Evaluation de la teneur en eau des gousses

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LA BRUCHE DE L’ARACHIDE

La bruche de l’arachide, Caryedon serratus Ol. (Coleoptera, Bruchidae) a été décrite par Olivier en 1790, à partir des récoltes faites au Sénégal. Elle est originaire des régions tropicales de l’ancien monde, d’Asie ou d’Afrique selon les auteurs, et largement distribuée en Afrique, du Sénégal à l’Afrique du Sud, et en Asie du Sud. Elle se développe dans les gousses et les graines d’un certain nombre de légumineuses sauvages appartenant aux genres Bauhinia, Cassia, Piliostigma et Tamarindus. On l’a observée sur l’arachide pour la première fois en 1916 au Sénégal, puis en 1917 à Java (Davey, 1958). Son expansion paraît liée au commerce du tamarin et à l’exportation de l’arachide comme signalé par Delobel (1995). Elle a été introduite au Congo vers 1970, après l’importation de semences provenant du Sénégal.

Position Systématique

La bruche de l’arachide a reçu plusieurs appellations selon les auteurs. C’est à partir de 1966 que les travaux de Decelle ont montré que ces noms sont erronés et désignent en réalité des espèces autres que Caryedon serratus. Ainsi, Delobel et al. (2003) différencient et appellent Caryedon gonagra (F.), espèce sœur de C. serratus. Cette bruche appartient à l’embranchement des arthropodes, classe des insectes, ordre des coléoptères, famille des bruchidae, sous-famille des pachymerinae, tribu des Caryedini, genre Caryedon, et espèce Caryedon serratus.

Biologie

L’adulte de C. serratus, de couleur brun-rougeâtre, mesure 6 à 8 mm de long sur 3 à 5mm de large (Figure 2). Les fémurs postérieurs sont fortement dilatés (figure3(a)) et présentent des dents sur le bord inférieur (figure3(b)). Les tibias sont recourbés en arc de cercle (Figure3(c)).
C. serratus a une petite tête et des yeux volumineux. Le dernier tergite abdominal de la femelle n’est pas recouvert par les élytres alors que chez le mâle il est entièrement couvert. C. serratus est une espèce nocturne active au crépuscule. C’est une espèce polyvoltine qui se multiplie dans les graines sèches à l’intérieur des entrepôts. Elle peut se nourrir de substances diverses comme le pollen, les moisissures et les liquides sucrés. Dans la journée, l’adulte se cache dans toutes sortes d’abris comme interstices, crevasses d’écorce, ou même regagne le cocon d’où il est issu. Le nombre de bruche augmente au cours de la saison sèche, avec un pic en avril-mai, lorsque les températures augmentent (Pierre et al., 1990).
Il subsiste toujours durant la saison des pluies, une population de C. serratus qui infeste l’arachide venant d’être récoltée (Sembène, 1997).
Les femelles, sexuellement réceptives dès l’émergence, émettent des phéromones sexuelles qui attirent les mâles (Chaíbou et al., 1993). L’accouplement se fait généralement dans les premières 24 h, lorsque l’intensité lumineuse est très réduite (crépuscule). La maturation des ovocytes est rapide et la ponte intervient dès le 2ème jour (Boucher et Huignar, 1987 ; Ndiaye, 1981). Une femelle vit environ 22 jours dans les conditions normales (Ndiaye, 1981 ; Nandagopal et al., 2007). Elle pond en moyenne 70 œufs qui sont déposés pendant les deux premières semaines de la vie imaginale (Ndiaye, 1981). En présence régulière de nourriture (pollen), elles présentent une fécondité moyenne d’environ 650 œufs à 30°C (Delobel, 1989). L’œuf est blanc et de forme ovoïde. La période d’incubation dure 6 à 8 jours et la larve pénètre à l’intérieur de la gousse puis de la graine pour se nourrir. Le développement post-embryonnaire dure 42 à 47 jours à 30°C et 70 % de H.R (Ndiaye, 1981 ; Devi et Venugopal, 2005 ; Prasad et al., 2011), et comprend 4 stades larvaires (de L1 à L4) et un stade nymphal (Singh et al., 2002), qui se passe à l’intérieur d’un cocon translucide et de texture membraneuse (figure 4), tissé par la larve de 4ième stade soit à l’intérieur (figure 4a), soit à l’extérieur (figure 4b) de la gousse (Ndiaye, 1981). Cependant dans certaines situations, on constate un étalement très important des émergences pouvant atteindre 4 mois (l’intervalle entre les premières et les dernières sorties).
Les larves sont arquées, de couleur blanchâtre avec une tète marron (figure 5), les larves L1 et L4 peuvent se mouvoir contrairement aux larves L2 et L3 qui sont peu mobiles. de la gousse (source : nos échantillons) (source : nos échantillons)
Figure 6 : Cycle de reproduction de Caryedon serratus Ol. (source : cours Sembène) Sembène et al. (2012) montrent que les bruches inféodées à des plantes-hôtes différentes révèlent un fort degré de différenciation génétique. Les individus mâles de ces différentes populations montrent une différence de taille et de forme entre eux (Sembene et Delobel, 1996). Diome et al. (2013) indiquent qu’il existe une différenciation génétique entre les individus provenant des zones de culture de l’arachide par rapport à ceux des zones où la culture de l’arachide est absente ou faible. Les femelles ayant nymphosé à l’intérieur des gousses d’une plante-hôte donnée manifestent une plus grande préférence pour cette plante (Diallo et Huignard, 1993 ; Sembene et Delobel, 2004).

