AFPP 7 e CONFERENCE INTERNATIONALE SUR LES RAVAGEURS EN AGRICULTURE MONTPELLIER 26 ET 27 OCTOBRE 2005 AMELIORATION DU CONDITIONNEMENT DES TRICHOGRAMMES POUR LA LUTTE BIOLOGIQUE CONTRE LA PYRALE DU MAÏS : VERS PLUS DE SIMPLICITE ET D EFFICACITE J. FRANDON (1), F. KABIRI(1) et J.PIZZOL (2) (1) BIOTOP, route de Biot-D4, 06560 VALBONNE France jfrandon@biotop.fr, fkabiri@biotop.fr (2) INRA-URIH, 400 route des Chappes, 06900 Sophia Antipolis France pizzol@antibes.inra.fr RESUME : La lutte biologique contre la pyrale du maïs avec les trichogrammes a connu un essor très rapide en France depuis qu une méthode à lâcher unique a été proposée sur le marché en 1997. Plus de 80.000 ha, soit environ 20% des surfaces de maïs traitées contre ce ravageur en France, sont actuellement protégés avec cette solution alternative. Ces deux dernières années BIOTOP a mis au point et breveté deux importantes améliorations : un nouveau conditionnement appelé diffuseur sécable, pouvant contenir plusieurs stades de développement en mélange et la vague supplémentaire d émergence, dite «Ultra-retard» qui se produit directement dans les diffuseurs au champ. Ces innovations rendent les applications de trichogrammes plus pratiques et plus fiables : il n y a plus aucune préparation de chantier et la durée d action des diffuseurs est augmentée de 50% par rapport aux méthodes classiques. Mots-clés : lutte biologique, trichogrammes, pyrale du maïs, conditionnement, lâcher. SUMMARY : IMPROVMENT OF TRICHOGRAMMA RELEASE SYSTEM FOR BIOLOGICAL CONTROL AGAINST THE EUROPEAN CORN BORER : TOWARDS MORE SIMPLICITY AND EFFICIENCY Biological control against the European Corn Borer with trichogramma has quickly increased since a single release method was marketed in 1997. More than 80.000 ha, representing 20% of the overall area of maize treated against this pest in France, are now protected with this environment-friendly technique. Over the last two years BIOTOP company has perfected and patented two main improvements: a new conditioning for trichogramma, called divisible diffuser, which contains a life stage mixture ensuring several waves of emergence, and an additional wave, named Ultra-delayed wave, which is directly produced inside the diffusers in the field.these innovations make the trichogramma releases more practical and reliable. Prerelease preparation is no longer necessary before the releases and the duration of diffusers activity is increased by 50% compared with previous methods. Key-words : biological control, trichogramma, European corn borer, conditioning, release system.
INTRODUCTION Les trichogrammes sont des micro-hyménoptères parasitoïdes oophages utilisés sur de grandes surfaces de part le monde pour la lutte contre les Lépidoptères ravageurs des cultures. Ainsi la lutte contre la pyrale du maïs Ostrinia nubilalis HUBNER avec Trichogramma brassicae BEZDENKO est maintenant largement connue et répandue en France où près de 80.000 ha de maïs ont été protégés en 2004 et 2005 par cette technique, utilisée sur un total d environ 100.000 ha en Europe de l ouest. Le produit est commercialisé en France par deux réseaux sous les marques TR16+ et PYRATYP OPTI. L utilisation de cette méthode alternative est le fruit d une étroite collaboration entre BIOTOP, filiale du groupe Union INVIVO, et l INRA à travers ses principales équipes impliquées dans la lutte biologique dont celle d Antibes-Sophia Antipolis. L activité commerciale a débuté en 1985 mais la technique n a été utilisée qu à partir de 1997 lorsqu une méthode avec un lâcher unique a été développée. Ce succès, unique en grande culture en Europe de l ouest, est dû principalement aux nouvelles améliorations réalisées dans les domaines de la production de masse, de la logistique, de la prévision des vols et de la méthode de lâcher des auxiliaires. A ce sujet BIOTOP a développé pour la campagne 2004 des diffuseurs sécables, pouvant contenir plusieurs stades de développement des trichogrammes permettant leur sortie de façon échelonnée, et qui ne nécessitent aucune préparation pour le lâcher. De plus en 2005, ces nouveaux conditionnements brevetés ont bénéficié d une autre innovation : celle des trichogrammes «Ultra-retards» qui se produisent dans les diffuseurs directement au champ et qui augmentent considérablement la durée d action du traitement. Ces deux nouveautés donnent à la technique une efficacité et une fiabilité renforcées. Après un rappel sur le fonctionnement de la technique du lâcher unique de trichogrammes nous nous attacherons à décrire en détails ces dernières améliorations et ce qu elles apportent en terme de simplification et de fiabilité pour cette technique de lutte. 