Le désherbage d'automne contre l'ergot du seigle

Les traitements herbicides d'automne, un levier chimique efficace de lutte contre l'ergot du seigle

L'ergot du seigle, champignon parasite des graminées qui a provoqué dans l'histoire de l'Europe de graves épidémies, avait quasiment disparu depuis le début du XXe siècle. Mais une recrudescence est observée depuis 2000 (Encadré 1). Or, aucun moyen de lutte chimique direct n'existe actuellement contre ce champignon.

Afin d'apporter une solution efficace à court et à long termes, Makhteshim Agan France (MAF) a mené une expérimentation de 3 ans. Elle a montré l'efficacité de traitements herbicides à base d'urées substituées contre l'ergot du seigle et ses risques sanitaires et économiques.

Pourquoi tester des herbicides contre un champignon

Les adventices, vecteurs et amplificateurs de contamination

Les graminées adventices seraient des vecteurs et amplificateurs des contaminations d'ergot sur culture (Mantle, 1977).

Dans de nombreux cas, leur période de floraison concorde mieux avec la période de germination des sclérotes que celle de floraison des cultures, souvent plus tardive. Environ 7 jours après la contamination primaire d'ergot sur les adventices fleurissant précocement au printemps, celles-ci peuvent produire du miellat contenant des spores. Cela augmente les chances de concordance avec la floraison de la culture donc de contamination secondaire d'ergot sur culture (Figure 1).

Ainsi les désherbages incomplets favorisent les contaminations de l'ergot sur culture. Le développement des résistances des adventices depuis les années 80, surtout du ray-grass (Italie : 1995) et du vulpin (Royaume-Uni : 1984, France : 2006 et 2012), dû à l'usage intensif d'herbicides de même mode d'action (Fops/Dimes(1), ALS(2)), induit un salissement des parcelles très favorable au développement du champignon.

Puisqu'aucun traitement chimique n'existe actuellement contre l'ergot (traitements fongicides foliaires inefficaces, traitements de semences à l'étude), le contrôle des adventices par les herbicides serait un premier levier de contrôle chimique efficace contre l'ergot du seigle (Bayles, 2009).

La lutte herbicide, levier potentiel

Les traitements d'automne à base d'urées substituées permettraient donc de lutter contre l'ergot tout en apportant une solution aux problèmes de résistance des adventices.

Durant 3 ans, Makhteshim Agan France (MAF) a donc testé l'efficacité de traitements d'automne à base d'urées substituées dans le contrôle de l'ergot du seigle et de ses alcaloïdes, au champ et à la récolte. Les principaux résultats ont été obtenus lors de la 3e campagne d'essais, mise en place sur 15 sites par MAF (pour 14 d'entre elles) et Arvalis-Institut du Végétal (un site), en 2011-2012.

Un dispositif d'essai innovant

Cinq modalités testées

À partir des méthodes CEB(3) des essais herbicides, des conseils d'experts INRA (Dominique Jacquin) et des résultats des deux premières campagnes d'essais, le protocole définitif a été construit (Figure 2 page suivante).

Cinq modalités ont été semées avec des semences d'adventices sensibles aux ALS (vulpins ou ray-grass). Le témoin non traité non contaminé (NTNC) a été séparé de 20 m des 4 modalités contaminées.

Ces dernières, séparées de 15 m, ont subi un semis de sclérotes (50 scl/m²) à la volée (méthode de contamination validée par l'INRA en 2010). L'une d'elles a été le témoin non traité contaminé (NTC). Les trois autres ont subi des traitements herbicides : T1, d'urée substituée seule à l'automne (ex : Protugan, à base d'isoproturon, dans les essais vulpins), T2, de sulfonylurées en sortie d'hiver, et T1+T2 avec les deux applications en programme (Figure 2 page suivante).

D'après les résultats d'Arvalis-Institut du végétal, les distances de 15 et 20 m entre les modalités devaient réduire les cross-contaminations d'ergot respectivement de 90 et 95 % (Orlando B. et al., 2013).

Parcelles de 100 m2, but et conséquences

La surface des parcelles était de 100 m². Cette surface importante avait pour but de limiter les biais dus aux effets « bordures plus contaminées » provoquées par les allées de détourage(4), couloirs de circulation des spores.

