Combattre les toxines d'ergot en empêchant d'épier les vulpins et ray-grass

Paradoxe : contre la maladie qu'est l'ergot des céréales et sa production de mycotoxines, le désherbage des parcelles est une des mesures les plus efficaces.

Ami lecteur intéressé par l'ergot des céréales, maladie grave pour la qualité sanitaire des grains (voir Encadré 1), vous avez peut-être manqué la conférence Columa fin 2013. Vous pensiez : ça traite de mauvaises herbes, et non de maladies...

Pourtant, trois exposés vous auraient passionné ! Ils évoquaient les relations de la gestion des adventices avec l'ergot et les toxines qu'il produit, des alcaloïdes dits ergotoxines. Voici une « session de rattrapage » sur le sujet.

Incidence des graminées adventices, selon Syngenta et l'Inra

Essai Inra 2009-2010 : orge, seigle et triticale face au vulpin et au ray-grass

Présentée par Alain Froment, de la société Syngenta, la communication « I ncidence des graminées adventices sur l'ergot des céréales » a d'abord raconté un essai mené en Côte-d'Or par Dominique Jacquin (Inra). Dans cet essai, des céréales d'hiver (orge, seigle et triticale) ont été semées en microparcelles de 10,5 m². Certaines étaient infestées par des graminées adventices annuelles, soit du ray-grass soit du vulpin, et/ou infectées d'ergot par placement au sol de plaquettes portant des sclérotes de son agent Claviceps purpurea. Les céréales ont été implantées le 5 octobre 2009, les adventices ayant été semées une semaine avant. En 2010, le nombre et la masse de sclérotes par pied ont été notés sur les cinq espèces de graminées : les trois cultivées et les deux adventices.

Bilan : lors des comptages, le ray-grass apparaît comme la graminée la plus touchée par l'ergot, avec presque deux sclérotes par pied ! Le vulpin en a dix fois moins. Est-ce à dire qu'il est moins sensible ? C'est plus compliqué que cela, on en reparlera.

Quant aux céréales cultivées, elles sont moins touchées. Parmi elles, on trouve la hiérarchie classique entre le seigle, la plus sensible à cet ergot dit « du seigle », le triticale (hybride blé/seigle) et l'orge, quasi indemne (Figure 1).

Certes, la masse moyenne des sclérotes n'est pas la même selon la plante sur laquelle ils se sont développés. La communication cite une autre étude, réalisée notamment sur triticale, blé, ray-grass et vulpin, et montrant que les sclérotes issus de triticale pèsent chacun 60 mg en moyenne ; moins que ceux issus de blé (100 mg), mais plus que ceux issus de ray-grass (20 mg) ou de vulpin (une dizaine de mg).

Cela dit, comme le signale Alain Froment, un sclérote issu de triticale est, certes, en moyenne trois fois plus lourd qu'un sclérote issu de ray-grass, mais, à nombre de pieds égal, les sclérotes de ray-grass sont cent fois plus nombreux que ceux de triticale.

Par ailleurs, les céréales récoltées dans les parcelles avec vulpin semblent davantage contaminées par l'ergot que celles des parcelles sans vulpin. On trouve en moyenne 3,06 épis de seigle touchés par mètre carré dans les premières et 2,19 dans les autres. La différence n'est pas statistiquement significative selon l'analyse réalisée, mais c'est une tendance à signaler.

Essai Syngenta 2012-2013 sur blé tendre face au vulpin

L'autre essai présenté dans cette communication a été mené par la société Syngenta en 2012-2013.

Au départ, il ne visait pas l'ergot ! Il était destiné à tester le désherbage du blé tendre contre le vulpin en comparant des traitements herbicides réalisés en janvier 2013 sur des placettes de 16 m². Mais, sur ce site de l'Indre (36), de l'ergot s'est manifesté spontanément en ce printemps 2013 favorable à la maladie. L'expérimentateur de la société (B. Mazoire) a alors eu la réactivité de faire des comptages.

Ces comptages ont montré une relation entre l'efficacité du désherbage sur vulpin et le nombre d'épis de blé affectés par l'ergot. On a 350 épis/placette portant des sclérotes dans le témoin non traité et moins de 10 là où le désherbage a montré 90 à 100 % d'efficacité. Et ceci avec un fort coefficient de corrélation (Figure 2).

