Recherche de traitements de semences sans fongicide pour le blé et l orge

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1 Recherche de traitements de semences sans fongicide pour le blé et l orge Sylvie Rioux, agr., CÉROM avec la collaboration de Stéphan Pouleur, Paul Randall et Kelly Turkington, Agriculture et Agroalimentaire Canada; Hassiba Neched, Khaled Belkacemi et Anne Vanasse, Université Laval; et Yves Dion, CÉROM. En production céréalière, l'utilisation d'une semence de qualité est un gage de succès. Certains agents pathogènes qui infectent les épis pendant la saison de croissance peuvent se retrouver dans la semence et en réduire la qualité sanitaire. Certaines années, il peut être très difficile de se procurer de telles semences. Elles sont le plus souvent contaminées par Bipolaris sorokiniana (Bs) et par des Fusarium, dont le F. graminearum (Fg). Ces champignons causent la fonte des semis et des piétins, des maladies qui affectent la levée et le rendement. Le recours à un traitement de semences devient alors quasi nécessaire pour maîtriser ces agents pathogènes. Des traitements de semences à base de fongicides sont efficaces, mais en production biologique ces traitements ne sont pas autorisés et aucun bioagent n'est homologué. Une augmentation de la dose de semis ne compense pas, non plus, une faible germination causée par les agents pathogènes. Pour pallier à cette situation, des travaux de recherche ont été réalisés dans le but d identifier des traitements de semences conformes aux normes de certification biologique et pouvant réduire la présence de Fg et de Bs dans les grains de blé et d orge. Travail réalisé Le projet visait dans un premier temps à tester l efficacité de trois traitements de semences sans fongicide, la chaleur sèche (Chaleur) et deux doses de vapeur d acide acétique (VAA-S et VAA-D), à maîtriser Fg et Bs. Ces trois traitements ont été comparés à deux traitements témoins : aucun traitement et traitement au fongicide Vitaflo-280, connu pour maîtriser Bs. À chacune des trois années de l étude ( ), les traitements ont été exécutés sur deux lots d orge et trois lots de blé ayant des niveaux différents de contamination par Fg et Bs. Les lots choisis provenaient de collaborateurs semenciers ou de stations de recherche publiques. Les principales variables mesurées après la réalisation des traitements étaient : le taux de contamination par Fg, le taux de contamination par Bs, la germination, la levée, le rendement en matière sèche des plantules provenant des tests réalisés en cabinet de croissance et le rendement en grains provenant des essais réalisés au champ selon une régie biologique à deux stations expérimentales (Saint- Mathieu-de-Beloeil et Saint-Augustin-de-Desmaures). Le deuxième volet, plus exploratoire, a été consacré à l étude de traitements à l oxygène pur et à l ozone sur des lots fortement contaminés par Bs, qui selon les résultats du volet 1 semblait plus difficile à maîtriser. La contamination par Bs et la germination ont été les principales variables mesurées. L orge ayant été récalcitrante aux traitements oxydatifs, des traitements à base d ultrasons ont été testés chez cette espèce. Résultats Les résultats du volet 1 ont montré qu il était plus difficile de réduire Bs dans les grains que de réduire Fg. Chez les trois lots d orge et les trois lots de blé fortement contaminés par Fg (> 20 % de

