Innover pour assurer la santé des cultures

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1 Les Rencontres de l Inra au Salon de l agriculture Innover pour assurer la santé des cultures Mercredi 25 février 2015 Programme 14h30 Introduction Christian Lannou, Directeur du MétaProgramme SMaCH, Inra 14h45 Surveiller les maladies et les ravageurs des cultures Innovations : de nouveaux outils pour la surveillance, la détection et l analyse du risque Charles Manceau, ANSES Discussion avec la salle 15h10 Nouveaux outils de diagnostic pour le biocontrôle Les produits de biocontrôle, macroorganismes, microorganismes, et autres produits s accompagnent d outils d aide à la décision indispensables à la réussite des stratégies de protection biologique intégrée. Anne-Isabelle Lacordaire, Koppert France 15h35 Un bouquet d innovations pour la santé de la vigne Thierry Coulon, IFV Dicussion avec la salle 15h55 Stimuler les défenses naturelles des plantes Déploiement d un outil innovant permettant de tester l effet de produits stimulateurs des défenses des plantes Caroline Bonneau, Vegepolys Innovation Discussion avec la salle 16h20 Conclusion Olivier Le Gall, Directeur Général délégué Scientifique de l Inra Discussion avec la salle SIA rue de l Université Paris Cedex 07 - France Retrouvez les résumés, les présentations et les vidéos en ligne sur : inra.fr/rencontresia

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3 Innover pour assurer la santé des cultures Surveiller, diagnostiquer, anticiper les risques et mobiliser les régulations naturelles L agriculture est engagée dans une transition vers des systèmes plus durables visant une double performance économique et environnementale. Ce séminaire s inscrit dans cette évolution en présentant un panorama d innovations qui contribuent toutes à réduire la dépendance aux pesticides dans le domaine de la santé des cultures. Cette année, les interventions mettront plus particulièrement l accent sur les approches utilisant la connaissance des systèmes biologiques, dont la finalité est d anticiper et d agir en amont des actions curatives. Un premier thème portera sur les innovations permettant d augmenter notre capacité de prévision des risques phytosanitaires et des émergences d organismes nuisibles, que ce soit par des outils de détection et de diagnostic, des systèmes d information ou des dispositifs de veille épidémiologique. Un deuxième thème portera sur l utilisation des régulations naturelles, du contrôle biologique et des capacités des plantes à se défendre et se protéger elles-mêmes. rencontres SIA 2015

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5 Surveiller les maladies et les ravageurs des cultures Innovations : de nouveaux outils pour la surveillance, la détection et l analyse du risque Charles Manceau Anses, Directeur de la santé végétale Laboratoire de la santé des végétaux, 7 rue Jean Dixméras, Angers, Cedex L émergence d une maladie ou de dégâts causés par un bio-agresseur peut être due à la pullulation d un organisme déjà présent dans l environnement. Son émergence est alors due aux modifications de l environnement qui devient permissif pour le développement de l agent pathogène ou du ravageur. Il faut néanmoins reconnaître que l émergence de nouvelles maladies et de ravageurs exotiques est, la plupart du temps, due à l introduction sur le territoire français d organismes nuisibles originaires de pays tiers via des végétaux contaminés. Ce phénomène n est pas récent mais il s amplifie avec l augmentation/l intensification des échanges commerciaux internationaux liée à la mondialisation du commerce et des services. L Anses regroupe des laboratoires de référence, d expertise scientifique et de recherche ainsi que des structures d expertise pour l évaluation des risques, qu elle est capable de mobiliser rapidement pour répondre aux enjeux phytosanitaires émergents. Les objets de surveillances sont, en priorité, les organismes nuisibles réglementés. L intervention de l Anses se fait, à travers une veille documentaire et les activités de référence du Laboratoire de la santé des végétaux (LSV). Le LSV effectue les analyses de première intention d identification et de détection des organismes nuisibles de quarantaine ou de confirmation lorsque les analyses sont déléguées à un laboratoire agréé par le ministère en charge de l agriculture. L activité de surveillance peut alors déboucher sur l émission de signaux et d alertes adressés aux tutelles de l Anses. La précision du niveau d identité des organismes nuisibles à détecter évolue en fonction des découvertes sur la structuration des populations de pathogènes et l identification des entités responsables des maladies ou des dégâts aux plantes. Il est nécessaire de détecter, par exemple, une race physiologique au sein d une forme spéciale d une espèce de champignon ou des haplotypes particuliers d une bactérie. C est le cas de la race tropicale 4 (RT4) de Fusarium oxysporum f. sp. cubense dans les plants de banane et les haplotypes A et B versus C et D de Candidatus liberibacter solanacearum chez les Solanacées et les Apiacées. Les techniques basées sur l étude du génome des agents pathogènes sont utilisées pour adapter et fiabiliser les performances des techniques de diagnostic et de détection des organismes nuisibles. Les travaux portant sur la compréhension de la résistance aux produits de protection des plantes montrent l importance des phénomènes d évolution au niveau du génome des bio-agresseurs, notamment sous pression de sélection générée par les traitements phytosanitaires et la capacité de développement des souches résistantes qui peuvent persister dans les populations, même en absence de pression de sélection. L identification de marqueurs génétiques spécifiques chez les bio-agresseurs résistants (détectés au préalable grâce à des tests biologiques) contribue à l élaboration d outils de caractérisation moléculaire très utiles à l analyse épidémiologique de ces phénomènes, au sein des populations de bio-agresseurs. L unité RPP (Anses- Lyon) est un acteur majeur du plan de surveillance des résistances avec l appui des partenaires Inra dans le cadre du réseau R4P (Réseau de Réflexion et de Recherche sur les Résistances aux Produits de Protection des Plantes). rencontres SIA 2015

