Nématodes nuisibles en grandes cultures

Un projet CasDAR a permis d'en savoir plus, en particulier sur Meloidogyne artiellia, espèce nuisible au colza et jusqu'ici méconnue

Trois ans d'études depuis 2008, tel est le projet CasDAR(1) sur les nématodes nuisibles en grandes cultures, objet d'une journée technique organisée par l'Acta le 29 mars dernier. Un des volets de ce projet concerne Meloidogyne artiellia. Cette espèce nuisible au colza était peu connue jusqu'ici. Nous présentons ici le travail réalisé sur M. artiellia, à la fois pour l'intérêt de ses résultats propres et comme exemple de la démarche de ce projet CasDAR intitulé « Effets des systèmes de production sur les populations de nématodes nuisibles aux grandes cultures : recherche de méthodes pratiques de diagnostic et de gestion du risque ».

Les nématodes phytophages sont des vers microscopiques présents dans tous les sols cultivés. La plupart des espèces ne dépassant pas un millimètre de longueur sont invisibles à l'œil nu et donc difficiles à repérer par l'agriculteur.

Pourquoi étudier les nématodes

Insidieux et dommageables

Les densités de population dépendent grandement de la rotation des cultures. Elles peuvent atteindre 1 000 individus par gramme de sol. En conditions favorables, le cycle de certaines espèces peut être effectué en un mois.

Lorsque les populations atteignent des densités importantes, les dégâts, souvent peu spécifiques, sont d'abord insidieux : flétrissement et jaunissement du feuillage, accentués en cas de stress hydrique, et ralentissement du développement des plantes. Les pertes de rendement sont parfois très importantes à la récolte. Ainsi, la présence des nématodes peut être très dommageable pour certaines exploitations.

Moins de produits, davantage de risques

Le retrait d'un nombre croissant de solutions chimiques qui permettaient de maintenir les populations de nématodes à des seuils compatibles avec la pratique de cultures et de rotations à haute valeur ajoutée risque, en l'absence de nouvelles solutions, d'entraver sérieusement la compétitivité de certaines exploitations.

Les plus concernées sont celles pratiquant des rotations comprenant plusieurs plantes hôtes d'un même nématode (ex. : colza et betterave) ou celles spécialisées dans certaines productions (betterave, maïs, blé, etc.)

Il est donc important de chercher ces nouvelles solutions.

Un projet multipartenarial

Ce fut l'objet d'un projet CasDAR mené par divers partenaires (encadré 1) depuis 2008. Le 29 mars 2011, l'ACTA organisait une journée technique pour en restituer les enseignements.

Un de ses objectifs était de concevoir un système d'aide à la décision pour mieux informer les agriculteurs du risque potentiel, le prévoir, puis le gérer, en se focalisant sur plusieurs grandes cultures : colza, betterave et céréales.

Les partenaires ont sélectionné les cinq principales espèces nuisibles (Encadré 2).

Certaines sont bien connues quant à leur biologie et leur présence dans les régions de production. Mais ce n'est pas le cas de Meloidogyne artiellia. En effet, cette espèce était peu étudiée au niveau international avec peu de connaissances disponibles sur son cycle biologique, sa dynamique des populations et sa gamme d'hôtes. En France, on connaissait mal sa répartition sur le territoire et son implication dans les dégâts observés.

Le cas de M. artiellia

Pourquoi faut-il un diagnotic

Tout comme H. cruciferae, M. artiellia est connu pour se développer en culture de colza et y provoquer des dégâts. Ces deux espèces ayant des biologies et des gammes d'hôtes différentes, leur gestion, quelles que soient les méthodes utilisées, ne sera pas la même.

L'absence de crucifères (colza, chou, etc.) dans la rotation suffit à empêcher la multiplication de H. cruciferae si cette absence est plus longue que les capacités de conservation des kystes dans le sol. Il n'en est rien pour M. artiellia. Les dégâts observés dans les parcelles n'étant pas spécifiques de l'une ou l'autre espèce, il est impossible de décider des mesures à mettre en œuvre sans pratiquer une analyse de diagnostic.

Cartographier, enquêter, modéliser

L'objectif du programme est donc, en échantillonnant des parcelles présentant des symptômes d'attaque très marqués, de vérifier l'implication de l'une ou l'autre espèce dans les dégâts observés et de cartographier leur présence dans les principales zones de production de colza.