Impact des pratiques de désherbage, selon Arvalis

La communication « I mpact des pratiques de désherbage dans la gestion du risque Claviceps purpurea » de Ludovic Bonin et al. a été présentée par Béatrice Orlando, sa cosignataire. Elle se base sur deux travaux d'Arvalis-Institut du végétal : une expérimentation en station et un suivi de parcelle.

Essai 2011-2012 sur blé tendre face au ray-grass

L'expérimentation a été menée sur la station Arvalis de Boigneville, dans l'Essonne, sur une parcelle isolée et indemne d'ergot et d'adventices. En octobre 2011, on a semé en même temps du ray-grass et du blé tendre d'une lignée parente de blés hybrides.

Les modalités comparées sont des parcelles élémentaires de 36 m², espacées de 12 m pour limiter les contaminations croisées. Dans huit d'entre elles, des contaminations artificielles d'ergot ont été réalisées par épandage des sclérotes issus de tris en stations de semences en 2011, à raison de 50 ergots/m².

En 2012, cinq parcelles ont reçu un traitement avec un agent chimique d'hybridation dit « gamétocide ». Utilisé en général pour produire les semences de blés hybrides (blocage de la formation des grains de pollen), ce produit oblige les épillets à ouvrir leurs glumelles à la floraison, davantage et plus longtemps que naturellement ; cela facilite indirectement leur contamination par C. purpurea.

Quatre itinéraires de gestion des espèces adventices sont comparés : soit une application d'herbicide en novembre, soit une en mars, soit les deux, soit pas de désherbage (témoin non désherbé).

Les modalités sont précisées Tableau 1. L'efficacité du désherbage a été mesurée au stade épiaison des ray-grass.

Les parcelles sont récoltées à la moissonneuse expérimentale, les échantillons pesés puis nettoyés.

Les sclérotes d'ergot sont extraits de chaque fraction issue du nettoyage : déchets lourds, légers, autres déchets (grains cassés, etc.) et grains nettoyés. On sépare les sclérotes issus d'épis de blé de ceux issus de ray-grass. On les pèse séparément, puis on regroupe tous les sclérotes de chaque modalité pour évaluer son taux de toxines : la somme des douze principaux alcaloïdes d'ergot est la « teneur en alcaloïdes totaux » de la modalité.

Bilan ? D'abord, le nombre de sclérotes et surtout la teneur en alcaloïdes dans les blés sont vingt fois plus bas sans gamétocide qu'avec. Ceci confirme la nécessité de surveiller particulièrement la production de semences de blés hybrides.

Ensuite, il y a une très forte corrélation entre la teneur en ergots (poids de sclérotes/m3 de grains) et celle en alcaloïdes (Figure 3). Enfin, on note un effet du désherbage sur la contamination en sclérotes et celle en alcaloïdes. La figure qui le montre a été publiée dans Phytoma n° 665 de juin-juillet 2013, p. 15. On y voit l'intérêt du désherbage d'automne. Celui de printemps, seul, n'agit ni sur le taux de sclérotes ni sur celui de toxines alors qu'il détruit le ray-grass.

En revanche, après un désherbage d'automne, le passage de printemps est utile : il fait baisser le taux d'alcaloïdes par rapport à celui obtenu suite au désherbage d'automne seul.

Suivi d'une parcelle de blé tendre face au vulpin

Autre travail présenté, le suivi d'une parcelle de Seine-et-Marne infestée « naturellement » de vulpins résistants à des herbicides. En sept ans, ce champ avait porté quatre blés d'hiver, deux colzas et une orge de printemps (en 2010). En 2009, de l'ergot y a été signalé ainsi que de très fortes infestations de vulpin et de brome. La parcelle, habituellement gérée en travail du sol superficiel (« non-labour ») a alors été labourée ; elle est revenue au non-labour après la moisson de l'orge de 2010. Et les vulpins sont revenus...