Ecologie

Au Sénégal, la bruche de l’arachide se développe dans les gousses et les graines d’un certain nombre de légumineuses de la famille des Césalpiniacées. Ndiaye (1991) cite la présence de six plantes hôtes de C. serratus : Tamarindus indica, Bauhinia rufescens, Casssia sieberianan, Bauhinia reticulatum, Bauhinia thonningii et Bauhinia monandra et indique que ces Césalpiniacées sauvages restent infestées d’une année à l’autre, malgré l’absence de toute gousse sur certains arbres durant la saison des pluies.
Sembene(1997) cite ces six plantes hôtes et y ajoute Bauhinia tomentosa, qui sont toutes relativement communes dans la région du bassin arachidier. La bruche pond aussi sur Prosopis africana et Detarium senegalensis mais ses larves ne parviennent pas à se développer sur ces légumineuses. Elles meurent généralement au premier stade (Sembène et al., 1996).
 Bauhinia rufescens Lam (« rand » en Woloff, « Ndiambar yarguine » en Sérère)
Arbuste à petit arbre, port souvent buissonnant, de 3-5 (-8) m de haut. Ecailleuse, à tranche brun-rouge. Gousse indéhiscente, aplatie, courbe et contournée en spirale, brun foncé, contenant 4-10 graines ovales marron ou noirâtres, brillantes. Floraison et fructification durant presque toute l’année.
 Tamarindus indica Linné. (« Dakhar » en Woloff et « Saub » en Sérère)
Arbre de 12-15 m de haut, épaissi à la base, atteignant 1 m de diamètre. Ecailleuse à Tranche jaune (extérieur) et rouge pale (intérieur). Gousse subcylindrique plus ou moins courbe, plus ou moins étranglée, brun-roux, persistante et devenant noirâtre. Elle contient une pulpe brunâtre sucrée et collante. Floraison plutôt en fin de saison sèche, après la feuillaison.
 Cassia sieberiana DC. (« Sendiegn » en Woloff et « Séno » en Sérère)
Petit arbre de 8-10 (-15) m de haut. Cime étalée à branches retombantes. Crevassée, lamelleuse noirâtre à tranche jaunâtre, ocre. Gousse pendante, cylindrique, lisse, indéhiscente, brun foncé. Floraison en saison sèche, lorsque l’arbre est sans feuilles ou à l’apparition des premières feuilles.
 Piliostigma reticulatum (DC) Hochst. (« Nguiguis » en Woloff et « Ngekh » en Sérère)
Arbuste ou petit de 8-9 (-10) m de haut, parfois port buissonnant par rejets de souche, à cime arrondie et touffue. Profondément fissurée à crevassée, grise parfois ferrugineuse, à tranche fibreuse rose devenant brune. Gousse ligneuse, plate, brun foncé, indéhiscente et persistant longtemps sur l’arbre. Floraison pendant la saison sèche, après feuillaison. Feuilles souvent persistantes lorsque l’arbre est situé dans des lieux humides.
Au Burkina faso, Ouedrago et al. (2010) indiquent que les larves de cette bruche sont en mesure de se développer sur Faidberbia albida DEL. Ceci confirme les travaux de Lale et al. (2002) qui avaient signalé que cette bruche infeste les gousses de cet arbre à Maiduguri situé dans les zones de savane du sahel nord-est du Nigéria.

