pommier,
application foliaire
Il est reconnu que les sucres des plantes (glucose, fructose, saccharose, raffinose …) jouent un rôle fondamental dans la
préparation de la plante à résister aux différents stress. On parle d’un nouveau concept de Sweet Immunity ou défense
liée aux sucres. Le projet USAGE (2012-2014) a proposé de tester des applications foliaires d’infra-doses de sucres sur
les plantes pour renforcer et accélérer le processus de Sweet Immunity sur différents couples plante-bioagresseur. Le
projet a regroupé 43 séries d’essais (6 en arboriculture, 12 en viticulture, 25 en maraîchage), dont 38 en conditions de
productions. L’objectif générique était d’associer des sucres avec des doses réduites d’intrants tout en conservant la
qualité de production agronomique. Les résultats, malgré les aléas d’expérimentation, ont permis d’observer un intérêt
des applications de solutions de saccharose et de fructose en stratégies de biocontrôle, lors de pressions parasitaires
faibles à modérées et sur des cultures pérennes (vigne, arboriculture). Ainsi, les dégâts de carpocapse ont été réduits de
55% en arboriculture biologique avec le saccharose et le fructose. En vigne biologique, le fructose a permis de réduire les
doses de cuivre contre le mildiou. Les résultats ont contribué à l’approbation du saccharose en substance de base
(règlement d’exécution UE n° 916/2014 de la commission du 24 août 2014).
Face aux injonctions politiques actuelles (Écophyto), les
substances de base telles que les sucres (fructose, glucose,
saccharose) stimulant l’immunité de la plante et les
défenses des plantes sont une voie nouvellement explorée
et prometteuse. Des études en laboratoire ont montré des
réductions notables des dégâts de carpocapse des pommes
et des poires avec des pulvérisations foliaires d’infra-doses
de saccharose. Ce projet souhaite tester cette méthode de
biocontrôle à base des sucres dans les itinéraires culturaux
des arboriculteurs et étudier son efficacité en viticulture et
en maraîchage en situations agronomiques très critiques
vis-à-vis de certains bioagresseurs. Pour cela, des expérimentations coordonnées intra et inter-filières impliquant
des chercheurs de l’INRA et des expérimentateurs (Invenio,
Sileban, LCA, lycée viticole d’Amboise, Adabio, GRAB) ont été
mises en place en France de 2012 à 2014.
Méthodes
Des essais randomisés au champ sur 3 filières agricoles
(arboriculture, viticulture, maraîchage) ont constitué la
majeure partie du projet. L’intérêt agronomique recherché
était de valider les applications foliaires d’infra-doses de
sucres associées à des stratégies de protections classiques
de l’agriculture biologique et conventionnelle, afin d’augmenter les efficacités existantes ou de réduire les doses
...
d’intrants, lorsque cela était possible.
USAGE : Utilisation de micro-doses de sucres en protection des plantes
... Principaux résultats obtenus
En verger biologique, les pulvérisations de saccharose à
100 ppm ont confirmé leur efficacité contre le carpocapse.
Les applications foliaires de fructose à 100 ppm ont également pu réduire les dégâts de carpocapse de 55%. En protection fruitière intégrée, le fructose 100 ppm, ajouté au
programme chimique de référence, a permis d’améliorer la
protection de 35% par rapport au programme chimique de
référence. Il s’agit néanmoins de résultats préliminaires à
stabiliser par d’autres essais.
Concernant les méthodes de lutte en vigne biologique contre
le mildiou, le fructose 100 ppm a amélioré l’efficacité de
l’hydroxyde de cuivre appliqué à 1/4 de dose, sur grappes
et feuilles. Cette efficacité est similaire à la référence cuivre
en cas de pression faible du pathogène. En cas de fortes
attaques, la référence cuivre offre toujours la meilleure protection (Figure 1). Par ailleurs, aucun effet non intentionnel
sur les acariens auxiliaires dans la vigne n’a été observé. En
revanche, des suspicions sur un éventuel effet favorisant du
fructose sur le black rot doivent être élucidées. En vignoble
raisonné, on constate la même tendance, à savoir la possibilité d’utiliser du fructose à 100 ppm avec des doses
réduites de fongicides de synthèse dans la lutte contre le
mildiou, en cas de pression modérée du pathogène (Arnault
et al., 2013). Lorsque la pression du pathogène est élevée,
aucun résultat positif n’est observé.
Que ce soit en protection fruitière intégrée ou en vigne raisonnée, les résultats indiquent des tendances de protection des stratégies de biocontrôle associant le fructose au
programme chimique de référence.
L’ensemble des tests réalisés sur les cultures maraîchères
n’a pas permis de dégager de pistes encourageantes
(Bardin et al., 2014). Néanmoins, le fructose et le saccharose
à 10 ou 100 ppm ont montré ponctuellement des effets protecteurs significatifs (pyrale et oïdium du melon, thrips du
poireau) mais insuffisants lors de fortes pressions
parasitaires.
Les résultats obtenus en protection des cultures et notamment en arboriculture justifiaient une approbation communautaire. Le saccharose a été approuvé en août 2014
(règlement d’exécution CE n°916/2014) et le fructose est
proposé au vote pour le comité permanent Végétaux,
Animaux, Alimentation et Nutrition animale du 13 juillet
2015. Des dossiers extensions d’usages sont d’ores et déjà
en cours de montage. n
Figure 1. Intensité d’attaque du mildiou sur
grappes (en %) en fonction des différentes
modalités (vignoble biologique de Savoie,
cépage Gamay, 1er aout 2014). Les valeurs avec
les différentes lettres sont significativement
différentes (Anova, test post hoc NewmanKeuls). * Les stratégies cuivre conjuguent
l’action de l’hydroxyde et du sulfate de cuivre
avec des doses variables en fonction du stade et
de la pression du mildiou, pour un total
d’environ 2 kg/ha/an (soit deux fois plus que la
référence).
Dans le cas de cultures pérennes (vigne et arboriculture), le fructose et le saccharose à 100 ppm sont les deux seuls
sucres ayant montré un effet significatif en situation de pression parasitaire faible à modérée. Dans ces situations, il
est alors possible de diminuer les doses d’intrants (cuivre ou programme chimique classique). Les efforts
d’expérimentation et de recherche mécanistique seront poursuivis dans le projet SWEET lauréat à l’appel à projets
Casdar 2015. Il s’agira de valider les stratégies de biocontrôle en viticulture, arboriculture et d’explorer les efficacités
des sucres contre d’autres bioagresseurs (tordeuses de la vigne, ravageurs du maïs…).
> Arnault I., Furet A., Chovelon M., Gomez C., Derridj S., 2013. Reducing the amounts of copper in vineyards against Plasmopara viticola by
the use of a low dose of D-fructose. IOBC-WPRS Bulletin : Biological Control of Fungal and Bacterial Plant Pathogens, Vol. 86, p 237.
> Bardin M., Dantony L., Duffaud M., Neu L., Pascal M., Troulet C., Nicot P., 2014. Combining various biological methods to control powdery
mildew of tomato, XIII Meeting of the IOBC Working Group Biological control of fungal and bacterial plant pathogens. Biocontrol of Plant
Diseases: “From the field to the laboratory and back again”, 15-18 juin 2014 (Uppsala, Sweden).
La place des nouvelles technologies
pour réduire l’utilisation des intrants
phytosanitaires (tic, capteurs,
agroéquipements...)
La session est centrée sur la mobilisation des nouvelles technologies (agroéquipements,
capteurs, TIC, robots…) pour répondre aux objectifs du plan Écophyto. Elle montrera comment
l’interconnexion de tous les éléments participant à la décision d’un traitement et à l’application des
produits phytosanitaires peut être une source importante de réduction du nombre de traitements
et des volumes de produit utilisés.
Avec le développement de nouvelles techniques dans le domaine de l’agriculture comme la
télédétection (satellite, aérienne ou drone), la robotique, de nouveaux principes de mesure plus
performants, l’internet des objets, etc., il est intéressant de faire un point sur les perspectives
offertes pour une meilleure utilisation des produits phytosanitaires. Ces technologies sont
susceptibles d’apporter des solutions intéressantes à différents niveaux : la détection précoce
des attaques de bioagresseurs, la décision d’effectuer ou non un traitement, l’optimisation de
l’opération de pulvérisation, l’application localisée des produits.
D’autre part, les dernières générations d’équipements agricoles, mais aussi les systèmes
centralisés de gestion de l’information, s’accompagnent de la constitution de bases de données
absolument considérables. Ces données concernent l’utilisation des équipements agricoles, l’état
global des végétations, mais aussi les suivis de contamination et d’attaques par les bioagresseurs.
Comment mieux utiliser cette information pour délivrer aux opérateurs des clés pour mieux
gérer la protection des cultures ? Comment exploiter ces masses considérables d’information
pour produire des connaissances nouvelles ? La session apportera des réponses à ces questions.
SOMMAIRE
MICODetect 19
ECOSPRAYVITI
23
Financement
Casdar, Recherche finalisée et innovation 2010
Chap I : Surveillance
biologique du territoire
MiCODetect, vers le cahier des charges d’un Capteur Optique
de Détection présymptomatique de Septoria tritici pour la lutte
intégrée contre la septoriose du blé
David Gouache
• Saindrenan Patrick, Institut de Biologie des Plantes, CNRS, Paris
• Ayral Jean-Luc, Force-A, Orsay
Mots clefs
Blé, Septoria tritici, diagnostic précoce, fluorescence, métabolomique
La septoriose est la première maladie contributrice aux traitements fongicides sur blé. Le raisonnement de son traitement
au plus proche des besoins réels peut apporter des économies significatives de produit sans perte de performance
technique. Pour cela, la quantification du champignon pendant sa phase asymptomatique d’incubation est le point clef.
La production de métabolites secondaires par la plante de blé, en réaction à l’infection, pourrait servir à cette fin via la
détection par un capteur ad hoc du signal fluorescent causé par ces métabolites. Un protocole d’analyse métabolomique
et transcriptomique de l’interaction blé-septoriose a identifié plusieurs voies métaboliques induites. Trois métabolites de
la voie du tryptophane sont produits lors de l’infection et émettent une fluorescence UV-UV. Au champ, la production de
ces métabolites s’avère prédictive du développement ultérieur des symptômes et modifie le spectre UV-UV des feuilles
de blé. Il reste encore des expérimentations à effectuer pour établir un modèle prédictif et robuste.
Méthodes
La septoriose, provoquée par Zymoseptoria tritici est actuellement la maladie la plus dommageable sur le blé en
France. Les traitements fongicides sur blé représentant
aujourd’hui l’un des seuls moyens de lutte efficace, la septoriose est la plus grande contributrice aux traitements fongicides sur blé. Le contexte du plan Écophyto implique la
généralisation de stratégies de protection « intégrées » des
cultures. En effet, les producteurs disposent d’outils d’aide
à la décision basés sur des prédictions agroclimatiques du
développement de la plante hôte et de l’épidémie qui peuvent
contribuer à une réduction de l’emploi des traitements. Leur
plus-value réside dans la caractérisation de la phase
présymptomatique, particulièrement longue (2 à 4
semaines), les produits étant plus efficaces lorsqu’ils sont
appliqués durant cette phase. Ce type de modèle possède
une erreur intrinsèque limitant sa précision à la parcelle. A
contrario, une quantification par biologie moléculaire (PCR
quantitative, PCRq) permet de prédire le développement
ultérieur de la maladie, mais elle est difficile à généraliser
de manière opérationnelle. Le projet MiCODetect a eu pour
but de déterminer les éléments de cahier des charges d’un
outil de détection. Il s’est agi principalement d’identifier une
signature présymptomatique détectable par fluorescence de
l’infection.
Identification de métabolites fluorescents produits en
phase précoce d’infection par la septoriose lors d’infections en conditions contrôlées
a. Inoculation au pinceau de jeunes plantes de blé (variété
Alixan) avec Zymoseptoria tritici (souche IPO323) et avec une
solution témoin, en serre et chambre de culture,
b. Extraction de l’ensemble des métabolites solubles et analyse par chromatographie liquide haute performance couplée à une spectrométrie de fluorescence dans l’ultraviolet
(LC-Fluo),
c. Confirmation des composés fluorescents induits par
spectrométrie de masse,
d. Analyse de données transcriptomiques (variété Cadenza
– souche IPO90006) obtenues via une collaboration avec
l’UMR 1290 INRA BIOGER,
e. Validation par RT-PCRq de l’induction des enzymes de la
voie métabolique du tryptophane.
Validation au champ de la production de métabolites fluorescents et de leur caractère prédictif de l’évolution des
symptômes
a. Mise en place d’une expérimentation au champ sur le site
de Villiers-le-bâcle (91) croisant différents niveaux de maladie (traité, non-traité, non-traité+inoculé),
...
MiCODetect, vers le cahier des charges d’un Capteur Optique de Détection présymptomatique de Septoria tritici
pour la lutte intégrée contre la septoriose du blé
... b. Observations de symptômes, quantification du champignon par PCRq, dosage de la sérotonine, de la tryptamine
et du tryptophane,
c. Mise en relation de l’évolution des symptômes avec la
quantité de pathogène et la production de métabolites
Evaluation du potentiel d’une mesure fluorimétrique pour
identifier une infection par la septoriose et prédire l’évolution des symptômes (Figure 1)
a. Sur la même expérimentation au champ,
b. Prise de spectres de fluorescence UV-UV de feuilles spécifiquement marquées comme ayant été inoculées,
c. Analyse des spectres pour discriminer les feuilles inoculées et saines et pour tenter de prédire l’évolution des
symptômes.
Figure 2 : Quantification HPLC de 3 métabolites fluorescents à
plusieurs stades (dai = jours après inoculation) de feuilles de blé
infectées par Zymoseptoria tritici, en comparaison à des feuilles
témoins
B
C
Figure 1 : A : photographie de l’ensemble du dispositif de mesure
Spectrofluorimètre Cary Eclipse modifié. B : exemple de test
sur plantule en pot. C: détail des 12 zones de mesure sur la feuille
de blé
Identification de métabolites fluorescents
Nous avons identifié que la voie du tryptophane était significativement induite lors d’une infection par Zymoseptoria
tritici. Trois composés, sérotonine, tryptamine et tryptophane, sont ainsi produits en quantité plus importante lors
d’une infection sur feuilles témoins. Ces trois composés
émettent dans une gamme de longueur d’onde centrée sur
315-330nm après excitation à 275nm (Figure 2). Nous
concluons que le spectre de fluorescence UV-UV des feuilles
de blé a des chances d’être modifié en fonction du niveau
d’attaque par la septoriose. Un capteur capable de détecter
et de quantifier cette modification pourrait ainsi permettre
une détection présymptomatique de la maladie.
Validation au champ
Nos résultats ont montré que la voie métabolique ciblée est
également bien induite au champ et conduisait à une augmentation de la teneur des feuilles en sérotonine, trypta-
mine et tryptophane. La quantification des métabolites
apparaît comme un aussi bon prédicteur du développement
des symptômes que la PCRq (Figure 3).
Nous en déduisons qu’un capteur capable de quantifier les
métabolites de la voie du tryptophane offrirait effectivement la possibilité d’anticiper sur le développement ultérieur de la maladie et donc d’offrir un outil pertinent pour la
lutte contre cette maladie.
Metabo2
Metabo3
600
400
Temps (en somme de température base 0°C)
entre la date de prélèvement et
la date d'atteinte de 10% de symptômes
A
200
0
−200
0.0e+00 4.0e+07 8.0e+07
2000000
qPCR.log
600
3500000
Metabo1
5000000
●
●
●
400
2013−05−21
2013−05−29
2013−06−04
2013−06−11
2013−06−14
2013−06−18
2013−06−21
2013−06−24
2013−06−28
2013−07−02
2013−07−05
2013−07−08
2013−07−12
●
●
200
●
●●
●
0
−200
0
1
2
3 0e+00
2e+07
4e+07
Variable explicative
Figure 3 : Temps (en somme de température base 0°C) entre la
date de prélèvement et la date d’atteinte de 10% de symptômes,
expliqué par la quantité d’ADN fongique mesurée ou la quantité de
chacun des 3 métabolites (Métabo1, 2, et 3 : respectivement
sérotonine, tryptophane, tryptamine). Les symboles représentent
les différentes dates de mesure.
MiCODetect, vers le cahier des charges d’un Capteur Optique de Détection présymptomatique de Septoria tritici
pour la lutte intégrée contre la septoriose du blé
Evaluation du potentiel d’une mesure fluorimétrique
Nos résultats ont montré que les spectres UV-UV de feuilles
inoculées par la septoriose montrent bien des différences
avec les spectres produits par des feuilles non-inoculées.
On observe en particulier une modification de la forme du
spectre dans la zone d’émission de fluorescence des trois
composés. Nos données n’ont pas suffi à établir avec précision le nombre nécessaire et suffisant de longueurs d’onde
à mesurer pour bâtir une équation de prédiction des
symptômes à partir des spectres. Ceci requiert en effet une
acquisition de données dans un plus grand nombre d’expérimentations. n
Il est nécessaire de poursuivre les travaux sur un nombre de situations plus important pour préciser les longueurs
d’onde d’émission les plus prédictives et établir le degré de spécificité et de robustesse de ce signal fluorescent.
Acquérir un nombre de spectres suffisant pour établir de telles équations constitue la prochaine étape dans
l’établissement du cahier des charges d’un futur capteur.
Les perspectives d’application du capteur sont nombreuses. Le capteur pourrait être utilisé conjointement à des
outils d’aide à la décision et, en apportant une mesure directe au champ, permettre d’améliorer leur précision. On
peut aussi imaginer la mise en réseau de capteurs dans un cadre comme le Bulletin de Santé du Végétal. Dans ce
cas, le capteur apporterait une plus-value d’anticipation par rapport aux observations visuelles de symptômes. Enfin,
une application en modulation intraparcellaire pourrait offrir des perspectives de réduction d’utilisation de produit
répondant ainsi aux attentes du Plan Écophyto.
> Chaouch S., Pasquet J.C., Bellvert F., Lebrun M.H., Dufresne M., Seng J.M., Gouache D., Saindrenan P., 2015. Induction of tryptophanderived and hydroxycinnamic acid amide secondary metabolites and alteration of the primary metabolism during infection of wheat (Triticum
aestivum) by Zymoseptoria tritici. Plant Biology Scandinavia. 9-13 August 2015. Stockholm, Sweden.
> Gouache D., Chaouch S., Florin L., Masdoumier G., Barrilliet G, Garcia C, Sailliot E, Deswarte JC, Valade R, Dufresne M, Seng JM.,
Ayral JL., Saindrenan P. 2015 (soumis). La quantification de métabolites secondaires fluorescents lors de l’interaction blé-Zymoseptoria
tritici ouvre la perspective d’un capteur dédié pour une lutte de précision. Conférence Internationale sur les Maladies des Plantes
(CIMA - AFPP). 7-9 décembre 2015. Tours,France.
> Chaouch S. et al. : article scientifique en préparation.
> Gouache D. et al. : article en préparation dans Perspectives Agricoles.
Financement
Écophyto (redevance pollutions diffuses), 2011
des méthodes et
ECOSPRAYVITI : Développement des écotechnologies
de la pulvérisation en viticulture
Bernadette Ruelle Mail : [email protected]
Sébastien Codis
• Codis Sébastien, IFV, Montpellier
• Ruelle Bernadette, IRSTEA/UMR ITAP (Informatique
Technologies, Analyse environnementale, Procédés agricoles)
Montpellier
Mots clefs
Ecotechnologies, réduction des intrants phytosanitaires,
pulvérisation, viticulture durable
Le parc de pulvérisateurs existant et la majorité des matériels neufs vendus actuellement sont en décalage avec les
enjeux agro-environnementaux et sociétaux (réduction de l’utilisation des intrants phytosanitaires, limitation des risques
environnementaux et de l’exposition des opérateurs et des riverains). Le parc se caractérise par une grande diversité à la
fois en termes de technologies (pneumatique, jet porté, jet projeté) mais également de configurations de machines
(voûte, face par face, aéroconvecteur, …). En l’absence d’indicateurs chiffrés des performances des matériels, il est
difficile pour l’ensemble des acteurs de la filière (constructeurs, conseillers agricoles) d’orienter l’évolution du parc vers
des machines plus performantes et de proposer aux professionnels des pratiques de pulvérisation limitant le recours aux
intrants phytosanitaires. Or, des solutions technologiques permettant de réduire significativement l’utilisation des
produits phytosanitaires et de préserver l’environnement existent. Elles mériteraient d’être promues auprès des
professionnels. A cette fin, des méthodes d’évaluation des technologies sont nécessaires. Les travaux conduits dans le
cadre du projet ECOSPRAYVITI ont permis entre 2011 et 2013 le développement d’un nouvel outil de caractérisation des
performances agronomiques et environnementales des pulvérisateurs. L’outil, baptisé EvaSprayViti, est une vigne
artificielle modulable qui permet une mesure objective et répétable de la qualité de pulvérisation et le test en conditions
contrôlées des performances des différents matériels et pratiques de pulvérisation.
La protection de la vigne contre les maladies et ravageurs
est indispensable pour une production de vins de qualité.
Elle repose aujourd’hui majoritairement sur l’utilisation de
produits phytosanitaires (PP). La recherche d’alternatives et
la réduction du recours à ces produits est un axe de
recherche prioritaire pour la filière vitivinicole. En viticulture
conventionnelle, mais aussi biologique, l’enjeu est donc
d’assurer une bonne protection de la vigne - tout en diminuant les doses appliquées et le nombre de traitements.
L’optimisation de la pulvérisation apparaît comme un moyen
concret pour répondre à court terme à cette problématique.
En effet, la capacité du matériel à localiser le maximum de
bouillie pulvérisée sur la cible et ce, de la manière la plus
homogène possible, est l’un des points clefs pour augmenter l’efficacité de la protection et réduire les quantités de PP
employées à chaque intervention. En ce qui concerne les
risques environnementaux, la conception de l’appareil est
tout aussi déterminante, puisqu’elle conditionne en association avec les pratiques, les pertes de produits dans les différents compartiments de l’environnement (sol et air).
Le projet ECOSPRAYVITI a consisté à développer de nouvelles méthodologies pour apprécier les performances
agronomiques et environnementales des systèmes de pulvérisation. Il s’agit à long terme de contribuer à l’amélioration du parc de pulvérisateurs viticoles en service. Il s’agit
également à plus court terme de définir quelles sont les
pratiques de pulvérisation qui permettent de limiter le
recours aux intrants phytosanitaires tout en maintenant l’efficacité de la protection.
Méthodes
L’outil EvaSprayViti, développé dans le cadre de ce projet, est
une vigne artificielle modulable qui permet de tester en
conditions contrôlées les performances des différents matériels et pratiques de pulvérisation. Ce banc d'essais reproduit
4 rangs de vigne de 10 m de long chacun. Trois configurations
différentes du banc correspondant à trois stades de développement de la vigne (début, milieu et pleine végétation) permettent de tester les pulvérisateurs selon l'évolution de la
végétation. Des vidéos de présentation de l’outil sont accessibles sur Internet (mot clé « EvaSprayViti »).
...
ECOSPRAYVITI : Développement des écotechnologies de la pulvérisation en viticulture
... Au cours de ce projet, les évaluations des matériels ont
porté essentiellement sur la capacité du matériel à maximiser les dépôts sur le végétal et à limiter les pertes dans
l’environnement. Les pulvérisateurs sont évalués selon
3 critères quantitatifs permettant de discriminer les appareils sur leur aptitude à la réduction des doses employées :
1. la quantité moyenne de produit déposé par unité de surface sur la végétation à protéger pour un gramme de matière
active pulvérisée à l’hectare cadastral. Il s’agit d’une donnée
normalisée que nous appelons « dose effective ». On l’exprime en ng/dm2 pour un gramme appliqué par hectare ;
2. la mesure de l’homogénéité du dépôt sur la végétation. Il
s’agit du coefficient de variation des dépôts dans les différents compartiments composant la végétation. La compartimentation se fait à la fois sur la hauteur et l’épaisseur de
manière à apprécier la pénétration du produit au sein de la
canopée ;
3. le pourcentage de produit n’atteignant pas la végétation (%).
Entre 2012 et 2013, plus d’une centaine d’essais de modalités de pulvérisation (1 appareil associé à 1 réglage) ont été
menés. Les résultats de ces essais ont été consignés dans
une base de données unique. La centaine de points qui composent la courbe de la Figure 1 représentent chacune des
mesures de dépôt de pulvérisation moyen de la centaine de
modalités testées, selon le stade végétatif. La figure permet
de constater qu’avec les appareils testés, pour une même
quantité de produit appliquée sur un hectare cadastral de
vigne, en fonction des pratiques de pulvérisation et du stade
végétatif recevant le traitement, les quantités moyennes de
produit déposées par unité de surface sur la végétation
varient dans un rapport de 1 à 9.
Pour chaque stade végétatif, on constate de forts écarts
Figure 1. Moyennes des dépôts par unité de surface sur la végétation
pour les différentes modalités de pulvérisation testées en 2013, classées
par stades végétatifs.
entre les différents appareils testés. Le rapport de dose
effective entre les modalités d’application les plus performantes et les moins performantes est d’un facteur 5 en
début de végétation, 3 en milieu de végétation et 2 en pleine
végétation.
Il apparaît donc que, dans la pratique, des marges de progrès en termes de qualité de protection existent et pourraient être exploitées pour accompagner les utilisateurs de
produits phytosanitaires dans leur démarche d’optimisation
des doses appliquées. Il reste à identifier les paramètres qui
déterminent ces marges de progrès pour être en mesure de
les prédire et offrir aux viticulteurs des outils de gestion du
risque selon leur situation. La Figure 1 montre également
que les caractéristiques physiques de la végétation cible
influencent très fortement les niveaux de dépôts moyens de
produit déposé par unité de surface. Pour l’ensemble des
modalités testées, la moyenne des dépôts obtenus sur le
stade de début de végétation est 4 fois plus élevée que la
moyenne des dépôts au stade pleine végétation.
La Figure 2 représente pour chaque modalité testée la
mesure du pourcentage de bouillie intercepté par la végétation (rendement de l’opération de pulvérisation) en fonction
du stade végétatif. Cette figure met en évidence que le rendement de l’opération de pulvérisation offert par les pulvérisateurs testés et les diverses façon de les utiliser, dépend
du stade végétatif. Le début de végétation est le stade le
mieux protégé mais avec des pertes dans l’environnement
très importantes. Au fil de la saison, plus la végétation
pousse, plus la part de la bouillie pulvérisée interceptée par
la végétation augmente : les gouttelettes de pulvérisation
sont d’autant mieux captées par le filtre végétal que ce filtre
est large et épais. Du fait de la moindre quantité de végétation à couvrir, les doses effectives sont par ailleurs les plus
élevées en début de végétation, ce qui laisse entrevoir, à
condition de bien les évaluer, de plus fortes marges de
manœuvre pour réduire les doses appliquées. n
Figure 2. Part de la bouillie se déposant sur les feuilles (en %)
en fonction des stades végétatifs pour les différentes modalités
de pulvérisation testées en 2013.
ECOSPRAYVITI : Développement des écotechnologies de la pulvérisation en viticulture
Les premiers travaux conduits dans le cadre du projet ECOSPRAYVITI confirment que l’optimisation de la pulvérisation
est un levier très important pour réduire l’utilisation des produits phytosanitaires. En effet, des écarts de performance
très importants sont enregistrés selon le type de matériel utilisé et les pratiques d’utilisation. Ces travaux montrent
également que l’atteinte des objectifs fixés par les politiques publiques (50 % de réduction de l’emploi de l’utilisation
des produits phytosanitaires) requiert des approches globales multidisciplinaires à la croisée des chemins entre les
travaux de recherche dans le domaine des technologies (agroéquipements, capteurs, TIC), de l’agronomie (sélection
variétale, épidémiologie, systèmes de culture), de l’économie et de la sociologie (appropriation des innovations).
Le banc EvaSprayviti a obtenu la médaille d’argent au palmarès de
l’innovation du SITEVI 2013. L’outil a également reçu le premier prix
de l’innovation à la 1ère édition des trophées ITA’ INNOV organisée
par l’ACTA en 2015.
> Codis S., Douzals J-P., Vergès A., 2013. EvaSprayViti: a new tool for sprayer’s agro-environmental performance assessment 12th Workshop
on Spray Application Techniques in Fruit Growing – colloque Suprofruit 26-28 juin 2013 - Valencia (Spain)
> Hébrard O., 2012. Optimisation agro-environnementale de la pulvérisation en viticulture : états des lieux et perspectives. AFPP - CIETAP
- Conférence sur les Techniques d’Application de Produits de Protection des Plantes, Lyon, 15-16 mars 2012.
> Sinfort C., Cotteux E.B., Ruelle B., Bonicelli, 2009. A methodology to estimate environmental pesticide losses during vine spraying. Stic et
Environnement, Calais, juin 2009, CD-ROM.14 p.
La génétique végétale, un levier
à long terme pour la réussite de
l’ambition Écophyto
La session est centrée sur la mobilisation de l’amélioration génétique végétale au service des
objectifs du plan Écophyto. Elle analysera comment la génétique végétale permet de développer
des variétés résistantes aux maladies. Ces variétés sont intégrées dans des systèmes de culture
dont l’objectif est de répondre à des objectifs de performance économique, et de réduction des
usages de phytosanitaires. La dimension temporelle est particulièrement importante, puisqu’il
faut les résistances soient stables dans le temps, ce qui est atteint par leur contrôle polygénique
et/ou les modalités de conduite des cultures. L’insertion dans des systèmes de production peut
être analysée par une modélisation des interactions génotype x environnement x conduite, avec
prise en compte des contraintes biotiques.
La session montrera également comment les outils de la sélection permettent ces constructions
génétiques et notamment les ruptures engendrées par la connaissance des génomes, le
développement de marqueurs, l’utilisation des ressources génétiques ou encore le déploiement
futur de la sélection génomique.
Le levier génétique est central au succès du plan Écophyto, car il permet de concilier la performance
économique via la production et la qualité des produits et la performance environnementale via la
meilleure résistance aux maladies, synonyme d’une baisse potentielle de l’utilisation de produits
phytosanitaires. Il est aussi important de souligner qu’il est utilisable et utilisé sur une grande
diversité d’espèces et qu’il doit donc être au cœur de la diversification des systèmes de culture,
autre levier de la réussite d’Écophyto.
SOMMAIRE
Cépages de demain
29
SUNFLO
33
Financement
des méthodes et
Créer les cépages de demain avec les outils d’aujourd’hui
Loïc Le Cunff
© Institut Français de la vigne et du Vin
• Le Cunff Loïc, UMT Géno-Vigne®, IFV, Le Grau-du-Roi
• This Patrice, UMR Amélioration Génétique et Adaptation des Plantes, INRA,
équipe DAVEM, Montpellier
• Audeguin Laurent, IFV, Le Grau-du-Roi
Mots clefs
Génotypage haut débit, sélection génomique, sélection assistée par marqueurs,
résistance durable
L’innovation variétale est une voie d’amélioration utilisée dans toutes les filières agricoles. Durant les vingt dernières
années, d’énormes progrès ont été observés chez les bovins ou encore chez des espèces végétales comme le maïs ou le
blé. Ces dernières années, suite au séquençage du génome de la vigne, la filière viticole se tourne vers la création
variétale pour réduire le nombre de traitement phytosanitaire ou répondre aux changements climatiques. Afin de répondre
à ces nouvelles attentes nous avons dans ce projet étudié les outils et ressources disponibles chez la vigne pour
développer des programmes de création variétale efficaces. Cette étude a abouti au lancement d’un programme (EDGARR)
financé par le CTPS, les interprofessions de Provence et du Languedoc-Roussillon et la marque ENTAV-INRA qui a pour
finalité l’obtention de variétés résistantes au mildiou et à l’oïdium adapté à une vinification de type « Vins rosé ».
Méthodes
La viticulture est aujourd’hui une des activités agricoles les
plus consommatrices de produits phytosanitaires en Europe.
Par ailleurs, les évolutions du climat pourraient engendrer
de profondes modifications, notamment dans la zone méditerranéenne. Les espèces apparentées du genre Vitis et du
genre Muscadinia, interfertiles avec Vitis vinifera L. sativa,
présentent des résistances monogéniques ou quantitatives
aux stress biotiques et abiotiques, mais des caractères de
qualité défavorables. Certaines de ces résistances ont déjà
été utilisées au travers d’hybrides mais du fait des caractères qualitatifs défavorables des espèces, ils n’ont pas permis l’obtention de variétés de qualité. Les ressources
moléculaires disponibles actuellement chez la vigne offrent
dorénavant la possibilité de créer des variétés de vigne
durablement résistantes tout en améliorant la qualité du
raisin et donc du vin. L’UMT Geno-vigne® s’inscrit parfaitement dans ce cadre au travers de son activité de transfert de
l’innovation vers la recherche appliquée. De plus l’accès au
domaine de Vassal (plus grande collection au monde de ressources génétique vigne) et aux projets de génomique développés par l’INRA sur la vigne, permet d’avoir accès à des
bases de connaissances et de savoir-faire incontestables
pour développer ce projet.
Utilisation de la méthodologie de sélection génomique chez
la vigne pour l’amélioration de la puissance de la sélection
La méthode de « sélection génomique » est utilisée avec
succès chez les espèces animales (Solderg et al., 2008) et
quelques espèces végétales (maïs notamment). Cependant
la vigne, qui est une espèce pérenne, présente des caractéristiques propres : i) l’absence de pédigrées tels que ceux
disponibles chez les bovins, ii) le polymorphisme nucléotidique (SNP) très important (1 SNP tous les 47 paires de
bases, Le Cunff et al. 2008), et iii) la décroissance rapide du
déséquilibre de liaison (Myles et al. 2010) sont des paramètres qui vont avoir un effet important sur l’utilisation de
cette méthode. Le projet proposé va étudier cette méthodologie chez la vigne. Si elle s’avère possible, les gains en
termes de sélection pourraient être très importants, non
seulement en termes de valeur des génotypes créés mais
aussi en termes de temps.
Développement de génotypes homozygotes pour les loci de
résistance
L’obtention d’individus homozygotes pour des gènes de
résistance provenant de différentes origines serait un atout,
en effet ces géniteurs élites transféreraient à l’ensemble ...