1/ TECHNIQUE DU LACHER UNIQUE MISE AU POINT PAR BIOTOP L amélioration de la méthode de prévision du vol de la pyrale, basée sur le taux de nymphose de la population du ravageur (aussi bien pour la G1 que pour la G2), et sur les sommes de température, ainsi que l expérience acquise au fil des années dans les différentes régions, ont permis des simplifications de la technique d épandage des trichogrammes tout en assurant une efficacité constante. Ainsi la stratégie d utilisation est passée progressivement de 3 lâchers à 10 jours d intervalle, à 2 lâchers puis au lâcher unique à partir de 1997 (FRANDON et KABIRI, 1998 ; FRANDON et al., 2002). Le bon fonctionnement d une application unique de trichogrammes est basé sur le principe suivant : si l application a lieu en début de ponte du ravageur, il faut que les trichogrammes lâchés soient actifs pendant une période d une vingtaine de jours pour que toute la période de ponte du ravageur soit couverte. En effet les générations filles issues des pontes parasitées permettent d assurer le parasitisme des œufs durant toute la période de ponte du ravageur. Ceci est possible de par la biologie des auxiliaires : le développement des trichogrammes diapausants se fait en 120 jour (base 10 C) après leur réactivation, ce qui autorise une émergence au champ en moyenne une douzaine de jours après un lâcher, à laquelle s ajoute une semaine d activité. Ensuite la durée de développement des parasitoïdes dans les pontes de pyrale parasitées est de seulement 15 jours à 20 C. Les Trichogrammes, sous la formes de larves dans les œufs parasités d Ephestia kuehniella, sont utilisés à 3 stades différents de développement permettant 3 vagues d émergence
successives (Trichogrammes «immédiats, retards et super-retards»). Ceci permet d avoir des trichogrammes actifs en permanence pendant environ 3 semaines. Ainsi depuis la mise en service de cette technique simplifiée, les surfaces de maïs protégées par les trichogrammes ont progressé rapidement (Figure 1). Figure1 : Evolution des surfaces de maïs traitées avec les trichogrammes de BIOTOP en France. Increasing of treated corn areas with trichogramma from BIOTOP in France 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 milliers d'ha 2004 2005 s u r f a c e s t r a it é e s e n G 1 S u r f a c e s t r a it é e s e n G 2 Avec cette méthode de lâcher unique une des difficultés est de protéger suffisamment les œufs parasités pour que les émergences se fassent dans de bonnes conditions même pour la dernière vague qui reste longtemps au champ. C est pourquoi des conditionnements adaptés ont été mis au point qui permettent une bonne protection contre les intempéries et les prédateurs. 2/ CREATION D UN NOUVEAU CONDITIONNEMENT : LE DIFFUSEUR SECABLE a/ Conditionnement utilisé jusqu à 2003 Les œufs parasités sont collés dans des capsules en cellulose moulée, paraffinées et percées, assurant une bonne protection. Les 3 vagues d émergence sont conditionnées dans des sachets de 100 capsules de 3 couleurs différentes. Pour le lâcher il faut mélanger au préalable les capsules des 3 vagues puis les placer dans des cônes en carton qui sont ensuite accrochés aux plantes à l aisselle des feuilles. Ainsi les capsules ne sont pas au contact du sol et les auxiliaires sont protégés des risques liés à l insolation directe et au contact prolongé sur sol humide. Si cette technique donne satisfaction, elle présente cependant certains inconvénients : - volume de produit important (pour le traitement d 1 ha contre la 1 ère génération de pyrale il faut 300 capsules soit un volume de 0.6 litre) ; - nécessité de préparation pour le lâcher (mélange des capsules, mise en place dans les cônes) ; - distribution du produit assez fastidieuse et risque d erreur de comptage entre les différentes vagues. Face à ces difficultés un nouveau conditionnement beaucoup plus simple et aussi performant a été mis au point.