6 Cette Unité est en charge d une très grande partie des analyses, c est-à-dire de la détection des souches résistantes et de la mesure des niveaux de résistances de ces souches à partir d échantillons prélevés sur le territoire national par le réseau de Surveillance Biologique du Territoire. L évaluation des risques est au cœur des missions de l Anses. Pour élaborer des recommandations de santé publique crédibles et efficaces, l Anses met en œuvre une expertise scientifique indépendante, pluridisciplinaire, collective et contradictoire avec l appui de ses comités d experts spécialisés (CES). Le CES «Risques Biologiques pour la Santé des Végétaux» a été créé début Les saisines les plus fréquentes traitées par le CES consistent en des analyses de risques phytosanitaires (ARP) qui suivent les normes internationales pour les mesures phytosanitaires (NIMP) en vigueur dictées par la Convention Internationale pour la Protection des Végétaux (CIPV). Ces ARP permettent au Ministère en charge de l agriculture et de la forêt de prendre les mesures adéquates pour gérer le risque d introduction involontaire ou de dissémination sur le territoire français ou communautaire d un organisme nuisible pour les cultures concernées ou pour l environnement. La collecte de l information pertinente à travers la constitution de bases de données et les techniques d analyse multicritères des données selon le schéma des ARP sont à la base d approches de hiérarchisation des risques liés aux bio-agresseurs et d aide à la décision pour la gestion des risques phytosanitaires pour la France métropolitaine et ultra-marine.

7 Nouveaux outils de diagnostic pour le biocontrôle Les produits de biocontrôle, macroorganismes, microorganismes, et autres produits s accompagnent d outils d aide à la décision indispensables à la réussite des stratégies de protection biologique intégrée Anne-Isabelle Lacordaire Koppert France responsable R&D macro-organismes, médiateurs chimiques et pollinisateurs La société KOPPERT France créée en 1984 est la filiale de la société néerlandaise KOPPERT BV. Cette dernière a été fondée en 1967 par Jan Koppert, producteur de concombres aux Pays-Bas qui décida d abandonner les traitements chimiques pour se tourner vers une lutte biologique utilisant les auxiliaires naturels (insectes et/ou acariens prédateurs et/ou parasitoïdes). Phytoseiulus persimilis fut alors le premier prédateur commercialisé en 1968 pour lutter contre les acariens ravageurs. Afin de développer de nouveaux agents de lutte biologique et pour couvrir l ensemble des ravageurs présents en cultures sous abris, des recherches ont été entreprises en collaboration avec des centres de recherche. De grandes dates marquent le développement du biocontrôle. 1972, Encarsia formosa fait son apparition il est utilisé contre les aleurodes appelés plus communément «mouches blanches» , des colonies de bourdons (ou ruches de bourdons) sont sélectionnées et commercialisées, elles permettent de mettre fin à la pollinisation hormonale des fleurs de tomate. Cependant, l utilisation des bourdons dans les serres, requiert quelques précautions et l emploi des traitements chimiques doit être raisonné et limité. En effet, les produits utilisés peuvent avoir un impact négatif sur les populations des pollinisateurs. C est pourquoi, pionnière en Protection Biologique Intégrée (P.B.I.), la société Koppert ne cesse de s investir dans la recherche et le développement au travers de l expérimentation, de recherche de stratégies afin d apporter de nouvelles solutions aux problématiques générées par les bioagresseurs émergents. C est ainsi que de nouveaux auxiliaires arrivent sur le marché : 2003, l hyménoptère Eretmocerus mundus est proposé pour lutter contre un nouvel aleurode rencontré sous serre de tomate, Bemisia tabaci vecteur de virus. 2005, arrivée d Amblyseius swirskii, acarien prédateur des deux principaux ravageurs rencontrés en cultures sous abris : aleurodes et thrips. 2011, Macrocheles robustulus (acarien prédateur) est mesuré sur différents ravageurs mal contrôlés tels que Duponchelia fovealis, Frankliniella occidentalis ainsi que la mouche domestique Musca domestica en élevage et également sur les mouches du genre Delia en cultures maraîchères de plein champ. A partir de 2011, des opportunités s ouvrent avec les macroorganismes sur de nouveaux marchés comme l élevage et les cultures maraîchères de plein champ. Parallèlement aux macroorganismes, la société Koppert recherche et développe des «Microorganismes». En 2005, MYCOTAL, spécialité insecticide à base de spores du champignon «Lecanicillium muscarium» est homologuée, c est le premier bioinsecticide est marquée par l homologation Trichoderma harzianum souche T-22 (TRIANUM-P et TRIANUM-G) c est le premier produit homologué en tant que stimulateur de la vigueur des plantes. Ces produits à base de «Microorganismes» représentent une opportunité au développement de la protection intégrée des cultures en plein champ notamment pour les légumes et autres cultures spécialisées (vigne, arboriculture etc ) mais aussi pour les zones non agricoles (ZNA). rencontres SIA 2015