... de leur descendance tous leurs gènes de résistance au
mildiou et à l’oïdium. Ces génotypes doivent être étudiés
pour d’autres caractéristiques à déterminisme génétique
simple comme la quantité d’anthocyanes, qui est contrôlée
par un gène majeur.
Test de la méthodologie de sélection génomique chez la
vigne
Afin de tester cette méthodologie innovante, nous procédons
en deux étapes, une première qui consiste à modéliser in
silico des populations afin d’estimer la faisabilité de la
sélection génomique chez la vigne et les limites des données actuellement disponibles (Génotypage obtenu dans le
cadre du projet ANR GrapeReSeq, héritabilité des caractères étudiés, etc.). Ces aspects théoriques du projet ont
pemis d’estimer qu’un grand nombre de marqueurs moléculaires sont nécessaires (environ 100.000). La Figure 1 présente les résultats de quatre méthodologies testées, afin de
choisir celle qui présente le meilleur résultat de corrélation
entre le phénotype réel de l’individu et la valeur prédite sur
la base des marqueurs moléculaires (Fodor et al., 2014).
La deuxième étape consiste à utiliser des données réelle sur
lequelles nous avons testé deux types de stratégies : 1. une
population universelle couvrant le plus de diversité possible
utilisée comme population d’entraînement ou 2. une population d’entraînement composée d’individus issus du même
croisement que les individus dans laquelle nous réalisons la
sélection. Pour le caractère « taille de la baie », la stratégie
1 donne des coefficients de corrélation compris entre 0,1
et 0,35 alors que la stratégie 2 donne des coefficients de
corrélation supérieurs, compris entre 0,5 et 0,7. Il est à noter
que dans la stratégie 2 les correlations sont meilleures
Figure 1 : Comparaison des 4 méthodologies de sélection testées
lorsque l’on utilise l’ensemble de l’information génomique
plutôt qu’un sous-ensemble sélectionné (approche QTL)
(Fodor et al. in prep).
Obtention de géniteurs homozygotes résistants au mildiou
et à l’oïdium
Des autofécondations ont été réalisées afin d’obtenir des
génotypes homozygotes pour deux gènes de résistance au
mildiou Rpv3 et Rpv1 et pour deux gènes de résistance à l’oïdium Ren3 et Run1. Environ 2 000 pépins ont été obtenus,
nous avons observé un faible pourcentage de germination
(~30%) dû au phénomène de dépression de consanguinité.
Les plantes obtenues et conservées actuellement en serre
(première floraison en 2015) comprennent 7 génotypes
homozygotes pour les 4 gènes et 35 génotypes comprenant
entre 2 à 3 gènes sur les 4 à l’état homozygotes. Ces génotypes seront utilisés comme géniteurs, ils permettront
d’augmenter la fréquence de descendants pyramidés pour
ces 4 gènes de résistance. n
Les résultats obtenus ici permettent de développer de nouvelles pistes de recherche et une réflexion générale sur
« la modernisation de la création variétale chez la vigne ». Même si le coût du génotypage est en constante baisse,
alors que le phénotypage s’affine et de ce fait son coût augmente, l’investissement réalisé est-il intéressant ? Afin
d’apporter des éléments de réponse et suite aux résultats obtenus dans ce projet trois scénarios sont proposés : i)
Une population universelle permettant de prédire les caractères sur tous types de croisements, ii) une population de
ségrégation, iii) une population de géniteurs élites.
1. Le scénario d’une « population universelle » nécessite encore un effort important, notamment le développement
d’un outil de génotypage permettant d’atteindre 100 000 marqueurs moléculaires.
2. Le scénario « population en ségrégation » qui semble le plus intéressant d’un point de vue investissement /
résultats est testé dans le cadre du projet EDGARR (lauréat 2014 de l’AAP CTPS « Semences et Plants »). Ce scénario
est intéressant dans ce projet, car la définition des idéotypes est très précise (couleur du vin, niveau d’acidité,
oxydabilité des moûts et arômes).
3. Le scénario « population de géniteurs élites » comprenant un set de géniteurs pertinents (Vitis vinifera et hybrides,
voir espèces apparentées) et raisonnés en fonction de la demande majoritaire. Dans ce scénario la population
d’entrainement utilisée ne sera composée que de géniteurs donneurs de résistances et de variétés connues pour
leurs qualités organoleptiques. Cette option permet de raisonner la diversité exploitée. Cette option semble la plus
intéressante à moyen terme au vue des outils moléculaires disponibles actuellement sur la vigne.
Ce projet nous a permis de mieux définir les stratégies à mettre en place afin de garantir un gain génétique pertinent
dans le schéma de création variétale vigne.
> Fodor A., Segura V., Denis M., Neuenschwander S., Fournier-Level A., Chatelet P., Homa F.A.A., Lacombe T., This P., Le Cunff L., 2014.
Genome-wide prediction methods in highly diverse and heterozygous species: proof-of-concept through simulation in grapevine. PLoS ONE
9(11): e110436.
> Fodor A., Peros J.P., Launay A., Doligez A., Berger G., Bertrand Y., Roques M., Beccavin I., Le Paslier M.C., Romieu C., Bacilieri R., Laucou
V., Adam-BLondon A.F., Boursiquot J.M., This P., Le Cunff L., (in prep). Genome-Wide Association Studies (GWAS) and Genomic Selection
(GS) in grape for phenotype prediction using a large diversity panel.
> Myles S., Chia J.M., Hurwitz B., Simon C., Zhong G.Y., Buckler E., Ware D., 2010. Rapid Genomic Characterization of the Genus Vitis. PloS
One., 13;5(1):e8219.
> Solberg T.R., Sonesson A.K., Woolliams J.A., Meuwissen T.H.E., 2008. Genomic selection using different marker types and densities.
J Anim Sci., 86:2447-2454.
Financement
Chap II :
Solutions intégrées
de protection
Intégration des contraintes biotiques dans la modélisation dynamique des
interactions génotype environnement conduite de culture pour une production
intégrée du tournesol
Emmanuelle Mestries
• Mestries Emmanuelle, Terres Inovia, Castanet-Tolosan
•D
ebaeke Philippe et Jean-Noël Aubertot, UMR1248 AGIR AGroécologie,
Innovations, TeRritoires, équipe VASCO, Toulouse
•V
incourt Patrick, équipe Tournesol du LIPM, Toulouse
•B
run François, ACTA, RMT Modélisation, Toulouse
•R
aynal Hélène, UR0875 MIAT Mathématiques et Informatique Appliquées,
plateforme RECORD, Toulouse
•E
xperts : Moinard Jacques, DRAAF-SRAL Midi-Pyrénées ; Tourvieille Denis,
INRA Clermont-Ferrand
© Terres Inovia
Mots clefs
Complexe parasitaire, conduite culturale, couplage modèle de culture –
modèle épidémiologique, outil pour l’évaluation de stratégies de production
Le tournesol est une culture présentant de nombreux atouts agronomiques, industriels et environnementaux. Dans le
contexte Écophyto, son indice de fréquence de traitement faible lui ouvre une place de choix dans de nombreux systèmes de
culture. Toutefois, sa compétitivité économique doit progresser et l’un des points-clés de cette progression réside dans la
maîtrise des pressions biotiques subies par la culture. Le développement d’outils d’aide à la conception d’itinéraires
techniques permettant de prendre en compte les interactions entre l’environnement (pression parasitaire locale, sol et
climat), la conduite de culture (date de semis, fertilisation azotée,…) et le choix variétal est un moyen de contribuer à cet
objectif. Deux approches de modélisation permettant de représenter ces interactions ont été mises en œuvre sur quatre
champignons majeurs du complexe parasitaire du tournesol : le mildiou (Plasmopara halstedii), le phomopsis (Diaporthe
helianthi), le phoma (Leptosphaeria lindquistii) et le sclérotinia (Sclerotinia sclerotiorium). Au-delà des connaissances
acquises sur l’épidémiologie des maladies du tournesol et les effets des pratiques culturales sur l’état du couvert et
l’expression des maladies, ces modèles permettront de représenter les interactions entre agents pathogènes du complexe
parasitaire et de proposer aux sélectionneurs, aux chercheurs et aux ingénieurs et techniciens de développement, des outils
d’aide à la conception d’idéotypes variétaux adaptés et des outils d’aide à la construction de stratégies de production intégrée.
Contexte et objectifs :
Dans le contexte Écophyto, le tournesol a des atouts à faire
valoir au sein des systèmes de culture. Il contribue à la
diversification des systèmes de culture, en rompant les successions de cultures d’hiver. Avec un indice de fréquence de
traitement (IFT) de 2,1 points, il fait partie, avec le maïs, des
grandes cultures les moins consommatrices de produits
phytosanitaires (Butault et al., 2010) et permet d’améliorer
l’IFT des assolements dans lesquels il s’insère. Pour cela, il
doit impérativement améliorer sa compétitivité technico-économique auprès des producteurs. Celle-ci passe par
une réduction des pressions biotiques subies par la culture,
en particulier celles liées au complexe parasitaire fongique
qui touche la culture : mildiou, phomopsis, phoma et sclérotinia. Une meilleure connaissance du fonctionnement de la
culture et des variétés de tournesol couplée à l’épidémiologie des maladies est nécessaire pour modéliser de manière
intégrée les interactions variété x milieu (sol, climat, pression parasitaire locale) x conduite de culture et développer
des outils d’aide à la construction de stratégies de protection et de production intégrées adaptées à chaque
situation.
Méthodes
Une synthèse des connaissances
Une analyse de la littérature internationale a été ciblée
sur les interactions agents pathogènes - conduite de culture
- états de peuplement - environnement : connaissances
épidémiologiques, fonctions de dommage, impacts des
conduites culturales, identification des modèles spéci- ...
Intégration des contraintes biotiques dans la modélisation dynamique des interactions génotype*environnement*conduite de culture
pour une production intégrée du tournesol
... fiques existants et de leurs caractéristiques (données
d’entrée, paramètres,…).
L’ensemble des données expérimentales utiles au projet
disponibles auprès des partenaires a été rassemblé, à partir
de bases de données existantes ou d’archives papier : données épidémiologiques, données expérimentales sur les
effets des pratiques culturales sur les maladies (choix variétal, protection fongicide, fertilisation azotée, irrigation,…),
données d’enquêtes sur les pratiques culturales et sur la
pression « maladies » annuelle.
La mise en place d’expérimentations dédiées
Suite à l’analyse bibliographique et à l’exploitation des données disponibles, plusieurs manques de connaissances ont
été identifiés et ont donné lieu à la conception et mise en
place d’expérimentations en plein champ et en conditions
contrôlées :
- étude du lien entre la conduite de culture et la mise en
place et le développement des symptômes de phomopsis et
phoma via le microclimat créé sous le couvert,
- évaluation de l’effet du stade phénologique de la plante sur
la vitesse de propagation du phomopsis et quantification des
dommages causés par le phomopsis sur les feuilles de
tournesol,
- étude de conditions de réalisation des interactions entre
phomopsis et phoma,
- acquisition de données épidémiologiques pour le phomopsis et le phoma,
- étude de la variabilité génétique du tournesol face au
phoma et au dessèchement précoce.
Ces expérimentations ont permis d’explorer une gamme de
sensibilité variétale aux maladies, couplée à une gamme
d’architecture. Elles ont donné lieu à un suivi très fin des
symptômes : date d’apparition, site d’infection, vitesse de
progression, identification des cas d’interaction
phomopsis-phoma.
La construction du modèle SUNFLO_Maladies
Un modèle de simulation dynamique de la culture de tournesol (SUNFLO) a été développé dans l’UMR AGIR de Toulouse
en collaboration avec l’UMR LEPSE de Montpellier et Terres
Inovia. Cet outil construit à partir de travaux expérimentaux
soutenus par PROMOSOL permet de simuler les performances (rendement, teneur en huile) et le comportement
(eau consommée) des variétés de tournesol. Les principales
contraintes abiotiques connues sur la culture sont prises en
compte, telles que les besoins en azote et la disponibilité en
eau. La conduite de culture est décrite par les principales
interventions jouant sur le couvert (date et densité de semis,
fertilisation azotée, irrigation). Ce modèle, appliqué à différents contextes (réseaux de parcelles d’agriculteurs, réseaux
d’essais d’évaluation variétale), permet aujourd’hui de mieux
qualifier le parcours des variétés soumises à différentes combinaisons milieu x conduite de culture, par l’identification des
périodes de stress subies par la culture. En revanche, les
stress biotiques induits par les maladies fongiques n’étaient
pas pris en compte à ce stade malgré leur poids important
dans les interactions génotype x environnement. L’objectif de
ce projet est donc d’associer des modules « maladie » à ce
modèle pour y intégrer les contraintes biotiques.
Le schéma conceptuel du modèle SUNFLO_Maladies a été
construit d’après Aubertot et Debaeke (2006). Il comporte 4
modules permettant de reproduire les principales étapes de
l’interaction culture – champignon pathogène :
1) production d’inoculum primaire : prédiction de la quantité
d’inoculum initial (endo- et allo-inoculum),
2) dispersion : prédiction de la date de libération des spores,
3) pollution et infection (symptômes/dégâts) : prédiction de
l’incidence et de la sévérité de la maladie,
4) nuisibilité : prédiction de la perte de rendement et de
teneur en huile en fonction de la sévérité des dégâts.
Ces modules seront couplés au modèle SUNFLO selon le
schéma suivant, SUNFLO étant représenté en vert sur la
figure ci-après :
Dans le temps du projet, cette démarche de modélisation
dynamique a été mise en œuvre pour le phomopsis et le
phoma.
Une meilleure connaissance de l’épidémiologie du phoma
L’épidémiologie du phoma a fait l’objet de nouvelles expérimentations visant à mieux comprendre les processus de
maturation des pseudothèces de Leptosphaeria lindquistii
et d’émission des ascospores. Les résultats confirment la
capacité du champignon à émettre des spores contaminantes sur toute la durée du cycle du tournesol. Les premiers pseudothèces mûrs apparaissent dès février, bien
avant le semis du tournesol, et leur proportion s’accroît
jusqu’à la floraison du tournesol. Mi-mai, plus de 80% des
pseudothèces sont généralement mûrs, permettant ainsi
des émissions significatives d’ascospores pouvant être à
l’origine de contaminations précoces des tournesols. Cette
cinétique de maturation apparaît similaire selon que les
résidus sont placés dans une culture de blé (cas correspondant à la réalité agricole dans un grand nombre de situations) ou sous un couvert de tournesol (dans une optique de
contamination semi-naturelle renforcée pour l’évaluation
des variétés par exemple). Les conditions climatiques favorables aux émissions des ascospores sont assez peu exigeantes : de faibles précipitations suffisent pour initier les
projections et l’humidité relative de l’air après une période
pluvieuse permet la poursuite de ces projections. Les émissions d’ascospores de phoma suivent une dynamique très
proche de celle du phomopsis et la première tentative d’utilisation du modèle Asphodel (construit par le SRPV MidiPyrénées pour la prédiction de la maturation des périthèces
de phomopsis et utilisé pour le Bulletin de Santé du Végétal
dans différentes régions) pour le phoma est encourageante.
Le modèle reproduit bien les tendances des périodes de
maturation des pseudothèces, mais le paramétrage serait à
valider sur un jeu de données plus large, qui n’est pas disponible aujourd’hui. Les techniques de travail superficiel ne
semblent pas réduire le potentiel d’inoculum pour l’année
suivante par rapport au semis direct. Sur deux campagnes
favorables au phoma sur tige, le réservoir d’inoculum est
estimé à 60 000 pseudothèces en moyenne par m² de surface au sol. Bien que le dispositif mis en place pour cette
quantification ne soit pas idéal, c’est la première fois que
l’inoculum primaire de phoma est ainsi quantifié en parcelles agricoles et le conseil de Terres Inovia de broyage et
d’enfouissement des résidus est conforté. Ces informations
seront utiles à la modélisation du processus de maturation
des pseudothèces et du processus d’émission des ascospores, permettant ainsi d’adapter le conseil de protection
fongicide contre cette maladie.
Effets de la conduite de culture et du microclimat sur phomopsis et phoma
Les attaques de phoma sur tige apparaissent peu sensibles
au microclimat, contrairement au phomopsis. Les contaminations naturelles suivent une progression acropète, du bas
vers le haut de la tige. Une hypothèse explicative de ce phénomène est que le temps de latence serait différent selon la
strate attaquée. Un modèle phénologique peut permettre de
représenter cette progression dans le modèle SUNFLO_
Maladies. Le nombre de nœuds atteints varie selon la
conduite de culture : plus la conduite est favorable, plus ce
nombre est élevé. Le délai d’incubation dépend du stade
phénologique de la plante : 360°C.jours en début de cycle,
180°C.jours en début floraison.
La vitesse de progression des symptômes dépend du statut
azoté de la plante avant la phase de remplissage mais ne
peut être modélisée, contrairement à celle du phomopsis.
Les attaques de phomopsis ont principalement lieu à la base
de la plante (jusqu’à la 12e feuille), où le microclimat est le
plus favorable tant que les tissus sont disponibles pour des
contaminations. En conditions limitantes, le rôle du microclimat sur la dynamique des contaminations est particulièrement important ; en conditions climatiques non limitantes
(pluies soutenues), le degré de fermeture du couvert joue
sur la réussite des infections. Le nombre de feuilles infectées dépend avant tout de la sensibilité de la variété, de
même que la vitesse de progression des nécroses. Le taux
de passage de la nécrose de la feuille à la tige (symptôme
nuisible) est lié à la longueur du pétiole, à la précocité de
l’expression du symptôme sur feuille, à la vitesse de sénescence de la feuille et à la présence éventuelle d’une attaque
de phoma sur tige (compétition). Alors que le microclimat
est déterminant pour les attaques en pré-floraison, c’est
l’importance de la surface verte réceptrice qui conditionne
l’importance des attaques en post-floraison.
Interactions entre phomopsis et phoma
Ces interactions ont principalement été analysées sur les
essais au champ. La compétition entre phomopsis et phoma
pour les sites d’infection est la plus importante sur les
feuilles-pétioles des strates 2 et 3 (en bas de la plante) et le
phoma doit être installé depuis 15 à 20 jours pour empêcher
le passage du phomopsis depuis la feuille sur la tige. Sur
l’expérimentation au champ conduite en 2011, en conditions
d’infection naturelle (phoma) ou semi-naturelle (phomopsis), ces interactions ont concerné 5% des sites d’infection
observés. La synthèse des résultats a permis d’identifier les
conditions favorables à l’expression de cette interaction et
de proposer un schéma illustratif de l’impact de la conduite
de culture (fertilisation azotée et densité de peuplement) sur
l’interaction phoma-phomopsis.
Variabilité génétique pour la résistance au phoma collet et
au dessèchement précoce, effet de la précocité variétale
De nombreux travaux antérieurs avaient déjà montré le
caractère héritable et quantitatif de la résistance du tournesol face au phoma au stade "plantule". Ce projet a été l’occasion de travailler cette résistance sur plantes adultes et a
permis de mettre en évidence :
- une variabilité génétique importante au sein du genre
Helianthus pour la résistance au dessèchement précoce,
- le caractère polygénique et quantitatif de cette résistance
et son indépendance par rapport à la précocité à floraison,
- un déterminisme génétique différent pour le dessèchement précoce et les attaques de phoma sur tige.
Ces deux types d’attaque doivent donc (comme les différents
types d’attaque du Sclérotinia sur tournesol) être considérés
par les sélectionneurs et les évaluateurs de variétés comme
des maladies différentes.
Un Point Technique dédié au phoma
Un ouvrage collectif dédié au phoma et au dessèchement
précoce a été édité en 2011 dans la collection des Points
Techniques du CETIOM. Il constitue une synthèse de l’ensemble des connaissances acquises sur le phoma et le dessèchement précoce du tournesol. Celles-ci s’organisent
autour des trois « partenaires », la plante-hôte, l’agent
pathogène et l’environnement dans lequel ils se trouvent,
dont l’interaction conduit à une expression de la maladie
plus ou moins importante. n
...
...
L’ensemble des connaissances acquises et des formalismes proposés ont permis d’initier la construction du modèle
couplé SUNFLO_Maladies et son implémentation sur la plateforme de modélisation RECORD (https://www6.inra.fr/
record). Ces résultats ont permis de mieux comprendre les processus épidémiologiques en jeu pour phomopsis et
phoma, qui sont très particuliers au regard de l’ensemble des autres pathosystèmes. Les processus sous-jacents
aux mécanismes de dommage ont également été explorés. Quatre usages peuvent être envisagés pour le modèle
SUNFLO_Maladies : la compréhension des interactions variété – agents pathogènes – conduite de culture –
environnement, un outil de raisonnement de la lutte fongicide, un outil de conception et d’évaluation d’itinéraires
techniques de production intégrée et enfin un outil pour la conception d’idéotypes de tournesol adaptés. De plus,
certaines avancées de ces travaux ont une portée générique, mobilisable pour d’autres pathosystèmes. Une approche
complémentaire de modélisation (Injury Profile SiMulator ; Aubertot et Robin, 2013) de type qualitatif, permettant
également de représenter les interactions au sein du complexe parasitaire, est en cours de développement pour le
mildiou, le sclérotinia, le phomopsis et le phoma.
couv_Point_phomaTO11:Mise en page 1 11/05/2011 11:44 Page 1
LES POINTS TECHNIQUES DU CETIOM
Phoma & dessèchement précoce du tournesol
CETIOM 2011
> Bordat A., Debaeke P., Dechamp-Guillaume G., Mestries E., Seassau C., Vincourt P., 2011. Phoma et dessèchement
Phoma &
précoce du tournesol. Point Technique CETIOM, 86 p.
dessèchement
> Desanlis M., Aubertot J.N., Mestries E. Debaeke P., 2013. Analysis of the influence of a sunflower canopy on
précoce
Phomopsis helianthi epidemics as a function of cropping practices. Field Crops Research 149:63-75.
du tournesol
> Desanlis M., Maury P., Aubertot J.N., Lagarrigue L., Debaeke P., 2012. Photosynthetic consequences of Phomopsis
helianthi on two sunflower hybrids: analysis and modelling. Proc.18th Int. Sunflower Conf., ISA, Mar del Plata,
Argentina, 396-401.
> Desanlis M., Mestries E., Lagarrigue L., Aubertot J.N., Debaeke P., 2012. Effects of sunflower canopy on
Phomopsis helianthi epidemics. In: ECA, Plant and Canopy Architecture Impact on Disease Epidemiology and Pest
Development, International Conference, Rennes, France, p. 24.
> Mestries E., Desanlis M., Seassau C., Moinard J., Debaeke P., Dechamp-Guillaume G., 2011. Impact de la conduite de culture sur les
maladies du tournesol. Innovations Agronomiques 14: 91-108.
> Seassau C., Dechamp-Guillaume G., Mestries E., Debaeke P., 2012. Low plant density can reduce premature ripening caused by Phoma
macdonaldii. Europ. J. Agronomy 43: 185-193.
Prix : 40 ¤
Comment changer de système
de manière progressive ?
La session aborde la question de la transition entre des modèles de production qui se sont
construits dans une logique de raisonnement où à chaque problème parasitaire, une solution
phytosanitaire est apportée, vers des systèmes à la fois plus économes et moins dépendants
en produits phytosanitaires. C’est complexe car il ne s’agit pas seulement de mieux raisonner
les applications phytosanitaires ou de déployer des méthodes alternatives comme des variétés
résistantes ou le biocontrôle, mais également de faire évoluer les systèmes de culture euxmêmes. Par ailleurs, compte tenu des caractéristiques des solutions alternatives aux pesticides
(qui, prises individuellement, sont le plus souvent moins efficaces, plus difficiles à mettre en
œuvre et plus risquées), il est nécessaire de combiner de manière harmonieuse des méthodes
à effets « partiels » pour obtenir les mêmes performances. La transition vers des systèmes
économes et moins dépendants doit s’inscrire dans des trajectoires individuelles spécifiques à
chaque exploitation agricole. Les exposés illustreront, à travers quelques exemples, les leviers
qui peuvent être mobilisés par les agriculteurs pour accompagner leur transition (solutions
alternatives à combiner ou outils de conception de stratégies intégrées) ainsi que la nécessité
de faire évoluer le conseil agricole de la diffusion de solutions techniques « clés en mains »
vers un accompagnement au changement stratégique et l’aide à la conception de solutions
personnalisées. Le débat portera sur l’identification des clés de réussite de ce changement à la
fois pour les agriculteurs et pour les acteurs de la recherche et du développement.
SOMMAIRE
ECOVITI
30
MIC-MAC Design
41
Conseillers demain
45
Financement
Chap II : Solutions
intégrées de protection
EcoViti : Concevoir en partenariat une EcoViticulture
ECOnomiquement viable et ECOlogiquement responsable
par rapport aux pesticides
David Lafond
• Metral Raphaël, Wery Jacques, UMR1230 SYSTEM, Montpellier SupAgro
• Lafond David, IFV, Beaucouzé
• Coulon Thierry, IFV, Bordeaux-Aquitaine
• Délière Laurent, UMR1065 SAVE (Santé et Agroécologie du Vignoble), INRA Bordeaux-Aquitaine
• Chevrier Christel, CA Languedoc-Roussillon, Lattes
• Panigaï Laurent, CIVC, Epernay
Mots clefs
Prototypage, viticulture durable, réduction des intrants phytosanitaires, conception de systèmes de culture innovants.
Initié en 2010, le projet EcoViti a proposé et testé une démarche de conception de systèmes viticoles innovants à bas
intrants phytosanitaires par assemblage de connaissances expertes. L’évaluation des performances et le réajustement
des prototypes conçus se font au sein d’un réseau de plateformes d’expérimentation installées dans les grandes régions
viticoles françaises. Une méthode et des outils adaptés à la viticulture ont été produits et formalisés. Les premiers
résultats d’EcoViti montrent des performances environnementales et économiques satisfaisantes pour encourager
l’évolution des systèmes viticoles vers une moindre dépendance aux intrants.
Les réductions d’usage de produits phytosanitaires affichées comme objectif du plan Écophyto sont inatteignables
sans passer par une reconception des systèmes de culture,
ainsi que l’a montré le rapport Écophyto R&D (2010). Si des
travaux en plantes annuelles existent depuis les années 90,
le projet EcoViti a adapté et mis au point une méthode opérationnelle de conception des systèmes de culture en
plantes pérennes appliquée à la viticulture. La démarche
proposée permet de combiner agro-écologie et durabilité
socio-économique avec les spécificités de chaque région et
contexte des exploitations viticoles françaises.
L’évaluation et le réajustement des prototypes s’appuient
sur un réseau de plateformes expérimentales coordonnées,
pour amener à la fois de la cohérence (en matière d’indicateurs de suivi) et de l’ambition scientifique (en matière d’innovations à tester) aux expérimentations mises en place.
réseau de sites expérimentaux. Une liste de règle de décision définie pour chacun d’eux oriente toutes les actions
tactiques et opérationnelles appliquées au système. Cela
permet d’intégrer dans une forme « expérimentable » les
effets et les interactions de plusieurs techniques sur les
processus-clés de l’agrosystème viticole. Ainsi expérimentés, les prototypes peuvent être évalués et réajustés chaque
année en utilisant les indicateurs définis de manière commune par le groupe d’experts. Quand le prototype donne
satisfaction, on peut alors le diffuser et l’adapter à l’échelle
de l’exploitation agricole (Figure 1).
...
Méthode
La conception des systèmes fait appel à un groupe d’experts
pluridisciplinaires (protection du vignoble, agronomie, physiologie, entretien du sol, mécanisation…), d’origines
diverses (INRA, IFV, Chambres d’agriculture, interprofessions…), qui s’est réuni au moins une fois par an en atelier
de prototypages sur plusieurs jours. Les prototypes théoriques conçus pour chaque cadre d’objectifs et de contraintes
sont ensuite adaptés au contexte local et mis à l’essai sur un
Figure 1 : Méthodologie au sein d’EcoViti pour la conception de systèmes
viticoles par assemblage de connaissances expertes et expérimentations
EcoViti : Concevoir en partenariat une EcoViticulture ECOnomiquement viable et ECOlogiquement responsable par rapport aux pesticides
La méthodologie de conception des systèmes viticoles proposée fonctionne. Elle a fourni à ce jour 45 prototypes de
systèmes expérimentés dans 6 régions viticoles (Alsace, Arc
méditerranéen, Bordeaux-Aquitaine, Charentes, Sud-Ouest,
Val de Loire-Centre) qui produisent leurs premiers résultats
(Figure 2). Ces plateformes formant le réseau EcoViti ont
été pérennisées à travers les financements DEPHY EXPE.
Des aides complémentaires FranceAgriMer permettent
aujourd’hui à l’IFV d’assurer l’animation nationale pour la
filière vigne de ce réseau d’expérimentation de systèmes
viticoles innovants, en lien avec la Cellule d’Animation
Nationale DEPHY (en particulier l’expert filière Vigne
Laurent Délière et l’animateur DEPHY EXPE Emeric
Emonet). n
Figure 2 : Réseau des sites expérimentaux DEPHY EXPE Vigne,
initié par le projet CASDAR EcoViti
Le premier enseignement tiré du projet est la pertinence de l’approche de conception par expertise et expérimentation,
avec des perspectives encourageantes d’atteindre des objectifs ambitieux de performance et d’innovation, sous
réserve d’intégrer plus encore les processus agro-écologiques pour réduire les intrants. Le second est l’intérêt de
pérenniser le travail en groupe d’experts sur le long terme, afin de capitaliser et rendre les ateliers de conception
plus productifs. Le projet EcoViti a donc initié une dynamique nationale en viticulture pour accompagner l’innovation
et les changements de pratiques. Le label EcoViti, qui se poursuit à travers le programme DEPHY EXPE du plan
Écophyto, est reconnu aujourd’hui comme étant le réseau national d’expérimentation en agronomie des systèmes
viticoles innovants.
> Lafond D., Coulon T., Metral R., Mérot A., Wery J., 2013. « EcoViti: a systemic approach to design low pesticide vineyards », IOBC-WPRS
Bull., vol. 85, p. 77‑86, 2013.
> Lançon J., Wery J., Rapidel B., Angokaye M., Gérardeaux E., Gaborel C., Ballo D., Fadegnon B., 2007. «An improved methodology for
integrated crop management systems». Agronomy for Sustainable Development 27, no 2: 101 110. doi:10.1051/agro:2006037.
> Metral R., Lafond D., Wery J., 2013. « Innovation agronomique et diffusion des savoirs : L’exemple du projet CASDAR EcoViti en
viticulture », Agron. Environ. Sociétés, vol. 3, no 2, p. 135‑136, déc. 2013.
> Metral R., Rapidel B., Deliere L., Petitgenet M., Lafond D., Chevrier C., Bernard F-M., Serrano E., Thiolet-Scholtus M., Wery J., 2015.
“A prototyping method for the re-design of intensive perennial systems: the case of vineyards in France”. 5th International Symposium for
farming System Design – Agro2015 (Montpellier) 2p.
Financement
ANR, Systerra 2009
Chap II : Solutions
MicMac-design : une plateforme d’expérimentation et de modélisation
pour concevoir et évaluer des prototypes de systèmes de culture innovants
à faible niveau d’intrants
Eric Justes
• Justes Eric, Véricel Grégory, Raffaillac Didier, Debaeke Philippe, Aubertot Jean-Noël, Farès M’hand, UMR 1248 AGIR,
INRA, Toulouse-Auzeville
• Alletto Lionel, Gulliano Simon, UMR 1248 AGIR, EI-Purpan, Toulouse
• Gavaland André, UE 0802, Domaine Expérimental d’Auzeville, INRA, Toulouse-Auzeville
• Raynal Hélène, UR0875 MIAT (Mathématiques et Informatique Appliquées Toulouse), Plateforme informatique RECORD, INRA
• Benoit Pierre, Pot Valérie, Bedos Carole, UMR 1091 EGC (ECOSYS depuis 2015), INRA, Grignon
• Léonard Joël, Mary Bruno, UR 1158 Agro-Impact, INRA, Laon
• Emmanuelle Mestries, Nathalie Landé, CETIOM (Terres Innovia depuis 2015), UMR 1248 AGIR, Toulouse-Auzeville
• François Laurent, ARVALIS-Institut du Végétal, Boigneville
Mots clefs
Sytème de grandes cultures, Écophyto, agro-écologie, cultures intermédiaires, expérimentation système, modélisation
Le projet de recherche MicMac-design a eu pour objectif le développement de méthodes pour la conception et l’évaluation
multicritères de systèmes de culture, ainsi que la production de références par expérimentation et modélisation de
prototypes de systèmes de culture intégrés à bas niveaux d’intrants. Ce projet aide ainsi à concevoir des systèmes de
culture innovants répondant aux enjeux multiples de l’agriculture, dont ceux du plan français Écophyto. Deux sites
expérimentaux ont été mis en place avec une thématique propre à chacun des 2 sites : i) le domaine expérimental de
l’INRA de Toulouse avec des systèmes de culture alternatifs à la rotation blé dur / tournesol ; ii) la ferme de l’école
d’ingénieurs de Purpan où des alternatives à la monoculture de maïs sont évaluées. Ces deux sites ont été instrumentés
de manière à mesurer les impacts environnementaux (dont les transferts de pesticides) des prototypes testés.
Le défi actuel de l'agriculture européenne est de concilier
production agricole et respect de l'environnement. En France,
ceci a conduit à développer un nouveau paradigme appelé «
agriculture écologiquement intensive » (Griffon 2006) ou
agroécologie : il s’agit de couvrir une demande de nourriture
globale tout en diminuant les intrants agricoles (engrais et
pesticides) afin de limiter leurs impacts négatifs sur les eaux,
l’air et les sols. Ceci implique de mieux connaître les interactions dans la biocénose (couvert végétal, parasites et auxiliaires) avec le biotope (sol et atmosphère) au sein des
différents agrosystèmes afin d’adapter les pratiques agricoles pour accroître l’efficacité d’utilisation des ressources
naturelles abiotiques et les régulations biotiques en substitution des pesticides.
Les deux principaux objectifs du projet MicMac-Design ont
été les suivants :
1. Concevoir des prototypes de systèmes de culture à bas
niveaux d’intrants de synthèse basés sur les principes de production végétale intégrée et de l'agroécologie, permettant : i)
de réduire les fuites vers l'environnement et les impacts
négatifs sur les écosystèmes (empreinte écologique de l'agriculture) et ii) de maintenir voire améliorer la rentabilité économique de l’agriculture (systèmes de grandes cultures).