b/ Nouveau conditionnement à partir de 2004 Ce nouveau conditionnement devait répondre aux souhaits des utilisateurs pour une technique qui soit encore plus facile d emploi tout en assurant une efficacité optimale toujours en une seule application. De plus il devait permettre, si possible, une simplification de la production ainsi que des améliorations en terme de volume et de poids à transporter. Finalement un conditionnement très différent, appelé diffuseur (d où les trichogrammes émergent et se dispersent) a été mis au point. Il est constitué de carton, donc biodégradable, et est muni de trous de sortie et d un système d accrochage aux plantes (Figure 2). Figure 2 : Diffuseur sécable pour trichogrammes (élément séparé et plaque de 25 diffuseurs pour 1 ha). New diffuser for trichogramma (separated unit and board of 25 diffusers for 1 ha) Le diffuseur est constitué de 4 couches de différentes épaisseurs de carton, réunies par des colles spéciales résistantes à l humidité, et formant une loge dans laquelle sont collés les œufs parasités de l hôte de substitution. Le carton est spécialement traité contre l humidité, avec un vernis sur les parties externes qui empêche toute pénétration d eau dans l alvéole même sous les plus fortes pluies ou irrigations. Les dimensions sont très réduites : 80 x 60 x 3mm. Une ouverture allongée en partie haute permet l accrochage aux plantes à l aisselle des feuilles, et des trous de sortie au nombre de 6 sont ménagés sur les côtés et la partie inférieure du diffuseur afin d assurer la sortie des adultes quelles que soient les conditions. Les œufs parasités, à différents stades de développement (différentes vagues) sont mélangés puis collés à l intérieur des diffuseurs, à raison de 9000 et de 7500 œufs respectivement pour le traitement de la 1 ère et de la 2 ème génération de la pyrale. Les diffuseurs sont réunis en plaques de 25 ou 50 unités de faible encombrement (une plaque de 25 unités correspond à la dimension d une feuille de format A3, d épaisseur 3 mm) attachés entre eux par de petits points qui peuvent facilement se rompre pour les séparer. Cette forme de conditionnement possède des avantages très intéressants dans la pratique : - le produit est sous la forme d une plaque jusqu à l utilisation ce qui rend sa manutention aisée, sans nécessité d un sur emballage, et le comptage des doses est très facile pour la distribution aux agriculteurs ; - le conditionnement permet un gain de temps en préparation de colis mais aussi des gains de volume et de poids (160g et 0.37 litre/ha en G1 soit pratiquement la moitié comparé aux capsules) ; - les diffuseurs se détachent très facilement suivant les pointillés (diffuseurs sécables) ;
- la séparation des diffuseurs entraîne dans le même temps l ouverture des trous de sortie des trichogrammes : les auxiliaires ne peuvent s échapper des conditionnements tant que les diffuseurs sont attachés entre eux (important si le produit a été stocké trop longtemps et que l émergence a déjà eu lieu avant l utilisation) ; - une grande facilité d utilisation pour les agriculteurs : produit prêt à l emploi (mélange des vagues déjà fait), et facilité d accrochage sur les plantes. Il est ainsi possible de traiter 4 à 5 ha à l heure. Le traitement d un hectare en 1 ère génération nécessite l utilisation d une plaque de 25 diffuseurs (soit 225.000 trichogrammes) et en deuxième génération une plaque de 50 diffuseurs (soit 375.000 trichogrammes). L ensemble du dispositif a fait l objet d un brevet. 