Mais, de ce fait, une seule répétition de chaque modalité a pu être installée dans chaque essai. Des analyses statistiques n'ont donc pu être réalisées qu'en regroupant plusieurs essais. Des systèmes d'irrigation assurant une humidité suffisante pour l'ergot étaient disponibles, mais il n'a pas été nécessaire de les utiliser.

Ce dispositif d'essai a été mis en place en 2011-2012 par MAF sur 14 essais (Figures 2 à 8) semés en blé, seigle et triticale, ainsi qu'en semences de vulpin ou de ray-grass, et par Arvalis sur un essai (Figure 9) semé en blé et en ray-grass. Cet essai a subi une application de gamétocide sur la moitié de chaque modalité, pour augmenter la sensibilité du blé à l'ergot.

Mesures et prélèvements effectués

L'effet des traitements herbicides dans les modalités a été mesuré :

– d'abord au champ, en comptant le nombre de sclérotes/m² (MAF) ou le nombre d'épis contaminés (Arvalis), sur adventices (vulpin ou ray-grass selon les essais) et sur culture,

– ensuite dans les récoltes en évaluant le poids de sclérotes et, par HPLC-MS/MS(5), la teneur en alcaloïdes par kg de grain.

Les échantillons de grains analysés ont été prélevés directement dans la récolte de la moissonneuse-batteuse, pour évaluer les contaminations des récoltes en conditions réelles de vente.

Herbicides contre les contaminations d'ergot au champ

Des vulpins particulièrement « sensibles » et contaminants

Parmi les 15 essais (14 MAF+1 Arvalis) réalisés en 2011-2012, 7 ont été infestés avec des semences de ray-grass et 8 avec des semences de vulpins.

Dans 4 des 7 essais ray-grass (3 MAF+1 Arvalis), des contaminations ont été notées sur les cultures mais aucune attaque n'a été visible sur ray-grass.

Dans 4 des 8 essais vulpins, des contaminations ont été constatées sur les vulpins et les cultures des modalités étudiées ; dans un 5e site, on n'a trouvé d'ergot que dans les cultures des modalités (pas sur les vulpins de ces parcelles) mais il y en avait sur les vulpins du site ; dans le 6e site, les seules attaques d'ergot visibles ont été notées sur vulpin. Dans les deux autres essais, aucune contamination d'ergot n'était visible.

Dans les essais vulpins, la plupart des épis de vulpin étaient en fleur avant ceux des cultures. Les contaminations d'ergot sur vulpins et sur cultures ont été assez élevées. Au contraire, les ray-grass ont fleuri majoritairement après les cultures. Les principaux résultats sont donc issus des essais vulpins.

Herbicides contre les contaminations d'ergot sur adventices, au champ

Des contaminations d'ergot ont été observées dans les modalités de 5 essais sur vulpins (jusqu'à 86 sclérotes/m², soit jusqu'à 30 % des épis de vulpins contaminés, ou jusqu'à 10 sclérotes/ épi de vulpin contaminé) (Figure 4). Le témoin NTC a été le plus contaminé et les modalités traitées ont été moins contaminées. Ainsi, les traitements herbicides sur vulpin ont réduit les contaminations d'ergot sur vulpin très efficacement.

Les traitements T1+T2 et T2, qui ont eu en moyenne de très bonnes efficacités herbicides (Figure 3), ont réduit indirecte ment et complètement les contaminations d'ergot sur vulpins (Figure 4).

La bonne efficacité du traitement T2, sulfonylurée seule, a été permise par le caractère sensible des vulpins aux ALS. Le traitement T1, d'isoproturon seul, a été moins efficace en tant qu'herbicide (Figure 3), tout en gardant une efficacité significative contre l'ergot sur vulpin (Figure 4). De forts taux d'argile dans le sol de certains essais ont pu limiter l'effet de l'urée substituée seule.

Les herbicides ont ainsi limité les contaminations d'ergot sur vulpins, et donc :

– le relais et l'amplification des contaminations sur culture,

– la contamination éventuelle de la récolte par les sclérotes du vulpin,

– l'entretien de l'inoculum du sol en sclérotes issus principalement des vulpins.

Aucune contamination d'ergot n'a pu être détectée sur les raygrass (MAF ou Arvalis). Cependant, les traitements herbicides ont eu un effet contre l'ergot sur la culture et dans les récoltes. Ceci peut témoigner de contaminations sur ray-grass.