Pour cela, une approche expérimentale au champ couplée à
de la modélisation a été privilégiée.
2. Le développement d’un nouvel environnement de modélisation générique pour la conception et l'évaluation des systèmes de culture. Ce travail est réalisé via la plate-forme
INRA de modélisation RECORD, qui a été développée pour la
simulation dynamique des systèmes de culture.
Ce projet MicMac-design a eu aussi pour ambition de faire
progresser les connaissances sur l’évaluation quantitative
multicritère des systèmes de culture. Leurs différents
impacts environnementaux sont étudiés : i) bilan hydrique ;
ii) bilans carbone et azote avec mesures d’émissions de gaz à
effet de serre (CO2 et N2O) et de lixiviation de nitrate ; iii) flux
de pesticides vers l’air et les eaux de drainage et iv) bilan
énergétique. Les coûts de production, au même titre que
d’autres critères de performance économique, sont ...
MicMac-design : une plateforme d’expérimentation et de modélisation pour concevoir et évaluer des prototypes
de systèmes de culture innovants à faible niveau d’intrants
... analysés. Enfin, une analyse de l’acceptabilité de l’innovation et des effets de verrouillage dans les filières est également menée.
Méthodes
Démarche de conception de prototypes de systèmes de
culture innovants :
La réduction des pesticides constitue l’un des axes prioritaires fixés pour l’ensemble des systèmes de culture conçus
et testés dans ce projet. Pour atteindre cet objectif, plusieurs
leviers agronomiques ont été mobilisés afin de concevoir des
systèmes de culture moins sensibles aux bioagresseurs, tout
en cherchant à réduire les risques environnementaux liés à
l’utilisation des pesticides. De manière non exhaustive, nous
avons mobilisé les leviers suivants :
• accroître la diversité biologique dans les parcelles (allongement des rotations, mélanges d’espèces ou de variétés),
• utiliser prioritairement les moyens de lutte mécanique
(contre les adventices) ou biologique (contre certains ravageurs), en raisonnant les actions chimiques à partir de règles
de décision définies (seuils de traitement, stades de développement, etc.),
• choisir des espèces et variétés adaptées à des conduites à
bas niveau d’intrants,
• mettre en place des cultures intermédiaires multi-services
(CIMS) pour simultanément : piéger les ions nitrate, fixer de
l’azote atmosphérique, structurer le sol, réduire les flux d’eau
et de pesticides par drainage.
Une des originalités du projet MicMac-Design est de coupler
l’acquisition de données sur des parcelles expérimentales, où
les prototypes de système de culture innovants sont testés, à
des démarches de modélisation. Ce couplage s’opère notamment au travers d’une plateforme de modélisation mise en
place par l’INRA (plateforme RECORD) ; le couplage à une
base de données est également en cours de réalisation (données expérimentales stockées initialement dans MicMacBDD et qui vont être transférées dans AGROSYST). L’ancrage
de nos travaux dans cette plateforme de modélisation agronomique permettra de réaliser des simulations d’autres systèmes de culture. Notre ambition est de réaliser une
évaluation quantitative multicritère des prototypes testés et
des futurs systèmes de culture innovants, qui pourront ainsi
être évalués de façon ex-ante. L’évaluation est basée sur les
trois piliers suivants : 1) la production agricole (développement des cultures, impact des bioagresseurs, qualité technologique des récoltes), 2) l’impact environnemental
(modélisation des flux d’eau, d’azote, de pesticides, de gaz à
effet de serre (GES), etc.) et 3) l’efficacité économique (modélisation des marges des systèmes testés).
Deux expérimentations « système de culture »
Deux sites ont été mis en place en 2010, (domaine expérimental de l’INRA à Auzeville et la ferme de Lamothe de l’EI
Purpan).
Pour chaque système de culture, toutes les composantes de
la rotation sont présentes sur une même année afin de
prendre en compte les aléas climatiques et permettre ainsi
une évaluation complète de chaque système tous les ans.
1. INRA d’Auzeville : systèmes conçus dans une optique
d’alternative à la rotation en sec blé / tournesol.
L’expérimentation est réalisée pour deux rotations triennales
successives, soit de 2010 à 2016, afin d’évaluer les effets
cumulatifs éventuels.
2. Ferme de Lamothe : systèmes conçus comme
alternative à la monoculture de maïs irrigué.
Instrumentation et mesures réalisées sur les deux sites
expérimentaux
Afin de suivre en continu la dynamique de l’eau, des
pesticides, des nitrates, chacune des parcelles des deux dispositifs ont été équipées de plaques lysimétriques (à 1 m de
profondeur).
Par ailleurs, certains systèmes de culture font l’objet de suivis
complémentaires, mesures des émissions de GES (site INRA
d’Auzeville) et mesures des pertes de pesticides dans l’air
(Site EIP de Lamothe).
En interaction avec ces évaluations agronomique et environnementale, des travaux en économie visent à évaluer la performance de ces systèmes de culture tant sur le plan financier
que social (évaluations des temps de travaux ou de l’acceptabilité des innovations envisagées).
Des résultats sur des processus spécifiques dèja disponibles, en attendant l’analyse systémique…
Le projet MicMac-design est actuellement terminé mais les
expérimentations continuent puisque la cinquième année
vient d’être récoltée.
Les résultats du projet ont permis de faire des progrès en
termes de compréhension des effets des pratiques agricoles
sur différents bioagresseurs et notamment : 1) effets du travail du sol sur l'inoculum primaire de phoma du tournesol, 2)
effets d'association céréale-légumineuse sur les dynamiques
de pucerons et maladies foliaires des protéagineux, 3) effets
des pratiques sur la dynamique de repousses de la culture
principale, support de différents bioagresseurs (application
au mildiou de la pomme de terre mais ces travaux sont
d’ordre générique), 4) effets des pratiques sur les principaux
bioagresseurs du blé (tendre et dur).
Les résultats experimentaux des deux essais systèmes de
MicMac-design : une plateforme d’expérimentation et de modélisation pour concevoir et évaluer des prototypes
de systèmes de culture innovants à faible niveau d’intrants
culture montrent que, dans les conditions de Midi-Pyrénées,
il est possible de réduire l’usage des pesticides sans impacter
la rentabilité économique. Ainsi, pour l’essai INRA d’Auzeville,
il a été possible de réduire l’usage des pesticides de 50 % (Bas
Intrants), voire davantage (environ 70 % pour Très Bas
Intrants), sur la première rotation triennale. La marge seminette de ces systèmes s’est révélée supérieure ou égale par
rapport à la rotation courte Blé dur – Tournesol, très pratiquée dans la région. Les quantités d’engrais azotées ont été
nettement réduites dans le système BI (-20 %) et fortement
réduites dans le système TBI et AE (-50 à 70 %). Ainsi, les
émissions de N2O se sont révélées relativement faibles dans
nos conditions (< 2 kg N-N2O/ha/an), soit environ deux fois
plus faibles que ne le laisser supposer le facteur d’émission
IPCC fixé à 1 % de l’engrais minéral d’apport. Les transferts
de pesticides sont modérés, en lien avec la baisse de l’IFT,
puisque l’on retrouve seulement des molécules de bentazone,
de glyphosate et de DEA à des concentrations détectables
mais faibles dans les eaux de drainage dans les lysmètres.
Nous avons été toutefois surpris de retrouver, toutefois en
faible concentration, des molécules utilisées en traitement de
semences. Ainsi, lors de la seconde rotation nous avons choisi
d’utiliser des semences non traitées pour le prototype «
agroécologique » (AE). De plus, ce prototype AE s’est révellé
nettement moins efficace économiquement car la volarisation des graines mal triées après récolte a été faible (destination pour l’alimentation animale). Cela indique que le tri des
graines est un verrou déterminant pour les associations d’espèces récoltées en mélange.
Concernant l’essai de Lamothe, nous avons pu montrer que
des marges de progrès existent encore pour optimiser la
monoculture de maïs irrigué, notamment en utilisant une
variété demi-précoce de maïs qui permet de réduire l’irrigation, de récolter plus tôt et des grains plus secs (réduction des
coûts de séchage) et également d’implanter une culture
intermédiaire suffisamment tôt, ceci sans avoir un impact
très significatif sur la marge semi-nette. Un résultat surprenant, et à souligner particulièrement, concerne le transfert
des pesticides (herbicide, en particulier), qui s’est révélé plus
important en quantité et avec des concentrations élevées en
situation de non-labour avec strip-till . Ceci s’explique probablement par des infiltrations préférentielles et des transferts
rapides des molécules après le semis. Ce résultat, qui s’est
confirmé sur plusieurs années, indique que dans les sols
argileux du site de Lamothe, cette technique de semis n’est
pas adaptée dans une démarche de réduction des transferts
de pesticides vers les nappes alluviales.
Les deux essais « système de culture » constituent un support pédagogique et de communication
Ces deux dispositifs servent très régulièrement de support
pédagogique pour les étudiants des trois établissements
d'enseignement supérieur en agronomie et agriculture de
Toulouse (INP-ENSAT, INP-EI-Purpan et ENFA), partenaires
du projet, ainsi qu’à des visites régulières d’étudiants (Lycée
Agricole d’Auzeville, Ecoles d’ingénieurs,…). Nous accueillons
aussi des ingénieurs régionaux participants au plan Écophyto
et des groupes d’agriculteurs lors de journées d’animation
thématique. Ces journées de visite permettent de diffuser
nos connaissances et de sensibiliser tous les praticiens
agricoles aux marges de progrès possibles et aux impacts
environnementaux. n
La démarche proposée dans le projet MicMac-design a permis de progresser sur les méthodes, les modèles et les
outils et a permis d’apporter des références directement mobilisables par le plan Écophyto, aussi bien à l’échelle
nationale, compte tenu de la valeur générique des travaux conduits, qu’à l’échelle régionale de Midi-Pyrénées, tout
en tenant compte des spécificités expérimentales locales. Les résultats expérimentaux disponibles pour une
première rotation seront renforcés avec les résultats de la seconde rotation en cours, ceci afin d’avoir une base de
données de six années et ainsi mieux représenter la variabilité inter-annuelle du climat et donc des performances à
moyen terme.
> Site Web du projet : http://www6.inra.fr/micmac-design
> Bergez J.E., Raynal H., Launay M., Beaudoin N., Casellas E., Caubel J., Chabrier P., Coucheney E., Dury J., Garcia de Cortazar-Atauri I.,
Justes E., Mary B., Ripoche D., Ruget F.. 2014. Integrating the STICS crop model into the generic modelling and simulation platform RECORD
to address new research and social issues. Environmental Modelling & Software, 62, 370-384. http://dx.doi.org/10.1016/j.envsoft.2014.07.010.
> Bedoussac L., Journet E.P., Hauggaard-Nielsen H., Naudin C., Corre-Hellou G., Jensen E.S., Prieur L., Justes E., 2015. Ecological principles
underlying the increase of productivity achieved by cereal-grain legume intercrops in organic farming. Agronomy for Sustainable
Development. 35: 911-935. http://dx.doi.org/10.1007/s13593-014-0277-7.
> Cassigneul A., Alletto L., Benoit P., Bergheaud V., Etiévant V., Dumény V., Le Gac A.L., Chuette D., Rumpel C., Justes E., 2015. Nature and
decomposition degree of cover crops influence pesticide sorption: quantification and modelling. Chemosphere, 119, 1007-1014. http://dx.
doi.org/10.1016/j.chemosphere.2014.08.082.
> Giuliano S., Ryan M.R., Rametti G., Perdrieux F., Justes E., Alletto L., in press. Low-input cropping systems to reduce input dependency
and environmental impacts in maize production: a multi-criteria assessment. European Journal of Agronomy.
> Plaza-Bonilla D., Nolot J.M., Raffaillac D., Justes E., in press. Cover crops reduce nitrate leaching and improve N recycling in rotations
including grain legumes: a field study completed with simulations using the STICS model. Agriculture, Ecosystem and Environnement.
Financement
Casdar, Innovations et partenariat 2009
Chap V : Dimensions
socio-économiques
des transitions
Conseillers demain : Accompagner les conseillers pour intégrer
l’enjeu de réduction des produits phytosanitaires
Olivia David
© CA28
• Pilotage et animation : Minas Anne (CA28), David Olivia
(CA28), Delbos Claude (CA44)
• Groupe « Métier » : André Sébastien (CA54), Aninat JeanBaptiste (CA45), Arnold Philippe (EMC2), Ayriaud Alain (CA44),
Baechler Franck (CA41), Brunet Jérôme (FDGEDA18), Coupez
David (CA28), Dumoulin François (CA60), Georges Hervé (CA80),
Gilet Jean-Dominique (FDGEDA 18), Girard Xavier (CA45),
Kannapel Serge (CA57), Laudinot Véronique (CA88), Lemaire
Philippe (CA44), Nicolet Jean-Pierre (CA36), Paineau Franck
(CA37), Revest Corinne (CA54), Rouyer Xavier (CA55), Savina
Jocelyn (CA28), Sene Olivier (CA02), Sexe Mathias (EMC2)
• Groupe « Expert » : Cerf Marianne (INRA, UR 1326 SenS),
Falgas Claude (YOTTA), Gagneur Charles-Antoine (INRA,
UR 1326 SenS), Mischler Pierre (Agro-Transfert RT), Olry Paul (AgroSup Dijon/ EDUTER), Sigwalt Annie (Groupe ESA/
LARESS), de Torcy Bertrand (Trame)
Mots clefs
Produits phytosanitaires, conseiller, compétences, organisation.
Réduction des produits phytosanitaires, évolution du contexte réglementaire et économique, diversification des
pratiques, des attentes et du profil des agriculteurs, les « territoires » dans leurs multiples déclinaisons… Tous ces
changements entraînent des évolutions dans la manière d’accompagner les agriculteurs ont un impact durable sur le
métier du conseiller. Réfléchir la mutation du métier de conseiller en agronomie devient un enjeu collectif. Le projet
« Conseillers demain » a été mené, avec des chercheurs, des conseillers et des chefs de service, pour qualifier ces
changements de métier et identifier les conditions nécessaires à l’accompagnement des conseillers.
Méthodes
La construction du projet s’est faite dans le contexte d’Écophyto, les résultats ont été diffusés au moment où le Ministre
de l’Agriculture présentait son « projet agro-écologique pour
la France » (décembre 2012), mettant ainsi en avant l’importance de l’évolution des systèmes de production dans l’actualité. Le projet « Conseillers demain » vise à enrichir la
capacité de réponse et d’adaptation des conseillers et des
organisations dans un environnement en changement. Cela
passe par :
- donner aux acteurs, à commencer par les conseillers euxmêmes, des clés de compréhension et des repères pour
mieux définir et appréhender les situations nouvelles ou
changeantes dans lesquelles les conseillers interviennent ;
- leur proposer des outils et des méthodes pour sécuriser
leur action ;
- faire des préconisations aux organisations permettant de
favoriser le changement.
Un groupe métier
En positionnant le projet « Conseillers demain » sur la problématique phytosanitaire, nous nous sommes directement
confrontés à ce que nous avons ensuite appelé « l’extension
des situations de conseil » : de pur technicien, le conseiller en
agronomie devient facilitateur du changement, médiateur
entre les exploitations agricoles et les acteurs locaux d’une
même zone, lui-même ressource d’un environnement en profonde mutation. Pour rester au plus près des réalités de terrain, nous avons constitué un « groupe métier », c'est-à-dire
une douzaine de conseillers de terrain désignés par leur
organisation. Le dispositif a efficacement fonctionné avec les
essais et erreurs que suppose une recherche action. Au fil du
temps, des mécanismes collectifs sont apparus, à l’image de
ceux utilisés par les conseillers avec les groupes d’agriculteurs confrontés volontairement ou non au changement.
Dans les travaux, le choix a été celui de l’observation des ...
Conseillers demain : Accompagner les conseillers pour intégrer l’enjeu de réduction des produits phytosanitaires
... conseillers en situation par des chercheurs (ergonomie,
didactique professionnelle, sociologie, pédagogie, agronomie), des mises en œuvre sur le terrain et des travaux en
petits groupes de conseillers pour :
- décrire et mettre à plat le métier de conseiller ;
- identifier les difficultés et les besoins ;
- formuler des hypothèses sur leurs besoins pour réaliser le
métier dans le changement ;
- expérimenter les méthodes et évaluer leur intérêt par rapport aux besoins formulés.
L’animation a soutenu à la fois l’expression collective du «
groupe métier » et la mise en expérience personnelle de
chacun des participants. Il s’agit donc d’un travail construit
et enrichi au fil des ateliers par les conseillers, qui a fait
appel aux mécanismes collectifs tels qu’ils sont utilisés par
les conseillers avec des agriculteurs pour créer des conditions de changement de métier.
Proposer aux conseillers des facteurs de sécurité
Les résultats du projet sont structurés de la manière suivante :
- Des observations de pratiques et une modélisation de la
relation de conseil
« La modélisation de la relation de conseil » apporte une
approche systémique et réflexive du métier de conseiller en
agronomie, et permet d’équiper de manière théorique les
conseillers et les chefs de service pour mieux comprendre
et se positionner dans les évolutions en cours.
- Une boîte à outils à l’usage des conseillers et des responsables de service
La boîte à outils se veut opérationnelle : proposer des outils
et des méthodes aux conseillers qui sont amenés à accompagner des changements de pratique. Il s’agit d’outils souvent connus et éprouvés, l’innovation vient de l’articulation
de ces outils dans le cadre de l’activité de conseil et des
illustrations pratiques construites par les conseillers. Ces
outils et ces méthodes ont pour but de les aider dans quatre
domaines : comprendre le contexte de l’agriculteur, accompagner le changement, s’ajuster en situation et gérer la rencontre de conseil.
- Des propositions à l’usage des responsables et des
organisations
Destinées aux employeurs, responsables professionnels et
responsables de service, ces propositions ont pour but de
décrire et promouvoir les conditions favorables à la mise en
œuvre des outils et des méthodes testées et à l’accompagnement des conseillers dans leur changement de métier.
- L’illustration par l’exemple du « tour de plaine revisité »...
Les 3 premières ressources citées ci-dessus sont illustrées
par un exemple : « le tour de plaine revisité ».
Au-delà des livrables produits dans le projet, il est intéressant
de restituer le vécu des conseillers. Pour la plupart des participants, ce projet sur 3 ans a permis de prendre conscience
de la nécessité de faire évoluer le métier de conseiller, dans
un contexte professionnel plus complexe. Par la mise à distance de leur propre expérience professionnelle (un projet
inter-régional avec des ateliers de travail sur deux jours en
dehors du cadre quotidien, de nombreux échanges et partages de questionnements, des interrogations d’experts), les
conseillers ont été amenés à considérer leur métier dans sa
globalité : « Certes, ma crédibilité auprès des agriculteurs
suppose des connaissances techniques, mais cela ne suffit
plus : ma posture doit intégrer une dimension relationnelle
afin de mieux appréhender les objectifs de chaque agriculteur
dans la conduite de son système de production. Mon travail ne
consiste pas à apporter une réponse technique mais à accompagner le changement. »
Tous les résultats téléchargeables à partir du lien :
www.chambre-agriculture-28.com/espace-agriculteurs/
conseillers-demain/
Pouvoir penser collectivement l’évolution du métier
En accédant à une certaine conceptualisation du métier, des conseillers peuvent « décortiquer » leur action pour mieux
en parler grâce à l’élaboration d’un langage commun. Ils ont pris conscience que l’évolution du métier passe par des
démarches collectives. Le temps de projet a été celui d’une transition, tant personnelle que collective. Pour lui donner
suite, il faudra réserver dans nos organisations des moyens pérennes pour élaborer des langages communs, des
démarches collectives à la hauteur des enjeux. Comme en témoignent des conseillers du « groupe métier » : « La
poursuite sur ce travail (…) ne peut s’envisager seule. Il me semble nécessaire d’organiser des rencontres entre conseillers
afin de poursuivre les échanges. » « Ma réflexion sur le métier m’a permis de mettre en pratique les thématiques
travaillées au sein de ce projet avec un jeune collègue, afin de l’accompagner dans le démarrage de sa carrière. ».
> Cerf M., Omon B., Barbier C., David O., Delbos C., Gagneur C.A., Guillot M.N., Lusson J.M., Minas A., Mischler P., Olry P., Petit M.S., 2012.
Les métiers d’agent de développement agricole en débat : Comment accompagner des agriculteurs qui changent leur façon de cultiver en
grandes cultures ? Innovations Agronomiques 20 (2012), 101-121
> Cerf M. et Maxime F., 2006. La coproduction du conseil : un apprentissage difficile. In B. Lemery, J. Rémy, H. Brives (Eds), Conseiller en
agriculture, EDUCAGRI Editions, 137-152.
> David O., Delbos C., Falgas C., 2011. Conseillers agronomiques demain : savoirs informels et politiques en crise. Colloque International
« Crise et/en éducation », Université Paris Ouest, Nanterre.
> Falgas C., Brunet J., 2012. La démarche de co-construction et l’attitude du conseiller. Travaux et Innovations n° 192, novembre 2012.
> Petit M.S, Omon B., Bonnin E., Brunet J., Dobrecourt J.F, Geloen M., Paravano L., Robin P., Villard A., Vivier C., Mischler P., Guillot M.N,
Cerf M., Olry P., 2010. Vers un nouveau métier de conseiller en production intégrée : Développer des compétences d’accompagnement des
agriculteurs, SFER, Colloque « conseiller en agriculture : acteurs, marchés, mutations », 14-15 octobre 2010.
Impacts environnementaux :
de l’évaluation à l’action
La session est centrée sur la manière d’évaluer les impacts environnementaux de l’utilisation des
pesticides, notamment sur l’eau. Les thèmes suivants seront abordés : le suivi de la qualité des
eaux (fréquence d’échantillonnage, intérêt des échantillonneurs passifs), l’apport de la recherche
sur la compréhension des phénomènes de transfert, la mesure des transferts à l’échelle
parcellaire, l’utilisation d’indicateurs, ainsi que des témoignages d’actions visant à réduire les
contaminations des eaux par les pesticides.
SOMMAIRE
PLAGE 2
49
Chaîne Pressions-Impacts
53
Financement
Écophyto (redevance sur pollutions diffuses),
Chap VIII: Des usages
aux impacts: indicateurs
PLAGE 2 : Conception et mise en œuvre d’une plate-forme d’évaluation
environnementale mettant à disposition des acteurs du monde agricole
des outils et des indicateurs agri-environnementaux
Marie-Béatrice Galan, Alexandre Morin
Mail : [email protected], [email protected]
• Surleau Caroline, Agro-Transfert Ressources et Territoires,
Estrées Mons
• Cariolle Michel, ITB (Institut Technique de la Betterave), Paris
• Bockstaller Christian, UMR Agronomie Environnement,
INRA-Université de Loraine, Nancy Colmar
• Guichard Laurence, UMR Agronomie, INRA-AgroParisTech, Grignon
• Leclercq Christine, Insitut Polytechnique Lasalle Beauvais
Mots clefs
Évaluation agri-environnementale, Indicateur, Base de données de
référence
À l’issue de l’étude de faisabilité réalisée dans le cadre d’un premier projet financé par le CASDAR en 2008 et 2009, les
partenaires du projet PLAGE 2 (Agro-Transfert Ressources et Territoires, Ambre Développement, INRA Grignon et Colmar,
ITB, Envilys, Lasalle Beauvais, ACTA, Institut de l’élevage, CIRAD, ADEME, Chambres d’Agriculture de Bretagne, de
Poitou-Charentes, de Picardie, de l’Aisne, de Seine et Marne et de Charente-Maritime) ont mis en œuvre le cahier des
charges qu’ils avaient défini collectivement et qui comprenait :
• le développement d’un site internet dont la finalité est de mettre à disposition gratuitement des informations sur un
grand nombre d’outils d’évaluation agri-environnementale issus des acteurs de la recherche, du développement et de la
formation, d’aider les utilisateurs potentiels à choisir l’outil le plus adapté à leurs besoins et de rendre accessible des
ressources documentaires sur l’évaluation des pratiques agricoles. Ce site Internet, dont la maintenance est assurée par
Agro-Transfert Ressources et Territoires, est accessible via le lien www.plage-evaluation.fr.
• la création d’un réseau de compétences sur le thème de l’évaluation agri-environnementale et plus globalement
sur l’évaluation des pratiques agricoles au regard de la durabilité des territoires. Ce réseau, animé également par
Agro-Transfert Ressources et Territoires, est structuré autour de deux communautés : un groupe « méthodes » et un
groupe « usages ».
L’ambition des partenaires en 2013 est de créer une association loi 1901 pour donner un statut juridique et une meilleure
visibilité au réseau d’acteurs.
La prise en compte croissante de la dimension environnementale dans les politiques d’orientation des pratiques agricoles et dans les travaux de recherche et de développement
en agronomie a conduit depuis une quinzaine d’années à une
multiplication de travaux sur l’évaluation agri-environnementale, aboutissant, dans de nombreux cas, à la conception de
méthodes et d’indicateurs voire de prototypes informatiques1
1. la méthode DEXEL de IDELE, IDEA issue de travaux de la DGER,
Dialogue du bureau d’étude SOLAGRO, INDIGO issue des travaux de
l’UMR Nancy-Colmar (LAE), DAEG mis au point par Agro-Transfert
Ressources et Territoires, MERLIN proposé par la Chambre
d’Agriculture de Poitou-Charentes, et les travaux de l’INRA de Rennes
sur l’Analyse de Cycle de Vie.
d’origine diverses (INRA, Instituts Techniques, Chambres
d’agriculture, Agro-Transfert..). Ces outils permettent d’estimer les impacts des pratiques agricoles au regard des différentes dimensions du développement durable et des
thématiques environnementales et, pour certains d’entre
eux, de proposer des plans d’actions à différentes échelles de
temps et d’espace.
Face à cette diversité, un ensemble d’acteurs de la
recherche, de la formation et du développement agricole,
concepteurs ou utilisateurs d’outils d’évaluation, s’est mobilisé à travers le projet PLAGE pour caractériser les outils
existants et les situations d’évaluation, pour expliciter la
diversité d’outils disponibles auprès de l’ensemble des
acteurs du monde agricole afin de faciliter leurs usages, ...
PLAGE 2 : Conception et mise en œuvre d’une plate-forme d’évaluation environnementale mettant à disposition
des acteurs du monde agricole des outils et des indicateurs agri-environnementaux
... mais également pour mutualiser les efforts de maintenance informatique et de paramétrage des outils et des BDD
de références. En vue d’atteindre ces différents objectifs, les
partenaires du projet ont conçu une plate-forme WEB et une
plate-forme de compétences qui permettent de :
• mettre à disposition de tout acteur du monde agricole, différents outils et indicateurs agri-environnementaux et
d’évaluation de la durabilité,
• guider les utilisateurs potentiels dans leur choix, en leur
permettant de préciser leurs objectifs et de mieux caractériser les atouts et limites de chacun des outils disponibles
au regard de ces objectifs,
• d’assurer la maintenance et les mises à jour des bases de
données nécessaires aux calculs des différents indicateurs
et outils présents sur la plate-forme.
Le projet PLAGE 1 a produit le cahier des charges de la plateforme WEB et a constitué un réseau ouvert d’acteurs agricoles impliqués dans l’évaluation agri-environnementale. Le
projet PLAGE 2 a permis de concevoir cette plate-forme, d’en
définir les conditions de maintenance et d’évolution mais
aussi de structurer et d’élargir le réseau d’acteurs.
Méthodes
Plusieurs groupes de travail ont été mis en place pour
atteindre les objectifs du projet :
• Un groupe « charte », chargé de définir les modalités de
fonctionnement du réseau d’experts ainsi que les conditions
de pérennisation de la plate-forme internet. Plusieurs pistes
ont été étudiées.
• Un groupe « utilisateurs », chargé de préciser le cahier des
charges du site Internet et notamment de définir les critères
permettant de guider les futurs utilisateurs d’outils dans
leur choix.
• Un groupe « informatique et BDD », dont la mission était
de réaliser le développement informatique de la plate-forme
internet avec l’ensemble de ses composantes : aide au
choix, BDD de référence, espace ressources.
• Un groupe « Ecophyto » : l’objectif de ce groupe était de
mettre en évidence les usages possibles de la plate-forme
dans le cadre du Plan Ecophyto et de réaliser une expertise
sur l’évaluation des effets collatéraux à une réduction
d’usage de produits phytosanitaires.
• Un groupe « communication », chargé de définir la charte
graphique PLAGE, de rédiger les supports de communication et d’organiser le colloque de clôture.
Un site internet www.plage-evaluation.fr
PLAGE (Figure 1), est un site web qui contient :
• des informations sur des méthodes et outils d’évaluation
environnementale, économique et sociale, informatisées ou
non,
• des liens vers les logiciels informatiques correspondant à
ces méthodes lorsqu’ils existent,
Figure 1 : Page d’accueil du site internet PLAGE
• une aide au choix des méthodes,
• une veille technique et scientifique sur les outils et projets
dédiés à l’évaluation agri-environnementale et à la contribution au développement durable.
Ce site Web est évolutif et pourra proposer à l’avenir de nouveaux services comme la mise à disposition de bases de
données de références, mises à jour régulièrement, utiles
au calcul des indicateurs. Cette plate-forme permet de favoriser l’appropriation et le développement de l’usage des
indicateurs et outils concernés.
Un réseau de compétences
PLAGE est aussi un réseau d’acteurs qui s’appuie sur deux
groupes de travail :
• Un groupe « méthodes » lieu d’échanges entre les concepteurs et de mutualisation des connaissances sur les indicateurs. Ce groupe propose notamment au comité scientifique
de nouveaux outils et indicateurs à référencer et alimente
l’espace ressources du site.
• Un groupe « usages », lieu d’échanges et de témoignages
sur les différentes utilisations des outils et leurs évolutions.
Ce groupe propose au comité de pilotage des améliorations
de la plate-forme et notamment de l’aide au choix des outils.
Ce réseau a d’ores et déjà produit :
• une séquence de formation sur le diagnostic agri-environnemental en 4e année de l’école d’ingénieurs agricoles
LaSalle Beauvais,
• un rapport d’expertise sur l’évaluation dans les exploitations agricoles des effets induits par les pratiques visant la
réduction de l’utilisation des produits phytosanitaires : grille
d’analyse (pratiques, effets, indicateurs), méthode de caractérisation des stratégies, premiers résultats sur une dizaine
d’exploitations.
Deux expertises non prévues initialement dans le projet ont
également été réalisées. Il s’agit de :
• un inventaire et une analyse comparative des données de
référence utilisées pour l’évaluation de systèmes de culture
innovants et économes en intrants, pour le compte du RMT
Systèmes de Culture Innovants, afin de faciliter l’harmonisation des méthodes de calcul des performances et de per-
PLAGE 2 : Conception et mise en œuvre d’une plate-forme d’évaluation environnementale mettant à disposition
des acteurs du monde agricole des outils et des indicateurs agri-environnementaux
mettre l’analyse croisée des résultats obtenus par les
partenaires.
• une expertise sur les indicateurs et méthodes pour l’évaluation des approvisionnements en biomasse, en octobre
2012, sollicitée par les partenaires du RMT Biomasse dans
le cadre du projet OPTABIOM pour donner un avis sur la
méthode d’évaluation des plans d’approvisionnement qu’ils
ont élaborée dans le cadre du projet. Les questions posées
par les partenaires étaient plus précisément :
1) la méthode choisie pour évaluer des approvisionnements
en biomasse dans le projet OPTABIOM est-elle pertinente ?
2) les échelles spatiales et temporelles sont-elles correctement intégrées dans cette évaluation ?
Vers une base de données de référence commune
La comparaison des bases de données internes aux outils
informatiques des partenaires a permis d’identifier un pool
de données communes aux divers outils et de constituer la
structure d’une base de données de références commune. Il
s’agit de données accessibles publiquement mais parfois
difficiles d’accès car non centralisées et pouvant provenir de
plusieurs sources, comme la liste et la composition des produits phytopharmaceutiques, la liste des caractéristiques
des substances actives, la liste, la composition et les caractéristiques environnementales des engrais minéraux et fertilisants organiques, etc. Ce travail va permettre aux
partenaires de PLAGE de bénéficier d’une base unique, centralisée et mise à jour régulièrement. Le réseau PLAGE
envisage également de proposer la consultation d’une partie de cette base de données de référence sur le site internet
de PLAGE, afin d’assurer une plus grande transparence des
références couramment utilisées dans l’évaluation environnementale et de la durabilité et faciliter l’interprétation des
résultats d’une évaluation.
TÉMOIGNAGE LORS DU COLLOQUE DE CLÔTURE, 14 JUIN 2013
Magali BENOIT, Inspection de l’enseignement
agricole. Quel intérêt pédagogique de la plate-forme
PLAGE ?
Autant pour le contenu que pour l’ergonomie, la
plate-forme PLAGE est tout à fait en phase avec nos
démarches et les compétences attendues en BTSA
et en bac professionnel. En effet, la plate-forme peut
venir en appui à :
- des enseignants pour conduire leurs cours,
- des élèves pour alimenter leurs travaux de
l’évaluation finale (diagnostic de durabilité en bac
pro, étude technique en BTSA),
- des autres acteurs de l’enseignement agricole
impliqués dans les projets en lien avec
les politiques du Ministère de l’Agriculture,
de l’agroalimentaire et de la Forêt.
Un mode de fonctionnement collaboratif
Pour assurer le fonctionnement du réseau de compétences,
la maintenance et la pérennité de la plate-forme internet,
les partenaires du projet ont mis en place une organisation
qui repose sur :
• un comité de pilotage, dont le président est désigné par les
membres du comité de pilotage, ainsi qu’un bureau, chargé
d’assurer la gestion de la plate-forme,
• un comité scientifique, dont le président est désigné par
les membres du comité de pilotage,
• un administrateur et animateur de la plate-forme.
Par ailleurs, Agro-Transfert Ressources et Territoires a été
désigné par le comité de pilotage PLAGE « organisme support » chargé de la gestion financière de la plate-forme. n
Le colloque de clôture du projet s’est tenu le 14 juin 2013 à Amiens. Il a été l’occasion de mesurer tout l’intérêt de la
plate-forme PLAGE pour l’ensemble de la communauté Recherche-Formation-Développement du monde agricole
(cf Encadré 1) et de faire connaître l’intention des partenaires de poursuivre leur collaboration dans le cadre d’une
association loi 1901.