3/ AUGMENTATION DE LA DUREE D ACTION DES DIFFUSEURS GRACE A LA VAGUE «ULTRA-RETARD» La technique du lâcher unique avec 3 vagues d émergence demande une grande précision dans la détermination des dates de lâcher et il peut survenir des conditions particulières où la ponte de la pyrale tarde à se mettre en place après le lâcher des auxiliaires. Ce peut être le cas dans des parcelles semées plus tardivement ou dans des secteurs plus tardifs d une même région (rappelons que les dates de lâcher sont données à l échelle d une région et non des parcelles). Certaines climatologies peuvent aussi influencer le vol et la ponte de la pyrale à grande échelle. Ce fût le cas notamment en 2004 dans l Est de la France où, malgré un démarrage normal du vol, la majorité des pontes a été déposée très tardivement. Dans ces cas il est important de pouvoir disposer d un étalement plus important des émergences des trichogrammes. Or, la durée de développement des larves de trichogrammes est une constante biologique qui ne permet un étalement des émergences que sur 120 J (base 10 C) au maximum, ce qui représente 10 à 15 jours en moyenne suivant les températures. Il n est donc théoriquement pas possible d aller au delà de cette durée avec un seul lâcher de trichogrammes sous la forme de larves, même très jeunes. a/ Création d une 4 ème vague d émergence L idée est d inclure dans les diffuseurs une vague supplémentaire capable d émerger au delà des 120 J de développement. Pour cela, la seule solution est de faire reproduire les trichogrammes directement dans le conditionnement afin de disposer d une vague dotée d une émergence plus tardive que la dernière vague «super-retard» habituelle. En pratique, lors du conditionnement des œufs parasités dans les diffuseurs, il y a ajout d œufs frais et sains de l hôte de substitution E. kuehniella dans une proportion bien définie. Lors de l émergence au champ de la 1 ère vague, une partie des femelles de trichogrammes parasitent les œufs mis à leur disposition dans les diffuseurs avant d en sortir. Ces œufs parasités vont se développer dans les conditions du champ et vont donner naissance à une vague supplémentaire qui émergera 150 jour après la 1 ère vague (représentant la durée total du développement des trichogrammes de l œuf à l adulte). Cette vague est aussi appelée vague F1 en raison d un effet bénéfique sur la qualité des trichogrammes qui en sont issus et que nous développerons plus loin. Finalement le système à 4 vagues permet une libération des auxiliaires sur une très longue durée suivant ce schéma : - vague V1 : trichogrammes «Immédiats» émergeant environ 20 jour après le lâcher ; - vague V2 : trichogrammes «Retards» émergeant environ 60 jour après le lâcher ; - vague V3 : trichogrammes «Super-retards» émergeant environ 110 jour après le lâcher ; - vague V4 : trichogrammes «Ultra-retards» émergeant environ 170 jour après le lâcher.
La dernière cohorte de trichogrammes sort des diffuseurs environ 3 semaines après le lâcher à une température moyenne de 18 C. Cette vague apporte ainsi une protection supplémentaire de 5 à 10 jours suivant les températures et prolonge d au moins 50% la période d émergence des trichogrammes, comme illustré sur la figure 3. Ceci est aussi très intéressant lorsque la ponte de la pyrale est faible sur une longue période, donc quand les générations filles sont peu importantes, et permet d être encore plus efficace sur le pic de ponte de la pyrale en conditions normales. Ce procédé est rendu possible grâce à la technique exclusive du diffuseur BIOTOP et aux œufs de papillons produits industriellement en grande quantité. Figure 3 : Emergence des trichogrammes suivant les systèmes à 3 et à 4 vagues. Trichogramma emergence depending on the 3 and 4 waves methods. Nouveau système à 4 vagues Ancien système à 3 vagues LACHER V1 environ 170 jour environ 110 jour V2 V3 P ontes / 100 F1 plantes 16 14 12 G énérations filles issues 10 des pontes parasitées 8 6 4 2 Jours J J+7 J+14 J+21 J+28 J+35 J+42 0 Les écarts d émergence des différentes vagues de trichogrammes sont dépendants des températures. Ainsi