8 2014, le partenariat se concrétise une fois de plus avec la recherche (INRA) en proposant pour l identification des ravageurs et des auxiliaires des cultures «Di@gnoplant Biocontrôle». Di@gnoplant biocontrôle est une application interactive Web et smartphone qui intègre un outil de diagnostic par l image (disponible gratuitement sur Goolplay et Appstore). 2014, le projet SaveBuxus né en avril rassemble différents partenaires l INRA UEFM, ASTREDHOR, KOPPERT. Il est piloté par Plante et Cité et bénéficie de fonds publics (ONEMA, ECOPHYTO, VALNOR,France AgriMer et privés). Koppert est la seule firme engagée dans ce projet. 2014, signature d un partenariat avec Urban farm, nouvelle technologie de culture en ville un virage. La société s oriente vers une approche encore plus globale de la protection des cultures en prenant en compte l environnement du végétal. En effet, la santé de la plante dépend de nombreux facteurs, dont la santé de la graine, des racines, du sol qui sont parties intégrantes des systèmes de culture. Ainsi l innovation porte sur un nouveau concept «Natugro». Ce concept est constitué de produits à base de matières premières végétales et d algues marines, venant en complément des solutions de biocontrôle. Le concept Natugro vise à favoriser la croissance et augmenter la résistance des végétaux aux maladies et au stress. Il vise a rétablir l équilibre biologique du sol. Par son utilisation Natugro devrait permettre de réduire considérablement les résidus de produits phytosanitaires sur de nombreuses cultures ornementales, fruitières et légumières.