Les animateurs des groupes « usages » et « méthodes » ont annoncé les pistes de travail et leur souhait d’accueillir
de nouveaux partenaires pour élargir le réseau d’experts et répondre toujours mieux aux besoins des acteurs et
commanditaires de l’évaluation agri-environnementale. Les participants au colloque ont également exprimé le
souhait de la tenue annuelle d’un séminaire autour des outils d’évaluation de la durabilité sur le modèle du colloque.
Mais la pérénnisation du réseau et la maintenance de la plate-forme nécessitent des moyens humains et financiers.
C’est pourquoi les partenaires se sont tournés vers le GIS Relance Agronomique et le Ministère de l’Agriculture afin
d’étudier différents scenarii de financement.
> Galan M.B., Surleau C., Leclercq C., Bernard M., Bockstaller C., Guichard L., Minette S., Boizard H., Cariolle M, 2012. PLAGE 1 : Etude
de faisabilité d’une plate-forme WEB dédiée à l’évaluation agri-environnementale. Innovations Agronomiques 25 , 41-53.
> Leclercq C., Attoumani-Ronceux A., Bockstaller C., Galan M.B., 2011 : Usages des méthodes d’évaluation environnementale. Actes
du colloque « Ecologisation des politiques publiques », INRA, Avignon, mars 2011.
> Dupriez M., 2012. Evaluation dans les exploitations agricoles des effets induits par les pratiques visant la réduction de l’utilisation des
produits phytosanitaires. Mémoire de fin d’études.
> Blanchard M., Galan M.B., 2012. Inventaire et analyse comparative des données de référence utilisées pour l’évaluation de systèmes
de culture innovants et économes en intrants. Rapport d’expertise du réseau PLAGE. RMT Systèmes de Culture innovants.
> Galan M.B., Bockstaller C., Cariolle M., 2012. Indicateurs et méthodes pour l’évaluation des approvisionnements en biomasse. Rapport
d’expertise du réseau PLAGE. RMT Biomasse.
Financement
Écophyto (redevance pollutions diffuses) ONEMA R&D 2012
Chap VII : Des usages
aux impacts: indicateurs
Test d’outils intégratifs pour évaluer l’impact des pratiques
phytosanitaires sur les cours d’eau
Véronique Gouy
© Photo Irstea
Mots clefs
• Le Dréau Matthieu, Margoum Christelle (Laboratoire de chimie des
milieux aquatiques)
• François Adeline, Chaumot Arnaud, Geffard Olivier (Laboratoire
d’écotoxicologie)
• Foulquier Arnaud, Pesce Stéphane (Écologie microbienne des
hydrosystèmes anthropisés)
• Le Hénaff Guy, Gouy Véronique (Pollutions agricoles diffuses),
Irstea Lyon
• Mazzella Nicolas (Contaminants anthropiques et réponses des
milieux aquatiques), Irstea Bordeaux
Échantillonnage passif, bio-surveillance, gammares, communautés microbiennes, pesticides, qualité des eaux
de surface.
Ce projet vise à évaluer l’intérêt d’outils intégratifs (échantillonneurs passifs, gammares encagés, communautés
microbiennes autochtones) exposés conjointement durant une semaine à un mois au sein de deux cours d’eau aux contextes
agro-pédo-climatiques distincts. Grâce à leurs caractères intégratifs et à leur sensibilité, ces outils ont mis en évidence
une différenciation spatiale et temporelle de la contamination en lien avec l’occupation des sols et la pluviométrie.
L’intérêt d’envisager leur utilisation pour améliorer les diagnostics de la contamination et évaluer l’efficacité de plans
d’action est mis en avant.
Méthodes
Pour effectuer le diagnostic de la contamination des milieux
aquatiques par les produits phytosanitaires, les gestionnaires (agents des syndicats d’aménagement de bassins,
des groupes régionaux phytosanitaires, du territoire (dans le
cadre des Plans d’Action Territoriaux des Agences de l’eau,
notamment) s’appuient essentiellement sur une stratégie
d’analyse chimique, associée à un échantillonnage ponctuel, au mieux mensuel. Cependant cette méthodologie ne
rend pas compte i) de la variabilité temporelle de la contamination ni ii) des effets biologiques induits. Ainsi, ces informations permettent difficilement d’évaluer l’impact des
pratiques phytosanitaires sur la qualité de l’eau et de mesurer l’efficacité de plans d’action en termes de réduction
d’impact.
Ce travail cherche à évaluer l’apport à cette problématique
de nouveaux outils intégratifs chimiques (échantillonneurs
passifs) ou biologiques (encagement de gammares, étude
des communautés microbiennes autochtones) développés à
l’Irstea. On souhaite mettre en avant leur intérêt et leur
complémentarité pour mieux rendre compte de l’évolution
spatio-temporelle de la contamination, mais aussi mieux
cerner les conditions de leur mise en œuvre pour faciliter
leur appropriation par les gestionnaires.
Suivi chimique
Deux types d’échantillonneurs passifs ont été utilisés : la passive-SBSE (Stir Bar Sorptive Extraction) échantillonnant des
molécules hydrophobes à moyennement hydrophiles et le
POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) échantillonnant une majorité de molécules hydrophiles. Ces outils, placés dans le milieu, réalisent un échantillonnage en continu et
améliorent ainsi la représentativité de la mesure en permettant d’obtenir une concentration intégrée sur le temps d’exposition de l’échantillonneur. Dans cette étude, 49 pesticides (28
herbicides, 9 fongicides et 12 insecticides) ont été recherchés.
Suivi biologique
Il a consisté dans le déploiement de deux types d’outils :
- des gammares encagés (biomonitoring actif) sur 7 jours
pendant 4 semaines consécutives, avec la mesure :
1) de l’inhibition de l’acétylcholinestérase, caractéristique
d’un épisode de neurotoxicité dont les insecticides organophosphorés et les carbamates sont les plus susceptibles
d’être en cause au sein des cours d’eau naturels en milieu
agricole,
2) du taux d’alimentation marqueur de toxicité globale
notamment sensible à la présence de phytosanitaires. ...
Test d’outils intégratifs pour évaluer l’impact des pratiques phytosanitaires sur les cours d’eau
... - l’étude des communautés microbiennes autochtones
(biomonitoring passif) avec la mesure de paramètres fonctionnels sensibles à la présence de toxiques :
1) la dégradation de litières végétales, non spécifique des
pesticides mais marqueur de la qualité écologique du milieu,
2) la capacité d’acquisition de tolérance des biofilms phototrophes périphytiques comme indicateur de la pression
toxique à une famille de substances actives (tests de toxicité
aiguë basés sur l’approche PICT, « Pollution Induced
Community Tolerance »).
Pour affiner les méthodologies d’utilisation et d’interprétation des réponses de ces outils, une campagne de déploiement conjoint a été réalisée en juin 2014 sur deux bassins
versants différenciés :
- le premier bassin versant est celui de l’Ardières, dans le
Beaujolais viticole, soumis à une pression forte en produits
phytosanitaires. Trois points de suivi ont été sélectionnés
sur la rivière selon un gradient croissant d’occupation du sol
par la vigne ;
- le second bassin versant est celui de la Coise, dans les
Monts du Lyonnais, associant polyculture et élevage. La
culture du maïs est dominante au mois de juin. Trois sites de
suivi ont également été sélectionnés : un point sur la rivière
de la Coise (sous-bassin 2 : « SBV2 ») et deux points sur deux
de ses affluents, caractérisés par des intensités d’usages
agricoles différenciées (« SBV1 » : de faible pression agricole et « SBV3 » de forte pression agricole).
paramètres biologiques mesurés sur les mêmes périodes
d’exposition. Par exemple, en cohérence avec les concentrations importantes d’insecticides organo-phosphorés
mesurées en aval du site viticole, une forte inhibition de
l’acétylcholinestérase chez des gammares encagés a été
observée (Figure 1). Bien que non spécifiques des pesticides,
les taux d’alimentation des gammares encagés et les taux de
décomposition de litières par les communautés microbiennes et de macro-invertébrés autochtones démontrent
également une forte toxicité en aval de ce bassin versant. Les
paramètres biologiques ont également mis en avant, sur le
site intermédiaire, des perturbations sans que les concentrations en pesticides mesurées ne suffisent à les expliquer,
révélant l’influence d’autres facteurs d’impact (substances
phytosanitaires non mesurées ? mélanges plus toxiques ?
autres polluants ?).
Le déploiement des échantillonneurs passifs a permis de
différencier les types de contamination des deux agrosystèmes étudiés : prédominance des fongicides et insecticides
sur le bassin viticole et des herbicides sur le bassin en maïsiculture. Ils rendent également compte d’une différenciation spatiale de la contamination cohérente avec l’occupation
du sol.
On note que les échantillonneurs passifs ont intégré des pics
de contamination fugaces directement liés à des épisodes
de crue, mettant en exergue la présence de certaines molécules non échantillonnées par les prélèvements ponctuels
réalisés sur la même période dans le cadre des suivis de
surveillance (RCS et RCO) : par exemple l’acétochlore sur la
Coise ainsi que des insecticides organophosphorés sur l’Ardières. Une analyse qualitative, par screening de plus de 200
molécules phytosanitaires, des substances actives détectées sur les échantillonneurs passifs comparées à celles
détectées dans l’échantillon ponctuel sur la même période,
met en évidence une gamme beaucoup plus importante de
substances retrouvées via l’échantillonnage passif (par
exemple 47 contre 18 en aval de l’Ardières). Cependant, une
limite encore non résolue des échantillonneurs passifs
réside dans leur difficulté à échantillonner les substances
très hydrophiles comme le glyphosate et l’AMPA (produit de
dégradation).
Les outils de bio-surveillance ont permis de conforter ou de
nuancer le diagnostic chimique au regard des valeurs des
Figure 1 : a. Somme des concentrations en chlorpyriphos méthyl
et éthyl, b. Inhibition de l’AChE sur gammares encagés – Bassin de
l’Ardières, Sites Amont, Intermédiaire et Aval et chaque semaine
d’exposition.
Figure 2 : Tests de toxicité (croissance en 48h) de l’acétochlore sur
les biofilms phototrophes - Bassin de la Coise, Sites SBV1, SBV2 et
SBV3.
Test d’outils intégratifs pour évaluer l’impact des pratiques phytosanitaires sur les cours d’eau
Sur la Coise, aucune inhibition de l’acétylcholinestérase n’a
été mise en évidence, ce qui a confirmé que les insecticides
organophosphorés et carbamates ne sont pas un enjeu sur
ce bassin. Cependant, l’inhibition alimentaire observée sur
les gammares encagés a démontré des impacts biologiques
pouvant être importants et discriminés dans le temps et
dans l’espace, en cohérence avec l’évolution de la contami-
nation en pesticides mesurée via les échantillonneurs passifs. Des tests de toxicité aiguë réalisés sur le biofilm
phototrophe autochtone ont également montré une augmentation de sa tolérance vis-à-vis de l’acétochlore en fonction du niveau de présence de cette substance, ou d’autres
herbicides présentant le même mode d’action, comme le
métolachlore, au sein des trois bassins étudiés (Figure 2). n
Ces premiers résultats mettent en exergue la grande cohérence des réponses des différents outils et leurs apports
spécifiques pour améliorer les diagnostics de la contamination des eaux de surface par les pesticides et rendre
compte de son évolution spatiale ou temporelle grâce, notamment, au caractère plus intégratif de ces outils et à leur
sensibilité. Les outils de bio-surveillance apportent des éléments de diagnostic importants quant à l’estimation de
l’impact toxique et de la gravité des impacts globaux ou plus spécifiques aux pesticides. Ces essais sont en cours de
consolidation sur les mêmes bassins et sur un nouveau bassin à dominante grandes cultures (bassin du Charlet au
sud de Clermont Ferrand). Compte tenu de ces résultats, il semble important pour faciliter le transfert de ces outils
vers les opérationnels 1) d’élargir la connaissance des conditions de leur applicabilité pour une gamme diversifiée
de contextes agro-pédo-climatiques, 2) de mieux caractériser à quelles questions du terrain ils peuvent d’ores et
déjà répondre et 3) d’étudier leurs conditions d’appropriation par les acteurs de terrain.
> Grenier H., Gouy V., Pesce S., Assoumani A., Margoum C., Coquery M., Larrose A., Dabrin A., Geffard O., Chaumot A., Jubeaux G., Mazzella
N., Morin S., 2014. Evaluation de la qualité chimique et biologique des cours d’eau vis-à-vis des produits phytosanitaires : Intérêts et limites
des capteurs passifs et d’outils d’évaluation d’impact biologique. Irstea, 82 p.
> Le Dréau M., Chaumot A., Foulquier A., François A., Geffard O., Margoum C., Pesce S., Martin C., Mazzella N., Gouy V., 2015. Complémentarité
d’échantillonneurs passifs et de bio-indicateurs pour évaluer la contamination en pesticides des eaux de surface de bassins versants
agricoles. Communication orale et Actes du 45e congrès du Groupe Français des Pesticides, 27-29 mai 2015, Versailles. Sous presse.
Échanges sur les stratégies
de recherches au niveau européen :
quelle valeur ajoutée à une meilleure
coordination des programmes ?
La plupart des autres pays européens sont engagés dans des programmes de recherche
nationaux visant à faciliter la mise en œuvre des principes de la protection intégrée des cultures
comme requis par la Directive 2009/128/EC. Compte tenu des préoccupations communes aux
différents pays, un ERA-NET (C-IPM, Coordinated Integrated Pest Mangement in Europe) a été
mis en place par la Commission Européenne afin de coordonner les programmes de recherche
nationaux relatifs à la protection intégrée et aux usages mineurs. Coordonné par la France, C-IPM
rassemble désormais 34 partenaires issus de 21 pays et a pour missions :
- d’élaborer un agenda de recherche stratégique commun sur la protection intégrée en Europe ;
- de coordonner des appels d’offres transnationaux sur la protection intégrée et les usages
mineurs ;
- de faciliter la mise en œuvre de la protection intégrée auprès des agriculteurs européens.
Après avoir présenté C-IPM ainsi que deux exemples illustrant l’intérêt de partager des données
et de mutualiser des dispositifs conduits à l’échelle nationale, la session a pour objet de discuter
la valeur ajoutée que l’on peut attendre d’une meilleure coordination des programmes nationaux
et d’identifier les thématiques du Plan Écophyto qui bénéficieraient le plus d’une telle coordination
européenne.
Projets de recherche, issus de différents
appels à projets de recherche
(CASDAR, MEDDE, ANR, ANSES …),
contribuant à satisfaire les objectifs
de réduction de l’usage des intrants
phytosanitaires du plan Écophyto
SOMMAIRE
4P
61
AGRICAN 63
BASIS3P
67
DEFILEG 69
Échaudure des pommes 73
EcoFusa
77
ECOPROTECTGRAIN 81
FERTIPRO 85
INFLOWEB
89
LANDSCAPHID
91
MEPIMEX
95
OAD SERRE
99
TABLE-RES 101
VASCUlég
105
VIRAPHID
109
Financement
des méthodes et
4P : Évaluation des caractéristiques et de l’intérêt agronomique de préparations
simples de plantes pour des productions fruitières, légumières et viticoles
économes en intrants
Patrice Marchand
© Aude Coulombel
•F
uret Arnaud, Navarro Jean-Michel, ADAbio, Montmelian
•M
aille Eric, AGROBIO Périgord
•C
haput Cécile, CA IdF, Bidaut Florent, CA71, Larrieu Jean-François, CA82
•A
rufat Alain, CIVAMBio66
•O
ste Sandrine, Tournant Ludovic, Coulon Audrey, FREDON Nord-Pas-de-Calais
•P
arveaud Claude-Eric, Chovelon Marc, Gomez Christelle, Lambion Jérôme,
Ondet Sophie-Joy, GRAB, Avignon
•C
onseil Mathieu, IBB, Rennes
•A
veline Nicolas, Molot Bernard, Berthier Céline, IFV pôle Bourgogne
•B
runet Jean-Luc, Belzunces Luc P, INRA-Laboratoire de Toxicologie Environnementale,
Avignon
• Bonafos Romain, INRA, Services Déconcentrés d’Appui à la Recherche, Montpellier
• Guillet Bertrand, SupAgro Montpellier
• Isambert Côme, Jonis Monique, ITAB
• Bertrand Cédric, Andreu Vanessa LCBE UPVD, Perpignan
• Treuvey Nadine, Pierre Sandra Prisca, SERAIL/CTIFL, Bellegarde
Mots clefs
Biocontrôle, Tuta absoluta, tomate, culture, partenariat, synergie.
Chap VIII: Des usages aux impacts: indicateursrojet 4P « Protection des Plantes Par les Plantes » a porté entre 2009 et
2013 sur la recherche d’alternatives à l’utilisation de pesticides, en s’appuyant sur l’évaluation de préparations à base de
plantes (infusions, décoctions de prêle, armoise, absinthe et saule) dans un objectif de protection des cultures contre les
bioagresseurs, en particulier en viticulture. Le 4P s’est concentré sur l’étude des propriétés fongistatiques ou fongicides,
la composition chimique et l’écotoxicité de ces extraits. L’étude des efficacités s’est appuyée sur des expérimentations de
terrain réalisées sur un réseau de parcelles. Ce programme pluridisciplinaire s’est attaché à développer des solutions de
biocontrôle, dans le cadre réglementaire pour les Préparations Naturelles Peu Préoccupantes. Il a pu mettre en évidence
l’intérêt de ces préparations, définir les usages les plus caractéristiques (Bonnes Pratiques Agricoles), en particulier en
viticulture dans la réduction des doses de cuivre et de soufre. Ces résultats sont encourageants, et bien que morcelés et
partiels, ils sont en cours de valorisation effective grâce à d’autres travaux internationaux.
Un certain nombre d’agriculteurs biologiques mais également conventionnels utilisaient de façon plus ou moins
empirique des préparations simples de plantes, avec l’objectif de conférer aux plantes cultivées une meilleure résistance
aux attaques des bioagresseurs et/ou de réduire les traitements phytopharmaceutiques (nombre, fréquence, doses…).
Les connaissances scientifiques concernant le mode préparatoire de ces produits et leurs modalités d’utilisation sont
rares et partielles mais sont en augmentation régulière.
La « rationalisation » de l’usage de ces produits doit permettre de répondre à l’une des demandes sociétales
majeures de notre époque, à savoir la production d’aliments
sains, non seulement pour les consommateurs (pas de résidus de pesticides) mais également pour l’environnement
(pas de pollution des eaux et des sols, respect des équilibres
naturels) et les utilisateurs (risques moindres voire nuls pour
la santé de l’agriculteur qui utilise ces produits).
Pour que ces préparations puissent être utilisées avec une
efficacité reproductible, il est primordial de comprendre,
même partiellement, leur mode d’action de façon à pouvoir
optimiser l’extraction des substances actives, le processus
de fabrication, la stabilisation de ces préparations, les dates
et les doses d’application, afin de protéger qualitativement et
quantitativement les cultures de façon satisfaisante.
...
4P : Évaluation des caractéristiques et de l’intérêt agronomique de préparations simples de plantes pour des productions fruitières,
légumières et viticoles économes en intrants
... Les objectifs détaillés poursuivis dans ce projet étaient de :
1. montrer des efficacités in vitro ;
2. caractériser les extraits ;
3. tester l’innocuité des préparations (risques de toxicité sur les
organismes non cibles : organismes aquatiques, abeilles) ;
4. tester l’efficacité sur plantes en pots ;
5. tester l’efficacité en plein champ (réseau de parcelles) ;
6. fournir aux agriculteurs des références pratiques.
Méthodes
Cinq plantes ont été retenues suite à une enquête multi-filières : prêle, saule blanc/osier, armoise, menthe poivrée et
absinthe. Les préparations à base de plantes ont été réalisées et testées sous formes aqueuses (décoctions, infusions, tisanes) et d’extraits hydro-alcooliques, à partir des
mêmes plantes sèches et d’une recette commune.
Le projet a permis de tester :
- Des préparations à base de plantes, extraction aqueuse
(tisanes).
> Plus de 40 expérimentations en maraîchage, viticulture,
arboriculture sur 1 an en pot et au champ.
- Des préparations hydro-alcooliques de plantes (décoction/
macération).
> Plus de 70 expérimentations en maraîchage, viticulture,
arboriculture sur 3 ans en pot et au champ.
- Des expérimentations en laboratoire :
> Analyse des capacités de stimulation des défenses
métabolomiques des plantes (SDP),
> Résultats écotoxiques sur insectes auxiliaires,
> Analyse de la composition des extraits de plantes.
En cultures assolées de plein champ, les résultats quoique
intéressants et positifs, sont non reproductibles d’une année
Tableau 1 : Efficacité des PNPP en viticulture et arboriculture
sur l’autre et d’une station à l’autre, car trop dépendants des
conditions d’utilisation et des variétés.
En viticulture et arboriculture, elles se sont révélées plus
efficaces, même avec une reproductibilité partielle, confirmant les utilisations régulières pratiquées sur le terrain.
Ces préparations sont surtout intéressantes en complément
des stratégies habituelles mobilisées en agriculture biologique, dans l’accompagnement des réductions de doses
appliquées, de façon volontaire (soufre) ou obligatoire
(cuivre) en particulier pour leurs propriétés antisporulantes
contre Plasmopara viticola (Tableau 1).
Les résultats ont été diffusés dans de nombreux congrès et
une journée complète dédiée au programme 4P a été organisée par l’ITAB début 2013.
Homologations
Les approbations en substances actives étant hors de portée
financière, nous avons déposé les dossiers de substance de
base pour les 4 plantes du 4P. Deux extraits sont actuellement approuvés, la prêle (Equisetum arvense) et l’écorce de
saule (Salix cortex).
Les deux autres extraits d’armoise et d’absinthe ne seront
pas approuvés dans cette catégorie et devront trouver
d’autres voies. n
Une « Journée 4P » a été organisée en 2013, les Actes sont en ligne sur le site de l’ITAB (http://www.itab.asso.fr/
publications/jt-intrants2013.php).
Les tisanes sélectionnées ont montré des efficacités intéressantes et deux tisanes (la prêle, Equisetum arvense,
et l’écorce de saule, Salix cortex) sont approuvées et utilisables par les agriculteurs,
Un programme d’expérimentation CASDAR similaire est en cours sur les huiles essentielles en tenant compte des
acquis du projet 4P.
Un document guide « Conduire des essais d’expérimentation avec des extraits de plantes » est prévu, à l’initiative
de l’ITAB, pour 2016.
> Marchand P., 2011. Activité antifongique de la Prêle, Alter Agri, 110, pp25-26.
> Marchand P. et al., 2014. Evaluation des caractéristiques et de l’intérêt agronomique de préparations simples de plantes, pour des
productions fruitières, légumières et viticoles économes en intrants, Innovations Agronomiques, 34, pp83-96.
> Marchand P. et al., 2015. Intérêt agronomique de préparations simples de plantes, pour des productions viticoles économes en intrants,
Revue des Œnologues, 155, pp25-28.
> Marchand P., 2015. .Basic Substances: An approval opportunity for Low Concern Natural Products under EU pesticide regulation, Pest
Management Science, DOI: 10.1002/ps.3997
> Marchand P., 2015., Le saule ou osier : Un SDN antifongique, Alter Agri, 130, p31.
Financement
Ecophyto (redevance pollutions diffuses) ANSES EST 2010
Chap VIII: Exposition
humaine
AGRICAN : Activités agricoles et risque de cancers chez les affiliés
du régime agricole – Résultats intermédiaires de l’étude AGRICAN
(AGRIculture et CANcers)
Lebailly Pierre
•B
aldi Isabelle, Université de Bordeaux, ISPED, Laboratoire Santé Travail Environnement,
Centre Inserm U897 « Epidémiologie – Biostatistique »
• Gagey Michel, Santé Sécurité au Travail, CCMSA Bagnolet
• Velten Michel et Guizard Anne Valérie, réseau Francim des registres de cancers
• Lebailly Pierre, UMR1086 INSERM Cancers & Préventions
Mots clefs
Cohorte, cancers, pesticides, facteurs de risque, professionnel
Un relatif consensus existe au niveau international pour conclure à un risque différent de cancers chez les personnes
travaillant en milieu agricole. Cependant, l’implication de l’exposition aux pesticides fait toujours débat. La conduite de
vastes études épidémiologiques est une des solutions pour répondre à ces questions. Ainsi, la cohorte AGRICAN a permis
l’inclusion de plus de 180 000 affiliés du régime agricole. Même si l’espérance de vie des affiliés MSA inclus est supérieure
à celle de la population générale, certainement du fait du tabagisme nettement moindre, l’incidence de cancers n’est pas
différente et certains cancers, comme attendu d’après les données internationales, sont retrouvés plus fréquemment
(prostate, mélanome, cancers hématologiques). Les premières analyses sur les cancers les plus fréquents (prostate et
poumons) montrent l’implication de différentes tâches agricoles et de l’utilisation de pesticides sur certaines cultures
ou animaux
Les cancers représentent la première cause de décès en
France comme dans de nombreux pays riches. Les facteurs
de risque sont encore mal connus pour de nombreux cancers même pour certains parmi les plus fréquents (prostate,
sein pour exemples). L’agriculture française est au premier
plan en Europe pour de nombreuses productions mais aussi
pour l’utilisation de pesticides. Ainsi, l’exposition professionnelle directe ou indirecte aux pesticides concerne une
population agricole très nombreuse, environ 800 000 unités
de travail à temps plein comprenant, outre les chefs d’exploitation, des salariés permanents à temps plein, à temps
partiel ou saisonniers et des personnes ayant une activité
sur l’exploitation. Par ailleurs, de nombreux arguments
existent aujourd’hui dans la littérature scientifique en
faveur de risques de santé pour les personnes professionnellement exposées à certains pesticides (cancers,
troubles de la reproduction, maladies neurologiques,…)
[Inserm 2013 ; Ntzani 2013], plaçant cette question parmi les
grands enjeux de santé publique. Pour la nuisance la plus
étudiée à ce jour, les pesticides, de nombreuses interrogations persistent car i) certains pesticides n’ont quasiment
pas été étudiés (antiparasitaires utilisés sur animaux, biocides utilisés dans les bâtiments, nombreuses familles
chimiques de pesticides très utilisées en Europe mais pas
ou peu aux Etats-Unis) et ii) aucune méthode validée et
consensuelle n’existe à ce jour pour identifier les personnes
exposées (tâches à prendre en considération, matières
actives utilisées) ou quantifier leur niveau d’exposition. La
conduite de vastes études épidémiologiques est une des
solutions pour répondre à ces questions.
La cohorte AGRICAN a donc été mise en place pour répondre
à deux objectifs principaux : 1) quel est l’état de santé de la
population agricole par rapport à la population générale
notamment en termes de cancers globalement et par type
de cancer, et 2) Quels sont les éventuels secteurs professionnels, tâches et nuisances (dont les expositions directes
et indirectes aux pesticides) à risque de cancers ?
Méthodes
L’étude AGRICAN (Figure 1) est une étude de cohorte prospective. Sa phase d’inclusion portait sur tous les affiliés
(salariés et non-salariés, actifs ou retraités) au régime agricole adultes en 2004, ayant cotisé au moins 3 ans à ce régime
et résidant dans un des départements couverts par l’étude.
L’inclusion s’est déroulée entre novembre 2005 et fin
décembre 2007 et a permis d’inclure, via le retour d’un
auto-questionnaire, plus de 180 000 affiliés ce qui en a fait
la plus vaste cohorte prospective agricole au niveau ...
AGRICAN : Activités agricoles et risque de cancers chez les affiliés du régime agricole – Résultats intermédiaires
de l’étude AGRICAN (AGRIculture et CANcers)
Figure 1 : Les phases de l’étude AGRICAN
... international. Dès leur inclusion, les membres de la
cohorte ont été suivis indirectement en termes de santé par
des croisements réguliers de fichiers avec les caisses
locales MSA, le RNIPP, le CépiDC et les registres de cancers.
La première phase de suivi des expositions par envoi de nouveaux questionnaires a débuté en janvier 2015.
La description des données du questionnaire d’inclusion a
permis de quantifier l’exposition aux pesticides selon les
secteurs de production et le statut professionnel ainsi que
certaines habitudes de vie (tabagisme, consommation d’alcool, corpulence). Le suivi de la santé sur la période entre
l’inclusion et fin 2011 a permis de documenter les causes de
décès et l’incidence de cancers au sein de cette cohorte.
Même si l’incidence globale de cancers est moindre que
celle de la population générale, plusieurs cancers apparaissent dès à présent plus fréquents dans cette cohorte
comme les cancers de la prostate, certaines hémopathies
ou encore les mélanomes cutanés ou les cancers des
lèvres. Les premières analyses ont pu débuter sur le lien
entre les expositions professionnelles et le risque de cancer
et ceci localisation cancéreuse par localisation cancéreuse.
Les premières données disponibles concernent les cancers
les plus fréquents chez les hommes (prostate et poumons).
Le rôle de l’exposition directe (lors de l’utilisation sur culture,
animaux ou bâtiments) ou indirecte (tâches de ré-entrée et
récoltes) aux pesticides est particulièrement étudié, globalement et par type de culture ou d’élevage. Ainsi, pour les cancers de la prostate, l’élevage de bovins et notamment
l’utilisation d’insecticides et la désinfection des locaux
seraient des facteurs de risque ainsi que la conduite de l’élevage porcin. En termes de cultures, les traitements pesticides du blé et de l’orge en plein champ, mais aussi de leurs
semences, seraient également des facteurs de risque de
cancers de la prostate ainsi que la réalisation des foins, le
semis et la récolte du tabac ou des pommes de terre. Enfin,
les traitements pesticides en arboriculture fruitière ainsi
que la récolte des fruits seraient par ailleurs des tâches à
risque de cancers de la prostate (Figure 2). A ce stade des
analyses, aucune association n’a été trouvée avec les 3
autres élevages étudiés (équin, ovin/caprin et aviaire) ni avec
les 8 autres cultures (viticulture, pois, maïs, colza, betteraves, tournesol, serres, cultures légumières en champs).
Pour les cancers pulmonaires, peu de facteurs de risque ont
été identifiés mis à part l’implication dans les cultures de
pois fourragers et particulièrement lors des récoltes mais
aussi les secteurs de l’arboriculture, des légumes et des
serres. n
Figure 2 : Lien entre l’implication en arboriculture et le risque de
cancer de la prostate (RR= Risque Relatif)
Les analyses internes continuent et fourniront à court terme des résultats sur d’autres cancers dont ceux particulièrement
suspectés d’être impactés par l’exposition aux pesticides comme les hémopathies malignes soit dans le cadre du
consortium AGRICOH soit spécifiquement pour l’étude AGRICAN. D’autre part, de prochaines analyses seront réalisées
pour étudier l’effet de certaines familles chimiques de pesticides sur le risque de cancers de la prostate ou de certaines
hémopathies grâce à l’utilisation de la matrice cultures-exposition Pestimat. La phase de suivi des expositions se
déroulera jusqu’à fin 2016 et permettra de collecter des informations nouvelles sur des tâches non explorées dans le
questionnaire d’inclusion comme le désherbage inter-cultures par exemple. Les retombées pour la population agricole
et plus largement pour la population générale sont nombreuses. La population incluse dans AGRICAN reçoit
régulièrement des informations sur les effets de santé par l’intermédiaire de bulletins d’information, un premier de 20
pages en juillet 2011 et le second de 32 pages en janvier 2015. Le partenariat étroit avec la MSA permet une diffusion
des résultats au-delà des départements directement impliqués et des actions de prévention. Les données collectées
à l’inclusion et lors du premier questionnaire de suivi permettront également de documenter les évolutions des
pratiques en termes de fréquences de tâches, de port d’équipements de protection individuelle et aussi de types de
matériel de traitement. Enfin, les effets de santé observés en population professionnellement exposée peuvent éclairer
les pouvoirs publics sur les effets à suspecter lors d’expositions à des niveaux moindres en population générale.
AGRICAN : Activités agricoles et risque de cancers chez les affiliés du régime agricole – Résultats intermédiaires
de l’étude AGRICAN (AGRIculture et CANcers)
> Baldi I. et al., 2014. Agricultural exposure and asthma risk in the AGRICAN French cohort. Int J Hyg Environ Health. 217(4-5):435-42.
> Leon M.E. et al, 2011. AGRICOH: a consortium of agricultural cohorts. Int J Environ Res Public Health. 8(5):1341-57.
> Levêque-Morlais N. et al., 2015. The AGRIculture and CANcer (AGRICAN) cohort study: enrollment and causes of death for the 2005-2009
period. Int Arch Occup Environ Health 88(1):61-73.
> Tual S. et al., 2013. Agricultural exposures and chronic bronchitis: findings from the AGRICAN (AGRIculture and CANcer) cohort. Ann
Epidemiol. 23(9):539-45.
> Tual S., Soutenue en décembre 2013. Rôle des expositions professionnelles en milieu agricole sur des pathologies respiratoires
cancéreuses et non cancéreuses. (Recherche Clinique, Innovation technologie, Santé publique). Université de Caen Basse-Normandie.
Financement
Chap II :
Solutions intégrées
de protection
Verger Bas intrants : Evaluation de systèmes de cultures arboricoles
à bas niveaux d’intrants et transfert aux arboriculteurs
Mercier Vincent
• Bussi Claude, UE0695 UERI Domaine de Gotheron, INRA PACA
• Ricavy Isabelle, Chambre d’agriculture Bouches-du-Rhône
• Blanc Philippe, Station d’expérimentation SERFEL, Saint-Gilles
• Montrognon Yannick, SEFRA, Etoile-sur-Rhône
• Charreyron Marie, Station d’expérimentation La Pugère, Mallemort
• Guérin Anne, IFPC, Sées
• Greil Marie-Laure, UE0393 Arboricole la Tour de la Rance,
Bourran, INRA Bordeaux Aquitaine
Mots clefs
Conduite à faible niveau d’intrants, pommier, pêcher, prunier d’Ente,
Analyse du Cycle de Vie (ACV)
Les cultures arboricoles sont de fortes consommatrices d’intrants, notamment phytosanitaires. Des techniques de
réductions partielles d’intrants sont au point, mais la possibilité d’une réduction très importante grâce à une combinaison
logique de toutes les techniques est peu explorée. Le projet a consisté à évaluer sur trois espèces majeures, le pommier,
le pêcher et le prunier d’Ente, un système innovant de verger permettant une diminution drastique de tous les intrants
tout en assurant la durabilité économique et agronomique des exploitations, en comparaison à un verger conduit selon
les principes de l’agriculture raisonnée. Les échanges réguliers sur les différents dispositifs permettent de diffuser les
résultats auprès des professionnels.
