Mycotoxines dans les céréales : que faire face au risque ?

Présentation des moyens pour prévenir ou gérer la contamination par les mycotoxines des céréales à paille et du maïs, en soulignant les interactions et paradoxes qui limitent une parfaite mise en oeuvre.

Les producteurs de céréales à paille et de maïs cherchent à éviter la formation de mycotoxines dans leurs récoltes ou à se débarrasser de celles présentes. La tâche n'est pas toujours facile mais des moyens existent.

Des systèmes de culture adaptés pour prévenir le risque

Les outils de gestion des bioagresseurs recommandés par la directive 2009/128/CE sur l'utilisation durable des pesticides sont une bonne trame pour la gestion des contaminants naturels, y compris les mycotoxines au champ.

Nous retiendrons différentes méthodes pour réduire la contamination par les champignons producteurs de mycotoxines.

Rotation : oui, mais pas n'importe laquelle

La rotation des cultures est utile. Elle est souvent insuffisante pour le maïs vis-à-vis des fusarioses, les spores des Fusarium sp. « voyageant » d'une parcelle à l'autre.

La rotation est paradoxale pour les céréales à paille. En effet, si la culture précédente est du maïs ou du sorgho, elle augmente le risque de fusarioses sur le blé qui suit mais est recommandée contre l'ergot. Par ailleurs, toutes les cultures d'hiver sont des supports possibles pour les vulpins et ray-grass, hôtes de l'ergot du seigle. Pour lutter contre ce champignon via la rotation, les cultures de printemps sont à privilégier.

Sachant que le maïs et le sorgho ne sont pas recommandés à cause des fusarioses, il reste les cultures de tournesol, soja, betteraves et protéagineux de printemps. Elles sont à privilégier avant un blé si l'on veut prévenir les deux maladies. À noter : les précédents pois de printemps et féveroles sont particulièrement utiles pour les blés biologiques contre les fusarioses.

À noter également : dans tous les cas une rotation optimisée ne saurait se limiter à la gestion des mycotoxines !

Semis et récolte pour le maïs

Les dates de semis et de récolte du maïs doivent être le plus précoce possible pour gérer les fusarioses et les Aspergillus. C'est la technique de l'esquive pour éviter le stress hydrique à la floraison en juillet, mois le plus chaud.

Cette esquive vaut aussi pour la pyrale et la sésamie dans la moitié sud de la France où deux générations de ces insectes sont observées. Les semis précoces exposent en revanche davantage le maïs dans la moitié nord de la France où la pyrale n'a qu'une génération, mais permettent une récolte plus précoce.

En complément de la date, des densités des semis de maïs adaptées à la ressource en eau évitent d'accentuer le stress hydrique.

Le labour, sur blé et maïs

Souvent largement pratiqué en agriculture biologique, le labour permet de lutter efficacement contre l'ergot du seigle en enfouissant les sclérotes et en réduisant les graminées hôtes-relais.

Il est également utile pour limiter les fusarioses du blé ou du maïs en enfouissant les résidus de la culture précédente, qui sont une source de contamination.

En revanche, en agriculture conventionnelle avec l'emploi possible d'herbicides, l'abandon partiel du labour conduit à mieux conserver les sols, facilite la lutte contre l'érosion et limite l'émission de microparticules de sol pouvant poser des problèmes sanitaires à proximité des grandes villes en situation anticyclonique en fin d'hiver.

Choix de la variété

Des maïs résistants aux insectes sont utilisés en Amérique mais aussi en Espagne et au Portugal. Ils évitent les plaies sur les grains qui favorisent le développement des champignons du genre Fusarium et dans une moindre mesure Aspergillus (Wu, 2006, Folcher et al., 2010). Mais cet usage est impossible dans les deux tiers des pays européens, dont la France, qui ont choisi de ne pas développer ces technologies.

Les cultivars de blés et de maïs les plus tolérants aux fusarioses (et aux aspergilloses sur maïs dans des pays exposés comme l'Italie) sont dans tous les cas indispensables. Toutefois, les tolérances aux différentes fusarioses et aux aspergilloses ne se cumulent pas automatiquement sur les mêmes variétés de maïs, même avec les hybrides.

On notera l'intérêt des maïs hybrides vu leur sensibilité réduite aux maladies de l'épi par rapport aux variétés populations plus exposées et peu utilisées en pratique.

Les semences certifiées de céréales à paille évitent d'introduire des sclérotes d'ergot lors du semis.

À boire et à manger pour les plantes

Sur maïs, une fertilisation équilibrée et surtout le recours à l'irrigation permettent d'éviter des stress alimentaires ou hydriques, principales causes de développement des Aspergillus produisant des aflatoxines (Payne et al., 1986) et des fusarioses produisant des fumonisines.

En effet, ces champignons se développent préférentiellement sur les fissures apparaissant sur le grain en cas de stress hydrique au stade floraison ou dans les semaines qui suivent.

Pour les aflatoxines, l'irrigation est une arme quasi absolue les années à été sec, même si une interaction avec la génétique des hybrides ou les attaques de foreurs de l'épi fait varier son efficacité. La construction de barrages participe donc indirectement à la lutte contre les aflatoxines et les fumonisines. Elle permet d'assurer la gestion de l'eau qui ne devrait pas poser de problème en France vu la ressource largement excédentaire sur l'ensemble de l'année.