Herbicides contre les contaminations d'ergot sur culture, au champ

Des contaminations d'ergot sur culture ont été observées dans 5 essais vulpins (jusqu'à 57 sclérotes/m², soit jusqu'à 13,75 % des épis de culture contaminés ou jusqu'à 1,58 sclérote/épi de culture contaminé, voir figure 5) et 4 essais ray-grass (jusqu'à 2 sclérotes/m²), dont 3 MAF (dont un avec une infestation ray-grass trop faible donc non représentatif) et un Arvalis.

Comme pour l'ergot sur vulpins, le témoin non traité a été le plus contaminé sur culture, et les modalités traitées ont été moins contaminées, proportionnellement à leur efficacité herbicide. On a ainsi observé un effet des traitements herbicides contre les contaminations d'ergot sur culture (Figure 5). L'effet observé sur les vulpins s'est répercuté sur les contaminations d'ergot sur culture.

Herbicides contre contaminations d'ergot dans la récolte

Échantillonnage adapté

Lors de la récolte à la moissonneuse-batteuse, les mécanismes de soufflerie et de trémie auraient pu limiter les impuretés dans la récolte. Cependant, des quantités importantes de sclérotes et d'alcaloïdes ont quand même contaminé les récoltes.

Quatre échantillons distincts par modalité ont été prélevés et analysés séparément par le laboratoire Qualtech, afin d'être représentatifs de la modalité malgré une dissémination de l'ergot en foyer. Les sclérotes ont été triés à la main puis pesés indépendamment du grain.

Résultat : des taux de sclérotes élevés dans les essais vulpin

Dans les essais vulpins, les contaminations en sclérotes des grains récoltés ont été élevées, jusqu'à 5,39 g/kg de grain.

29 modalités ont été analysées : les 5 des six essais vulpin où l'on a trouvé des sclérotes d'ergot, moins le NTNC d'un essai qui n'a pu être analysé. Si on compare les résultats avec les seuils réglementaires (Encadré 2 page précédente), 8 ont dépassé le seuil de 0,5 g/kg de grain préconisé par l'OMS et le Codex alimentarius, dont six dépassant 1 g/kg de grain, seuil réglementaire français en alimentation animale.

Comme pour les contaminations au champ, la récolte du témoin non traité a été la plus contaminée en sclérotes et les modalités traitées ont été moins contaminées, proportionnellement à leur efficacité herbicide (Figure 6). On a ainsi observé un effet des herbicides contre les sclérotes dans les récoltes des essais vulpins.

Le programme (applications d'automne puis de sortie d'hiver) a été le plus efficace en moyenne contre les sclérotes dans les récoltes. Comme le T2, il a diminué les contaminations en sclérotes en dessous de 0,5 g/kg (Figure 6).

L'efficacité du T2 est liée au caractère sensible des vulpins aux ALS. Ces traitements ont limité les risques de pertes économiques dues à l'ergot dans les récoltes, par déclassement du grain ou coûts de triage (optique ou mécanique)/nettoyage de la récolte.

Les résultats des essais ray-grass allaient dans le même sens, avec une meilleure efficacité du T1 et une moins bonne du T2. L'essai ray-grass Arvalis (Figure 9) a présenté une très bonne efficacité herbicide des traitements T1+T2 et T2…

Mais ce sont les traitements à base d'urée substituée (T1 et T1+T2) qui ont été les plus efficaces contre les sclérotes dans la récolte ! Le programme T1+T2 a combiné désherbage efficace et baisse de contamination en sclérotes de la récolte (~ 1,37 g/kg), surtout là où l'ergot a été favorisé par le gamétocide.

Herbicides et contaminations en alcaloïdes

Les six alcaloïdes les plus toxiques de l'ergot sont l'ergotamine, l'ergosine, l'ergocristine, l'ergométrine, l'ergokryptine et l'ergocornine. Ils provoquent des symptômes gangréneux et des troubles nerveux. Ces alcaloïdes et leurs isomères ont été dosés par HPLC-MS/MS. La somme de leurs concentrations permet d'obtenir la teneur totale en alcaloïdes. Ces teneurs ont été élevées (jusqu'à 8 334 μg/kg dans les essais vulpins et jusqu'à 1 589 μg/kg dans les essais ray-grass). Elles ont été comparées aux normes du Canada et de l'Uruguay (Figure 7).