Ce projet multipartenaire a été construit autour des trois
espèces arboricoles majeures en France : la pêche, la
pomme de table et cidricole, la prune d’Ente. Notre objectif
a été, dans une «parcelle système», d’associer différentes
techniques selon une logique «Bas-intrants» (diminution de
l’irrigation, de la fertilisation et des produits phytopharmaceutiques de synthèse) afin de réduire l’impact sur le milieu
(prélèvement des ressources, biodiversité, pollution des
eaux de surface ou souterraine, gaz à effet de serre,...) sans
nuire à la qualité des fruits et en préservant la durabilité
économique des exploitations. Ce système «Bas-intrants»
(B-I) est comparé à un système de référence conduit selon
les principes de l’agriculture raisonnée (RAI) et, sur certains
sites, à un système en agriculture biologique (BIO).
Méthodes
Les essais systèmes ont été conçus différemment entre les
trois espèces de ce projet. Pour le Prunier d’Ente, la méthodologie expérimentale utilisée est une expérimentation factorielle classique où l’on croise différentes modalités de
facteurs.
Pour les autres espèces, la création de ces prototypes de
vergers a nécessité la co-conception et la formalisation de
règles de décision pour définir la conduite de chacun de ces
systèmes. Ces règles de décision se sont appuyées sur :
- le cahier des charges de l’agriculture raisonnée pour
le système RAI (type Production Fruitière Intégrée) qui
correspond globalement aux pratiques actuelles des
producteurs,
- les principes de l’Organisation Internationale de Lutte
Biologique et Intégrée (OILB) pour le système B-I,
- le cahier des charges de l’agriculture biologique pour le
système BIO.
Une démarche commune mais
des logiques différentes en fonction
des espèces
La démarche globale suivie a consisté à intégrer différents
leviers existants (choix variétaux, gestion de l’environnement du verger, application des seuils de tolérance, utilisation de méthodes culturales et de moyens de lutte physiques,
biologiques, biotechniques, utilisation de produits de
biocontrôle, etc.), permettant de réduire les risques de développement des bioagresseurs et de limiter les intrants (fertilisation, irrigation, énergies fossiles) et leur diffusion dans
les différents compartiments de l’environnement, tout en
préservant la qualité des fruits et l’équilibre économique
des exploitations.
...
Verger Bas intrants : Evaluation de systèmes de cultures arboricoles à bas niveaux d’intrants et transfert aux arboriculteurs
... Cette démarche a été déclinée de manière progressive
pour les trois espèces arboricoles étudiées :
- Pêcher : 4 essais systèmes ont été implantés dans les différentes régions de production de l’espèce (UERI-INRA,
SEFRA Drôme, SERFEL Gard, UE arboricole INRA Lot-etGaronne). Les systèmes de production ont surtout été différenciés par les combinaisons de méthodes culturales telles
que la ferti-irrigation, l’enherbement total, les méthodes de
conduite des arbres, etc.
- Pommier de table, l’essai système a été implanté à La
Pugère, site représentatif de la culture du pommier dans le
Bassin Rhône-Méditerranée. Les stratégies de protection
sont très contrastées entre les systèmes B-I et RAI du fait de
la mobilisation d’un grand nombre de leviers d’action (variétés, porte-greffe, conduite des arbres, filet Alt’Carpo®, biodiversité, désherbage mécanique, pilotage de l’irrigation,
adaptation des doses aux volumes des arbres, etc.)
- Pommier à cidre : deux essais systèmes ont été mis en
place chez les producteurs. Une combinaison de techniques
culturales et de variétés a été testée;
- Prunier : plusieurs techniques culturales permettant une
culture à faible niveau d’intrants ont été étudiées dans une
expérimentation factorielle. Elle a permis de décomposer
l’effet de chaque technique donnant ainsi des références
pour les «essais systèmes pêcher» ayant, par exemple, des
techniques culturales identiques au « système prunier » et
donc comparables (ferti-irrigation, enherbement total…).
Les plantations des essais sur les différents sites ont été
échelonnées dans le temps : 2010 pour la SERFEL, La
Pugère et le site de Macé de l’IFPC, 2011 pour l’UERI INRA
Gotheron et 2012 pour la SEFRA, l’UE INRA arboricole de la
Tour de la Rance et le site Crédin de l’IFPC. Les arbres fruitiers commencent à produire au bout de 3 ans mais il faut
encore 1 an, voire 2, pour être en pleine production. La
période juvénile a permis d’affiner les règles de décisions de
chacun des systèmes. Les deux premières années il est
important de ne pas trop rationner les arbres pour permettre la bonne installation des racines. En effet, la diminution des intrants trop tôt a causé des baisses de vigueur des
troncs, la sensibilisation de l’arbre sur les systèmes B-I et
BIO pour les trois espèces étudiées et des attaques de
cloque sur le pêcher. En troisième année, ces différences
entre systèmes ont été rattrapées.
Les premiers résultats sont très intéressants et montrent que
des prises de risques, même au départ du verger, n’entamaient aucunement l’avenir du verger. Par exemple en 2013,
sur pêcher, les IFT non verts (hors biocontrôle) ont été diminués de 33% dans le B-I et 42% dans le BIO par rapport au RAI
à l’UERI-INRA de Gotheron et de 46% et 66% à la SERFEL. La
même année, sur pommes, les IFT non verts ont été diminués
de 30% dans le B-I et 70% dans le B-I avec variété résistante
à la tavelure par rapport au RAI. Il en a été de même pour les
autres intrants avec par exemple de 50 % à 75% de réduction
d’eau sur les deux systèmes B-I de La Pugère.
L’étude de la biodiversité fonctionnelle et les analyses multicritères (ACV) ne sont pas encore possibles du fait de la
jeunesse des vergers.
En 2013, à cause de la moindre vigueur des arbres sur le B-I,
le rendement a été plus faible que celui du RAI mais la proportion de fruits en calibre A et + était plus forte sur plusieurs sites (ex. 80% pour B-I SERFEL contre 62% pour RAI
SERFEL) et la rentabilité économique n’a pas été toujours
affectée, du fait de la diminution des charges (limitation des
intrants et temps de travaux). n
Le but des expérimentations de ce projet est d’analyser si, grâce aux règles de décision définies au début de chaque
campagne, on arrive à atteindre les objectifs de performances définis pour chaque système (agronomique,
économique, état sanitaire, économie d’intrants, réduction d’impact environnemental, etc.). Il s’agit aussi d’étudier
la faisabilité technique de ces systèmes (temps de travaux, difficulté d’utilisation des indicateurs pour piloter les
systèmes, etc.) afin de voir si ce type de gestion des vergers pourra être mobilisé par les producteurs. L’aspect
«démonstratif» de ce réseau est essentiel : la quantification précise d’un grand nombre de critères de performance
des systèmes et la possibilité de voir sur le terrain, dans un même site, différents modes de conduite des vergers
doivent permettre d’orienter les producteurs pour adapter et modifier leurs pratiques vers des modes de production
combinant les performances économique et environnementale.
Les dynamiques partenariales initiées dans le cadre de cet appel à projets Casdar, autour de la conception de
systèmes de culture à bas niveaux d’intrants, se prolongent à travers 3 appels à projets EXPÉrimentation DEPHY
Écophyto : EcoPêche (2013-2018), Capred (2013-2018) et Réseau National Expé Écophyto pomme (2012-2018).
> Guérin A. et Alaphilippe A., 2014. Approche multicritère à l’échelle d’un système et exemple du projet « verger cidricole de demain ».
Conférence Végépolys Symposium SIVAL.
> Blanc P. et Gallia V., 2011. Présentation du dispositif du verger Bas-Intrants Pêcher. Journée Portes Ouvertes du 8 septembre 2011 SERFEL
(Gard).
> Mercier V. et al., 2014. Vergers Bas intrants 2014. Réussir Fruits et Légumes. Supplément 14p au n°342
> Mercier V. et Greil M.L., 2014. Evaluation de systèmes de cultures arboricoles à bas niveaux d’intrants et transfert aux arboriculteurs.
Conférence Vinitech-Sifel Bordeaux.
> Montrognon Y. et Borne S., 2014. Plateforme TAB : Accompagner les systèmes vers plus de durabilité. Arboriculture Fruitière n°680 p30-31.
Financement
Écophyto (redevance pollutions diffuses)
des méthodes et
L’utilisation de stimulateurs de défenses naturelles
des plantes en cultures légumières, DEFILég
Marie Torres
© Ctifl
• Ade Céline, CTIFL, Carquefou
• Maisonneuve Brigitte et Pitrat Michel, Génétique et Amélioration
des Fruits et Légumes, INRA Avignon
• Bellvert Floriant, CNRS- UMR 5557, Lyon
• Guerrand Jérôme et Hallier Sonia, Vegenov-BBV
Saint-Pol-de-Léon
• Werbrouk Dominique et Vasseur Ludovic, Pôle Légumes Région
Nord, Lorgies
• Burlet Alexandre, SERAIL, Brindas
• Lavigne Daniel, CEFEL, Tarn-et-Garonne, Montauban
• Guigal Lucille, CEHM, Languedoc Roussillon, Marsillargues
Mots clefs
Stimulateurs de défense des plantes, conditions d’utilisation, mécanismes d’action, effet du génotype, stratégies de
protection.
Le projet DEFILég, labellisé par le GIS PIClég, a permis de mieux appréhender entre 2010 et 2013 les conditions d’action
des Stimulateurs de Défense des Plantes (SDP) pour lutter contre le mildiou de la laitue et l’oïdium du melon. Associant
des partenaires avec des compétences complémentaires, ce projet a permis de tester l’efficacité de différents SDP en
conditions contrôlées, de déterminer l’influence du génotype et de stress abiotiques sur la réactivité aux SDP, de mieux
appréhender les mécanismes d’action des SDP et de tester l’intégration de ces produits au sein de stratégies de protection
en conditions de culture.
Ces trois années d’expérimentation ont permis de mettre en évidence des efficacités très intéressantes de quelques
substances présentant réellement une action de stimulation des défenses. Même si leurs mécanismes d’action ne sont
pas entièrement décryptés, il ressort de ces expérimentations que l’efficacité des produits reste intimement liée aux
contextes d’emploi de ceux-ci, puisque les conditions biotiques (génotype de la plante et souche du pathogène pour
chaque couple hôte/pathogène) et abiotiques (irrigation, nutrition) ont un impact sur les résultats.
Contexte et Objectifs
La réduction drastique des moyens de protection chimique
classique, conjuguée à la demande sociétale d’une meilleure prise en compte de l’environnement et de la santé, a
amené un regain d’intérêt des producteurs pour les techniques alternatives de protection des plantes contre les
agents pathogènes. Parmi ces techniques alternatives, les
SDP, substances naturelles ou chimiques, induisent une
mise en alerte des mécanismes de défense des plantes et
permettent un contrôle des attaques de pathogènes et ravageurs. Or, de nombreux paramètres restaient à étudier pour
comprendre les mécanismes d’action de ces produits avant
de les intégrer au sein de stratégies de protection. C’est
dans cet objectif que les participants du projet DEFILég se
sont fixés pour but :
- d’acquérir des connaissances sur le fonctionnement et les
modes d’action des SDP (efficacité, effets des stress
abiotiques…),
- d’identifier les marqueurs traduisant l’activité de défense
des plantes,
- de déterminer l’influence du génotype sur l’activation des
mécanismes de défense des plantes (réactivité aux SDP)
en criblant des ressources génétiques (l’objectif était
d’identifier des génotypes très réactifs, intéressants à
intégrer dans des programmes de sélection),
- de tester l’intégration de SDP au sein de stratégies de protection classique en les substituant aux produits
phytopharmaceutiques,
- de tester l’utilisation de SDP dans le cas d’impasses techniques engendrées par les bactérioses.
...
L’utilisation de stimulateurs de défenses naturelles des plantes en cultures légumières, DEFILég
... Méthodes
Le projet s’est articulé autour de 5 grands axes complémentaires :
Axe 1 : un large screening de produits revendiquant une
action de type « SDP» a été réalisé au début du projet afin de
sélectionner des produits non biocides et efficaces contre
les agents pathogènes ciblés.
Axe 2 : l’influence de stress abiotiques (stress hydriques et
nutritifs) a été mesurée afin de déterminer les conditions
optimales d’utilisation des SDP.
Axe 3 : l’efficacité des SDP retenus dans l’axe 1 a été évaluée
sur une large gamme d’accessions des deux espèces choisies, melon et laitue.
Axe 4 : les SDP retenus dans l’axe 1 ont été testés, en conditions de culture, sur des génotypes dont la réactivité avait
été évaluée dans l’axe 3.
Axe 5 : les SDP ont été testés contre des bactérioses pour
les deux pathosystèmes.
Tout au long de ces essais, une compréhension des mécanismes de défense mis en place par les plantes (activité
enzymatique et métabolites secondaires) et une détermination des biomarqueurs corrélés à la stimulation des voies de
défense ont été réalisées.
Efficacité des SDP
Vingt-trois produits de natures diverses revendiquant une
action de type SDP ont été testés sur les deux pathosystèmes oïdium/melon et mildiou/laitue. Ces produits étaient
très fortement soutenus par les firmes, qui avaient pour but
de déposer à moyen terme une autorisation de mise sur le
marché (AMM). Cinq produits ont été écartés car ils présentaient aussi une action biocide directe et neuf produits ont
été écartés car ils présentaient un niveau d’efficacité trop
faible. Les analyses ont permis de sélectionner quatre produits intéressants à étudier dans les autres actions, dont
deux retenus pour les deux pathosystèmes.
Recherche de marqueurs traduisant l’activation
des mécanismes de défense des plantes
Un dosage enzymatique a été effectué tout au long du projet
et les activités glucanase et peroxydase, connues pour être
impliquées dans les mécanismes de défense des plantes,
ont été évaluées. Par ces deux marqueurs d’activité, il a été
difficile de mettre en évidence une induction significative des
voies de défense. Etudiés seuls, ces deux marqueurs d’activité enzymatique ne permettaient pas de suivre l’induction
des systèmes de défense, d’où une approche métabolomique complémentaire réalisée par le CNRS.
Une analyse des métabolites secondaires par profil chromatographique a permis de déterminer que le suivi des teneurs
en flavonoïdes dans les feuilles de melon permet de détecter la mise en œuvre des défenses des plantes. La détermination d’un marqueur n’a pas été mise en évidence pour le
pathosystème mildiou/laitue.
Influence des stress abiotiques
Pour les deux pathosystèmes, un grand nombre de stress a
été testé : des stress hydriques ou nutritifs, simples ou combinés, en conditions contrôlées ou en conditions de culture.
L’influence du stade de développement de la plante au
moment de l’inoculation a également été testée.
Alors que les résultats pour le pathosystème mildiou/laitue
n’ont pas permis de mettre en évidence l’effet du stress
hydrique, les résultats obtenus sur le pathosystème oïdium/
melon permettent de comprendre le rôle de stress abiotiques sur l’efficacité des produits.
Il semble en effet qu’un stress hydrique ou nutritif modéré
augmente les efficacités des SDP par rapport à une utilisation en conditions optimales, alors que l’efficacité des produits chute en cas de stress trop intense.
Chaque SDP réagit spécifiquement cependant à chaque
stress ; cela signifie qu’un SDP peut bien réagir à un stress
hydrique, alors qu’un autre réagira mieux à un stress nutritif. Ceci complique d’autant plus l’interprétation des résultats obtenus lors de l’utilisation de SDP.
Influence des génotypes
Le criblage des ressources génétiques, sur 455 accessions
de laitues et 600 accessions de melon, a mis en évidence que
la réactivité des plantes à un SDP varie suivant le génotype.
D’une part, une majorité des accessions testées sont non
réactives aux trois quarts des produits testés sur chaque
pathosystème (Acibenzolar-S-methyl, extrait de levure,
extraits d’algues, Calcium+ nitrate de zinc). D’autre part,
parmi les accessions réactives, une majorité est bien protégée par l’un des produits (l’Acibenzolar-S-methyl). Les trois
autres SDP sont soit non efficaces sur melon, soit peu efficaces sur laitue. Enfin, pour certaines accessions, la protection dépend de la souche du pathogène, que ce soit pour
l’oïdium du melon ou pour le mildiou de la laitue. Quelques
accessions ont été identifiées comme étant potentiellement
très intéressantes en tant que géniteurs très réactifs aux
SDP.
Une validation de ces résultats a été réalisée en conditions
de culture mais des différences de résultats apparaissent. Il
est possible que cette divergence de résultats soit due à une
différence de souches, de dose d’inoculum ou de stimuli
extérieurs.
Tableau 1 : Stratégies de protections testées contre l’oïdium
du melon, 2012 et 2013
L’utilisation de stimulateurs de défenses naturelles des plantes en cultures légumières, DEFILég
Intégration des SDP au sein des itinéraires techniques
Les expérimentations menées en 2012 et 2013 avaient pour
but d’inclure au sein des stratégies de protection, les SDP
qui présentaient la meilleure efficacité (Acibenzolar-SMethyl ; laminarine et produits à base de calcium et nitrate
de zinc). Différentes stratégies ont été évaluées dans le but
de déterminer la stratégie de protection la plus efficace
(application en pépinière, traitements en alternance avec
des produits phytopharmaceutiques classiques, traitements
précoces…).
Alternés avec des substances actives couramment utilisées,
certains SDP se montrent très efficaces pour réduire les
dégâts, parfois même mieux que les produits phytopharmaceutiques employés seuls. La Figure 1 représente pour
chaque date les niveaux d’efficacité de chaque stratégie
obtenus au CEHM en 2012. Nous observons notamment en
fin de notation, au 8 août, une diminution significative du
pourcentage de feuilles de melon présentant des symptômes d’oïdium pour la modalité à base de traitements ASM.
Parmi les SDP testés en culture de melon, deux d’entre eux
permettent de diminuer la maladie. Pour le produit le plus
efficace (ASM), sur les 12 fois où des stratégies à base de ce
produit ont été testées, 11 ont été efficaces (en prenant en
compte les différences significatives et les tendances).
L’intérêt des SDP dans la lutte contre l’oïdium du melon est
donc avéré. Cependant, les efficacités sont variables selon
les cas et les expérimentations menées n’ont pas permis de
CEHM - Marsillargues
Figure 1 : Pourcentage de feuilles de melon présentant des dégâts
d’oïdium à chaque date d’observation (résultats CEHM, 2012)
définir une stratégie unique à préconiser pour maximiser
l’efficacité des SDP. De plus, des phytotoxicités ont pu être
observées en 2012 dans certains essais et une prudence
s’impose donc lors de l’utilisation de certains SDP.
Dans le cas de la laitue, l’efficacité de ces stratégies est
insuffisante pour protéger correctement les cultures contre
le mildiou. Une absence totale de pathogène est en effet
demandée en laitue, produit pour lequel l’aspect esthétique
est primordial. Des problèmes de sélectivité ont par ailleurs
pu être observés. n
Les SDP sont des produits de composition diverse, ayant un mode d’action complexe puisqu’ils peuvent induire des
modifications physiologiques (épaississement de la paroi cellulaire) ou métaboliques, locales ou systémiques.
Ce projet a permis de mieux appréhender les mécanismes d’action des produits de type SDP et de comprendre
l’impact de différents stress, biotiques ou abiotiques (stress hydrique, nutritif, génotype, souche de pathogène) sur
l’efficacité des SDP. Les résultats de ces travaux pourraient par exemple permettre aux sélectionneurs de travailler
sur des variétés réactives aux SDP.
Il a ainsi été mis en avant que l’efficacité des produits est très variable en fonction du contexte dans lequel ils sont
appliqués. Néanmoins, ce projet a permis de montrer qu’une utilisation de ces produits est possible et que leur
efficacité est non négligeable, lorsque ceux-ci sont utilisés en complément de produits phytosanitaires classiques.
Enfin, ce projet a permis de mettre au point une méthode de suivi de l’activation des mécanismes de défense des
melons par le dosage des flavonoïdes totaux, mais la méthode n’a pas pu être développée en laitue.
L’apparition constante de nouveaux produits et de nouveaux outils de détermination des mécanismes d’action des
SDP laisse présager que leur utilisation comme méthode alternative de contrôle des maladies pourrait bientôt être
étendue. Cependant, les SDP sont des produits agissant sur le métabolisme de la plante avec un impact sur un large
spectre de ravageurs et pathogènes. Cet aspect mérite d’être pris en compte lors de l’homologation de telles
substances.
> Bellvert F., 2012. Flavonoids investigation: a tool to develop elicitor on Cucumis melo for sustainable agriculture. Colloque Natural
products, Perpignan
> Hamzaoui J., 2012. Profiling of phenylpropanoid compounds in lettuce leaves after treatment with elicitor. Colloque Natural products,
Perpignan
> Brachet ML., 2012. Trois essais pour évaluer les stimulateurs de défenses naturelles des plantes. Vaucluse agricole n° 2312 pp5
> Torres M., 2013. Use of elicitors to protect melon crops (Cucumis melo) against Podosphaera xanthii: A multisite field experiment. IOBCWPRS Bulletin Vol. 89, 2013 pp. 409-414
> Maisonneuve B., Allen-Aubouard C., Pitrat M., 2013. Effect of plant genotype on the efficacy of stimulators of plant defences in two
horticultural pathosystems. IOBC-WPRS Bulletin Vol. 89, 2013 pp. 327-331
Financement
des méthodes et
Évaluation et mise au point de méthodes alternatives aux
traitements chimiques après-récolte permettant de lutter contre l’échaudure
de prématurité des pommes sans dégradation de la qualité
Mathieu-Hurtiger Vincent
1
4
• Mathieu-Hurtiger Vincent, Aubert Christophe, Ctifl,
Saint-Rémy-de-Provence
• Vaysse Pierre, Ctifl, Prigonrieux
• Biargues Marie-Eve, Cefel, Montauban
• Westercamp Pascale Ctifl / Cefel, Montauban
• Decrombecque Hugues, Station d’expérimentation La Morinière,
Saint-Epain
• Coureau Claude, Ctifl / La Morinière, Saint-Epain
• Larrigaudière Christian, IRTA, Lleida, Espagne
• Gerbaud Sylvain, Société Absoger, Les Barthes
• Marcone André, Société Xeda International, Saint-Andiol
© Ctifl
3
2
Échaudure de prématurité : Pink Lady® (1) ;
Rouge Américaine (2) ; Arianecov (3) ; Granny Smith (4)
Mots clefs
Pomme, échaudure de prématurité, atmosphère contrôlée dynamique, traitement à l’eau chaude, élimination de l’éthylène
La pomme est un produit majeur. En 2013, avec 1,7 millions de tonnes, la France était le 7e producteur mondial. Sa
clientèle internationale nécessite de proposer toute l’année un produit sans défaut, sans échaudure de prématurité, avec
une qualité satisfaisante. Les évolutions techniques et sociétales ont rendu impérative la recherche de solutions pour
conserver les fruits sans traitements chimiques après récolte. Trois pistes avaient été identifiées : le traitement à l’eau
chaude après récolte, la conservation en Atmosphère Contrôlée Dynamique (AC Dynamique) et l’élimination de l’éthylène
lors du stockage. L’AC Dynamique est ressortie comme la plus prometteuse. Elle permet un bon contrôle de l’échaudure
de prématurité dans le temps (jusqu’en mars-avril pour Granny Smith). Les autres méthodes présentent un intérêt, mais
d’autres travaux sont nécessaires pour affiner leur utilisation.
Contexte et Objectifs
La conservation est une étape clef pour les stations commercialisant des pommes. Pour certaines variétés, elle peut
durer plusieurs mois. Des problèmes peuvent dégrader la
qualité pendant le stockage : maladies fongiques ou physiologiques, perte de fermeté… Pour les variétés sensibles, le
principal risque est l’apparition d’échaudure de prématurité
(brunissement de l’épiderme). En 2009, la demande professionnelle était forte pour trouver des méthodes alternatives
aux traitements chimiques après récolte. La diphénylamine
(DPA), molécule alors utilisable, allait disparaître et la tendance sociétale était aussi d’aller vers des fruits « non traités après récolte ». Les professionnels se devaient de revoir
leurs méthodes, celles-ci devant être utilisables en agriculture conventionnelle ou biologique. Trois solutions techniques ont donc été testées : le traitement à l’eau chaude, la
conservation en AC Dynamique et l’élimination de l’éthylène.
Le but était, après conservation, de proposer des fruits
indemnes d’échaudure de prématurité et présentant des
caractéristiques qualitatives et nutritionnelles satisfaisantes (fermeté, goût, taux de sucre, arômes, composés
d’intérêt nutritionnel…). Avec les équipementiers partenaires, l’idée était aussi de travailler à la mise au point et à
l’adaptation des différentes méthodes aux conditions des
stations fruitières, de façon à permettre l’implantation à
l’échelle industrielle.
Méthodes
Les techniques étudiées s’appliquent à différents stades
dans le processus de conservation.
- Le trempage à l’eau chaude est réalisé après la récolte, dans
une eau à 48-50 °C pendant 2 à 3 min. Cette modalité a été
envisagée en complément de l’atmosphère contrôlée (AC). ...
Évaluation et mise au point de méthodes alternatives aux traitements chimiques après-récolte permettant de lutter
contre l’échaudure de prématurité des pommes sans dégradation de la qualité
... - Pour l’AC Dynamique, le principe est d’atteindre la
limite en O2 la plus basse acceptable par le fruit. Elle est
identifiée par une mesure de fluorescence de la chlorophylle
faite alors que l’O2 baisse. Quand la limite est atteinte, un pic
de stress est identifié. La consigne en O2 est alors définie
pour le stockage (minimum 0,4-0,5%). En pratique, les AC
Dynamique se déroulent entre 0,5 et 0,8% d’O2 contre 2 à 3%
pour des AC « standards ».
- L’élimination de l’éthylène se fait pendant le stockage. Elle
a été associée à des conservations en AC.
Pour évaluer ces méthodes, des comparaisons ont été
faites avec des « témoins » : des stockages en AC, en ULO
(Ultra Low Oxygen, 1,5% d’O2), voire en Extrême ULO
(XLO, < 1% d’O2). Des lots traités au SmartFreshSM
(1-méthylcyclopropene) ont aussi été utilisés (seul traitement phytosanitaire autorisé en post-récolte contre l’échaudure). Le projet était organisé autour de trois axes :
comprendre le mode d’action au niveau biochimique et définir un marqueur capable de prédire l’altération ; identifier la
ou les méthodes efficaces permettant de préserver la qualité des fruits et optimiser leur application ; tester et diffuser
les techniques dans les stations fruitières et auprès de la
filière professionnelle « pomme ».
Les résultats ici présentés sont centrés sur l’efficacité par
rapport à l’échaudure de prématurité et sur l’impact vis-àvis de la qualité des pommes.
Impact sur le contrôle de l’échaudure
Après trois années de tests, en particulier sur Granny Smith,
l’AC Dynamique apparaît comme une technique permettant
de conserver les fruits sans échaudure sur une longue
période (5-6 mois, jusqu’en mars-avril). La Figure 1 illustre
cette efficacité. Il est possible d’étendre cette période selon
les variétés. Cette méthode est fiable dans la mesure où les
bonnes pratiques sont respectées.
L’élimination d’éthylène et le traitement à l’eau chaude ne
permettent pas de contrôler l’échaudure de prématurité
avec leur seule utilisation, sur des variétés sensibles comme
Granny Smith. Il faut a minima les associer à une conservation en ULO. Pour d’autres variétés, une efficacité est
constatée mais il est nécessaire de les combiner avec l’atmosphère contrôlée (Coureau, 2013).
Impact sur le maintien de la qualité globale
Concernant la qualité du fruit (fermeté, sucre, acidité), elle
évolue de manière similaire aux observations sur l’échaudure. Le maintien de la qualité est très satisfaisant avec l’AC
Dynamique. Selon les variétés, le traitement à l’eau chaude
ou l’élimination d’éthylène sont aussi intéressants.
Figure 1 : Compilation des résultats de différents essais conduits
au Ctifl, au Cefel et à La Morinière sur Granny Smith. % de fruits
sans échaudure de prématurité après la fin du stockage, 15 jours
de froid normal et 7 jours de shelf-life.
Impact sur le goût, la qualité gustative
Diverses analyses sensorielles et hédoniques ont été faites
sur Pink Lady® ou Granny Smith soumises à des conservations en AC, AC plus SmartFreshSM et AC Dynamique.
Aucun mauvais goût, type fermentation, n’a été constaté.
Les analyses sensorielles ont permis de dégager des tendances. Les notes de goût global sont moins bonnes pour les
lots SmartFreshSM et AC Dynamique, mais ils sont mieux
notés sur les descripteurs de texture. Cette dimension texture est néanmoins dépendante de la variété. En 2013, lors
d’un test hédonique sur Pink Lady®, toutes les modalités ont
reçu des notes de satisfaction élevées. En complément, un
test discriminatif, réalisé sur ces mêmes pommes, n’a pas
permis de différencier les fruits des paires proposées
SmartFreshSM vs AC Dynamique ou AC vs AC Dynamique.
Les lots ont été considérés comme gustativement identiques (Mathieu-Hurtiger, 2014).
Impact sur la qualité aromatique et nutritionnelle
Les teneurs en composés volatils sont grandement influencées par le mode et la durée de conservation. La diminution
de ces derniers est importante avec le SmartFreshSM et
dans une moindre mesure avec l’AC Dynamique. Cependant,
les faibles différences dans les tests de dégustation mettent
en évidence la notion complexe de « qualité gustative » qui
prend en compte d’autres critères que le potentiel « aromatique ». Le gain de texture procuré est particulièrement intéressant pour des stockages longs.
Concernant la qualité nutritionnelle, les teneurs en composés polyphénoliques évoluent peu au cours du temps et sont
peu influencées par les modes de conservation (Aubert,
2015). n
Évaluation et mise au point de méthodes alternatives aux traitements chimiques après-récolte permettant de lutter
contre l’échaudure de prématurité des pommes sans dégradation de la qualité
Les progrès réalisés à travers ce projet sont intéressants. Il existe aujourd’hui des alternatives potentielles aux
traitements chimiques après récolte, mais leur utilisation doit se faire dans le cadre de bonnes pratiques et en
connaissant les limites de ces systèmes. Le constat fait à la fin de ce projet est que de nombreuses stations françaises
ont fait le choix de s’équiper, avec des stockages sous très basses teneurs en oxygène. Il faut laisser le temps aux
stations de maîtriser ces outils. L’enjeu pour les années à venir est d’une part de consolider nos connaissances
concernant ces techniques de stockage dans l’objectif de pouvoir aider les professionnels dans leurs mises en
œuvre, en précisant la variabilité existante dans l’efficacité selon les variétés, ainsi que les limites de ces techniques.
D’autre part, nous devons rester attentifs aux autres solutions, qui pourraient être proposées. En effet, le maintien
de la qualité et la lutte contre l’échaudure de prématurité restent des enjeux majeurs pour les producteurs de
pommes. Les recherches se poursuivent avec de nouvelles techniques d’AC Dynamique qui voient le jour, en suivant
le quotient respiratoire des fruits, la production d’éthanol…
> Aubert C. et al., 2015. Effects of Dynamic Atmosphere on Volatile Compounds, Polyphenolic Content, Overall Fruit Quality, and Sensory
Evaluation of Pink Lady® Apples. Acta Hort. 1071, ISHS 2015, 275-280.
> Mathieu-Hurtiger V. et al., 2014. Impact des méthodes post-récoltes sur la qualité des pommes, Infos Ctifl, 304, 33-40.
> Coureau C. et al., 2013. Nouvelles techniques de conservation contre l’échaudure de prématurité. Trois ans d’expériences en réseau, Infos
Ctifl, 297, 31-37.
> Giné Bordonaba J. et al., 2013. Dynamic changes in conjugated trienols during storage may be employed to predict superficial scald
in Granny Smith. LWT – Food Science and Technology, 54, 535-541.
> Mathieu-Hurtiger V. et al., 2013. Conservation des pommes sous Atmosphère Contrôlée Dynamique, Revue Générale du Froid et
du Conditionnement d’Air,1133, 49-57.
Financement
Chap II : Solutions
EcoFusa : Lutte contre les fusarioses des épis de blés : de l’utilisation
raisonnée des fongicides aux méthodes de luttes alternatives
Emmanuelle Gourdain
© ARVALIS-Institut du végétal
• Mathieu Jacques, Gourdain Emmanuelle, ARVALIS-Institut
du végétal, Paris
• Lebrun Marc-Henri, INRA BIOGER (BIOlogie et GEstion
des Risques en agriculture), Grignon
• Savoie Jean-Michel, INRA MycSA (Mycologie et Sécurité
des Aliments), Bordeaux
Mots clefs
Blés, Fusarium, Microdochium, stratégies fongicides,
pratiques culturales
Pour lutter de manière raisonnée contre la fusariose des épis sur blé tendre et blé dur, il est important de connaître les
agents responsables et leurs interactions avec l’environnement. Le projet EcoFusa (2011-2013) se décline ainsi en trois
axes de recherche, allant de la quantification des quatre principales espèces fongiques, à l’évaluation des pratiques
alternatives en passant par le raisonnement de la lutte chimique. Bien que le climat soit le facteur de risque prépondérant,
les leviers agronomiques apparaissent très efficaces pour réguler cette maladie, que ce soit en termes de gestion des
résidus de culture ou dans le choix de variétés tolérantes. Le recours aux traitements fongicides reste un levier efficace
mais doit être envisagé uniquement en cas de risque avéré et le choix des produits doit être raisonné pour éviter
l’apparition de populations résistantes. Le développement d’outils pour la détection par voie moléculaire ainsi que
d’outils d’aide à la décision pour le pilotage des traitements est le grand livrable attendu du projet.