Afin de mieux comprendre les facteurs favorables à la présence de ces deux espèces dans les parcelles, des enquêtes portant sur les rotations et pratiques culturales sont réalisées dans plusieurs exploitations.

Une approche de modélisation est développée, afin de mieux anticiper les fluctuations de populations observées.

Travail réalisé

Prélèvements géo-référencés

Les prélèvements sont réalisés, au printemps, dans des parcelles à symptômes d'attaque visibles sous forme de foyers : jaunissement important du feuillage et défaut de croissance très marqué. Une dizaine de plantes et du sol sont prélevés à l'intérieur de ces foyers. Le même type de prélèvement (sol plus plantes) est répété sur une partie saine de la parcelle.

Des points de prélèvement ont été géo-référencés afin, le cas échéant, de pouvoir répéter le prélèvement les années suivantes sur les autres cultures de la rotation.

Analyses et notations

Les analyses sont réalisées au laboratoire LNPV Nématologie du Rheu. Les racines des plantes sont coupées, pesées, broyées. Le broyat subit une double centrifugation (eau puis sulfate de magnésium) et les nématodes sont identifiés à la loupe dans l'extrait obtenu.

Pour chaque espèce, une note visuelle allant de zéro à trois est donnée (zéro = absence, 1 = rares individus, 2 = infestation moyenne, 3 = infestation très forte).

90 « parcelles sources » enquêtées

Pour chaque prélèvement, une enquête sur les pratiques agronomiques de la parcelle a été réalisée ; 90 enquêtes ont été collectées sur l'ensemble des parcelles prospectées et analysées.

Suivi dynamique de M. artiellia sur une parcelle contaminée

Afin de préciser le cycle de M. artiellia dans les conditions du nord de la France, un suivi dynamique est réalisé sur une parcelle fortement contaminée et cultivée en colza dans l'Aube.

Ce suivi est basé sur des analyses endo-radiculaires : les nématodes présents dans les racines sont dénombrés et classés par stade de développement (L2, L3, L4, mâles et femelles).

Le début du cycle de M. artiellia était connu : les L2 (larves de deuxième stade) pénètrent dans les racines des jeunes colzas après les semis de septembre. Elles vont se développer, plus ou moins rapidement suivant les variations des conditions climatiques, jusqu'à ce que les températures hivernales bloquent leur développement. On ignorait en revanche si la reprise de végétation au printemps permettait à une nouvelle génération de se développer.

L'échantillonnage réalisé dans la parcelle s'est donc concentré entre début mars et fin juin.

Résultats

Répartition géographique

Dans 75 % des cas, les symptômes ont été liés à la présence de M. artiellia ou H. cruciferae. Concernant la répartition géographique (Figure 1), M. artiellia n'est présent que dans les zones de culture de colza situées au nord et à l'est de la région parisienne. H. cruciferae est absent de cette zone et se trouve exclusivement sur la façade atlantique et jusqu'au sud de la Touraine. Cette répartition très distincte, quasi « partage du territoire », reste inexpliquée.

En revanche, Pratylenchus neglectus est fortement associé à la culture du colza dans toutes les zones géographiques.

L'espèce serait peu nuisible au colza mais, ce dernier la multipliant fortement, elle est susceptible de faire des dégâts sur les cultures suivantes dans la rotation.

Cycle biologique de M. artiellia

Le suivi dynamique réalisé sur colza montre que M. artiellia est en mesure de réaliser au minimum une génération avant la récolte. Un début de seconde génération n'est pas à exclure si les conditions climatiques sont favorables : hiver doux ou arrivée précoce de températures douces en début d'année (Figure 2).

Si la récolte peut piéger une partie de la population (on y reviendra), les repousses, si elles ne sont pas détruites, sont susceptibles de fortement multiplier ce nématode.

Le blé est un hôte potentiel. Le cycle en revanche peut être décalé par rapport à celui constaté sur le colza.

En ce qui concerne la lutte contre ce nématode, il apparaît que :

– un sol laissé nu de juin à septembre ne permet pas d'obtenir une mortalité notable ;

– certaines cultures intermédiaires comme l'avoine et la roquette, peuvent réduire les populations dans le sol ;

– au contraire, une interculture de radis ou de moutarde a peu d'effet sur cette espèce.