Prophylaxie pendant et après la récolte

Le nettoyage des machines récoltant ou transportant le grain ainsi que des silos limite la contamination du grain par les insectes mais ne suffit pas à l'empêcher.

Par ailleurs, le tri des lots de grains permet d'éliminer les plus contaminés par les mycotoxines.

L'utilité de ces pratiques de nettoyage n'est plus à démontrer - même si ces phases nécessaires ne sont pas toujours suffisantes.

Et la lutte biologique ?

La lutte biologique avec les trichogrammes est très utile pour réduire l'impact économique de la pyrale. Elle reste néanmoins insuffisante pour assurer la qualité sanitaire de la récolte. Sa mise en oeuvre doit cependant être encouragée.

Le principal succès de lutte biologique vient de souches non toxinogènes d'Aspergillus sp. en développement sur maïs aux États-Unis et en Italie... Mais elles se sont montrées insuffisantes en 2012.

D'autres micro-organismes antagonistes des Fusarium sp. ou de l'Aspergillus flavus (Caron et al., 2015), testés sur les céréales à paille, s'avèrent moins performants. Ils resteront complémentaires aux fongicides issus de la chimie organique qu'ils ne peuvent prétendre remplacer.

Que faire face à un risque constaté ?

Reste le climat...

Cet ensemble d'outils est mis en oeuvre a priori, avant de connaître les caractéristiques climatiques de l'année. Le climat reste le premier facteur sur le développement des champignons producteurs de mycotoxines.

Sur maïs, les mois de juillet chauds et secs lors de la floraison favorisent la contamination par les aflatoxines et fumonisines. Les étés frais et pluvieux et les automnes humides sont essentiels pour la contamination par les fusariotoxines.

Sur céréales à paille, la pluie au cours du printemps est indispensable à la contamination par l'ergot du seigle. La pluie en fin de printemps, lors de la floraison du blé, est déterminante pour la contamination par les fusariotoxines.

Les méthodes prophylactiques, notamment les choix de dates de semis ou de dates de récolte, ne sont que des outils pour esquiver ces phases d'exposition au risque. L'utilisation des pesticides permet en revanche une lutte généralement plus en phase avec le risque s'il est constaté.

Difficile de se passer des fongicides, herbicides et insecticides

Face aux mycotoxines, substances produites par des champignons, il est logique de penser d'abord à l'usage de fongicides ou de plantes résistantes, sachant qu'il n'existe aucune variété résistant à toutes les maladies. Dans la réalité de l'agriculture, les effets des fongicides, mais aussi des insecticides et herbicides, sont réels. Ils peuvent intervenir à différents niveaux :

- directement sur le champignon ou ses vecteurs ;

- directement sur les hôtes relais du champignon, et aussi sur la plante avec la gestion des stress qui la rendent plus sensible aux champignons toxinogènes ;

- indirectement en permettant la mise en oeuvre des pratiques agronomiques visant à échapper à la contamination par les producteurs de mycotoxines.

Ces outils « chimiques » sont :

- les fongicides, utilisés sur épi contre les fusarioses du blé en Europe, aux États-Unis et au Canada mais quasiment pas sur les fusarioses du maïs, les épis étant difficiles à traiter directement. Contre l'ergot, ils sont efficaces sur la semence de blé, de seigle ou de triticale contre les sclérotes mélangés aux semences (Maunas et al., 2015) mais sans intérêt si appliqués sur la plante au printemps ; la destruction des hôtes-relais par des herbicides ou par un labour préalable est dans ce cas privilégiée ;

- les herbicides, sur céréales à paille pour détruire les graminées adventices hôtes secondaires de l'ergot du seigle (Romer et al., 2013 ; Orlando et al., 2013) et sur maïs pour réduire le stress hydrique induit par les adventices sur la plante cultivée au stade floraison ; des réductions de la contamination par les Aspergillus sp. et les aflatoxines ou les Fusarium sp. et les fusariotoxines résultent d'un désherbage correct, l'eau étant un facteur limitant à ce stade très sensible ;

- les insecticides sur maïs pour prévenir les blessures des chenilles sur l'épi qui favorisent les fusarioses ; une réduction de la teneur en DON, ZEA, fumonisines est observée avec leur emploi ; utilisés dans la raie de semis contre l'insecte Diabrotica virgifera, ils limitent la destruction des racines et le stress hydrique induit ; ils permettent des semis plus précoces en évitant l'exposition et les dégâts d'insectes du sol ; dans ce cas, l'effet est indirect, le semis précoce diminuant le risque de contamination par les champignons toxinogènes ;

- les insecticides sur céréales à paille, car des insectes peuvent transporter des spores d'ergot du seigle, au sein d'un miellat, entre les graminées hôtes intermédiaires et la culture (Butler et al., 2001 ; Vitry et al., 2015) ; l'emploi d'insecticides peut limiter ce transport en réduisant les populations d'insectes ou, pour certains d'entre eux, par effet répulsif ;

- enfin, les insecticides pour conserver les grains dans les silos au-delà de quelques mois, dans les pays ne disposant pas de silos étanches et décontaminés avec un gaz toxique type phosphine (PH3).