Méthodes
La fusariose de l’épi est une maladie induite par un complexe de plusieurs espèces de champignons des genres
Fusarium et Microdochium, ayant des caractères épidémiologiques différents, producteurs ou non de toxines et plus ou
moins abondantes sur le territoire. Cette maladie peut ainsi
s’accompagner de la production de déoxynivalénol (DON),
toxine réglementée en Europe depuis 2006 pour les blés
destinés à l’alimentation humaine. Le projet de recherche
EcoFusa a été mis en place afin de mieux comprendre les
interactions entre plantes/pathogènes/toxines à travers
leurs modulations par les pratiques agronomiques et le climat. Les principales avancées scientifiques attendues par le
projet étaient (i) la mise à disposition et l’utilisation d’un
panel d’outils moléculaires optimisés pour la détection et la
quantification des principales espèces de Fusarium et
Microdochium, et de leurs résistances aux fongicides ; (ii)
une description quantitative de la microflore fusarienne des
grains de blés en France ; (iii) une analyse de l’impact des
facteurs agronomiques (gestion des résidus, rotation,
variété, fongicide, biomolécules anti-fongiques) sur l’équilibre de ces espèces sur les cultures de blés.
Pour étudier la distribution spatiale et temporelle des espèces
du complexe fusarien, un dispositif d’enquêtes auprès d’agriculteurs a été mis en place dans les grands bassins de production collectant de nombreuses données agronomiques et
climatiques. À ces données ont été ajoutés les résultats des
analyses de toxines et de flore fusarienne par méthode
Q-PCR. Les informations récupérées ont été regroupées dans
une base de données qui a permis la réalisation d’analyses
statistiques des relations entre espèces fongiques, teneurs
en DON, pratiques agricoles et climat. Adossés aux enquêtes,
de nombreux essais en conditions contrôlées ou au champ
ont été menés afin d’étudier les effets sur l’équilibre
Fusarium/Microdochium de facteurs tels que la gestion des
résidus, la variété, le choix des matières actives, biofongicides
compris. Par ailleurs, une étude approfondie de l’impact des
matières actives sur le développement de souches de
Microdochium résistantes a été conduite au laboratoire.
Enfin, pour affiner l’évaluation du risque fusariose, une
méthode de la quantification par voie moléculaire de bandes
issues de pièges à spores a été développée et a permis de
suivre plusieurs pièges durant les trois années du projet. ...
EcoFusa : Lutte contre les fusarioses des épis de blés : de l’utilisation raisonnée des fongicides aux méthodes de luttes alternatives
À l’issue du projet, des méthodes de quantification des ADN
de F. culmorum, F. graminearum, M. nivale et M. majus dans
des farines de blé tendre comme de blé dur, dans des résidus de culture ainsi que sur des bandes de pièges à spores
ont été développées, de même que des tests de quantification des résistances aux principales familles de fongicides.
Ces méthodes ont été validées selon les critères classiques
de performance et diffusées vers les trois laboratoires avec
des écarts entre résultats inférieurs à 5%. Ces mises au
point, indispensables à la réussite du projet, ont permis
d’analyser plus de 1 000 échantillons de grains, résidus ou
bandes sur les trois ans de durée du projet.
Concernant les résultats sur la répartition des 4 espèces dans
le temps et l’espace, l’étude a montré que F. graminearum
était l’espèce dominante du complexe suivie par M. majus,
puis M. nivale. F. culmorum est très peu quantifié sur les
trois années du projet, ce qui confirme sa quasi disparition
sur les blés cultivés en France. Ce résultat est conforme aux
résultats publiés par Xu et al., 2005. Par ailleurs, les résultats montrent une disparité annuelle et régionale importante de l’occurrence des 4 espèces fongiques. Les analyses
statistiques mettent en évidence l’importance du climat
mais aussi des conditions pédo-climatiques régionales et
par conséquent des pratiques agronomiques sur la variabilité des quantifications d’ADN. Ce constat est d’autant plus
marqué pour F. graminearum puisque c’est la seule espèce
pour laquelle des variables agronomiques sont ressorties
des analyses de Random Forest et du modèle linéaire mixte.
Ces éléments confirment que F. graminearum, et plus particulièrement son inoculum, est très fortement inféodé à la
parcelle et à son historique. Il a été démontré pour la première fois, qu’il est capable de produire des périthèces et
ascospores sur tous les résidus préalablement inoculés,
même les résidus de plantes non hôtes. En termes de lutte
alternative, une gestion fine des résidus de culture est donc
fortement conseillée. Concernant les deux espèces de
Microdochium, les résultats du projet publiés dans Gourdain
et al., 2015 n’ont pas permis d’apporter de réponse quant à
la source d’inoculum, mais il semblerait que l’inoculum soit
quasi exclusivement dépendant des conditions climatiques.
Les études statistiques montrent que les deux espèces ont
un comportement proche. Elles semblent très peu impactées par les pratiques agronomiques. Leur statut de résistance aux benzimidazoles et strobilurines est confirmé
(Batina et al., 2015), même si la lutte chimique reste le
moyen actuel le plus efficace pour contrôler la maladie en
attendant une évaluation plus fine des variétés. La forte corrélation (r>0.75) entre teneur en DON et quantification
d’ADN de F. graminearum a été confirmée aussi bien dans
les échantillons de grains des enquêtes agriculteurs que
dans l’ensemble des essais. Ce résultat confirme le statut de
F. graminearum de principal producteur de DON sur le territoire français. Conformément aux conclusions de Gosman
et al. en 2010, il semble que le DON ne soit pas impliqué
dans des processus compétitifs mais soit un facteur
chimique nécessaire à la propagation de ce champignon sur
son hôte. En effet, cette production ne semble pas modulée
par la présence d’autres champignons puisque de nombreux échantillons analysés étaient infectés par 2 ou 3
espèces incluant F. graminearum et Microdochium spp. Les
analyses ont en effet démontré qu’il n’y avait pas de phénomène de compétition et plus particulièrement d’exclusion
entre ces 3 espèces, résultat conforme aux travaux de Pettitt
et al., 2003.
Les travaux entrepris sur les biomolécules ont permis de
sélectionner des molécules candidates efficaces in vitro
pour la lutte contre Fusarium et Microdochium, même si le
passage du laboratoire au champ pose de nombreuses
questions, notamment en termes de formulation. n
Répartition des 4 espèces fongiques
quantifiées par Q-PCR (F. graminearum,
F. culmorum, M. nivale et M. majus) sur
les échantillons de blés tendre collectés
en 2012.
EcoFusa : Lutte contre les fusarioses des épis de blés : de l’utilisation raisonnée des fongicides aux méthodes de luttes alternatives
Le projet a mis en évidence que toute méthode de lutte, quelle qu’elle soit, aura un impact sur l’équilibre de la flore
et pourra le déplacer d’une population vers une autre, comme démontré dans l’étude de l’impact des fongicides.
C’est donc bien par la prise en compte de cet équilibre et de la proportion entre les espèces présentes, et le cas
échéant leur statut de résistance, que les méthodes de lutte doivent s’orienter. L’arrivée des analyses par Q-PCR,
rapides et peu coûteuses, pourra être une aide précieuse pour leur caractérisation. Les résultats obtenus dans ce
projet feront l’objet prochainement d’analyses plus approfondies sur ces proportions afin de proposer in fine des
outils de pilotage du risque global « fusariose » à travers notamment des modèles de prévision. Le projet devrait par
ailleurs permettre des avancées dans les années à venir sur la compréhension de l’épidémiologie par l’analyse plus
fine des vols de spores en lien avec les épisodes climatiques et le développement de modèles de prévision pour le
pilotage du traitement en cours de saison. Cet outil devrait permettre aux agriculteurs de réduire leur intervention
aux situations les plus à risque. Néanmoins, la lutte prophylactique peut réduire considérablement le risque associé
à F. graminearum et limiter par conséquent le recours aux molécules chimiques, même si aucune résistance aux
matières actives homologuées n’a été mise en évidence à ce jour.
> Batina H., Atanasova-Penichon V., Fourrey A., Gelisse S., Grignon G., Laval V., Maumené C., Méléard B., Valade R., Walker A.S., Gourdain
E., 2015. Utilisation raisonnée des fongicides et apport des biofongicides pour lutter contre la fusariose des épis de blés. 5e Conférence
Internationale sur les Méthodes Alternatives de protection des plantes, Lille, 11 au 13 mars 2015.
> Gosman N., Srinivasachary, Steed A., Chandler E., Thomsett M., Nicholson P., 2010. Evaluation of type I Fusarium head blight resistance
of wheat using non-deoxynivalenol-producing fungi. Plant Pathology 59(1): 147-157.
> Gourdain E., Maumené C., Valade R., Labreuche J., 2015. Lutte prophylactique contre la fusariose des épis : état des connaissances
acquises dans le cadre du projet CASDAR ECOFUSA. 5e Conférence Internationale sur les Méthodes Alternatives de protection des plantes,
Lille, 11 au 13 mars 2015.
> Pettitt T., Xu X., Parry D., 2003. Association of Fusarium species in the wheat stem rot complex. European journal of plant pathology 109(7):
769-774.
> Xu X.M., Parry D.W., Nicholson P., Thomsett M.A., Simpson D., Edwards S.G., Cooke B.M., Doohan F.M., Brennan J.M., Moretti A., Tocco G.,
Mule G., Hornok L., Giczey G., Tatnell J., 2005. Predominance and association of pathogenic fungi causing Fusarium ear blight in wheat in
four European countries. European journal of plant pathology 112(2): 143-154.
Financement
Casdar, Innovation & Partenariat 2009
Chap II : Solutions
ECOPROTECTGRAIN : Economie et innovation en protection raisonnée
des céréales contre l’infestation par les insectes au stockage
Barrier-Guillot Bruno
• Barrier-Guillot Bruno, ARVALIS-Institut du végétal, Boigneville
• Dauguet Sylvie, Terres Inovia, Pessac
• Ducom Patrick, Captsystèmes, Romainville
• Leblanc Marie-Pierre, FranceAgriMer, La Rochelle
• Crépon Katell, Coop de France, Paris
• Frérot Elodie, Fédération du négoce agricole, Paris
• Ciesla Yann, Sitona AgroExpert, Pessac
• Fleurat-Lessard Francis, UR 1264 MycSA (Mycologie et Sécurité des Aliments), INRA Villenave d’Ornon
Mots clefs
Lutte intégrée, insecte, bonnes pratiques, stockage, céréales
Une campagne de prélèvements dans les silos a permis de déterminer que plus du quart des échantillons de blés tendres,
prélevés au printemps, présentent au moins un insecte. L’espèce la plus fréquente et la plus abondante est le charançon
du riz (Sitophilus oryzae). Des facteurs de risque d’infestation ont pu être identifiés : conception des bâtiments, absence
de silothermométrie fixe, absence de traitement des locaux vides. Un diagnostic réalisé chez des organismes stockeurs
(OS) a révélé que la lutte contre les insectes restait essentiellement basée sur l’utilisation d’insecticides de contact. Les
éléments de base de la lutte intégrée étaient peu connus par les opérateurs. Il n’y avait pas de suivi du niveau d’infestation,
donc pas d’indicateur précis de pilotage. En termes de mesure préventive, des outils pour optimiser l’installation de
ventilation des grains et sa conduite ont été proposés, basés sur une «contrainte climatique» affinée par les données
météorologiques locales. Concernant les mesures de lutte directe, la désinsectisation à la chaleur est une voie
prometteuse.
En situation de stockage dégradé, les insectes des grains
stockés peuvent causer des pertes pondérales dépassant
20% de la quantité récoltée. En France, leur présence dans
les céréales mises en marché constitue une perte économique, les contrats stipulant l’absence d’insectes vivants.
Parallèlement, la présence de résidus d’insecticides sur les
grains est source d’inquiétude pour les consommateurs et
peut être un obstacle à la commercialisation en cas de
dépassement de la limite maximale de résidu. Les récentes
évolutions règlementaires, en particulier l’interdiction
d’usage de deux insecticides fréquemment utilisés sur les
céréales (dichlorvos et malathion) ont considérablement
réduit les possibilités de lutte chimique contre les insectes
du stockage. Le faible nombre de substances actives disponibles augmente le risque de résistance des insectes et
incite les opérateurs à une moindre utilisation de ces insecticides au profit d’une lutte intégrée.
Le projet a été construit dans une démarche intégrative avec
les objectifs suivants : i) évaluer les avantages et les risques
des pratiques actuelles de lutte contre les insectes au stockage ; ii) proposer des solutions pour promouvoir une
démarche de protection intégrée ; iii) contribuer au développement d’avancées techniques valorisables dans un
contexte de réduction des usages d’insecticides ; iv) accompagner la valorisation de nouveaux itinéraires de stockage
auprès des OS et des agriculteurs.
Méthodes
Pour répondre à ces objectifs, le projet est articulé autour de
trois actions de recherches : 1) Réaliser un diagnostic technique et économique sur les pratiques actuelles ; 2) Etudier
l’amélioration possible des méthodes de lutte préventive
contre les insectes des grains stockés ; 3) Entreprendre la
réévaluation objective du potentiel des méthodes de lutte
corrective. Ces actions ont été complétées par un volet de
communication visant à diffuser les résultats du projet
auprès des OS.
...
ECOPROTECTGRAIN : Economie et innovation en protection raisonnée des céréales contre l’infestation par les insectes au stockage
Un quart des échantillons infestés par des insectes
La quantification des formes libres et cachées a montré que
plus du quart des 190 échantillons prélevés contenaient au
moins un individu d’une espèce d’insecte nuisible. Le charançon du riz (Sitophilus oryzae) s’est révélé l’espèce la plus
fréquente suivie par les silvains (Oryzaephilus surinamensis
et Cryptolestes ferrugineus). L’évolution la plus remarquable par rapport à la précédente enquête réalisée sur ce
sujet en France (1977-1978) est la moindre occurrence des
charançons du blé (Sitophilus granarius) et la recrudescence du capucin (Rhyzopertha dominica).
L’analyse des pratiques de stockage et du niveau d’infestation des grains a mis en évidence une relation entre la présence d’insectes et le type de structure de stockage : le
nombre d’échantillons infestés était significativement plus
élevé dans les silos à plat que dans les silos verticaux.
L’absence de silothermométrie fixe était également un élément de plus fort risque d’infestation. A l’inverse, le traitement des grains dit « préventif » (dès la réception) n’apporte
aucun bénéfice sur l’infestation des grains à long terme.
L’efficacité de la ventilation dépend des débits spécifiques
et de l’offre climatique
Parmi les mesures de prévention, figure en premier lieu la
ventilation à l’air ambiant. Son efficacité dépend des débits
spécifiques des ventilateurs et de «l’offre climatique» disponible dans la région pour refroidir suffisamment le grain.
L’offre climatique a été modélisée grâce aux données de 203
stations météorologiques de Météo France, toutes situées
0 cellule refroidie
1 cellule refroidie
2 cellules refroidies
5 et plus cellules
refroidies
Silo de très grande hauteur
(tour béton) 4m 3/h/m3
dans des régions de production céréalière et disposant d’enregistrements sur 20 années consécutives. Pour illustrer la
diversité des silos français, quatre situations ont été modélisées, correspondant à quatre débits spécifiques (Figure 1).
Pour chacune de ces situations et pour chaque palier, le
rapport entre les heures disponibles et les heures nécessaires a permis d’estimer le nombre de cycles de ventilation
réalisables. Une cartographie a été réalisée par extrapolation autour des stations météorologiques. La base de données des heures disponibles a ensuite été exploitée pour
créer un outil d’autodiagnostic des installations de
ventilation1.
La chaleur : une alternative possible en cas d’infestation
non maîtrisée
L’utilisation de la chaleur pour désinsectiser des grains a été
étudiée par de nombreux auteurs et il est reconnu que, soumis à des températures comprises entre 45 et 60°C, les
insectes meurent rapidement. L’objectif était d’adapter cette
technique aux séchoirs à grains déjà présents sur les sites
de stockage en identifiant les paramètres (température,
débit d’air spécifique, durée de traitement) nécessaires à la
désinsectisation du grain. L’impact du débit spécifique sur
l’efficacité de cette méthode de désinsectisation a été mis en
évidence : la durée d’exposition nécessaire pour obtenir un
taux de mortalité de 100% est diminuée lorsque le débit spécifique augmente. n
1. Ce logiciel d’autodiagnostic a été réalisé par ARVALIS-Institut du
végétal avec le soutien financier de FranceAgriMer. Il est disponible
sur demande auprès d’ARVALIS-Institut du végétal.
Silo de grande hauteur
(palplanche) 8m3/h/m3
Silo de moyenne hauteur
12m3/h/m3
Silo fermier, stockage à plat
16m3/h/m3
Palier 1
Palier 2
Palier 3
Figure 1. Nombre de cellules refroidies en fonction des conditions climatiques et du débit spécifique du ventilateur
ECOPROTECTGRAIN : Economie et innovation en protection raisonnée des céréales contre l’infestation par les insectes au stockage
Lutter contre les insectes au stockage est encore trop souvent synonyme d’utilisation d’insecticides. La réduction de
leur utilisation s’accompagne nécessairement d’une modification des pratiques et de la mise en place d’une lutte
intégrée. Plusieurs composantes de cette lutte intégrée ont été identifiées lors de ce projet : mesures de prévention
(sanitation des locaux, conception des silos), surveillance du niveau d’infestation (utilisation de pièges), mesures
d’exclusion (conduite de la ventilation) et mesure de lutte directe alternative (désinsectisation par la chaleur).
L’élaboration d’une stratégie de lutte est un processus complexe nécessitant la mise en relation de plusieurs facteurs
(environnement, espèces ciblées, débouchés…). Ce processus de décision peut être assisté par des systèmes
experts. La création d’un système expert appliqué aux conditions de stockage françaises permettrait d’accroître
l’expertise des opérateurs et d’améliorer la diffusion des innovations dans le secteur du stockage.
> Leblanc M.P., Fuzeau B., Fleurat-Lessard F., 2014. Influence of grain storage practices or kind of structure and pesticide use on insect
presence in wheat bulks after a long-term storage : a multi-dimensional analysis. IOBC-WPRS Bull. 98, 403–420.
> Losser E., 2014. Development of a self-diagnosis software to enhance stored-grain cooling aeration system performance. IOBC-WPRS
Bull. 98, 171–182.
> Vancrayenest L., Frérot E., Crépon K., 2014. Technical and economic analysis of pest management practices for stored wheat in 14 grain
elevators in France. IOBC-WPRS Bulletin 98, 395–402.
Financement
des méthodes et
Fertipro : utiliser la fertilisation pour agir sur la santé des plantes
et favoriser leur protection vis-à-vis des maladies et ravageurs
Christiane Raynal-Lacroix
• Raynal-Lacroix Christiane, Ctifl, Centre de Lanxade, Prigonrieux
•N
icot Philippe (au titre du projet Fertileg), UR0407 Pathologie végétale,
INRA PACA
Mots clefs
Fertilisation, Bioagresseurs, Tomate, Laitue, Protection intégrée
La réduction programmée de l’usage des produits phytosanitaires représente un réel défi pour les producteurs de
légumes. Dans ce contexte, la fertilisation s’inscrit dans un champ de prospection de techniques innovantes pour
minimiser le risque phytosanitaire. Le projet étudie, en réseau, les régimes de fertilisation favorisant la santé des plantes
et renforçant leur résistance vis-à-vis des bioagresseurs. Ces voies nouvelles de fertilisation, validées en conditions de
production, sont destinées à soutenir une agriculture productive et à haute valeur environnementale.
Résumé
La réduction programmée de l’usage des produits phytosanitaires représente un réel défi pour les producteurs de
légumes. Dans ce contexte, la fertilisation s’inscrit dans un
champ de prospection de techniques innovantes pour minimiser le risque phytosanitaire. Le projet étudie, en réseau,
les régimes de fertilisation favorisant la santé des plantes et
renforçant leur résistance vis-à-vis des bioagresseurs. Ces
voies nouvelles de fertilisation, validées en conditions de
production, sont destinées à soutenir une agriculture productive et à haute valeur environnementale.
La réduction de l’usage des pesticides et le renforcement
des mesures en faveur de la protection de l’environnement,
représentent des défis majeurs pour les producteurs de
légumes. Des réponses adaptées ne peuvent se concevoir
qu’à travers des stratégies globales combinant de manière
cohérente des techniques complémentaires limitant l’usage
des produits phytosanitaires. Or, la fertilisation agit sur la
santé des plantes et conditionne leur état de sensibilité aux
bioagresseurs.
L’objectif du projet est de définir et de développer des
régimes de fertilisation assurant une meilleure résistance
des plantes aux maladies et ravageurs pour limiter leur
dépendance vis-à-vis des produits phytosanitaires. De plus,
l’effet de la fertilisation sur l’efficacité des produits de protection biologique doit être précisé pour associer judicieusement ces deux facteurs de gestion des risques dans les
stratégies de protection des cultures.
Les deux espèces légumières supports pour l’étude sont la
tomate et la laitue dans leurs modes de culture les plus
représentés en France : plein champ et abri pour la laitue,
abri et serre hors sol pour la tomate. Elles ont été retenues
en raison de leur importance économique (12 284 ha, 328
503 tonnes pour la laitue, 4 096 ha, 711 559 tonnes pour la
tomate, Source Agreste, 2008). In fine il s’agit, pour ces différents modes de culture de la laitue et de la tomate, de parvenir à une gestion équilibrée de la fertilisation pour
l’intégrer dans une combinaison de techniques assurant une
meilleure protection des cultures.
Méthodes
La réalisation du projet s’appuie sur un travail en réseau et
conduit à agir en synergie sur un sujet qui requiert des compétences dans des domaines aussi variés que l’agronomie,
la physiologie végétale, la fertilisation et la nutrition des
plantes, la pathologie végétale et une bonne connaissance
des systèmes de culture en place.
Pour ce faire, six stations régionales d’expérimentation et
quatre chambres d’agriculture sont parties prenantes du
projet qui interagit avec le projet PICLég FERTILEG.
Tous les travaux sont menés sur la base de protocoles et ...
Fertipro : Utiliser la fertilisation pour agir sur la santé des plantes et favoriser leur protection vis-à-vis des maladies et ravageurs
... méthodes de travail relevant d’une approche commune.
Le projet s’articule autour de 5 tâches complémentaires.
Tâche 1 : Enquête nationale sur les pratiques de fertilisation et recensement conjoint des problèmes sanitaires
(FERTIPRO)
Cet état des lieux est réalisé dans les principales zones de
production et dans la diversité des itinéraires techniques. Il
s’appuie sur un questionnaire établi avec les partenaires
techniques, scientifiques et le concours de statisticiens, et
des suivis en culture des bioagresseurs. Cette enquête est
réalisée par les techniciens des chambres d’agriculture et
des stations régionales.
Les bioagresseurs concernés sont : Botrytis, oïdium, aleurodes sur tomate ; Botrytis, Sclerotinia , Rhizoctonia, Bremia
et pucerons sur laitue.
Tâche 2 : Caractériser l’impact de la nutrition de la plante
sur la sensibilité aux bioagresseurs en conditions de laboratoire (FERTILEG)
Cette tâche est réalisée par les partenaires scientifiques du
projet FERTILEG. Elle consiste à étudier, en conditions d’apports fertilisants strictement contrôlés, les interactions
plante-bioagresseur en lien avec la nutrition azotée, potassique et calcique. Les travaux s’intéressent également à l’effet de la fertilisation sur la protection biologique. Ils sont de
nature à orienter les essais en conditions agronomiques de
production en apportant des références propres à l’effet
« nutrition des plantes ».
Tâche 3 : Modélisation (FERTILEG)
Cette action relève du projet FERTILEG. Elle vise l’élaboration d’un modèle Botrytis/tomate.
Tâche 4 : Essais en sites expérimentaux pour évaluer l’effet
de la nutrition des plantes sur leur sensibilité aux bioagresseurs en conditions de culture (FERTIPRO)
Il s’agit de traduire en références pratiques les résultats
obtenus en laboratoire. Les essais, réalisés sur la base de
protocoles communs, visent à évaluer et valider en conditions de culture et dans la diversité des situations pédo-climatiques, des régimes de fertilisation azotée « guidée » en
référence à la pratique du producteur. L’ensemble des résultats est mis à profit pour définir des stratégies de production
intégrée.
Tâche 5 : Définir et tester des stratégies de production intégrée avec des fertilisations agissant favorablement sur la
santé des plantes (FERTIPRO)
Sont testées des stratégies intégrant les régimes de fertilisation les plus efficaces dans la défense des plantes, des
variétés choisies et la protection biologique. Le dispositif
d’essais multi-sites et la proximité avec les conditions d’application au champ doivent offrir une première approche des
progrès associés à des stratégies à moindres coûts sanitaire
et environnemental.
Le Tableau 1 rend compte de l’effet du niveau d’azote sur la
sensibilité à deux maladies majeures chez la tomate : oïdium
et botrytis et sur le rendement (+ effet relativement modéré,
++ effet moyen, +++ effet important).
Tableau 1 : Sensibilité de la tomate à oïdium et botrytis selon le niveau d’azote Niveau d'azote Sensibilité à l'oïdium Sensibilité à botrytis Rendement + +++ + + à ++ + à ++ ++ ++ à +++ ++ ++ Bas Moyen Elevé Tableau 1 :protection Sensibilité de la tomate à opeut et botrytis selon lpar niveau d’azote d’azote mais ces résultats méritent D’autre part, 1l’action de la biologique renforcée le niveau Tableau
: Sensibilité
de la
tomateïdium àêtre oïdium
et e botrytis
selon
d’être précisés par des études complémentaires. Niveau le
niveau
d’azote
d'azote Sensibilité à botrytis Sensibilité à l'oïdium Rendement La fertilisation azotée intervient aussi sur la sensibilité des laitues aux bioagresseurs comme mentionné dans le t ableau 2 (+ Bas relativement modéré, ++ e+ ffet moyen, +++ effet important). +++ + effet L’action de la protection biologique peut être renforcée par
Moyen à ++ + à ++ ++ le
niveau d’azote + mais
ces résultats
méritent d’être
précisés
Tableau 2 : Sensibilité de la laitue à sclerotinia, botrytis et pucerons selon le niveau d’azote par
des
études
complémentaires.
Elevé ++ à +++ ++ ++ Niveau Sensibilité à Sensibilité aux pucerons La fertilisation azotée intervient aussi sur la sensibilité des
b
otrytis Sensibilité à
sclerotinia d'azote D’autre part, l’action de la protection biologique peut être renforcée par le niveau d’azote mais ces résultats méritent laitues
aux
bioagresseurs
comme mentionné dans le
d’être précisés par des études complémentaires. Bas + + + Tableau
2
(+
effet
relativement
modéré,
++ effet moyen,
+++
La fertilisation azotée intervient aussi sur la sensibilité des laitues aux bioagresseurs comme mentionné dans le t ableau 2 (+ effet relativement modéré, ++ effet moyen, +++ effet important). effet
important).
++ Moyen ++ + (+) Rendem
+ ++ Elevé Niveau d'azote Tableau 2 : Sensibilité de la laitue à sclerotinia, botrytis et pucerons selon le niveau d’azote +++ +++ + (+) ++ (+)
Sensibilité à sclerotinia Sensibilité aux pucerons Sensibilité à botrytis Bas + + + + Moyen ++ + (+) ++ ++ Elevé +++ + (+) +++ ++ (+) Rendement Tableau 2 : Sensibilité de la laitue à sclerotinia, botrytis et pucerons
selon le niveau d’azote
In fine, il apparaît que la maîtrise de l’azote engendre en
général des effets positifs sur la protection des cultures.
En première approche, les moyens à mettre en œuvre pourraient être résumés comme suit :
- Tomate hors sol : réduire et moduler la concentration en
azote sur le cycle cultural. Il apparaît qu’une composition
nutritive à 10 meq/L concilie « moindre sensibilité aux
attaques des champignons étudiés » et « niveau de production optimale ». Cette concentration minérale peut encore
être réduite en période de forte évapotranspiration (ETP)
quand la fréquence des fertirrigations est élevée (printemps/été) en lien avec la demande accrue en eau des
plantes.
- Tomate sous abri : les résultats plaident pour la mise en
œuvre d’une gestion raisonnée de l’azote dans la pratique.
La méthode PILazo®, basée sur un bilan simplifié en azote
avant mise en place de la culture et des tests NO3 pétiolaires
en cours de culture, permet d’optimiser les apports tout en
préservant un niveau de production élevé. Cet ajustement de
Fertipro : Utiliser la fertilisation pour agir sur la santé des plantes et favoriser leur protection vis-à-vis des maladies et ravageurs
la fertilisation azotée aux besoins réels de la culture s’insère
favorablement dans une stratégie à moindres risques sanitaires et environnementaux.
- Laitue plein champ et sous abri : la sensibilité aux champignons sclerotinia et botrytis et aux pucerons peut être
réduite via une gestion équilibrée de l’azote. Celle-ci repose
sur des apports fractionnés (à la plantation puis quand la
vitesse de développement des plantes s’accélère, soit 3-4
semaines après plantation au printemps) en déduisant les
fournitures du sol à chacun des deux apports par cycle
cultural. n
La réalisation de ce projet a permis de fournir de nouvelles références à l’appui d’une gestion intégrée de l’azote pour
limiter les risques phytosanitaires et environnementaux tout en maintenant le niveau de production.
D’ores et déjà, l’accompagnement des pratiques peut se faire par des apports raisonnés à partir de références
acquises, par l’application de PILazo® aux cultures de tomate sous abri et par la prise en compte des fournitures
du sol.
Les travaux sont à poursuivre sur les agents de protection biologique dont les Stimulateurs de Defense des Plantes.
Ces travaux mériteraient aussi d’être élargis à d’autres éléments nutritifs.
Ainsi, une première étude menée en conditions de nutrition contrôlée et avec inoculation artificielle de mildiou chez
la laitue, au Centre Ctifl de Lanxade, montre l’effet de la fertilisation phosphatée sur l’intensité des attaques de
Bremia. Par ailleurs, les enquêtes « terrain » soulignent des marges de progrès réalisables en fertilisation potassique.
Enfin, des connaissances supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre les mécanismes en jeu
(métabolisme secondaire). Ceci détermine le champ d’actions possibles pour assurer une meilleure santé des
plantes et être en mesure de limiter le recours aux produits phytosanitaires en production de légumes.
> Dordas C., 2008. Role of nutrients in controlling plant diseases in sustainable agriculture. A review. Agron. Sustain. Dev. 28: 33-46.
> Hoffland E. et al., 2000. Effect of nitrogen supply rate on disease resistance in tomato depends on the pathogen. Plant Soil. 218: 239-247.
> Huber D.M., 1980. The role of mineral nutrition in defense. In Plant Disease, and Advanced Treatise. Vol. 5, How Plants Defend Themeselves,
in: Horsfall J.G., Cowling E.B. (Eds), Academic Press, New-York, p. 381-406.
> Jansson J., 2003. The influence of plant fertilisation regime on plant aphid parasitoïd interactions. Doctoral thesis. Swedish University of
Agricultural Sciences, Uppsala.
> Walters D.R. and Bingham I.J., 2007. Influence of nutrition on disease development caused by fungal pathogens: implications for plant
disease control. Review article. Ann App Biol. 151: 307-324.
Financement
Chap I : Surveillance
biologique du territoire
INFLOWEB : Un site pédagogique sur les adventices
pour aider leur gestion intégrée
Jean Lieven
• Lieven Jean, Waller Florence, Pontet Célia, Terres Inovia (ex CETIOM), Thiverval-Grignon
• Rodriguez Alain, ACTA, RMT FLORAD, Baziège
• Guillemin Jean-Philippe, AgroSup Dijon
• Bonin Ludovic, Arvalis – Institut du végétal, Boigneville
• Ravenel Coraline, FNAMS, Ouzouer-le-Marché
• Fontaine Laurence, ITAB, Angers
• Quilliot Emilien, ITB, Paris
Mots clefs
Site internet, flore adventice, gestion intégrée, enquête
INFLOWEB est un site internet qui rassemble, synthétise et vulgarise des connaissances utiles pour aider à gérer les
principales mauvaises herbes des grandes cultures. Cet outil pédagogique a été mis au point en 2012. Le site vise à
sensibiliser le monde agricole sur la gestion intégrée de la flore adventice et lui propose d’adopter des techniques plus
économes en herbicides basées sur cette gestion.Une enquête nationale adressée, en 2011, à des conseillers agricoles,
techniciens d’expérimentation et ingénieurs agronomes a permis de connaître la distribution des principales adventices
en grandes cultures sur le territoire français.
Le rapport de l’étude Écophyto R&D (janvier 2010) évoque le
besoin de proposer des outils didacticiels afin d’accompagner les agriculteurs vers de nouveaux schémas de raisonnement moins dépendants des pesticides et/ou adaptés au
mode de production biologique (Butault et al., 2010). Dans ce
contexte et avec l’appui du RMT Florad, le site internet
INFLOWEB a été mis en place. Il vise à rassembler, synthétiser et vulgariser, de façon pédagogique, des connaissances malherbologiques sur une quarantaine d’adventices
majeures des grandes cultures. Les contenus sont destinés
à un large public d’agriculteurs, conseillers, enseignants et
étudiants, pour favoriser le raisonnement des stratégies de
désherbage économes en pesticides.
Pour enrichir le site, une enquête a collecté des informations d’experts afin de décrire de façon opérationnelle la
répartition sur le territoire français et l’abondance des 40
adventices traitées par Infloweb.
Méthodes
Les ouvrages (Editions ACTA, INRA, Arvalis - Institut du
Végétal…), les communications issues de congrès (AFPPCOLUMA, colloques sur la biologie et écologie des mauvaises herbes, Crop Protection Brighton…), les thèses, les
articles scientifiques (Agronomy Journal, Weed Research,
Weed Science, Plant Science…) et les brochures et articles
techniques (guides de cultures, presse agricole nationale
spécialisée) ont alimenté INFLOWEB sur la description des
adventices, leur biologie, leur écologie dans les milieux
cultivés et leur nuisibilité, ainsi que sur les méthodes de
lutte agronomiques, mécaniques et chimiques. Des experts
techniques et scientifiques de la biologie et de la gestion des
adventices (ACTA, AgroSup Dijon, Arvalis-Institut du végétal,
Terres Inovia, FNAMS, INRA, ITAB et ITB) ont fourni ces
informations et le développement informatique a été confié
à une société prestataire de service.
