Résistance des adventices aux herbicides: enjeux et moyens de gestion. ARVALIS - Institut du végétal

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1 Résistance des adventices aux herbicides: enjeux et moyens de gestion

2 La résistance : qu est-ce? Définition opérationnelle : Capacité héritable d une plante à ne pas être contrôlée par un herbicide appliqué dans les règles de l art (dose, stade, conditions), ET à produire une descendance viable Conséquences pratiques : Le «non contrôle» peut s expliquer par différents mécanismes = complexité des réponses à apporter La résistance ne disparaît pas de la parcelle = gestion raisonnée des herbicides les années suivantes

3 Mutation de cible : Plante sensible Détoxication : H H Herbicide actif Rappel des mécanismes de résistances Métabolisation de l'herbicide H Plante résistante H Herbicide inactif Les mutations existent indépendamment de l application d herbicides L application d herbicides confère un avantage compétitif aux individus qui leur sont résistants: pression de sélection

4 Rappel des mécanismes de résistances Résistance croisée La sélection d une résistance à une molécule a entraîné automatiquement une résistance à une autre molécule (sans même avoir jamais avoir été utilisée) Mutation sur l ACCase résistance (degrés divers) des 3 familles d inhibiteurs de l ACCase: fops, dims et den Détoxication résistance croisée fenoxaprop/flupyrsulfuron dû à un cocktail d enzymes capables de digérer une fonction chimique commune même si familles différentes Résistance double ou cumulée La sélection est effectuée en deux temps par deux molécules différentes (usage répété des 2 herbicides successivement) : plusieurs mécanismes par individu Mutation de deux sites d action résistance double clodinafop/iodo-méso cf Australie (entre groupe HRAC différents) Détoxication résistance double clodinafop/iodo-méso (cumul de deux cocktails d enzymes digérant des fonctions chimiques différentes) Mutation+Détoxication résistance clodinafop/urée cf Angleterre

5 Etat des lieux des résistances en France 28 espèces d adventices concernées 6 modes d action impactés Triazines (Groupe HRAC C1) 22 espèces (atrazine=>terminé!) inhibiteurs d ACCase (A) 6 espèces (que des graminées ) inhibiteurs de l ALS (B) 6 espèces (graminées et dicots!) glyphosate (G) 1 espèce (ray-grass/vigne) Urées? Métamitrone?

6 Distribution mondiale des cas de résistance selon les modes d action herbicides Augmentation régulière des biotypes résistants, au niveau mondial, avec la généralisation des herbicides, dans toutes les cultures Généralisation des herbicides inhibiteurs de l ALS, dans toutes les cultures = explosion des cas et espèces résistantes

7 Etat des lieux des résistances en France Cas connus et présents, en quantité, sur tout le territoire : Graminées (Ray grass, vulpin, folle avoine + agrostis) Cas émergents mais déjà problématiques: Dicotylédones (Coquelicots, Matricaire + Stellaire) toutes résistantes aux inhibiteurs de l ALS 27 parcelles coquelicots 66 à 100% de plantes résistantes: - sulfonylurées: Archipel, Allié, Express SX,... - imidazolinones: Pulsar40 Sources : INRA / DUPONT / BAYER CS / ANSES Coquelicot : rouge Matricaire : jaune Stellaire : vert

8 Pourquoi ce développement d adventices résistantes?

9 Rappels sur l utilisation des herbicides Part prédominante de cultures d hiver, en rotations courtes : - Colza / BléH / OrgeH - Maïs/Blé Diversité limitée d herbicides utilisés sur la rotation

10 Historique des solutions herbicides disponibles (Guillemin et al., COLUMA 2010) Stagnation, voire diminution, des s.a. disponibles sur blé (AG et AD confondus!) cf DIRECTIVE 91/414CE puis Règlement CE1107/2009 Recherches + longues et coûteuses, la plupart des herbicides simples à découvrir l ont été : renouvellement des s.a. moins rapide que les retraits moins de diversité

11 L addition de «problèmes» Diversité d herbicides utilisables limités (restrictions) + schémas décisionnels simplifiés (1 seul passage, tardif, densité importante d adventices) voire imposés + rotations courtes (imposées économiquement et/ou volontaires) + stratégies agronomiques simplifiées (imposées économiquement et/ou volontaires) = augmentation du risque d apparition d adventices résistantes

12 Objectif : Que faire? Faire chuter l effectif (le stock) d adventices : Comment? = les empêcher de se multiplier DIVERSIFIER les modes d actions herbicides employés (en limitant le mode d action concerné par la résistance) DIVERSIFIER les moyens agronomiques (rotations + travail du sol) La pression de sélection doit être multiple (agronomique + herbicides), versus unique (les herbicides), afin de : Limiter la sélection des génotypes résistants Maximiser l efficacité HERBICIDES = efficace sur les adventices levées et sensibles AGRONOMIE= efficace sur les toutes les adventices levées ET sur le stock grainier