2 grains contaminés), les trois traitements sans fongicide ont permis d abaisser ce taux sous le seuil de 15 %, alors que le Vitaflo ne l a permis que chez deux lots de blé. Au Danemark on recommande aux agriculteurs biologiques de ne pas utiliser des lots de semences de céréale contaminés par Fusarium à plus de 15 %, d où ce seuil utilisé dans le présent projet comme critère d efficacité pour Fg. Pour ce qui est de la contamination par Bs, le traitement VAA-D a été le traitement sans fongicide qui a réduit cette variable chez le plus de lots, soit cinq lots d orge sur les six à l étude et quatre lots de blé sur neuf. Suivaient le traitement VAA-S, puis le traitement Chaleur qui n a eu aucun effet chez l orge. Pour les lots fortement contaminés par Bs (> 50 %), les trois traitements sans fongicide n ont cependant pas pu réduire la contamination par Bs sous le seuil de 30 % (recommandation danoise pour Bs), sauf la Chaleur pour un lot de blé et VAA-D pour un lot d orge. Par contre, la Chaleur n a eu aucun effet chez l orge et le VAA-D, qui a montré une certaine efficacité chez les deux espèces de céréales, a réduit la germination de quatre lots de blé et du lot d orge nue Hawkeye. De plus, une réduction du rendement en grains a été observée au champ chaque année pour ce traitement chez au moins un lot de blé (quatre au total) à une station. Le traitement VAA-D a démontré un potentiel intéressant pour les espèces et cultivars à grains vêtus. Cependant, son usage limité qu aux grains vêtus peut être un frein à son adoption par les conditionneurs de semences biologiques. Des traitements à l oxygène pur et à l ozone ont réduit la contamination par Bs sous le seuil de 30 % chez le blé, mais pas chez l orge. Un traitement combinant ultrasons et éthanol a réduit à moins de 30 % la contamination par Bs de lots d orge fortement contaminés (> 50 %). Avec de tels résultats, ce traitement mérite d être étudié davantage autant chez l orge que chez le blé et aussi en regard de Fg. Conclusions Le projet avait comme objectif de tester l efficacité de traitements de semences sans fongicide chez les céréales dans le but de découvrir une méthode pouvant être utilisée par les conditionneurs qui fournissent des semences aux producteurs de grains biologiques. Pour être appliquée, une telle méthode doit être en mesure de réduire autant Fg que Bs, que ce soit chez le blé ou l orge, sans nuire à la germination de la semence. Or, le traitement VAA-D est le traitement sans fongicide qui se rapproche le plus de ces critères. Par contre, il serait trop risqué de l utiliser chez les espèces ou cultivars à grains nus. Une telle restriction est, selon nous, un facteur limitant son adoption auprès des conditionneurs de semences biologiques. Pour le moment, aucun des traitements de semences testés n est parfaitement applicable par l industrie. La sonication (ultrasons) nous permet d espérer, mais doit d abord être testée pour connaître son réel potentiel d application.

3 Recherche de traitements de semences sans fongicide pour le blé et l orge S. Rioux, S. Pouleur, P. Randall, H. Neched, K. Belkacemi, A. Vanasse, T.K. Turkington et Y. Dion La Journée Grandes cultures, Saint-Rémi, 3 décembre 2013

4 Introduction En production céréalière biologique Une semence saine est importante - Bonne levée égale et rapide > MH - Mais pas tjrs disponible, svt contaminée par : Fusarium spp, F. graminearum (Fg) Fonte des semis Bipolaris sorokiniana (Bs) (Cochliobolus sativus) levée > rend. Trait. semences sans fongicide non disponibles Objectif : Identifier des trait. applicables en prod. bio. et efficaces Fg et Bs, blé et orge

5 Projet Étude sur 3 ans ( ) - Programme Innovbio du MAPAQ Volet 1 Vapeur d acide acétique (VAA) (Sholberg et al. 2006; Pouleur et al. 2008) - Chaleur sèche (Couture et Sutton 1980; Clear et al. 2002; Volet 2 (étudiante à la maîtrise, UL) -Oxygène pur -Ozone (Violleau et al. 2007, maïs) Gilbert et al. 2005)

6 Volet 1 VAA et chaleur sèche

7 Matériel et méthodes Lots de semences utilisés Orge 6 lots au total (2 par année) : 2 lots Fg (> 20 %) 3 lots Bs (> 50 %) 1 lot Fg et Bs Blé 9 lots au total (3 par année) : Idem à orge pour 6 lots contaminés + 3 lots non contaminés (1 par année) Critères d efficacité : Basés sur recommandations danoises Fg : < 15 % Bs : < 30 %

8 Traitements : Matériel et méthodes Témoin non traité Vapeur d acide acétique simple dose (VAA-S) (Sholberg et al. 2006) Vapeur d acide acétique double dose (VAA-D) Chaleur sèche : 5 jours à 70ºC (Clear et al., 2002) Témoin fongicide : Vitaflo-280 ( Bs) Pour chacun des lots, chaque traitement est effectué sur 4 échantillons de 200 ou 300 g

9 Témoin vapeur d eau VAA simple dose VAA double dose

10 Matériel et méthodes Variables mesurées En laboratoire % grains contaminés par Fg (PDA puis FG-C) % grains contaminés par Bs (milieu Benomyl) Fg sur milieu FG-C Bs sur milieu Benomyl

11 Matériel et méthodes En cabinet - Germination, 7 j -Rdmt MS, 21 j Variables mesurées (suite) - Indice de pourriture des racines, 21 j (cf. Horsfall-Barratt) HR 75 %; 25ºC; photopériode 16 h Substrat = sable Pour un même lot et par rep, chaque traitement 100 grains répartis dans cinq caissettes

12 Matériel et méthodes Variables mesurées (suite) Au champ (mode de production biologique) à Saint-Augustin-de-Desmaures, UL à Saint-Mathieu-de-Beloeil, CÉROM - Levée, stade 3-feuilles - Rendement en grains - Poids à l hectolitre - Poids de 1000 grains