la sortie des auxiliaires est plus ou moins étalée, ce qui permet une adaptation de la quantité de trichogrammes actifs dans le champ à la présence de la pyrale : si le climat est chaud, le vol de pyrale se fait rapidement et l émergence des vagues est resserrée, à l inverse, si le temps est froid, le vol de pyrale est étalé de même que la sortie des trichogrammes. Le tableau I montre comment se fait l étalement des émergence en fonction des températures. Tableau I : Etalement des sorties de trichogrammes des 4 vagues en fonction des températures. Emergence of the four Trichogramma waves depending on temperatures. Température Emergence des 4 vagues en nombre de jours après lâcher de développement Vague V1 Vague V2 Vague V3 Vague V4 18 C 2 8 14 21 23 C 1.5 5 8.5 13 25 C 1 4 7.5 11 Températures extérieures : moyenne 20 C (mini :14.4, maxi : 30.5) 2 6 11 17
b/ Qualité des trichogrammes et effet «F1» Nous avons procédé à un test de parasitisme sur pontes de pyrale du maïs (selon la méthode OILB) afin de vérifier que la capacité des trichogrammes de la vague V1 à parasiter les pontes du ravageur n est pas affectée par la présence des œufs frais de l hôte de substitution dans les diffuseurs. Des femelles de trichogrammes issues de diffuseurs avec ou sans présence d œufs frais d E. kuehniella sont isolées chacune dans un tube et mises en présence de 2 pontes d Ostrinia nubilalis pendant 4 heures à 25 C. Elles sont ensuite retirées et après incubation on note le pourcentage de pontes parasitées ainsi que le nombre moyen d œufs parasités par femelle. Le nombre de répétitions est de 30. Les résultats montrent que l ajout d œufs frais de l hôte de substitution n influe pas sur la capacité des parasitoïdes à trouver et parasiter les pontes de l hôte naturel (tableau II). Tableau II: Test d acceptation des pontes de pyrale du maïs par les trichogrammes (n=30). Test for trichogramma acceptance towards E.C.B. egg masses (n=30). Provenance des trichogrammes Diffuseurs à 3 vagues (sans présence d œufs frais d E. kuehniella) Diffuseurs à 4 vagues (avec présence d œufs frais d E. kuehniella) Longévité (pourcentage de femelles vivantes) Taux d acceptation des pontes de pyrale 100% 96,3% 90,5% 94,7% Nombre d œufs parasités par femelle 11,1 ± 3,7 10,5 ±4,0 D autre part, un phénomène intéressant qui bénéficie à la 4 ème vague est l effet «F1» : les trichogrammes provenants de cette vague possèdent une fécondité très supérieure à celle de leurs mères (qui sont des individus diapausants). Pour le montrer, 30 femelles de trichogrammes (soit 30 répétitions) issues des trois 1ères vagues (donc diapausantes) ou de la 4ème vague (bénéficiant de l effet «F1») sont isolées chacune dans un tube et mises en présence d œufs d E. kuehniella pendant 7 jours à 23 C. Elles sont ensuite retirées et après incubation,le nombre moyen d œufs parasités par femelle est comptabilisé. Les femelles de la vague 4 présentent une fécondité environ 40% supérieure à celle de leurs génitrices comme le montre les résultats obtenus à partir de 3 lots de production différents (Tableau III). Tableau III : Qualité comparée des trichogrammes diapausants et ceux de la vague V4 (n=30) Quality of diapausing trichogramma and trichogramma from wave 4 (n=30) Provenance des trichogrammes Trichogrammes diapausants Trichogrammes issus de la vague V4, Lot 1 Trichogrammes issus de la vague V4, Lot 2 Trichogrammes issus de la vague V4, Lot 3 Pourcentage d émergence 98% 97% 98% 94% Fécondité en 7 jours (nombre d œufs parasités par femelle) 62,4 ± 12,5 87 ± 20 88 ± 16,3 86,6 ± 14,3 Valeurs extrêmes Mini : 28 Maxi : 77 Mini : 43 Maxi : 131 Mini : 44 Maxi : 127 Mini : 56 Maxi : 114