9 Un bouquet d innovations pour la santé de la vigne Thierry Coulon Institut Français de la Vigne et du Vin, Directeur Evaluation et Prospective Scientifique & technique Contexte La vigne est très sensible aux bio agresseurs, en particulier les maladies cryptogamiques telles le mildiou, l oïdium, le black rot, ou le botrytis De ce fait, sa protection sanitaire requière un nombre de traitements phytosanitaires important, d autant plus que la dégradation de la récolte, si elle est pénalisante quantitativement, l est également qualitativement dans ses répercussions sur la qualité organoleptique et la typicité des vins qui en sont issus. Ce qui peut amener au déclassement de ceux-ci et à une sanction économique des plus sévères, sans compter la perte de notoriété attachée au nom des propriétés viticoles et des appellations d origine correspondantes Des seuils de dégâts maximum admissibles sur grappes ont d ailleurs été définis par les œnologues pour les vins et les distillateurs pour les eaux de vie. Ces seuils varient selon les types de vinification et de produits (par exemple avec ou sans macération, la couleur, les composantes aromatiques et taniques recherchées ). Dans le bordelais, une incidence qualitative est constatée dès 5% d atteinte pour le mildiou. Pour l oïdium il est également de 5%, de même que dans les Charentes pour ce qui est de la qualité des eaux de vie. Pour la pourriture grise, il est de 5 à 10% % selon les références. Chaque région précise donc ses objectifs d efficacité des traitements sanitaires en fonction de ces seuils. Dans la pratique, le vigneron vise le zéro dégât sur grappes, et si possible également sur le feuillage. Pour l année 2010, une enquête sur les pratiques, réalisée sur plus de 6000 parcelles viticoles, situe à 16 le nombre moyen de traitements phytosanitaires réalisés, dont 12 traitements fongicides. Une forte variabilité est observée selon les vignobles et leurs conditions agro-climatiques, de 11 à 22 traitements selon le cas. Cette forte variabilité, liée à des contextes divers, justifie une expertise très régionalisée pour optimiser les pratiques de protection sanitaire. Chaque région dispose d ailleurs de son propre référentiel de règles de décision, qui sont aussi dépendantes du type de produit fini. Quelles marges possibles et quels outils à l étude pour progresser vers une gestion optimale des risques sanitaires Les suivis sanitaires effectués sur les vignobles révèlent une forte variabilité des dégâts dus aux divers bio-agresseurs sur les 20 derniers millésimes (témoins non traités). Cette variabilité est beaucoup plus forte que celle observée dans la consommation des intrants phytosanitaires. Des marges d optimisation existent donc bien. rencontres SIA 2015 La modélisation des risques épidémiques, non plus seulement au niveau régional, mais au niveau très local, celui de l exploitation et de la prise de décision de traiter, semble à portée sous deux conditions essentielles : une fiabilité suffisante des prévisions météorologiques, et des conditions économiques d accès aux données météo qui soient acceptables pour les vignerons, ce qui n est pas le cas aujourd hui pour cette dernière condition.

10 Au niveau de la parcelle, une adaptation de la gestion agronomique dans un sens de compromis entre développement végétatif et rendement d une part, sensibilité aux maladies d autre part, est un objectif. Des travaux récents sur oïdium montre bien la difficulté de tenir cet objectif tous les ans dans nos conditions de vignoble de climatologie très variable. Le pilotage des opérations au vignoble de façon raisonnée au mieux dans chaque contexte pourrait s appuyer sur des outils ayant capacité à informer le viticulteur sur l état physiologique de sa plantation, du potentiel de récolte et de son évolution modélisée sur les deux années de sa construction quantitative et qualitative, ce en parallèlement aux indicateurs de risques épidémiques. Quelques axes structurant nos travaux sur les stratégies alternatives possibles en viticulture, dans un sens de réduction du recours aux intrants. Nous nous situerons par rapport à 3 niveaux d échéance pour de «possibles» outils innovants : A court terme, le levier retenu, car le plus prometteur en terme d économie d intrants concerne l adaptation des quantités pulvérisées au développement végétatif de la vigne et au niveau des risques épidémiques évalués par modélisation (et contrôlé en permanence sur le terrain). La démarche «Optidose», calibrée par l IFV et ses partenaires à partir de 10 ans d expérimentation permet de réduire en moyenne sur 5 ans de 30% les apports de fongicides sur le vignoble. Elle nécessite un bon accompagnement technique du viticulteur, lui permettant un apprentissage progressif et sécurisé, condition nécessaire à son engagement. A moyen terme, les techniques de viticulture de précision doivent permettre une optimisation des opérations au sein des parcelles de vignoble, une fois l hétérogénéité de celles-ci cartographiée automatiquement à l aide de divers capteurs embarqués sur engins au sol ou sur drones, interprétée pour adapter les apports d intrants au strict nécessaire à l échelle du cep ou groupe de cep, cette dernière précision dépendant de la géolocalisation et du géo référencement, également gain de rapidité des opérations, et d autoguidage des engins. Le bio contrôle, en viticulture, a été mis en avant dans la lutte biologique réussie contre les acariens de la vigne grâce à leurs prédateurs naturels phytoséïdés. Le marché des acaricides vigne s en est trouvé réduit de 95%! L inventaire de la faune auxiliaire des vignobles de France est établi, un ouvrage collectif ayant sanctionné les travaux. Plusieurs méthodes de lutte biologiques ont été évaluées vis-à-vis de différents ravageurs de la vigne et peuvent être performantes. Des difficultés liées à la mise en œuvre des méthodes de lâchers, les couts induits, la non disponibilité sur le marché de certains auxiliaires d intérêt, l incapacité dans laquelle nous restons pour élever certains, sont autant d obstacles à lever pour avancer dans cette voie. La confusion sexuelle est opérationnelle sur tordeuses de la grappe, mais doit voir ses couts réduits pour s élargir en usage. Les stimulateurs de défense présentent une efficacité limitée, ou même nulle au vignoble, milieu «ouvert» qui soumet la plante à de multiples facteurs influençant sa physiologie. L état actuel des connaissances sur les mécanismes biologiques impliqués et ainsi influencés ne permet pas d en préciser les conditions d usage pertinentes dans la pratique. Les «substances naturelles», sont en cours d évaluation, d efficacité partielle La question est posée de l intégration optimale de ces outils au sein des stratégies de protection, des indicateurs et des règles de décision qui doivent être précisés pour le permettre A long terme, la sélection de matériel végétal résistant est visée. Obtenu par hybridation interspécifique classique, les premières obtentions à résistance polygénique seront disponibles à partir de La filière viticole française s est interdit le recours aux variétés à résistance mono génique pour des raisons de sécurité quant à leur potentiel de durabilité. Une dimension incontournable en viticulture sera l évaluation qualitative sur vin fini, indispensable pour convaincre et entrainer les professionnels. Les réflexions sont également d ores et déjà engagées pour définir les conditions de gestion au vignoble de la durabilité de ces résistances. Conclusion Cet état rapide, et non exhaustif, d innovations en cours de développement pour certaines, ou plus à l amont pour d autres, ne doit pas éluder un autre enjeu dans le challenge technique et économique visé, dont la réussite sera très largement lié à une gestion adaptée, efficiente, des processus d apprentissage et d appropriation des nouveaux outils proposés par les producteurs. Un accompagnement technique adapté apparait ici une nécessité absolue.