Pour actualiser les connaissances sur la distribution des
mauvaises herbes et leur affinité vis-à-vis des grandes
cultures, un sondage internet a été adressé à un panel de
techniciens, conseillers et ingénieurs agricoles (instituts
techniques, chambres d’agriculture, firmes phytosanitaires)
en 2011. Les personnes enquêtées étaient invitées à caractériser le niveau de présence des 40 adventices sélectionnés
dans INFLOWEB, avant désherbage, dans les principales
grandes cultures de leurs bassins de production.
Le site est accessible gratuitement : www.infloweb.fr.
Une page d’accueil propose un accès aux informations malherbologiques indexées par nom d’adventice sous trois formes
possibles : nom commun, nom latin, code EPPO / BAYER. ...
INFLOWEB : Un site pédagogique sur les adventices pour aider leur gestion intégrée
... Chaque « fiche adventice » est composée de différents
onglets :
- « Identification » : classification de l’espèce, description
botanique succincte et illustrations des stades plantule,
adulte et semences,
- « Biologie » : type biologique, calendrier de développement, profondeur de levée, production de semences, dormance et persistance du stock semencier dans le sol,
- « Habitat » : affinités de l’adventice vis-à-vis des milieux,
des cultures et des modes de production (agricultures
conventionnelle et biologique),
- « Facteurs favorables » : origine et progression de la mauvaise herbe au cours du temps,
- « Nuisibilité » : niveaux de pertes de rendement et de qualité des récoltes,
- « Méthodes de lutte » :
• niveau d’efficacité des méthodes de lutte agronomique
(rotation, labour, faux-semis…),
• facilité du contrôle herbicide et noms des herbicides
les plus efficaces dans les cultures concernées par
l’adventice,
• présence de cas de résistance à un ou plusieurs herbicides
sur le territoire,
• recommandations de lutte spécifique au désherbage
mécanique et au mode de production en agriculture
biologique.
Les références bibliographiques sont mentionnées pour
chaque fiche.
Des pages annexes développent les principes de lutte
agronomique et de lutte mécanique. Un lexique des termes
botaniques utilisés est également proposé.
En donnant les caractéristiques des espèces adventices,
INFLOWEB accompagne les agriculteurs et les conseillers
vers un désherbage plus adapté à la flore des parcelles. Les
informations sur les résistances et les recommandations
concernant le désherbage mécanique et la gestion agronomique de la flore permettent de raisonner les traitements et
de réduire le recours aux herbicides.
Le sondage d’experts régionaux sur la présence des adventices dans les différentes cultures a permis de compiler les
connaissances des 182 participants, ensuite valorisées dans
l’onglet « Habitat ». Cette base de données, initialement
destinée à donner la répartition des adventices par région, a
abouti à une typologie de la distribution de 40 espèces
adventices en fonction des principales grandes cultures.
L’affinité marquée entre espèces adventices et cultures a
ainsi pu être mise en évidence. n
Neuf mois après la mise en ligne d’INFLOWEB, près de 40 000 connexions avaient déjà été enregistrées. 36% des
internautes y sont retournés à plusieurs reprises et il a été constaté que le site intéresse également le grand public.
Au fil du temps, le site est actualisé par les partenaires du projet en fonction de l’actualité et des besoins émergents
(nouvelles solutions de lutte, adventices en voie de progression, etc.).
INFLOWEB enrichit efficacement la collection d’outils destinés aux agriculteurs et aux conseillers pour faire évoluer
les pratiques agricoles vers une diminution de l’usage des herbicides. Cet outil répond ainsi à la demande d’Écophyto
concernant les outils d’accompagnement des producteurs.
Le projet INFLOWEB a aussi permis de centraliser des informations d’experts du désherbage sur la présence des
principales mauvaises herbes en grandes cultures.
> Bouët A., Crouzier S., Mamarot J., Montégut J., 1981. Dénominations régionales et locales des mauvaises herbes. Edition ACTA, 119 p.
> Butault J.P., Dedryver C.A., Gary C., Guichard L., Jacquet F., Meynard J.M., Nicot P., Pitrat M., Reau R., Sauphanor B., Savini I, Volay T.,
2010. Ecophyto R&D. Quelles voies pour réduire l’usage des pesticides ? Synthèse du rapport d’étude, INRA Editeur (France), 92 p.
> Guyot L, Guillemat J, Becker Y, Barralis G, Demozay D, Le Nail F, 1962. Semences et Plantules des Principales Mauvaises Herbes. ACTA,
Paris, 95 p.
> Maupas F., Fortin E., Escriou H., 2006. Développement d’outils d’aide à la décision pour la culture betteravière. Industries alimentaires et
agricoles, 122, 20-22.
> Mamarot J., Rodriguez A., 2011. Mauvaises herbes des cultures. Editions ACTA, 569 p.
Financement
Chap II : Solutions
ANR, SYSTERRA 2010
LANDSCAPHID : Influence du paysage sur les pucerons ravageurs des cultures
et le potentiel de contrôle biologique – Application à l’ingénierie écologique
pour la gestion des ravageurs
Marie Torres
• Vialatte Aude, UMR DYNAFOR (Dynamiques et écologie des
paysages agriforestiers), INP-ENSAT Toulouse
• Gauffre Bertrand, Centre d’Etudes Biologiques de Chizé, INRA
Poitou-Charente
• Rasplus Jean-Yves, UMR CBGP (Centre de Biologie pour la
Gestion des Populations), INRA Montpellier
• Baudry Jacques, UR SAD (Sciences pour l’Action et le
Développement) - Paysage, INRA Rennes
• Plantegenest Manuel, UMR IGEPP (Institut de Génétique,
Environnement et Protection des Plantes), Agrocampus Ouest,
Rennes
Mots clefs
Contrôle biologique, Gestion écologique, Paysage, Barcoding moléculaire, Pucerons
L’étude, à large échelle conduite dans trois sites français engagés dans des suivis à long-terme, a porté sur les pucerons
et leurs ennemis naturels, associés aux principales grandes cultures (céréales à paille, colza, tournesol, pois et autres
légumineuses). Des méthodes ont été développées pour aborder l’étude de l’écologie des populations et communautés
de ces organismes à l’échelle du paysage, en prenant en compte les compartiments semi-naturels de l’environnement
connus pour être des habitats-clés pour de nombreuses espèces d’insectes. L’étude de l’effet des caractéristiques du
paysage sur le fonctionnement des communautés d’arthropodes est difficile du fait du niveau élevé de complexité du
système paysager, de l’échelle d’étude étendue et de l’importante quantité de données à collecter et à analyser. Les
analyses suggèrent des effets limités et inconstants du contexte paysager proche sur le fonctionnement des populations
et communautés de pucerons et d’ennemis naturels et indiquent une prédominance des effets des conditions locales
(pratiques agricoles) ou régionales (orientation agricole, climat). Nous avons observé une relative étanchéité des
compartiments cultivés et semi-naturels de l’agroécosystème avec des espèces d’auxiliaires probablement spécialisées
sur l’habitat cultivé et peu de liens trophiques entre les compartiments. Ces travaux contribuent à mieux comprendre les
relations ambiguës entre complexité paysagère, biodiversité et régulation des populations de ravageurs.
La littérature suggère que la gestion du paysage pourrait
influencer les processus écologiques qui déterminent
l’abondance des populations de ravageurs et contribuer à
leur gestion durable (Veres et al., 2013). Cependant, bien
qu’il existe une tendance à ce que les communautés les plus
diversifiées procurent un contrôle plus important des
arthropodes phytophages (Letourneau et al., 2009), des
effets neutres voire négatifs sont également observés
(Straub et al., 2008). Une meilleure connaissance du réseau
d’interactions, en particulier trophiques, qui lient les ravageurs et leurs ennemis naturels est nécessaire pour progresser dans notre compréhension des relations entre
biodiversité et contrôle biologique (Crowder & Jabbour,
2014). Du fait notamment des difficultés à conduire des
études agroécologiques spatialement explicites à large
échelle, les patrons généraux des relations entre caractéristiques du paysage et risques agricoles liés à l’activité des
ravageurs des cultures restent méconnus, limitant l’émergence de stratégies de gestion durable à l’échelle du paysage. Une seconde limitation résulte du manque d’outils et
de méthodologies performantes pour identifier en conditions naturelles les réseaux d’interactions impliquant les
arthropodes.
Pour aborder ces questions nous avons choisi de nous intéresser aux pucerons et à leurs principaux ennemis naturels,
associés aux grandes cultures (céréales à paille, colza,
tournesol, pois et autres légumineuses). La première partie
du projet a eu pour objectif de produire des connaissances
générales sur l’écologie de ces organismes à l’échelle du
paysage, en incluant les compartiments semi-naturels ...
LANDSCAPHID : Influence du paysage sur les pucerons ravageurs des cultures et le potentiel de contrôle biologique –
Application à l’ingénierie écologique pour la gestion des ravageurs
... de l’agrosystème qui sont connus pour être des habitats
essentiels pour de nombreuses espèces d’insectes
(Tscharntke et al., 2005). Nous avons ensuite étudié l’impact
des caractéristiques du paysage (composition, hétérogénéité, fragmentation, connectivité) sur les populations
d’arthropodes cibles. D’un point de vue appliqué, l’ambition
du projet était de produire des connaissances utiles pour
aider à la conception de stratégies de gestion du paysage
pouvant contribuer au contrôle durable des ravageurs.
Méthodes
Nous avons développé notre stratégie de recherche dans
trois directions :
- En premier lieu, un important jeu de données portant sur
les abondances de pucerons et d’ennemis naturels a été collecté de manière coordonnée dans les trois sites d’étude
(Zone Atelier Armorique, Zone Atelier Plaines et Val de
Sèvres et site atelier Val et Côteaux de Gascogne). Les
caractéristiques paysagères ont été évaluées autour de
chaque point d’échantillonnage et soumises à des procédures complexes d’analyses de données, afin d’explorer
sans a priori les relations entre populations d’insectes et
propriétés du paysage.
- Des études ont été conduites sur les caractéristiques
biologiques importantes pour comprendre les processus
biologiques sous-jacents responsables de l’influence des
caractéristiques paysagères sur les populations d’insectes
ciblés. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la
dispersion, la stratégie d’hivernation et la spécialisation trophique, déterminants majeurs du fonctionnement des populations à l’échelle du paysage.
- Enfin, nous avons développé des outils moléculaires spécifiques pour identifier les liens trophiques entre ennemis
naturels (prédation intra-guilde) et entre ennemis naturels
et pucerons ravageurs au champ. Ces outils ont ensuite été
utilisés pour identifier les réseaux d’interactions trophiques
liant les arthropodes dans le paysage agricole.
L’échelle majoritairement adoptée au cours de l’étude (paysage local, de l’ordre du kilomètre) est apparue relativement
inadéquate pour les organismes cibles de ce travail (espèces
généralistes à forte capacité de dispersion) dans le contexte
agricole considéré. Les résultats suggèrent que les échelles
d’influence pertinentes sur le fonctionnement des populations d’organismes étudiées sont plus larges (de la petite
région au continent) et/ou plus restreintes (parcelle et son
environnement immédiat).
Enfin, nos travaux confirment l’importance de la complexité
écologique qui doit être explicitement considérée dans les
études et qu’il est difficile de résumer au moyen d’indicateurs simples.
Les analyses suggèrent des effets limités et inconstants du
contexte paysager proche sur le fonctionnement des populations et communautés de pucerons et d’ennemis naturels
et indiquent une prédominance des conditions locales (pratiques agricoles) ou régionales (orientation agricole, climat).
Nous avons observé une relative étanchéité des compartiments cultivés et semi-naturels de l’agroécosystème avec
des espèces d’auxiliaires probablement spécialisées sur
l’habitat cultivé et peu de liens trophiques entre les compartiments. Ces travaux contribuent à mieux comprendre les
relations ambiguës entre complexité paysagère, biodiversité
et régulation des populations de ravageurs. Nos résultats
suggèrent une influence majeure des pratiques agricoles et
de leur historique à l’échelle de la parcelle ainsi que de son
environnement immédiat. Quelques pistes telles que l’identification d’éléments paysagers ou de successions culturales qui leur sont favorables permettent d’élaborer des
préconisations pour accroître la présence des ennemis
naturels. n
Les travaux réalisés dans le cadre de LANDSCAPHID ont confirmé la difficulté de conduire un projet ambitieux et
multisite à l’échelle du paysage. Ils démontrent la nécessité de poursuivre les efforts de normalisation des méthodes
et des outils et le développement d’outils haut-débit pour les recherches en écologie. Le maintien de dispositifs du
type « zone atelier », permettant des suivis à long terme et à large échelle, est crucial pour ce type de projet. La mise
en évidence d’une relative compartimentation écologique entre zones agricoles et non-agricoles incite à s’interroger
sur les aménagements et les pratiques susceptibles d’augmenter la connectivité entre les différents éléments, dans
le but d’accroître la fourniture de services écosystémiques, notamment le service de régulation des ennemis des
cultures. La spécificité des interactions et la fréquence des interactions intra-guilde rappellent l’importance de
considérer l’identité spécifique des organismes et la structure du réseau écologique. Elles questionnent la pertinence
d’indicateurs composites usuels tels que les indices de biodiversité ou l’abondance globale au sein d’une guilde. De
même, elles posent la question de la pertinence de catégories paysagères grossières (espaces boisés, haies, prairies,
cultures, …) souvent insuffisantes pour inférer leur fonction écologique en l’absence d’information sur les espèces
végétales qu’elles accueillent.
LANDSCAPHID : Influence du paysage sur les pucerons ravageurs des cultures et le potentiel de contrôle biologique –
Application à l’ingénierie écologique pour la gestion des ravageurs
> Andrade T., Outreman Y., Krespi L., Plantegenest M., Vialatte A., Gauffre B., van Baaren J., 2015. Spatiotemporal variations in aphidparasitoid community structures in agricultural ecosystems. Ecosphere, 6(7): 113
> Derocles S.A.P., Le Ralec A., Besson M., Maret M., Walton A., Evans D., Plantegenest M., 2014a. Molecular analysis reveals strong
compartmentalisation in aphid-parasitoid trophic networks between crop and non-crop habitat. Molecular Ecology, 23(15): 3900-3911.
> Marrec R., Badenhausser I., Bretagnolle V., Börger L., Roncoroni M., Guillon N., Gauffre B., 2014b. Crop succession and habitat preferences
drive the distribution and abundance of carabid beetles in an agricultural landscape. Agriculture, Ecosystems and Environment, 199:282289.
> Puech C., Baudry J., Joannon A., Poggi S., Aviron S., 2014. Organic vs. conventional farming dichotomy: Does it make sense for natural
enemies? Agriculture, Ecosystems and Environment, 194:48-57.
> Raymond L., Sarthou J.P., Plantegenest M., Gauffre B., Ladet S., Vialatte A., 2014a. Immature aphidophagous hoverflies overwinter within
agricultural fields and significantly control aphid populations in autumn. Agriculture, Ecosystems and Environment, 185: 99-105.
Financement
Chap VIII : Exposition
humaine
Écophyto (redevance pollutions diffuses),
ANSES EST 2010
MEPIMEX : Multi Exposition de l’homme aux Pesticides : évaluation
des Interactions Métaboliques et Xéno-hormonales in vitro
Roger Rahmani
• Rahmani Roger, de Sousa Georges, Kadar Ali,
UMR 1331 TOXALIM 1331, Equipe de Toxicologie
Cellulaire et Moléculaire des Xénobiotiques, INRA,
Sophia Antipolis.
Mots clefs
Toxicologie in vitro, Biotransformation, Pesticides,
Mélanges, Modélisation mathématique
Vers une meilleure compréhension des effets « cocktails » ?
Le projet MEPIMEX avait pour objectifs d’évaluer les impacts toxicologiques de mélanges de pesticides auxquels la
population française est la plus exposée, via son alimentation. Plusieurs biomarqueurs d’effet ont été criblés in vitro :
cytotoxicité, processus de détoxication, activation du récepteur nucléaire PXR humain. Parmi les 14 pesticides étudiés,
4 se sont avérés être de puissants agonistes du hPXR, 4 de moyenne et 6 de faible action. La plupart des mélanges
activent fortement ce récepteur et induisent l’expression du gène cible CYP3A4. L’application d’un modèle mathématique
de concentration-addition, montre, selon les cocktails de pesticides et leurs proportions, des effets additifs, supra- ou
infra-additifs. Une étude métabolique a été menée sur un des mélanges (éthion, linuron, chlorfenvinfos) pour étudier les
interactions entre les pesticides le composant (Km, Vm, clairance…). Au total, des interactions métaboliques et
toxicologiques entre les pesticides composant ces mélanges ont ainsi pu être démontrées, dont les incidences sanitaires
restent encore à examiner.
Via leur environnement et en particulier leur alimentation,
les consommateurs sont exposés de façon chronique à des
résidus de pesticides. Selon leurs concentrations, leurs
sites de bioaccumulation, leurs voies métaboliques, leurs
cibles cellulaires et moléculaires… Ceux-ci peuvent donner
lieu à des interactions pharmaco-toxicologiques, susceptibles d’engendrer des processus toxiques non prévisibles,
voire néfastes (perturbations hormonales…). Des effets
additifs, supra-additifs ou synergiques, infra-additifs ou
antagonistes peuvent ainsi survenir. Le nombre considérable de xénobiotiques ajouté à leurs effets combinatoires
rend l’évaluation toxicologique réglementaire des mélanges
difficile à l’aide des méthodes traditionnelles. Cette complexité impose le recours à des approches expérimentales
in vitro (modèles cellulaires..) et théoriques (modélisation
mathématique). L’estimation pertinente des dangers et des
risques sanitaires liés à ces cocktails de molécules impose
donc une meilleure connaissance à la fois de leur mode
d’action et de leur biotransformation. Intégrées aux données
d’exposition, épidémiologiques et obtenues chez l’animal,
ces approches permettent d’optimiser la gestion des risques
sanitaires. Les objectifs de ce projet étaient donc d’évaluer
les potentielles interactions métaboliques et toxicologiques
de pesticides en mélanges, auxquels la population française
est exposée à travers son alimentation.
Méthodes
Les cocktails, composés de 2 à 6 pesticides, ont été sélectionnés parmi ceux identifiés par l'AFSSA dans le cadre du
projet ANR Périclès. Les impacts toxicologiques de ces pesticides seuls et/ou associés ont ensuite été caractérisés in
vitro (hépatocytes, lignées d’hépatomes HepaRG et HepG2
parentale ou transfectée par le hPXR…) au moyen de biomarqueurs cellulaires et moléculaires: cytotoxicité en
temps réel par mesure d'impédance, transactivation du
récepteur nucléaire hPXR et expression génique de ...
MEPIMEX : Multi Exposition de l’homme aux Pesticides : évaluation des Interactions Métaboliques et Xéno-hormonales in vitro
... certains gènes cibles. Les données obtenues et leur
modélisation ont permis de hiérarchiser les différents produits et leurs mélanges, en termes d’effet biologique. Nous
avons ensuite appliqué le modèle de concentration addition
et estimé l’effet mélange en comparant les données expérimentales et théoriques (modélisation des effets attendus).
Enfin, certaines molécules ont fait l’objet d’études métaboliques in vitro, nécessitant la mise en place de méthodes de
dosage par GC-MS et LC-MS/MS spécifiques, afin de caractériser leurs paramètres cinétiques (Km, Vm, clairance…),
seules ou combinées.
Principaux résultats
Le modèle Bayésien développé par l’ANSES avait permis de
sélectionner les 7 mélanges sur lesquels nous avons axé
nos recherches.
Activation du PXR
Concernant l’activation du hPXR, les molécules prises séparément et les mélanges constitués ont été testés. Les
courbes dose-réponse ont été modélisées par régression
linéaire associée à des techniques de bootstrap (Figure 1).
Tableau 1 : Facteurs de transactivation des pesticides composant
les cocktails 2, 3 et 4, vis-à vis du PXR
entre les données expérimentales et modélisées, n’excèdent pas un facteur ± 1,5 en tenant compte des incertitudes. Ainsi, pour le mélange 4 (Figure 2), les ECvs0.5RIF
expérimentales sont estimées à 17.6 µM et à 26.3 µM, en
proportions équimolaire et réelle respectivement. Lorsque
calculé par le modèle de concentration addition, ces valeurs
s’élèvent à 27.6 et 18.85 µM. Cela montre l’importance de
l’affinité des pesticides pour le hPXR dans les mélanges,
mais aussi de leurs proportions respectives dans l‘effet toxicologique global.
Figure 1 : Modélisation de l’activation du hPXR par les 5 pesticides
du cocktail n°4
Les facteurs de transactivation des pesticides constitutifs
des cocktails 2, 3 et 4, normalisés par rapport à la rifampicine (agoniste modèle du hPXR ; EC50 : 1.8 µM) sont consignés dans le Tableau 1. Une classification a pu ainsi être
établie en termes de pouvoir agoniste vrai (V), modéré (M)
ou faible (F) vis-à-vis du récepteur nucléaire hPXR, l’éthion
s’avérant plus puissant que la rifampicine (x 1.98).
En termes d’effet « mélanges », tous s’avèrent significativement activer le hPXR de façon dose-dépendante. Les données expérimentales d’activation du PXR et théoriques
(utilisation d’un modèle mathématique de concentration
addition, associé au bootstrap) ont été ensuite comparées.
Pour le mélange 2, constitué majoritairement d’agonistes
vrais du PXR, l’effet cocktail s’avère très bien prédit par le
modèle.
Pour les autres cocktails, nous avons en revanche noté des
effets infra- ou supra-additifs, selon la proportion des pesticides (équimolaire vs réelle). Les différences observées
Figure 2 : Application du modèle de concentration addition aux
pesticides du cocktail n°4
Interactions métaboliques
Après avoir développé et validé des méthodes de dosage par
GC-MS et LC-MS/MS, nous avons analysé le métabolisme in
vitro (microsomes et hépatocytes d’origine humaine) de 3
molécules (éthion, linuron, chlorfenvinfos). (Figure 3)
Nous avons pu estimer les paramètres cinétiques des molécules (Km, Vm, clairance intrinsèque…), seules ou en combinaison et avons pu démontrer leurs interactions
métaboliques mutuelles (Tableau 2). Le chlorfenvinfos
semble être le composé qui subit le moins d'interactions
métaboliques. Seules les combinaisons incluant le linuron
et l'éthion simultanément réduisent la clairance intrinsèque
MEPIMEX : Multi Exposition de l’homme aux Pesticides : évaluation des Interactions Métaboliques et Xéno-hormonales in vitro
Enfin, la biotransformation de la dernière substance active
est affectée par la présence individuelle d'une forte teneur
en éthion et quelle que soit la quantité de chlorfenvinfos testée. Au regard des données obtenues, l'inhibition de la
dégradation de ce pesticide est réduite de 70 % dans le cas
de la dernière combinaison envisagée. n
Figure 3 : Démarche expérimentale in vitro
de ce composé. A l'inverse, la métabolisation de l'éthion est
inhibée par la présence de linuron et plus fortement par la
co-incubation du chlorfenvinfos. De plus, la clairance de ce
composé est fortement réduite lorsque les deux produits
sont présents.
Tableau 2 : Effets des co-incubations sur les clairances
intrinsèques individuelles
Applications envisageables en lien avec le Plan Ecophyto
Ces travaux s’inscrivent dans les priorités des axes 2 et 3 du plan Ecophyto portant sur l’étude des impacts sanitaires
potentiels d’une multi-exposition aux pesticides. Ils montrent pour la première fois l’existence d’interactions
métaboliques entre des pesticides en mélanges, auxquels la population française est exposée, via son alimentation,
ainsi que vis-à-vis du récepteur nucléaire hPXR. Compte tenu des effets sur ce dernier, sur les gènes qu’il régule
(transport, métabolisme, survie et mort cellulaire), et sur le devenir de ces molécules, ces interactions pourraient
contribuer à des déséquilibres hormonaux. Le PXR a en effet été décrit comme pouvant intervenir dans plusieurs
pathologies dont le syndrome métabolique, l’obésité et le cancer. Des interactions pharmacocinétiques et
toxicologiques avec d’autres contaminants chimiques environnementaux ne sont pas à exclure, suite à des expositions
multiples à ces molécules. Ces travaux devraient trouver leur intérêt pour les analyses de risque ultérieures
(Facteurs d’Equivalence Toxiques). Ils viennent d’ouvrir la voie au contrat Européen EUROMIX dont l’originalité réside
dans la définition de critères de priorisation et d’une démarche rationnelle d’évaluation toxicologique des
contaminants chimiques auxquels la population européenne est multi-exposée au travers de son environnement au
sens large.
> de Sousa G, Nawaz A, Cravedi JP, Rahmani R, 2014. A Concentration Addition Model to Assess Activation of the Pregnane X Receptor (PXR)
by Pesticide Mixtures Found in the French Diet. Toxicological Sciences. Toxicol Sci. Sep;141(1):234-43.
> de Sousa G, Nawaz A, Cravedi JP, Rahmani R, 2013. Concentration addition model to assess activation of the Pregnane X receptor by
pesticides mixtures found in the French diet. Tox Letters. Vol. 221S, p198.
> Rahmani R, de Sousa G, Nawaz A, Cravedi JP, 2013. A Concentration Addition Model to Assess Activation of the Pregnane X Receptor (PXR)
by Pesticide Mixtures Found in the French Diet. Chemical mixtures: challenges for research and risk assessment ANSES Conference.
Maison de la RATP. Paris, 10 Décembre 2013. Communication orale sur invitation.
> Rahmani R, de Sousa G, Cravedi JP, 2013. Etude in vitro des impacts cellulaires et moléculaires de mélanges de pesticides. Journées
Francophones de Nutrition. Bordeaux, 12 Décembre 2013. Communication orale sur invitation.
> Nawaz A, de Sousa G, Rahmani R, 2012. Use of pregnane X receptor (PXR) activation for risk assessment of pesticide mixtures using
concentration addition model. INRA Occupational Health Research Conference 2012: «Health risks associated with mixed exposures».
02-04 Avril 2012. Nancy.
Financement
des méthodes et
OAD SERRE : Développement d’outils d’aide à la décision en cultures
horticoles sous serres : vers une horticulture de précision
Fabien Robert
• Paris Bruno, Chambre d’Agriculture des Alpes-Maritimes mis à disposition pour ASTREDHOR au sein de l’INRA
de Sophia Antipolis
• Robert Fabien, ASTREDHOR, Unité nationale, Paris
• Lhoste Ange, ASTREDHOR Méditerranée (SCRADH), Hyères
• Deogratias Jean-Marc, ASTREDHOR Sud-Ouest (GIE Fleurs et Plantes), Villenave d’Ornon
• Tragin Maud, ASTREDHOR Loire Bretagne (Arexhor Pays de la Loire), Les Ponts-de-Cé
• Poncet Christine, INRA, UMR1355 ISA Institut Sophia Agrobiotech
Mots clefs
Outil d’Aide à la Décision, Protection Intégrée, Serre, Prototypage, horticulture de précision
Face à la difficulté de protection des cultures avec les méthodes conventionnelles de lutte, il s’avère nécessaire de
sécuriser la protection intégrée. Le projet OAD Serre a permis de développer des méthodes de suivi des populations
de ravageurs et d’auxiliaires et de permettre aux responsables de la protection des cultures de prendre les bonnes
décisions quant aux interventions à réaliser. Les outils développés nécessitent toutefois d’être éprouvés à grande échelle
et agrémentés d’autres modules pour être complètement opérationnels.
Dans les cultures sous abri, comme dans les productions de
plein champ, la protection chimique conventionnelle a perdu
de son efficacité et les entreprises se retrouvent bien souvent sans solution efficace contre certains bioagresseurs
majeurs. La protection intégrée est clairement identifiée
comme une méthode pouvant répondre à ces problématiques de production. Les prises de décisions sont malgré
tout souvent trop tardives voire peu optimales. La fiabilisation de la protection intégrée doit en conséquence être assurée au travers du développement d’outils dédiés au suivi des
risques et à l'assistance à la prise de décision. Une plateforme, le Sophi@datamarket, conçue initialement au sein de
l’INRA de Sophia Antipolis et comportant des modules de
suivi d’épidémiosurveillance, de cartographie spatio-temporelle des bio-agresseurs et d’un module de consultation
des données, s’avère être d’un grand intérêt pour assister
les professionnels dans leurs prises de décision. Le projet
s’est donc intéressé à développer ces outils pour la profession, à les optimiser et à les valider dans un réel contexte de
production.
Méthodes
Le projet s’est intéressé à développer (i) des outils de monitoring de la culture, permettant un suivi global de l'ensemble des espèces présentes (ravageurs et auxiliaires)
avec une précision suffisante pour acquérir une vision fiable
et rapide de l'état sanitaire de la culture, (ii) des outils permettant la représentation visuelle des épidémies ou de la
répartition des auxiliaires et leurs dynamiques dans le
temps (cartographie des dynamiques des différentes
espèces couplées aux techniques de monitoring) afin de
faciliter la prise de décision, (iii) des modèles de prévision
des dynamiques spatio-temporelles des bioagresseurs pour
anticiper les risques de déclenchement d'une épidémie sur
la culture, (iv) le couplage de ces outils à une structure informatisée reposant sur une base de données en ligne.
Dans un premier temps, 9 sites de production ont été sélectionnés pour la mise au point du protocole d’observation
‘’QuickSampling’’.
Les modules correspondants aux différents outils (cités plus
haut) ont été créés et ont été rendus accessibles et opérationnels en ligne. Un suivi de saisie hors ligne a également
été rendu possible.
Les suivis des productions sur les 9 sites ont ensuite permis
de valider les différents outils de la plateforme Sophi@datamarket géré par l’INRA de Sophia-Antipolis. Chaque expérimentateur, via son compte personnalisé, a utilisé les ...
OAD SERRE : Développement d’outils d’aide à la décision en cultures horticoles sous serres : vers une horticulture de précision
... différents outils et fait valoir les besoins de modification
pour optimiser l’ergonomie et la validité de ces outils. L’outil
de monitoring selon la méthode du ‘’QuickSampling’’ nécessite encore un long temps d’utilisation pour permettre le
développement sur un site de production de plusieurs ares.
Le suivi de la dynamique des populations de ravageurs et
auxiliaires s’est en revanche avéré très performant. Pour
exemple, le suivi de la dynamique des populations d’aleuro-
des sur rosiers dans l’exploitation de la Crau (Var), Figure 1.
La présence d’aleurode sur la culture a été relativement
bien maîtrisée, le contrôle par l’apport d’auxiliaire a permis
de limiter les traitements chimiques (interventions plus
rapides et plus ponctuelles sur les foyers), ce qui a favorisé
la présence de parasitoïdes indigènes qui ont contribué au
maintien de la population des ravageurs (Figure 2). n
Figure 1 : Dynamique de la population d’aleurodes des serres
dans le « poumon » du rosier
Figure 2 : Dynamique de la population de parasitoïdes indigènes
des aleurodes des serres dans le « poumon » du rosier
Le projet OAD Serres a validé plusieurs outils gérés par la plateforme Sophi@datamarket, nommée aujourd’hui S@M,
qui permettent de connaître les dynamiques des populations de ravageurs et d’auxiliaires, pour pouvoir optimiser la
protection biologique intégrée des cultures. Ces outils permettent aussi d’identifier la présence de populations
de parasitoïdes et de prédateurs indigènes qui contribuent à la lutte contre les ravageurs.
Des outils complémentaires sont toutefois à développer pour rendre complètement opérationnelle la plate forme
S@M : reconnaissance des bioagresseurs, solutions de biocontrôle, liste des produits phytopharmaceutiques
compatibles avec les auxiliaires. La méthode d’échantillonnage des bioagresseurs et des auxiliaires reste également
trop longue et nécessite d’être améliorée.
> Journée de valorisation, 9 décembre 2014, entreprise Fourmillier, La Crau (83), 4 posters présentés.
Un outil d’aide à la décision pour réduire l’emploi des pesticides (projet Otelho, suite d’OAD Serre) : Otelho, une formation sur mesure,
Fertile, n° 35, juin-juillet 2014, p. 14-15 et 34-36.
> Vidéo sur le projet OAD Serre en ligne (23/10/2014), site ASTREDHOR,
http://www.astredhor.fr/video-technique-n-05-le-programme-oad-serre-41680.html
Financement
Écophyto (redevance pollutions diffuses) 2012
des méthodes et
TABLE-RES : analyse des résistances de créations variétales
de raisin de table et pré-développement en vue de leur inscription
Loïc Le Cunff
• Loïc Le Cunff, UMT Géno-Vigne®, IFV, Montpellier
• This Patrice, UMR 1334 AGAP, INRA, équipe DAVEM, Montpellier
• Audeguin Laurent, IFV, Le Grau-du-Roi
© Institut Français de la vigne et du Vin
Mots clefs
Sélection assistée par marqueurs, résistance durable, raisin de table
Nous observons un intérêt croissant pour les créations variétales résistantes du fait notamment de la demande justifiée
de la part des consommateurs et des producteurs de fruits qui souhaitent être le moins possible en contact avec des
résidus phytosanitaires. En 2008, l’ensemble des partenaires de l’UMT Géno-Vigne® a relancé un programme de création
variétale de variété de vigne résistante au mildiou et à l’oïdium afin de réduire le nombre de traitements. L’enjeu est bien
sûr l’obtention de variétés présentant des résistances durables et des caractéristiques spécifiques de la filière raisin de
table (grosses baies, grappes lâches, rendement élevé), pour cela il faut pouvoir cibler, sélectionner les variétés
candidates grâce à des tests moléculaires mais aussi phénotypiques. Grâce à ce projet nous avons pu étudier plus
finement les 285 variétés candidates et en sélectionner 4 qui subissent actuellement l’ensemble des tests nécessaires
et obligatoires pour une inscription au catalogue des variétés de vigne en 2020 permettant alors leur diffusion.
La production de raisin de table en France est essentiellement basée sur des variétés Vitis vinifera traditionnelles qui
présentent une sensibilité plus ou moins marquée au mildiou et à l’oïdium : Alphonse Lavallée N, Cardinal Rg,
Chasselas B, Muscat de Hambourg N, pour ne citer que les
variétés plus importantes.
Les fongicides représentent 80 % des produits phytosanitaires utilisés en viticulture. La filière de raisin de table est
directement exposée à ce problème car le fruit frais est
consommé directement à la différence des cépages de cuve.