13 Résultats Volet 1

14 Contamination Fg - Orge

15 Contamination Fg - Blé

16 Contamination Bs - Orge

17 Contamination Bs - Orge

18 Contamination Bs - Blé

19 Contamination Bs - Blé

20 Orge : Traitement Traitement nd Newdale Tradition Newdale Hawkeye 1 Newdale Fg (49) Bs Fg (94 37) Fg (41) Bs (91) Bs (63) Bs (100) Témoin 74,5 82,8 78,5 90,8 bc 70,5 b 77,3 VAA S 77,5 90,3 83,0 91,8 abc 73,0 b 80,3 VAA D 73,0 81,0 82,8 95,8 a 59,8 c 85,8 Chaleur 69,5 80,8 83,8 93,3 ab 73,8 b 86,3 Vitaflo 79,3 89,3 79,0 93,0 ab 83,3 a 86,5 Blé : Germination (%) AC Barrie AC Brio AC Brio Orléans Torka Orléans Fg (25) Bs (70) Fg (34) Bs (71) Fg Bs (24 56) Bs (61) Témoin 80,8 bc 80,5 b 82,5 79,0 cd 66,5 bc 71,5 bc VAA S 87,0 ab 78,5 b 85,0 82,3 bc 76,3 b 73,3 bc VAA D 79,5 c 62,3 c 84,0 68,0 e 64,5 c 58,0 d Chaleur 84,8 abc 89,5 a 88,3 85,3 b 90,5 a 78,3 ab Vitaflo 89,8 a 94,5 a 88,0 95,3 a 91,5 a 85,0 a

21 Orge Rdmt(kg/ha) au champ à deux stations nd (Fg) Newdale (Bs Fg) Tradition (Fg) Newdale (Bs) Hawkeye (Bs) Newdale (Bs) Trait \Site SA SM SA SM SA SM SA SM SA SM SA SM Témoin ab ab bc 3985 VAA S ab b ab 3030 VAA D b b a 3496 Chaleur a b ab 3367 Vitaflo b a a 4334 Blé AC Barrie (Fg) AC Brio (Bs) AC Brio (Fg) Orléans (Bs) Torka (Fg Bs) Orléans (Bs) Trait \Site SA SM SA SM SA SM SA SM SA SM SA SM Témoin ab a 2482 ab 2227 b a 4502 VAA S c a 2617 a 2380 ab a 4401 VAA D c b 2316 b 1114 c b 4357 Chaleur b a 2611 a 2496 ab a 4483 Vitaflo a a 2604 a 2947 a a 4594

22 Volet 2 Traitements oxydatifs

23 Matériel et méthodes Lots : 1 lot de blé Bs (52 %) 1 lot d orge Bs (96 %) Essais : Oxygène pur : 3 conc. et 9 durées Ozone : 3 conc. et 4 durées Variable mesurées Contamination et germination

24 L unité expérimentale = 65 g de grains

25 Oxygène pur 0,5 l/min Blé (Orléans) Bs Orge (Newdale)

26 Ozone Blé (Orléans)

27 Ozone Orge (Newdale) Germination Contamination Bs

28 Ultrasons Orge (Newdale 2) Germination Taux de contamination (%) Traitement (%) B. sorokiniana F. graminearum Témoin Ultrason + eau Ultrason + éthanol Ultrason seul Éthanol seul ***Une seule répétition

29 Conclusions Volet 1 Chaleur, VAA-D et VAA-S Fg sous seuil 15 % orge et blé contaminés Bs plus difficile à maîtriser - VAA-D Bs le plus de lots (5 orges, 4 blés) >>> VAA-S >>> Chaleur (aucun effet chez l orge) - VAA-D Bs sous seuil 30 % seul. une orge Problème VAA-D germ. chez grains nus => Obstacle : non applicable aux deux céréales

30 Conclusions Volet 2 Ozone et oxygène pur - Bs chez le blé - pas d effet chez l orge - => Non applicable aux deux céréales Espoir avec traitements à base d ultrasons Àsuivre

31 Remerciements Organisme subventionnaire - Programme Innovbio Volet 1, du MAPAQ - Appui du SPGBQ Personnel professionnel et technique - Paul Randall et Brigitte Patry, AAC - Christelle Danjou et Nicole Bourget, CÉROM - V. Bélanger, M.-È. Bernard et F. Gagnon, UL - Nasima Chorfa et Jocelyne Giasson, UL Collaborateurs (semenciers) - Valérie Chabot, La Coop fédérée - Jean Goulet, Semican - Cécile Tétreault, Synagri

32 Merci