11 Stimuler les défenses naturelles des plantes Déploiement d un outil innovant permettant de tester l effet de produits stimulateurs des défenses des plantes Caroline Bonneau Vegepolys Innovation Chargée de projets, Protection des végétaux et Systèmes de Culture Le nouveau plan EcophytoV2 a pour objectif d atteindre une réduction d usage des pesticides en deux étapes, de 20% et 50% en 2020 et 2025 respectivement. En France, le marché de la protection des cultures s élève à 2 milliards d euros environ. Le développement des produits de bio-contrôle, dont font partie les Stimulateurs de Défense des Plantes (SDP), est l enjeu clé dans ce contexte de réduction de l utilisation des pesticides conventionnels. Ce marché représente aujourd hui moins de 3% du marché total des pesticides conventionnels, soit 60 m, et possède donc un très grand potentiel. Le développement des SDP, tout comme leur emploi sur le terrain, restent cependant anecdotiques souvent par manque de reproductibilité dans l efficacité de protection finale obtenue entre le laboratoire et le terrain, et aussi par manque de méthodes spécifiques d évaluation de leur efficacité d induction, fiables et rapides. Face à cette problématique, le groupe de MN Brisset de l IRHS d ANGERS a développé, après plusieurs années de recherches, le premier outil moléculaire capable de quantifier en routine l état d induction des voies de défenses des plantes. Cet outil, appelé qpfd, a été breveté (INRA WO 2011/161388). Il est capable de mesurer simultanément 28 marqueurs recouvrant les différents systèmes de défense des plantes et est actuellement opérationnel sur pommier, tomate, vigne, et pomme de terre. Grâce au partenariat avec l Inra, le Centre de R&D de VEGEPOLYS a créé, via l achat d une licence, une plateforme de criblage des SDP qui permet de mettre en application l outil qpfd au service des entreprises afin de : Confirmer la propriété de stimulation des défenses d un SDP candidat par un test fiable, rapide, en amont des essais terrain. Identifier les principales voies de défenses induites par le SDP (protéines PR, métabolisme secondaire, modifications pariétales, système antioxydant, voies de signalisation) pour pouvoir comprendre leur fonctionnement et éventuellement combiner des effets SDP. Cribler les variétés dans leur capacité à répondre au SDP. Cet outil et la méthodologie qui l accompagne sont en amélioration et évolution constantes i) dans le groupe de MN Brisset, avec notamment des extensions de l outil en cours à d autres cultures et ii) dans le Centre de R&D de VEGEPOLYS avec des études en cours pour adapter la méthodologie à d autres produits de bio-contrôle. Fort de ce partenariat, VEGEPOLYS en tire une expertise de pointe directement issue de la recherche à l Inra, qui lui permet aujourd hui de proposer une offre complète de criblage depuis les tests d efficacité de protection in vitro et in vivo, jusqu à cette plateforme de criblage moléculaire pour évaluer l efficacité d induction des SDP. rencontres SIA 2015

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