En mai 2012, l'équipe d'Arvalis a identifié dans la parcelle six zones, allant de la plus infestée en vulpin à la moins infestée. Dans chacune de ces zones, ils ont délimité des microparcelles dans lesquelles ils ont dénombré les vulpins puis récolté les grains de blé. Ils y ont compté les sclérotes sur le vulpin d'une part et sur le blé d'autre part. Premier résultat : au naturel le vulpin est « ergoté ». Plus il y a de vulpins, plus il y a de sclérotes issus de vulpin dans le lot de blé récolté (Figure 4).

Certes, la quantité d'ergots issus des épis de blé n'est pas plus importante là où la densité de vulpin est plus forte (Figure 4). On suppose qu'il n'y a pas eu concordance entre la période où le vulpin aurait pu contaminer le blé et celle de sensibilité du blé.

Par ailleurs, c'est important : il s'agit de lots de grains nettoyés. On voit que le nettoyage laisse passer » des sclérotes, issus de blé mais aussi (peut-être surtout) de vulpins ! Ainsi, soit les sclérotes issus de vulpin tombent au sol et risquent d'infester la céréale suivante, soit ils passent dans la récolte.

Les auteurs expliquent que, citons le texte exact de la communication, même si « le passage de l'ergot du vulpin au blé n'est pas systématique mais dépend essentiellement de la concordance des stades de sensibilité à la maladie des plantes-hôtes », les sclérotes issus de vulpin « participent de façon massive » à la contamination de la récolte et à la constitution d'un réservoir de sclérotes dans la parcelle.

« La présence de graminées à la floraison, et a fortiori leur densité, est un facteur de contamination des lots et des parcelles par l'ergot. » Dans cette parcelle, tous types de sclérotes confondus, on passe alors de 0,2 g/kg de grains pour une densité de vulpins de 100 plantes/m² à plus de 1 g/kg pour des densités de 300 à 500 plantes/m² (Figure 4). Or, si 0,2 g de sclérotes/kg de grains est un taux admis en alimentation humaine (le seuil est de 0,5 g/kg, voir Encadré 1 p. 30), dépasser 1 g de sclérote/kg de grains rend le blé inutilisable même en alimentation animale, (voir à nouveau l'Encadré 1).

Le suivi de la parcelle a continué ensuite. Le 22 juillet 2014, B. Orlando signalait : « Le travail poursuivi n'apporte pas d'élément nouveau justifiant une nouvelle publication. » De fait, la parcelle a porté en 2013 une culture d'orge, céréale peu sensible à l'ergot. En 2014, ce fut le tour d'un colza, culture non concernée par l'ergot et dans lequel la maîtrise du vulpin a été plus facile.

Intérêt du désherbage, selon Adama et l'Inra

Quatorze essais sur blé, seigle et triticale contre vulpin et ray-grass

La troisième communication, « Les traitements herbicides d'automne, une lutte chimique efficace contre l'ergot des graminées », a été présentée par Camille Romer, de la société Makhteshim Agan France, devenue depuis lors Adama France. Une grande part de ce travail réalisé en collaboration avec l'Inra a été publiée dans Phytoma en juin 2013. Rappelons-en l'essentiel.

Comme dans l'essai d'Arvalis, le désherbage antigraminées contribue à diminuer le taux d'ergot dans les lots récoltés. Ces résultats ont été obtenus sur trois ans mais surtout en 2011-2012.

Cette campagne-là, les essais ont été conduits en parcelles de 100 m² sur 14 sites dont 8 infestés en semences de vulpin et 6 en semences de ray-grass.

Des analyses d'alcaloïdes ont été menées systématiquement à raison de quatre échantillons par modalité. L'auteur estime que c'était la première fois que ce type d'analyse était fait à aussi grande échelle en France et probablement en Europe.

Le sacre du programme

Là aussi, la meilleure efficacité contre les graminées adventices, conduisant à une réduction de l'ergot et du taux d'alcaloïdes, est obtenue par le programme associant traitement d'automne et traitement de printemps, dans les parcelles infestées de vulpins comme celles infestées de ray-grass.

Le premier traitement est à base d'urées substituées (ex. : Protugan à base d'isoproturon) et le second de sulfonylurées (les vulpins et ray-grass semés venant de populations sensibles à cette famille d'herbicides).