Agriculture conventionnelle et biologique

Pour les fusariotoxines et l'ergot

En France et en Suisse (au contraire de certaines fermes bio « industrielles » d'Europe de l'Est), il existe peu de différences au champ pour la contamination du blé par les fusariotoxines et les sclérotes de l'ergot entre les agricultures conventionnelle et biologique.

Dans les faits, l'agriculture biologique de ces deux pays s'est développée avec des systèmes herbagers : 70 % des surfaces de grandes cultures bio sont incluses dans des exploitations d'élevage avec prairies. Cette agriculture dont les rotations n'incluent pas ou très peu de maïs et sorgho, jamais avant des céréales à paille ou à proximité, et qui maintient le labour comme principal moyen de désherbage, est peu exposée.

Si les prairies limitent l'exposition du bétail aux mycotoxines du maïs notamment aux redoutables aflatoxines, le pâturage n'est pas synonyme de parfaite sécurité à cause des plantes toxiques riches en alcaloïdes pouvant pousser dans les prés mal entretenus (Délos et al., 2014). L'ergot du seigle contamine aussi les graminées des prairies. Il a causé des ravages dans des élevages américains extensifs en 2013, avec des prairies impraticables avant la floraison et des contaminations qui ont touché les inflorescences du foin (Délos et al., 2014).

La principale difficulté de l'agriculture biologique reste la conservation du grain au-delà de quelques mois en l'absence d'insecticide efficace.

Pour les ochratoxines, sur blé et maïs

Des contaminations ponctuelles mais significatives par les champignons producteurs d'ochratoxine A sont observées dans des blés issus de l'agriculture biologique.

L'activité des insectes facilite la dissémination des champignons producteurs d'ochratoxines à l'ensemble du lot, même si la cause principale de contamination reste les mauvaises conditions de stockage, rares dans les pays développés même si toujours possibles (Wagener, 2014).

Des systèmes de refroidissement de l'air pour abaisser la température du grain aussitôt la récolte permettent d'éviter tout risque, mais ce choix est gourmand en rejets de CO2. Les systèmes de ventilation nocturne classiquement mis en oeuvre peuvent être insuffisants dans le sud et l'ouest de la France si le grain ne reçoit pas d'insecticide après la récolte.

Pour le maïs, la situation est plus délicate, notamment en raison de l'incidence des chenilles de l'épi sur l'exposition aux mycotoxines et la nécessité de semis précoces pour éviter le stress hydrique.

En revanche, une exploitation disposant de l'irrigation, située dans une région peu concernée par la pyrale ou la sésamie, semant des hybrides précoces à partir de mai, peut échapper à ces contaminations.

Il n'y a donc pas de fatalité à voir le maïs produit en agriculture biologique plus contaminé, mais le risque est plus grand, faute de disposer de la diversité de la gamme d'outils de l'agriculture conventionnelle.

Conclusion

Un vrai sujet de préoccupation

Les contaminants naturels dans les céréales destinées à l'alimentation humaine et animale constituent un vrai sujet de préoccupation. Ils ne se limitent pas aux mycotoxines mentionnées ici. Il faut compléter la liste avec leurs métabolites et d'autres substances sécrétées par les mêmes espèces de champignons, et quelques autres en sus.

Rappelons que la recherche sur ces risques dispose de moins de moyens que celle sur les risques liés aux substances anthropiques type pesticides.

La connaissance de l'exposition, du danger et la réglementation des risques naturels sont très en retard par rapport à celles des risques anthropiques évalués obligatoirement avant la mise sur le marché des produits. La notion de dose journalière tolérable (DJT) utilisée pour les mycotoxines est moins affinée que la dose journalière acceptable (DJA) valable pour les pesticides agricoles (Dominique Parent Massin, comm. pers.).

Une Europe privilégiée

La situation de nos pays reste cependant très enviable, comparée à celle des pays tropicaux et même des États-Unis.

La différence entre la France et les États-Unis tient exclusivement au climat, car l'excellence de la connaissance et de la technologie aux États-Unis permet souvent d'éviter la contamination initiale, sauf en 2012 pour les aflatoxines et les années suivantes pour les fusariotoxines avec un climat exceptionnellement favorable à la contamination par les champignons toxinogènes et des conditions de récolte à l'automne empêchant une « moisson » suffisamment précoce.

L'utilité des pesticides, complémentaires de techniques de cultures adaptées, n'est pas une information nouvelle. Le fait avait été souligné dans le rapport de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) rendu en avril 2010 (Étienne et Gatignol, 2010).

Il est admis que, pour qu'il soit durable, l'usage des pesticides doit être réduit autant que possible et en tout cas optimisé, en parfait accord avec les principes d'une agroécologie prenant en compte cette dimension du risque, pour que la qualité sanitaire de l'aliment soit aussi durable. Les lignes précédentes soulignent que la disponibilité des pesticides dans leur diversité est aussi indispensable.