Enquêtes agronomiques

L'analyse de 90 enquêtes, dont les trois quarts ont été réalisées dans la Marne et l'Aube, révèle que M. artiellia est présent plus fréquemment en sol de craie et que les cultures d'hiver sont les plus favorables à son développement.

De même, la réduction du travail du sol lui est également favorable.

En revanche aucun effet n'a été mis en évidence quant à la présence de moutarde, au taux de matières organiques, au déchaumage et à la gestion des pailles.

La présence d'une luzerne dans la succession des cultures semble être un facteur favorable à la présence de M. artiellia dans les parcelles. Il semble que les cultures de blé et d'orge aient un effet neutre. L'effet des cultures de pois, de betteraves et de colza serait défavorable à la présence de ce nématode.

Ce résultat concernant le colza peut sembler paradoxal. Une explication possible est la concordance entre le cycle de développement du nématode et la date de récolte donc de destruction des plants de colza. En effet, cette récolte intervient, d'après les résultats obtenus dans le suivi dynamique, au moment de la formation d'une seconde génération.

Les nématodes piégés dans les plantes ne peuvent achever leur développement. Néanmoins, un effet année très marqué est plus que probable.

Gamme d'hôtes

Les données bibliographiques concernant la gamme d'hôtes font que l'on porte une attention particulière aux légumineuses.

La situation est la suivante : M. artiellia est un parasite important du blé, de l'orge, du sorgho, des légumineuses (luzerne, fève, trèfle, gesse cultivée, pois chiche, vesce) et Brassicaceae : colza, radis, chou, chou-fleur, navet. En conditions expérimentales, toutes les graminées et légumineuses (notamment celles utilisables en culture intermédiaire) sont de bons hôtes. En revanche les familles des Solanaceae, Umbelliferae, Chenopodiaceae, Malvaceae, Compositae, Liliaceae, Linaceae et Rosaceae sont faiblement hôtes ou bien non hôtes.

Sont donnés comme non hôtes : l'avoine, le maïs (pourtant des graminées), la betterave, la tomate et le melon.

Modéliser M. artiellia : mieux comprendre sa biologie in situ

Bases bibliographiques

Meloidogyne artiellia est un nématode assez peu spécifique, à gamme d'hôtes relativement large. Des seuils de nuisibilité sont parfois établis de 0,5 à 2 juvéniles/g de sol. Pour le travail sur la modélisation du cycle biologique de cette espèce, nous avons pris en compte les éléments bibliographiques suivants.

Les pontes de M. artiellia, optimales entre 15 et 25-32 °C, sont inhibées en dessous de 9 °C. Les pénétrations des L2 se font à partir de 10-12 °C. à ces températures, il faut attendre 55 jours pour voir apparaître des femelles immatures. Mais cela ne prend que 20 jours à 25 °C. À cette température favorable, les femelles deviennent matures et produisent des masses d'œufs (contenant de 500 à 1 000 œufs par femelle en deux semaines).

Une température de 30 °C est défavorable à la pénétration et au développement des nématodes. Les œufs n'éclosent pas en conditions sèches et se conservent dans le sol ou dans les racines sèches après la récolte.

Les larves L2 éclosent avec les premières pluies et deviennent inactives si les conditions redeviennent sèches.

Les meilleures conditions environnementales pour les nématodes à galle sont une température de 15 à 25 °C pour une humidité allant de 50 à 80 % de la capacité au champ.

En climat méditerranéen donc avec des hivers frais et humides et des étés secs et chauds, le nématode est actif en hiver et au printemps et devient quiescent à la fin du printemps et en été. Dans ces conditions et en absence d'irrigation, M. artiellia présente une génération complète sur les cultures hôtes d'hiver.

Analyse historique sur un secteur

Une analyse historique des dégâts de M. artiellia fait état de fluctuations interannuelles dans un secteur proche de la coopérative Champagne Céréales :

– 1995-1996 : plusieurs cas (3-4) observés,

– 1996-2000 : aucun cas observé,

– 2000-2001 : plusieurs cas observés (6-7),

– 2001-2005 : aucun cas observé,

– 2005-2006 : une dizaine de cas observés,

– 2006-2007 : plusieurs cas (4-5) observés,

– 2007-2008 : une dizaine de cas,

– 2008-2009 : une vingtaine,

– 2009-2010 : une parcelle.