13 Perspectives d évolution Systèmes de culture favorables à certaines adventices : (ex : graminées + géraniums en C/B/O) Enjeu : trouver le bon compromis assurant contrôle des adventices et retour économique pour le producteur Réduction des herbicides tend à «maximiser» l utilisation de quelques substances (ex : sulfonylurées car peu chères, efficaces, large spectre, etc ) Généralisation de l utilisation des sulfonylurées et al sur l ensemble des cultures d une exploitation : ex des VTH en tournesol, maïs, colza et demain betterave?) = Risque d accélération des cas d adventices résistantes

14 Suivi de parcelles dites «à risque» avec analyse des plantes restantes = identification de pratiques à risques Perspectives d évolution Nécessité d accompagner les producteurs, avec 2 niveaux de réflexion : 1. Amélioration de la prédictibilité d apparition de la résistance Plan VTH avec CETIOM / InVIVO/ BASF/FNA, etc Monitoring résistance?

15 R-SIM : un nouvel OAD au service de la gestion du risque Résistances Calcul d un risque par culture et à la rotation sur les pratiques herbicides et agronomiques 2 - Possibilité de visualiser des pratiques «favorables» pour la prévention

16 Suivi de parcelles dites «à risque» avec analyse des plantes restantes = identification de pratiques à risques Perspectives d évolution Nécessité d accompagner les producteurs, avec 2 niveaux de réflexion : 1. Amélioration de la prédictibilité d apparition de la résistance Plan VTH avec CETIOM / InVIVO/ BASF/FNA, etc Monitoring résistance? Travail en amont sur des stratégies préventives (associations, programmes, etc ) afin de valider les «bonnes» stratégies Etudes expérimentales avec populations clonées + variations de paramètres agro/herbis, etc

17 Perspectives d évolution Nécessité d accompagner les producteurs, avec 2 niveaux de réflexion : 2. Améliorer les capacités de détection des populations résistantes afin d être réactif Mutations de cibles : Changement de base sur le gène codant la zone cible de l herbicide = non reconnu = résistance Si zones de mutations bien identifiés, facile de détecter avec PCR par ex. Résistance non liée à la cible: Capacité de dégradation de l herbicide, augmentée dans la plante résistante = «super système immunitaire» Multigéniques, hyper complexes, enzymes de stress impliquées (non liées à l application d un herbicide)

18 RPKM Perspectives d évolution Exemple de travaux : Projet de mise au point de méthode de détection de Résistance Non Liée à la Cible avec INRA Différentiel d expression de 2 gènes impliqués dans la résistance aux inhib ALS (expression time-course, sur 2 pop R et S). Résistantes GST Sensibles RPKM Résistantes CYP450 Sensibles La résistance type RNLC peut impliquer divers complexes enzymatiques, constitutifs ou induits (les constitutifs seront + faciles à diagnostiquer) La connaissance de ces mécanismes / diagnostics permettra de bâtir des stratégies antir durables

19 Il existe 2 types de tests Les tests en pots: Tests de détection des résistance : état des lieux Contraintes: temps de réponse long en lien avec la méthodologie (obtention de graines au champs ou repiquage + temps de croissance des adventices) Avantages: prise en compte de toutes les mutations (mais pas de différenciation possible)

20 Tests de détection des résistance : Etat des lieux Les tests en laboratoire : 2 types de tests en fonction du type de mutation Recherche des gènes mutés responsables de la résistance Contraintes : pas d information sur la détoxication Avantages: temps de réponse rapide. A terme: tests en routine possibles. Recherche de phénomènes de métabolisme Contraintes : utilisation de réactif radioactif, coûteux et non transférable en routine dans des laboratoires «classiques» Une étape primordiale à résoudre pour l ensemble des tests: LA METHODE D ECHANTILLONNAGE

21 Vers une situation anglaise? Résistance au vulpin généralisée, avec des situations fréquemment rencontrées de 500 à 1500 vulpins/m² Contexte favorable: climat doux et humide, rotations courtes, non labour en lien avec la taille des exploitations et les sols argileux Pertes de rendement évaluées à 10q/ha pour 100 épis de vulpins/m² Des programmes herbicides «adaptés» (non autorisés en France) Applications de présemis incorporé ou de prélevée avec du triallate (pleine dose) Suivi d une base flufenacet (Trooper / Fosburi) à pleine dose Une post-levée à 2-3 feuilles avec une association Atlantis+ pendiméthaline+huile Coût de désherbage : 180 /ha!!