Cet effet donne aux trichogrammes de la vague V4 une capacité de ponte supérieure ce qui est très utile pour accroître le parasitisme au moment du pic de ponte du ravageur. 4/ SIMPLIFICATION ET AMENAGEMENT DE LA TECHNIQUE DE LACHER AU CHAMP Parallèlement à ces innovations, des travaux au champ sur la dispersion des trichogrammes ont permis de réduire le nombre de point de lâcher/ha et donc de simplifier encore le travail au moment du lâcher. Des études de parasitisme ont été menées en 2002 afin de vérifier s il était possible de diminuer le nombre de diffuseurs à l hectare. Les résultats montrent que le lâcher des trichogrammes en 33 ou 20 points par hectare pour lutter contre la 1 ère génération de la pyrale du maïs donnent les mêmes résultats de parasitisme (tableau IV). Il a alors été décidé de passer de 33 points (méthode employée jusqu à 2003) à 25 points/ha et non pas 20 pour des raisons de commodité. En effet en 2 ème génération le lâcher se fait toujours en 50 points par ha, il était donc plus simple de réaliser les conditionnements par multiple de 25 unités Tableau IV : Taux de parasitisme sur ponte de pyrale en fonction du nombre de points de lâcher/ha (Auvergne-2002, maïs grain). Parasitism of ECB egg masses depending on the number of release points/ha (Auvergne-2002, grain corn). Nombre de points de lâcher/ha Nombre de parcelles Infestation moyenne en pontes pour 100 plantes Pourcentage de parasitisme moyen 20 points/ha 3 32 83.8 % 33 points/ha 3 36 81.1 % Cas particulier des maïs bas : Lorsque des lâchers doivent être réalisés sur petits maïs (semis retardés, productions de semence) il est souvent préférable de ne pas décaler la date d application car le risque est grand de voir les premières pontes échapper au parasitisme. Dès que le maïs présente un développement minimum à 5 feuilles il faut faire le lâcher. Dans ce contexte il peut être difficile de faire tenir les diffuseurs sur les maïs, les risques de chute notamment par grand vent sont importants. Pour pallier cet inconvénient, un système de fixation des diffuseurs sur tuteurs a été développé permettant leur mise en place rapide et sûre. Il est constitué d une cartonnette formant un «U» percé de 2 trous pour la mise en place du tuteur. L ensemble doit être placé sur les rangs de maïs entre les plantes afin de laisser libre le passage pour des interventions culturales ultérieures. CONCLUSION : La lutte biologique en grande culture doit être envisagée avec des solutions économiques et de mise en œuvre simple. La lutte contre la pyrale du maïs avec les trichogrammes en est un des exemples. La technique a constamment évolué dans le sens d une simplification pour les distributeurs mais surtout pour les utilisateurs. Il est en effet important de limiter le temps passé pour le traitement sur de grandes surfaces de culture, tout en restant efficace et fiable. Ces exemples prouvent une fois de plus que beaucoup d efforts et d investissements sont nécessaires afin de proposer des méthodes de lutte biologique utilisables à grande échelle.
Une coopération étroite entre la recherche publique et le secteur privé est absolument indispensable pour de tels programmes. BIBLIOGRAPHIE FRANDON J. et KABIRI F, 1998 - La lutte biologique contre la pyrale du maïs avec les trichogrammes. Evolution de la technique pour une utilisation à grande échelle. 1 er colloque transnational sur les luttes biologiques, intégrées et raisonnées, Lille, 21, 22 et 23 janvier 1998. S.R.P.V. / F.R.E.D.E.C. Nord Pas-de-Calais, pages 291-298. FRANDON J., KABIRI F. et PIZZOL J., 2002 - La lutte biologique contre la pyrale du maïs avec les trichogrammes : bilan des derniers développements. 2 ème conférence internationale sur les moyens alternatifs de lutte contre les organismes nuisibles aux végétaux, 4, 5, 6 et 7 mars 2002. S.R.P.V. / F.R.E.D.E.C. Nord Pas-de-Calais, résumés des communications orales page 44 et http://www.biotop.fr/06publi/publi03.htm.