Il est admis que l’utilisation de cépages résistants aux maladies fongiques (mildiou, oïdium) permettrait de réduire de
80 à 90 % l’emploi de fongicides sur de telles parcelles et
donc d’atteindre les objectifs de réduction énoncés dans le
plan Écophyto. Répondre à cet objectif permettrait également de relancer une production concurrencée par les
variétés produites dans des pays plus chauds (Espagne,
Italie, Afrique du Nord, voire dans l’Hémisphère Sud) : Italia,
Flame seedless, Crimson seedless, Red Globe, Sugraone,
Sultanine (Thompson seedless)… Les créations variétales
résistantes permettraient aussi de répondre à la demande
croissante de la part des consommateurs de fruits conte-
nant le moins possible de résidus phytosanitaires. D’un
point de vue scientifique, il est important d’obtenir du matériel végétal présentant des résistances durables, c'est-àdire ayant plusieurs sources de résistances, on parle alors
de résistances polygéniques ou oligogéniques. Ce projet
s’est orienté sur cet objectif.
Méthodes
Recherche de loci de résistance au mildiou et à l’oïdium
Les espèces apparentées du genre Vitis et du genre
Muscadinia, interfertiles avec Vitis vinifera L. sativa, présentent des résistances monogéniques ou quantitatives aux
stress biotiques et abiotiques, mais malheureusement des
caractères de qualité défavorables. Certaines de ces résistances ont déjà été utilisées au travers d’hybrides mais du
fait des caractères qualitatifs défavorables des espèces,
elles n’ont pas permis l’obtention de variétés de qualité.
L’utilisation des méthodes de sélection assistée par marqueurs devraient permettre d’atteindre plus facilement ce
but. L’étude de populations en ségrégation issues de croisements interspécifiques (Vitis vinifera L. sativa avec ...
TABLE-RES : analyse des résistances de créations variétales de raisin de table et pré-développement en vue de leur inscription
...
d’autres espèces des genres Vitis et Muscadinia ou
d’autres hybrides interspécifiques) mais aussi de croisements intraspécifiques (Vitis vinifera L. sativa X Vitis vinifera
L. sativa) a permis l’identification de gènes majeurs (Rpv1,
Rpv2 et Rpv3 pour le mildiou et Run1 et Ren1 pour l’oïdium)
mais aussi de QTLs de résistance au mildiou et à l’oïdium
(Pauquet et al., 2001 ; Merdinoglu et al., 2003 ; Fisher et al.,
2004 ; Barker et al., 2005 ; Hoffmann et al., 2008 ; Marguerit
et al., 2009). Des amorces PCRs ont été définies dans ces
études et sont utilisées ici pour réaliser un criblage moléculaire afin d’identifier et donc de sélectionner les descendants porteurs de deux gènes de résistance à l'oïdium et
deux gènes de résistance au mildiou.
Évaluation du niveau des résistances sur la plateforme de
phénotype de l’INRA de Colmar.
• Cas du mildiou
Pour chaque génotype et pour chaque témoin, 3 plantes de
taille homogène sont choisies. Une feuille de même rang est
prélevée sur chaque plante. Sur chaque feuille, 3 disques de
2cm de diamètre ont été réalisés. Chaque disque est inoculé, à concentration identique, avec les souches de mildiou
suivantes: EAU08, LEDNICE et RESDUR. Ces souches présentent chacune des caractéristiques différentes (la première est résistante au Famoxadone, à l’Iprovalicarbe,
sensible au Méfénoxam ; la seconde contourne le gène Rpv3
et la troisième est la souche répandue en France). Après 6
jours d’incubation en conditions contrôlées, chaque disque
a été observé à la loupe binoculaire afin d’évaluer les symptômes de la maladie selon l’échelle de notation OIV 452,
constituée de 5 classes (1, 3, 5, 7, 9). La note 1 correspond à
une sensibilité maximale résultant d’une sporulation abondante alors que la note 9 correspond à une résistance totale
associée à l’absence de sporulation. De la nécrose peut être
observée pour les notes OIV de 7 et de 9. Les génotypes dont
la note OIV était supérieure à 5 pouvaient être considérés
comme résistants.
• Cas de l’oïdium
Pour chaque génotype et chaque témoin, 6 plantes de taille
identique ont été choisies. Sur chaque plante, une jeune
feuille vernissée a été prélevée. Les 6 feuilles d’un même
génotype ont été désinfectées puis disposées dans 6 boites
de Pétri carrées. Les souches d’oïdium C13 et EN356 (appartenant à deux groupes génétique différents A et B) ont été
utilisées pour inoculer chacune 3 feuilles d’un même génotype. Après incubation en conditions contrôlées pendant une
durée de 9 jours, le développement du pathogène a été
observé sur chaque feuille à la loupe binoculaire. Sur chaque
feuille, 5 champs ont été observés. Le développement du
mycélium (MYC) et de la sporulation (SPO) a été noté indépendamment selon une échelle de notation constituée de 5
classes (1, 3, 5, 7, 9) pour laquelle la note de 1 correspond à
un développement mycélien ou à une sporulation très abondante et la note de 9 correspond à l’absence de mycélium ou
de sporulation. Ainsi pour chaque feuille et pour chaque trait
(MYC et SPO), la moyenne de la note obtenue pour les 5
champs a été calculée puis la moyenne générale a été calculée pour les 3 feuilles d’un même génotype, pour les deux
souches. A partir de ces deux notes, une note OIV 455 a été
attribuée pour chaque génotype.
Photo 1 : Evaluation du niveau de résistance des génotypes
sélectionnés au vignoble
Sélection assistée par marqueurs
Ce projet a démarré avec les 285 génotypes porteurs du
locus contenant Run1 et Rpv1 issus de 10 croisements différents réalisés par l’INRA de Montpellier. Cependant des
sélections supplémentaires étaient nécessaires pour identifier des génotypes candidats à l’inscription. En effet, les
individus devaient être porteurs d’un deuxième gène de
résistance au mildiou et à l’oïdium pour garantir une résistance durable. Suite au crible moléculaire, 59 individus se
sont révélés porteurs d’au moins deux gènes de résistances
au mildiou (Rpv1 et Rpv3) et deux gènes de résistance à l’oïdium (Run1-Ren3).
Sélection sur critères morphologiques
La sélection morphologique est réalisée lorsqu’aucune donnée moléculaire n’est disponible pour la sélection précoce
par marqueurs. Cette sélection a été réalisée en deux temps
et en présence des professionnnels de la filière raisin de
table. Dans un premier temps nous avons conservé un
sous-ensemble de 16 plantes selectionnées en serre. Ces
plantes ont été surgreffées sur 4 souches et conduites sans
traitement avec des témoins sur une parcelle à l’extérieur
(Photo 1, résistant à gauche et témoin à droite). Parmi ces 16
plantes, 4 semblaient intéressantes. Elles ont été multipliées
et greffées pour une installation dans un dispositif VATE
(Valeur Agronomique, Technologique et Environnementale)
pour une inscription potentielle au catalogue en 2020. Une
description DHS (Distinction, Homogéneité et Stabilité) devra
aussi être réalisée.
Evaluation du niveau de résistance au mildiou et à l’oïdium
sur la plateforme de l’INRA de Colmar
Les 20 génotypes testés (dont les 4 qui passeront le test
VATE) sont tous d’un haut niveau de résistance à l’oïdium et
au mildiou. Cependant ces « futures variétés » ne permettront pas une culture sans aucun traitement fongicide,
puisqu’il faudra maîtriser les autres pathogènes présents
dans l’environnement comme le Black Rot contre lequel
aucun QTL de résistance n’est actuellement connu. Il sera
conseillé d’effectuer de un à trois traitements ce qui permettra de réduire de 80 à 90 % le nombre de traitements
actuellement nécessaires. n
TABLE-RES : analyse des résistances de créations variétales de raisin de table et pré-développement en vue de leur inscription
Ces génotypes sont un premier pas pour réduire le nombre de traitements, il faudra dans un milieu précis analyser
la possible recrudescence de maladies dites secondaires comme la pourriture noire (Black Rot). De plus ces
génotypes sont aussi utilisées comme géniteurs dans des croisements avec notamment les variétés Muscat
d’Alexandrie pour le goût muscat, Alphonse Lavalée connue pour avoir des descendants à grosses baies et avec
Centennial seedless pour le goût aromatique et l’apyrénie (absence de pépins).
> Hoffmann S., Di Gaspero G., Kovács L., Howard S., Kiss E., Galbács Z., Testolin R., Kozma P., 2008. Resistance to Erysiphe necator in the
grapevine ‘Kishmish vatkana’ is controlled by a single locus through restriction of hyphal growth. Theoretical and Applied Genetics 116:427-438.
> Barker CL., Donald T., Pauquet J., Ratnaparkhe MB., Bouquet A., Adam-Blondon AF,. Thomas MR., Dry I., 2005. Genetic and physical
mapping of the grapevine powdery mildew, resistance gene, Run1, using a bacterial artificial chromosome library. Theoretical and Applied
Genetics 111:370–377.
> Welter LJ., Göktürk-Baydar N., Akkurt M., Maul E., Eibach R., Töpfer R., Zyprian ME., 2007. Genetic mapping and localization of quantitative
trait loci affecting fungal disease resistance and leaf morphology in grapevine (Vitis vinifera L). Molecular Breeding 20:359–374.
> Wiedemann-Merdinoglu S., Prado E., Schmidlin L., Mestre P., Coste P., Dumas V., Butterlin G., Bouquet A., Merdinoglu D., 2006. Analyse
génétique de la résistance au mildiou de la vigne issue de Muscadinia rotundifolia. Rencontres Scientifiques du Département de Génétique
et d’Amélioration des Plantes 25-27 septembre 2006, Batz-sur-Mer.
Financement
Chap IV: Durabilité des
méthodes et robustesse
des systèmes
VASCUlég1 : Maîtrise des maladies vasculaires telluriques
en cultures maraîchères, cas de l’aubergine et du melon
Villeneuve François
• Clerc Henri, Invenio, domaine de Lalande, Sainte-Livrade
• Daunay Marie-Christine, Pitrat Michel, INRA, UR1052, Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes, Montfavet
• Edel-Hermann Véronique, Steinberg Christian, INRA, UMR 1347, Agroécologie - Pôle IPM, Dijon
• Goillon Claire, , APREL, St Rémy de Provence
• Guigal Lucille, Cehm, Mas de Carrière, Marsillargues
• Henry-Leix Françoise, Cefel, domaine de Capou, Montauban
• Lhote Jean-Michel, Bouvard David, ACPEL, Le petit Chadignac, Saintes
• Torres Marie, Erard Patricia, Ctifl, Centre de Balandran
• Villeneuve François, Latour François, Théry Théophile, Ctifl, Centre de Lanxade, Prigonrieux
• Les chambres d’agriculture du Tarn et Garonne, du Vaucluse et de la Vendée
• Les semenciers : ASL, Enza Zaden, Gautier semences, HM Clause, Monsanto, Rijk-Zwaan, Sakata, Syngenta, Takii,
Vilmorin
Mots clefs
Melon, aubergine, Fusarium oxysporum f.sp. melonis, Verticillium dahliae, résistance génétique, techniques de protection
Les maladies vasculaires des cultures légumières restent un problème important des producteurs d’aubergine et de
melon en particulier. Après quelques années d’utilisation de résistance génétique à Fusarium oxysporum f.sp. melonis et
à Verticillium, les producteurs se trouvent de nouveau confrontés aux mêmes problèmes. Le projet VASCUlég a permis
d’avoir une idée précise de la situation chez les producteurs. Dans la majorité des cas, outre le champignon responsable
de la maladie vasculaire (F.o. melonis ou Verticillium), d’autres pathogènes sont présents formant un cortège de
bioagresseurs et cela dans les différentes zones de production. Diverses techniques alternatives de contrôle ont été
expérimentées : plantes de coupures, biofumigation, stimulateur de défense des plantes et agents biologiques. Aucune
ne permet de réguler les pathogènes, en revanche nombre d’entre elles retardent l’apparition des symptômes. La
recherche de nouvelles sources de résistance à ces bioagresseurs a été couronnée de succès que ce soit pour F.o. melonis
ou pour Verticillium. Enfin, des pistes intéressantes ont été dégagées grâce aux travaux concernant la recherche de
nouveaux porte-greffes dans la famille des Solanaceae, en particulier dans le genre Solanum (64 espèces testées pendant
le projet). Les résultats de VASCUlég ont confirmé la nécessité de combiner plusieurs techniques de protection, en
particulier lors de l’utilisation de résistances génétiques totales ou partielles afin de les rendre plus durables. De même,
certaines techniques complémentaires méritent d’être approfondies.
Contexte et objectif
Les cultures d’aubergine, de melon et de tomate sont particulièrement sensibles aux maladies vasculaires : Fusarium
oxysporum et Verticillium dahliae. La protection chimique n’a
jamais donné entièrement satisfaction. Aussi, face à cette
situation, la recherche de solutions génétiques a débuté voici
plus d’une cinquantaine d’années soit au travers de variétés
résistantes, soit avec le greffage. Mais ce n’est qu’au cours de
1. VASCUlég : Maîtrise des maladies vasculaires telluriques
en cultures maraîchères : comment préserver
durablement l’efficacité du greffage et des résistances variétales
par l’intégration de techniques complémentaires ?
ces dernières années que la technique du greffage s’est largement diffusée chez les producteurs. Après quelques
années d’emploi de ces résistances, les producteurs ont commencé à observer de nouveau des problèmes dans leurs
cultures avec des symptômes de maladies vasculaires dont
l’origine n’est pas encore clairement établie.
Face à ce contexte, l’objectif du projet VASCUlég, labélisé
PIClég, a été de :
• faire l’état des lieux de la situation phytosanitaire chez les
producteurs et d’identifier les maladies et ravageurs émergents dans les systèmes de production utilisant des techniques alternatives à la désinfection chimique (en particulier
le greffage) ;
...
VASCUlég : Maîtrise des maladies vasculaires telluriques en cultures maraîchères, cas de l’aubergine et du melon
... • chercher des combinaisons de techniques alternatives
de protection pour proposer aux producteurs des systèmes
de production innovants et durables, garantissant à la fois
un niveau de protection élevé, le maintien de la performance
technico-économique des exploitations et des pratiques
respectueuses de l’environnement ;
• caractériser les interactions « hôtes – pathogènes » qui
aboutissent à l’apparition de nouvelles races et/ou à des
virulences supérieures ;
• identifier de nouvelles sources de résistance au sein des
ressources génétiques pour proposer du matériel végétal
innovant et hautement résistant à utiliser en porte-greffes
ou dans les programmes de sélection.
Principaux résultats Aubergine
L’analyse des différents échantillons d’aubergine, greffée ou
pas, a montré la présence d’un cortège de bioagresseurs en
plus du Verticillium dans la majorité des cas, principalement
Pythium sp., Colletotrichum coccodes... L’utilisation de la
technique de greffage avec les porte-greffes actuels n’améliore pas la situation. Il y a une adaptation des bioagresseurs
aux techniques mises en place par les producteurs, ce qui
renforce l’idée de la nécessité d’avoir des techniques combinées pour la protection des pathogènes telluriques. Les travaux sur les techniques complémentaires (biofumigation,
utilisation d’agents biologiques, utilisation de Stimulateur de
Défense des Plantes ou SDP) n’ont pas permis d’exprimer
d’importantes réductions des dégâts. Cette situation peut
être due à une trop forte pression parasitaire, notamment la
présence dans les essais de nématodes de type Meloidogyne.
En revanche, les travaux concernant la recherche de nouveaux porte-greffes dans les espèces de Solanum (64 accessions testées pendant le projet) ont permis de dégager des
pistes intéressantes que ce soit en termes de compatibilité,
de croissance, de résistance aux différentes races de
Verticillium et même de comportement face aux Meloidogyne.
Principaux résultats Melon
L’analyse de la situation sanitaire révèle une situation assez
comparable à l’aubergine, à savoir une adaptation du cortège des bioagresseurs en fonction des pratiques. Ainsi,
nous avons montré une nette prédominance de Fusarium
oxysporum f.sp. melonis race 1.2 dans l’ensemble des zones
françaises de production que ce soit seul ou en association
avec d’autres pathogènes. L’analyse de la variabilité génétique des souches de F.o. melonis indique une forte variabilité assez surprenante pour un champignon dont on n’a pas
connaissance d’une phase sexuée : au moins onze types
génétiques différents dont six types « nouveaux ». D’autre
part, cette évolution semble récente et pourrait être concomitante à l’utilisation des gènes de résistance.
Les travaux sur les techniques complémentaires (biofumigation, utilisation de plantes de service, d’agents biologiques, de SDP) ont mis en évidence des pistes intéressantes
qu’il est nécessaire d’approfondir. Ainsi, nous avons pu
enregistrer des effets de retard de mortalité avec l’utilisation des vesces comme plantes de service, de même qu’avec
la combinaison de différents agents biologiques ou encore
avec l’emploi de SDP.
Concernant le volet « recherche de nouvelles sources de
résistances », les travaux menés dans le cadre de VASCUlég
ont confirmé que la résistance à la race 1.2 de F.o. melonis
est rare dans les ressources génétiques. Néanmoins, de
nouvelles sources de résistance ont été mises en évidence. n
Le projet CASDAR VASCUlég a permis de dresser précisément la situation des parcelles présentant des problèmes de
maladies vasculaires dans les principales zones françaises de production. Que ce soit pour les cultures de melon ou
d’aubergine, il est assez remarquable de constater que dans la plupart des cas, un cortège de bioagresseurs s’est
adapté aux pratiques agricoles : greffage dans le cas de l’aubergine, variétés résistantes dans le cas de melon. Il est
notable qu’il n’y ait pas de différences entre les aubergines greffées ou non. A notre connaissance, c’est la première fois
que la présence de V. isaacii est mise en évidence en France. Pour le melon, l’utilisation généralisée dans les variétés
actuelles des gènes de résistances Fom-1 et Fom-2, a engendré le développement de la race 1.2 (contournant les deux
gènes) dans l’ensemble des zones françaises de production, que ce F.o. melonis soit seul ou en association avec d’autres
pathogènes. C’est la forme jaunissante de la race 1.2 qui est la plus fréquente. Une importante diversité d’agressivité
ainsi qu’une grande diversité génétique entre les souches de F.o. melonis ont également été mises en évidence. Les
travaux sur les techniques agronomiques complémentaires (biofumigation, agents biologiques, SDP) n’ont pas permis
de réduire notablement l’incidence des maladies d’origine tellurique dans le cas des cultures d’aubergine. Ce n’est
pas le cas pour le melon, pour lequel des pistes intéressantes ont été mises en évidence, mais des recherches
complémentaires sont nécessaires pour conforter ces premiers résultats, pour mieux comprendre les mécanismes en
cause et déterminer les modes et époques d’apport les plus appropriées.
L’exploitation intensive des ressources génétiques intrapécifiques (melon) et interspécifiques (Solanacées) en sélection
a montré que les collections, en particulier celles de l’INRA, recelaient des accessions très intéressantes à exploiter à
l’avenir par les sélectionneurs, tant pour la résistance à F.o. melonis race 1-2 (melon) que pour la résistance à
Verticillium et l’affinité en greffage (aubergine). Cependant le déploiement ultérieur de nouvelles résistances chez les
producteurs devra être accompagné de techniques de production favorisant plus les équilibres biologiques des sols que
les techniques actuelles, afin de réduire le cortège parasitaire qui accompagne ces deux agents vasculaires.
VASCUlég : Maîtrise des maladies vasculaires telluriques en cultures maraîchères, cas de l’aubergine et du melon
> Villeneuve F., Latour F., Théry T., 2012. Protection contre les maladies vasculaires des cultures légumières : VASCUlég, un programme à
la recherche de solutions durables. Infos-Ctifl, 281 : 59-65
> Villeneuve F., Mention P., Thery T., Fournier C., Latour F., 2012. Evolution du cortège de maladies telluriques sur melon et aubergine dans
les conditions françaises suite à l’utilisation de résistances pour contrôler les maladies vasculaires. AFPP –10e Conférence Internationale
sur les Maladies des Plantes, Tours, 3, 4 et 5 décembre 2012, 404-414
> Villeneuve F., Latour F., Théry T., Steinberg C., Hedel-Hermann V., Pitrat M., Daunay M.-C., 2014. The control of soil borne vascular
diseases: Limits of genetic resistance of cultivars and rootstocks for controlling Fusarium oxysporum f.sp. melonis (melon) and Verticillium
sp. (eggplant). Proc. VIIIth IS on Chemical and Non-Chemical Soil and Substrate Disinfestation Eds.: M.L. Gullino et al, Acta Horticulturae
1044, ISHS, 57-65
> Villeneuve F., Latour F., Théry T., 2015. Les maladies vasculaires de l’aubergine et du melon et techniques de protection envisageables
pour rendre durables les résistances variétales. Innovations agronomiques (à paraître)
> Villeneuve F., Latour F., Théry T., Edel-Hermann V., Steinberg C., Pitrat M., 2015. Fusarium oxysporum f.sp. melonis chez le melon,
enseignements acquis au travers du projet VASCUlég. Infos-Ctifl (à paraître)
Financement
des méthodes et
ANR, Systerra 2010
VirAphid : Impact des résistances des plantes
sur les populations de pucerons et de virus
Nathalie Boissot
• Boissot Nathalie, UR 1052 Génétique et Amélioration
des Fruits et Légumes, INRA Avignon
• Moury Benoît, UR 407 Pathologie Végétale, INRA Avignon
• Vanlerberghe Flavie, UMR 1062 Centre de Biologie
et de Gestion des Populations, INRA Montferrier-sur-Lez
Mots clefs
Durabilité des résistances, résistances quantitatives,
agrosystèmes
Le projet VirAphid a caractérisé à différentes échelles, du génome à la population, l’impact de résistances aux pucerons
sur les pucerons, l’impact de résistances aux pucerons sur les virus transmis par pucerons et enfin l’impact de résistances
aux virus sur les virus. Les travaux aux laboratoires montrent que, mise à part la résistance aux virus élicitée par
pucerons, les résistances aux virus stricto sensu et les résistances aux pucerons étudiées sont contournables. A l’échelle
de l’agrosystème, si le choix du gène de résistance est primordial pour la durabilité de la résistance, la connectivité
temporelle pour les pucerons (étude in situ) et spatiale pour les virus (étude par modélisation) est un facteur agissant sur
la durabilité des résistances. Par ailleurs nous avons montré que des QTL de durabilité de la résistance aux virus stricto
sensu pouvaient être identifiés, ce qui ouvre la voie vers la définition de nouveaux critères de sélection pour la création
variétale. Enfin, la résistance aux pucerons comme facteur de la durabilité de la résistance aux virus est en cours
d’exploration.
Les résistances génétiques des plantes aux bioagresseurs
sont des composantes essentielles d’une production alimentaire durable. Elles permettent de réduire significativement l’utilisation des pesticides, répondant ainsi aux
exigences réglementaires et aux attentes des agriculteurs
et consommateurs. Les limites majeures à leur utilisation
résident dans les possibilités d’adaptation des bioagresseurs (les contournements de résistance sont fréquents) et
dans la rareté des gènes de résistance à effets forts (gènes
majeurs) parmi les ressources génétiques. Pour faire face à
ces difficultés, nous devons (i) développer de nouvelles
méthodes de création variétale intégrant la durabilité des
résistances, (ii) concevoir de nouvelles stratégies pour gérer
durablement les résistances présentes chez les variétés
actuellement disponibles et (iii) explorer les potentialités de
gènes de résistance à effets partiels (QTL) beaucoup plus
largement répandus parmi les ressources génétiques.
Nous avons exploré ces approches pour les cultures maraîchères et deux types de bioagresseurs, les pucerons et les
virus qu’ils transmettent, qui causent de lourdes pertes de
quantité et de qualité des productions maraîchères. Nos
objectifs étaient 1) d’évaluer l’impact de résistances au
puceron Aphis gossypii sur la dynamique et la structure
génétique des populations de cette espèce, 2) d’évaluer l’impact de résistances à A. gossypii sur les populations de virus
transmis par pucerons, 3) d’évaluer l’impact de résistances
à deux virus sur les populations de ces virus et, 4) de définir
des stratégies de management durable des résistances aux
pucerons et aux virus.
Méthodes
Des expérimentations ont été conduites en plein champ et
au laboratoire pour comprendre les processus impliqués
dans l’adaptation des pucerons et des virus aux résistances
(gènes majeurs et QTL) à différentes échelles (depuis les
génomes individuels des pucerons et des virus jusqu’aux
bassins de production agricole). Des modèles mathématiques du contournement des résistances par les virus ont
été utilisés pour explorer la durabilité des résistances
(c’est-à-dire le maintien de leur efficacité dans le temps) en
fonction de différentes stratégies d’utilisation des variétés
résistantes.
...
VirAphid : Impact des résistances des plantes sur les populations de pucerons et de virus
1/ Impact de la résistance à Aphis gossypii sur la dynamique et la structure génétique des populations de cette
espèce - Stratégies de management de la résistance
Le gène Vat chez le melon confère une résistance quantitative à A. gossypii, plus ou moins forte selon les clones de
puceron considérés [1]. En présence de l’allèle Vat-11, les
densités de pucerons sont réduites dans les trois bassins de
production de melon étudiés, le Sud-Est, le Sud-Ouest et les
Antilles [2]. Cependant, si la réduction de la dynamique des
pucerons est toujours suffisante dans le Sud-Ouest pour
maintenir les niveaux de populations sous ou au niveau du
seuil d’intervention chimique, cet effet est suffisant seulement jusqu’en 2012 dans le Sud-Est et rarement suffisant en
Guadeloupe. Au niveau de la parcelle, Vat-11 affecte un
groupe génétique particulier d’A. gossypii.
La durabilité de la résistance Vat-11 est extrêmement
variable selon les bassins de production [2]. Elle est nulle en
Guadeloupe et la résistance Vat-11 ne devrait y pas être
déployée. Nos résultats suggèrent que la durabilité de la
résistance Vat-11 serait forte dans le Sud-Ouest de la France
(où elle n’a pas encore été déployée), du fait d’une production très faible de pucerons ailés sur les cultures de melon
(résistants comme sensibles) et l’absence pendant un
longue période de l’année de cucurbitacées qui permettraient le maintien des clones contournant. Dans le Sud-Est
où la résistance Vat-11 a été largement déployée, nous avons
révélé un déplacement graduel des populations de pucerons
en défaveur des clones assignés au groupe génétique
contre-sélectionné par Vat-11 au niveau de la parcelle. Ceci
suggère que, 20 ans après son déploiement à grande échelle
la résistance Vat-11 est en danger dans cette région, d’autant
plus que des cucurbitacées y sont cultivées pratiquement
toute l’année et offrent des relais aux clones contournant la
résistance Vat-11.
2/ Impact des résistances aux virus transmis par pucerons
sur la dynamique et la structure génétique de ces virus Stratégies de management des résistances
La résistance Vat n’impacte que les virus transmis par
A. gossypii : ce puceron élicite la résistance aux virus
non-persistants qu’il transmet et réduit la fréquence de
transmission des virus persistants qu’il transmet. Quand les
épidémies de virus sont importantes sur melon dans un
agrosystème, i.e. quand les pucerons visiteurs sont nombreux, en présence de Vat-11, les épidémies sont ralenties
pour les virus persistants (CABYV) et certains virus non persistants (CMV), mais pas pour d’autres (WMV). La structure
génétique des populations de chaque espèce de virus n’est
pas modifiée en présence de Vat. Les expériences d’évolution en laboratoire ont montré que les virus non persistants
(CMV, ZYMV) ne pouvaient pas évoluer pour contourner la
résistance Vat-11 élicitée par A. gossypii [1].
Une résistance aux virus stricto sensu chez le piment (efficace quel que soit le puceron vecteur ou quand les virus sont
transmis mécaniquement), polygénique et quantitative, peut
être contournée, comme nous l’avons montré pour le CMV et
le PVY [3]. Ce contournement est associé à un coût chez la
variété sensible. Plus surprenant, le contournement conduit
à un niveau d’adaptation plus important qu’après plusieurs
passages successifs chez la variété sensible. On observe
donc en quelque sorte un « super-contournement » rendant
l’utilisation de telles résistances assez risquée. Le séquençage des populations virales n’a révélé que très peu de différences par rapport au virus initial, non adapté.
Les épidémies de virus ont été modélisées dans un paysage
composé d'une mosaïque de champs cultivés de plantes
résistantes et/ou sensibles, soumis à la saisonnalité, et d'un
réservoir virus efficace toute l'année [4]. Le choix du gène de
résistance (caractérisé par la fréquence des virus contournant à l'équilibre mutation-sélection dans une plante sensible) est le levier le plus influent pour la durabilité. Les
stratégies optimales de déploiement des résistances varient
des mélanges à la variété pure, dépendant aussi bien des
caractéristiques de la résistance que du contexte épidémiologique (incidence, connectivité).
D’un point de vue génétique de la plante, un fond génétique
partiellement résistant au PVY peut augmenter très fortement la durabilité d’un gène récessif de résistance peu
durable. Trois mécanismes sont en jeu : l’efficacité de la
résistance, la nécessité d’accumuler davantage de mutations pour le contournement et une sélection plus lente des
mutants [5]. Nous avons cartographié chez le piment 4 QTLs
de fréquence de contournement et 3 de ces QTL colocalisent
étroitement avec des QTL de résistance partielle (diminuant
l’accumulation virale et/ou l’intensité des symptômes) chez
les lignées porteuses du gène majeur [6]. n
VirAphid : Impact des résistances des plantes sur les populations de pucerons et de virus
Nous avons montré, pour les pucerons comme pour les virus, que la durabilité d’une résistance dépend en partie de
l’agrosystème dans laquelle elle est déployée. Si le choix du gène de résistance reste primordial pour la durabilité de
la résistance, d’autres facteurs génétiques chez la plante peuvent entrer en jeu.
Nous avons cartographié des QTL affectant directement la durabilité d’une résistance au virus stricto sensu, ce
résultat ouvre de nouvelles voies en sélection de variétés. Par ailleurs nous explorons, via le modèle développé dans
VirAphid, le rôle potentiel d’une résistance de type Vat en tant que réducteur de l’incidence des virus dans
l’agrosystème, pour augmenter la durabilité de la résistance aux virus stricto sensu.
Pour augmenter la durabilité des résistances aux pucerons, nous envisageons de rechercher des QTL de durabilité
de la résistance aux pucerons, comme nous l’avons fait pour la résistance aux virus. Pour ceci nous avons engagé
une modélisation de la dynamique de pucerons ailés émis par une parcelle afin de conduire une analyse de la
sensibilité de cette prédiction aux différents paramètres biologiques considérés dans le modèle. Les paramètres
clés seront utilisés pour la recherche de QTL de durabilité.
1. oissot N., Thomas S., Chovelon V., Lecoq H., en révision. NBS-LRR-mediated resistance triggered by aphids: viruses do not adapt; aphids
adapt via different mechanisms. BMC Plant Biology.
2. Thomas S., Vanlerberghe-Masutti F., Mistral P., Loiseau A., Boissot N., submitted. Insight into the durability of aphid resistance from the
demo-genetic study of Aphis gossypii populations in melon crops.
3. Montarry J., Cartier E., Jacquemond M., Palloix A., Moury B., 2012. Virus adaptation to quantitative plant resistance: erosion or
breakdown? Journal of Evolutionary Biology, 25:11.
4. Fabre F., Rousseau E., Mailleret L., Moury B., 2012. Durable strategies to deploy plant resistance in agricultural landscapes. New
Phytologist, 193:1064-1075.
5. Quenouille J., Montarry J., Palloix A., Moury B., 2013. Farther, slower, stronger: how the plant genetic background protects a major
resistance gene from breakdown. Molecular Plant Pathology, 14(2):109-118.
6. Quenouille J., Paulhiac E., Moury B., Palloix A., 2014. Quantitative trait loci from the host genetic background modulates the durability of
a resistance gene: a rational basis for sustainable resistance breeding in plants. Heredity, 112(6):579-587.
Glossaire
ACTA : Réseau des instituts des filières
animales et végétales
APREL : Association Provençale de Recherche
et d’Expérimentations Légumières
CA : Chambre d’agriculture
CEFEL : Centre d’Expérimentation Fruits
et Légumes
CEHM : Station Expérimentale Fruits et
Légumes
CNRS : Centre national de la recherche
scientifique
CTIFL : Centre Technique Interprofessionnel
des Fruits et Légumes
DAVEM (équipe INRA) : Diversité et adaptation
de la vigne et des espèces méditerranéennes
ENSAT : Ecole Nationale Supérieure
Agronomique de Toulouse
IBB : Réseau de l’initiative Bio en Bretagne
IFPC : Institut français des productions
cidricoles
IFV : Institut Français de la Vigne et du Vin
IRBI : Institut de Recherche sur la Biologie
de l’Insecte
IRTA : Investigación y tecnología
agroalimentarias
ITAB : Institut Technique de l’Agriculture
Biologique
ITB : Institut Technique de la Betterave
LCBE-UPVD : Laboratoire de Chimie
des Biomolécules et de l’Environnement
de l’Université de Perpignan Via Domitia
LIPM : Laboratoires des Interactions
Plantes-Microorganismes
RMT : Réseau Mixte Technologique
FNAMS : Fédération Nationale des
Agriculteurs Multiplicateurs de Semences
SEFRA : Station Expérimentale Fruits
de Rhône-Alpes
FREDON : Fédérations Régionales de Défense
contre les Organismes Nuisibles
SERAIL : Station d’Expérimentation
Rhône-Alpes Information Légumes
GRAB : Groupe de Recherche en Agriculture
Biologique
Terres Inovia : Depuis le 9 juin 2015,
le CETIOM est devenu Terres Inovia
GIE : Groupement d’intérêts économique
UERI : Unité Expérimentale Recherches
Intégrées
INED : Institut National des Etudes
Démographiques
UMR : Unité Mixte de Recherche
INP : Institut National Polytechnique
UMT : Unité Mixte Technologique
INRA : Institut National de la Recherche
Agronomique
UR : Unité de recherche
InVS : Institut de Veille Sanitaire
RECHERCHE ET INNOVATION
DANS LE PLAN ÉCOPHYTO
ue
Programme scientif iq
Date de parution : 13 octobre 2015 • Contacts : Laure Dreux (INRA) : [email protected] • Gérard Gautier-Hamon (Ministère chargé
de l’agriculture): [email protected] • Imprimeur : BiPrint • Maquette : m.factory

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