Dans les essais vulpins, on observe un effet des traitements contre les alcaloïdes dans les récoltes, proportionnel à leur efficacité herbicide (Figure 7). La tendance est la même dans les essais ray-grass ; notamment, dans celui d'Arvalis, le programme T1+T2 est le plus efficace contre les alcaloïdes (Figure 9).

Ainsi, en conditions de sensibilité aux ALS, seul le programme (applications d'automne puis de sortie d'hiver) a diminué les teneurs en alcaloïdes à un niveau excluant tout problème de toxicité (homme et animaux) et économique (perte de rendement de l'élevage, coût de triage, risque de déclassement…). Ceci a été observé tant dans les essais vulpins et ray-grass sans gamétocide que dans l'essai d'Arvalis avec gamétocide.

Limite de la législation actuelle

Difficulté de détection visuelle des sclérotes

Certaines récoltes ont été contaminées en alcaloïdes alors qu'aucun sclérote n'avait été détecté au champ ni dans les récoltes. Un champ ou une récolte visuellement sains peuvent donc être contaminés par les alcaloïdes de l'ergot.

Ainsi, la législation actuelle et les méthodes de tri (optiques ou mécaniques), visant à limiter le poids de sclérotes dans les récoltes, ne suffisent pas totalement pour éviter les contaminations en alcaloïdes et le risque sanitaire.

Liens entre contaminations en sclérotes et en alcaloïdes, pas si simple

Dans la modalité NTNC d'un essai (non traité non contaminé à l'ergot), un fort pic d'alcaloïdes (14 084 μg/kg de grain) a été observé dans un échantillon analysé et pas dans les trois autres Figure 8). La teneur en alcaloïdes, réel critère de toxicité, a donc été très hétérogène. Pourtant, le poids de sclérotes était assez homogène [0,11 à 0,17 g/kg de grain].

La teneur en alcaloïdes n'est donc pas strictement liée au poids de sclérotes dans les récoltes, critère réglementaire actuel. Une évolution du critère réglementaire vers un seuil sur les teneurs en alcaloïdes, objectif actuel de la Commission européenne, serait donc plus adaptée à ce type de contamination.

Contrôle des pics de toxicité des contaminations d'ergot

Le témoin non traité des essais vulpins a présenté la plus forte variabilité au niveau des contaminations (écart-type) de la récolte, du fait d'une forte contamination dans certaines situations. En revanche, la modalité T1+T2, très faiblement contaminée en sclérotes et alcaloïdes dans tous les essais, a présenté une très faible variabilité (écart-type) sur les valeurs moyennes. Le programme a donc limité les « pics » de contamination en sclérotes et alcaloïdes observés dans les autres modalités (Figures 6 et 7).

En plus d'un contrôle herbicide efficace, le programme a assuré un contrôle régulier de l'ergot dans les récoltes, à la fois sur les sclérotes, critère réglementaire visible, et sur les alcaloïdes, critère de toxicité non visible.

Un levier de lutte chimique en soutien des méthodes prophylactiques

Traitements d'automne en programme : très efficaces

Les herbicides, surtout en programme avec application d'automne, peuvent donc constituer un levier de lutte efficace contre l'ergot du seigle et ses alcaloïdes. De plus, les programmes limitent le développement des résistances aux herbicides et les pertes de rendement dues aux salissements des parcelles par les adventices.

Associer les mesures

Dans les réseaux d'observation, on a constaté des contaminations d'ergot dans des situations bien désherbées : le relais adventices n'est donc pas systématique. Pour assurer un contrôle complet de l'ergot, des méthodes de lutte prophylactique doivent être associées au désherbage d'automne afin de l'inclure dans une stratégie globale et agronomique.

Ainsi, un labour profond suivi de deux années de travaux superficiels, des rotations limitant les levées de graminées hôtes sur au moins deux ans et un bon entretien des bordures riches en graminées peuvent participer au contrôle de l'ergot. De même, une surveillance assidue des semences évitera l'apport de sclérotes extérieurs.

<p>(1) Herbicides inhibiteurs de l'ACCase, cette dernière étant l'enzyme Acetyl-CoA Carboxylase.</p> <p>(2) En fait il faudrait dire « Inhibiteurs de l'ALS », cette dernière étant l'enzyme acétoLactate synthase.</p> <p>(3) Commission des essais biologiques.</p> <p>(4) Couloir désherbé dans l‘essai délimitant les modalités.</p> <p>(5) Chromatographie liquide à haute performance avec spectrométrie de masse en tandem.</p>