Suite à ce constat, nous avons émis l'hypothèse que les fluctuations climatiques, notamment la teneur en eau du sol et la température, avaient une grande importance dans la dynamique de M. artiellia. Dans la zone d'étude, la température du sol dépasse 10 °C à partir de mi-avril et redescend en dessous à partir de fin octobre sauf en 2003, année bien plus chaude.

M. artiellia se développe lorsque l'humidité du sol varie de 40 à 80 % de la capacité au champ. La période la plus favorable se situe donc entre avril et juillet, période où l'humidité atteint ces taux, l'été la faisant ensuite passer en dessous. Cette sensibilité à l'humidité affecterait surtout les phases où le nématode est dans le sol, avant pénétration.

Durant une année humide type 2000 et 2001, la fraction de réserve utile varie entre 35 et 85 %. De plus, la somme totale des degrés jour de ces années-là est plus élevée que la normale.

Durant une année sèche comme 2003 et 2004, la fraction de réserve utile est comprise entre 0 et 80 % de la réserve d'eau du sol utile pour les plantes. On peut émettre l'hypothèse que 2003 a été si défavorable que plusieurs années ont été nécessaires pour reconstituer des populations susceptibles de faire des dégâts visibles.

Dans le cas d'une année plus ou moins humide, comme 2007 et 2008, la fraction de réserve utile se situe entre 35 et 100 %.

Calculs effectués

Des calculs effectués à partir des fluctuations de la teneur en eau du sol et des températures permettent d'obtenir des premières simulations. Ce modèle devra être validé et paramétré à partir des résultats du projet en cours d'analyse. à première vue, il faudrait essayer de déterminer si l'influence de la teneur en eau des sols est d'égale importance selon les moments du cycle du nématode.

Discussion

La caractérisation des problèmes dûs au nématode M. artiellia a été réalisée en croisant trois approches : enquêtes effectuées suite à l'observation de dégâts, essais spécifiques permettant de préciser son cycle biologique, étude des facteurs agronomiques et climatiques ayant le plus d'influence sur la présence puis le développement du nématode.

Si H. cruciferae et M. artiellia s'avèrent nuisibles sur le colza, ils ont par ailleurs des gammes d'hôtes très différentes. Ce constat impose d'une part la mise en place de méthodes de gestion très différentes et, d'autre part, la nécessité d'un diagnostic précis par analyse, les dégâts observés dans les parcelles ne pouvant pas permettre une identification précise de l'espèce impliquée.

Ce travail a établi qu'en France, ces deux espèces ont une répartition géographique distincte, sans que l'on puisse l'expliquer. Il est néanmoins clair qu'au nord et à l'est de Paris, c'est M. artiellia qui est à l'origine des dégâts constatés, sans que l'on puisse exclure totalement la présence de H. cruciferae. Les rotations pratiquées dans cette zone avec la présence de la luzerne, le type de sol sont autant de facteurs qui peuvent expliquer cette répartition. Mais il faudra confirmer tout cela.

Cette prospection a aussi détecté un lien fort entre le colza et P. neglectus. Ce nématode semble peu nuisible sur le colza, même dans des quantités importantes. Néanmoins, l'espèce étant potentiellement nuisible sur d'autres cultures de la rotation, c'est un paramètre dont il faudra tenir compte à l'avenir.

Les résultats concernant l'utilisation de cultures intermédiaires défavorables à la multiplication de M. artiellia restent préliminaires. Ils permettent néanmoins de dégager des pistes qui devront être poursuivies. Enfin, les premières analyses de facteurs climatiques permettent d'envisager à l'avenir la mise au point d'un modèle de prévision.

<p>* ACTA.</p> <p>** INRA Le Rheu.</p> <p>*** ANSES.</p> <p>**** Cetiom.</p> <p>(1) Compte d'affectation spéciale « Développement agricole et rural » du MAAPRAT, Ministère de l'Agriculture, de l'Alimentation, de la Pêche, de la Ruralité et de l'Aménagement du territoire</p>