Quand l'ergot se cache

À noter : les plus fortes contaminations en ergot comme en alcaloïdes ont été observées avec le vulpin, aussi bien dans les adventices que dans la culture. Serait-ce une contradiction avec l'essai Inra de 2010 déjà cité ? Pas forcément : selon C. R omer, les vulpins auraient tendance à laisser échapper leurs sclérotes avant ceux de ray-grass ; une récolte et un comptage tardifs minimiseraient le taux de sclérotes de vulpin dans la récolte... Ces sclérotes contaminent alors non pas la récolte de l'année mais le sol de la parcelle pour l'avenir.

Par ailleurs, dans certains essais ray-grass sans sclérotes visibles lors des observations au champ et du tri manuel à la récolte, on a mis en évidence la présence d'alcaloïdes : l'ergot peut être un danger invisible.

Ergot et alcaloïdes : attention...

Enfin, insistons sur deux points signalés par l'article de juin 2013, mais importants :

– il reste des sclérotes dans les lots nettoyés, notamment ceux des témoins non désherbés... Il se confirme que les adventices graminées sont des vecteurs directs de contamination de la culture et donc des lots de grains. On voit pourquoi le désherbage limite directement ces contaminations, alors que, pour sa part, la récolte traditionnelle en moissonneuse-batteuse n'a pas d'effet ;

– contrairement au résultat de l'essai d'Arvalis (revoir la Figure 3), le taux d'alcaloïdes n'est pas toujours strictement corrélé au taux de sclérotes visibles. Un échantillon issu d'une parcelle ni désherbée ni contaminée artificiellement titrait un pic de 14 mg d'alcaloïdes/kg de grains pour 0,12 g de sclérotes/kg de grains. Trois autres échantillons prélevés dans cette même parcelle ne titraient que 0,4 à 0,65 mg d'alcaloïdes/kg de grains pour 0,10 à 0,17 g de sclérotes/kg de grains... Ainsi le taux de sclérotes ne préjuge pas toujours de celui d'alcaloïdes.

Mais, souligne la communication, « les traitements herbicides ont permis de contrôler les pics de toxicité ».

Et entre alcaloïdes ?

Un résultat est nouveau par rapport à juin 2013 : la répartition des douze alcaloïdes recherchés. On a trouvé surtout l'ergotamine, l'ergocristine et l'ergosine.

C'est cohérent avec les résultats d'une étude de l'Efsa sur « 803 échantillons transformés à base de blé et de seigle » prélevés dans toute l'Europe en 2010 et 2011 : l'ergotamine et l'ergocristine étaient « prédominants ». Dans l'étude d'Adama, des proportions différentes entre alcaloïdes selon les échantillons indiquent « la présence probable de plusieurs chémotypes ». Par ailleurs, l'auteur a souligné que les traitements herbicides avaient fait baisser les taux de tous les alcaloïdes.

Et on ne sait pas tout

Ainsi, le désherbage des céréales apparaît bien comme un moyen de lutte contre les espèces de graminées adventices porteuses de la maladie de l'ergot, donc contre cette maladie et la production de ses dangereux alcaloïdes. Mais ceci à condition que ce désherbage soit assez précoce pour empêcher toute épiaison des adventices : si la première intervention a lieu en mars, c'est tard...

Restent trois questions à étudier :

– la comparaison des méthodes de désherbage : outre l'importance de la date, quels rôles peuvent jouer le labour, les faux semis et/ou le désherbage mécanique, aux côtés du désherbage chimique ou à sa place (agriculture biologique, etc.) ?

– l'impact de la résistance des graminées aux herbicides, notamment aux inhibiteurs de l'ALS et de l'ACCase ;

– le rôle des graminées entourant les parcelles. Dans des prés, bandes enherbées ou bords de route, elles peuvent aussi porter de l'ergot ! Certes, elles ne sont pas récoltées avec la moisson, donc on n'y trouvera pas leurs sclérotes. Le risque est donc moindre que celui causé par les mêmes adventices poussant dans le champ. Mais elles entretiennent un réservoir de maladie dans le sol proche des parcelles et peuvent propager les contaminations aux cultures voisines si on les laisse épier au mauvais moment. Quel est le risque de contamination des céréales via les rangs de bordure ?

Le très ancestral ergot n'a pas encore fini de livrer ses secrets !