Dégâts et importance économique

C. serratus s’est adaptée à l’arachide devenant le plus grand ravageur de cet oléagineux cultivé dans toutes les régions tropicales du monde, particulièrement en Afrique.
L’infestation primaire de l’arachide, qui est à l’origine d’importantes pertes quantitatives, débute au champ (Sembène, 2000). La bruche de l’arachide occasionne des dommages qui peuvent aller jusqu’au 80% de perte quantitative pour une durée de stockage de 4mois (Ndiaye, 1991).
De plus, les trous faits dans la coque par les larves favorisent l’attaque d’autres insectes tels que Trogoderma spp (Berthold), Tribolium spp (Herbst), Oryzaephilus mercator (Fauvel), Ephestia cautella (Walker) et facilitent le développement d’une moisissure (Aspergillus flavus) productrice d’une substance cancérigène : l’aflatoxine (Guéye, 2000).
Et cela pose un gros problème à l’exportation de ses produits, l’Union Européenne, par exemple, principal importateur d’arachides africaines, bannit les importations d’arachides dont le contenu d’aflatoxine dépasse 4 μg pour 1 kg FAO (2013).
Il est estimé que de manière générale, 95% des arachides produites en Afrique de l’Ouest sont autoconsommées ou échangées régionalement, quand bien même le quart de la production mondiale d’arachide provient d’Afrique, dont 78% d’Afrique de l’Ouest (IFPRI, 2010 in FAO 2013).

Méthodes de lutte

Les réponses apportées pour combattre les bruches dans les stocks d’arachide, ont été essentiellement chimiques (Guèye, 2000). Cependant, compte tenu des nuisances associées à l’utilisation des pesticides, sélection de souches résistantes, pollution de l’environnement, intoxications, d’autres méthodes de lutte s’imposent.
Bioinsecticides
L’étude de Williams (1980) avait conclu qu’il est possible d’utiliser l’huile de neem (à des concentrations de 5 à 20ml / kg de graines), un produit qui peut être obtenu localement à faible coût, afin de protéger efficacement les stocks de semences (pendant cinq mois). Gueye et al. (2009) montre que les extraits de Azadirachta indica et de Lantana (Lantana camara) préparés dans de l’éther de pétrole ou de méthanol (solvants) induisent un effet ovicide et adulticide important sur C. serratus. Thiaw et Sembène (2010) montrent que les extraits bruts (éther et méthanol) et de fractions de l’extrait (hexane, acétate d’éthyle et de méthanol) de Calotropis procera et de Senna occidentalis utilisés comme bioinsecticides, induisent une forte mortalité des œufs et des adultes de la bruche. Gueye et al. (2012) indiquent que les huiles essentielles extraites des feuilles de la pomme sucre (Annona senegalensis Pers.) et lantana (Lantana camara), qui sont deux plantes qui poussent naturellement au Sénégal, sont efficace pour la lutte contre les adultes de C. serratus.
Les travaux de Delobel et Malonga (1988) montrent que les poudres de Chenopodium ambrosioides et Tephrosia vogelii appliqués sur des adultes de Caryedon serratus, 90,0 et 98,8 %, respectivement, meurent au bout de 13 jours à une dose de 1 pour 4.
Lutte physique
C. serratus se montre très sensible aux rayons X, l’irradiation peut être utilisée en tant que méthode de désinsectisation des arachides nouvellement récoltées (Ndiaye, 1981). Délobel (1997) démontre l’efficacité de la solarisation des gousses avant la mise en grenier qui est une méthode de lutte adaptée aux conditions locales.
Ennemis naturels
Le cortège parasitaire de C. serratus est dominé par les chalcidiens d’après Gagnepain et Rasplus
(1989):
 Uscana caryedoni Viggiani (Hymenoptera : Trichogrammatidae) se développe au dépend des œufs de C. serratus et son taux de parasitisme varie entre 3 % au début des pontes à 30 % au cours de la seconde phase de dépôt des œufs en janvier. Sur les œufs de C. serratus, le développement préimaginal s’effectue en 16 jours à 26° et 12 jours à 30° (Delobel, 1989)
 Anisopteromalus caryedophagus (Hymenoptera : Pteromalidae) : ses œufs sont déposés par groupes de 3 à 8 préférentiellement sur la face ventrale de la nymphe, lorsque celle-ci est accessible. Le cycle biologique a une durée de 14 à 17 jours.
 Bracon sp (Hymenoptera : Braconidae) : 5 à 9 Larves se développent au dépend de larves ou de nymphes de C. serratus, et construisent leurs cocons à l’intérieur du cocon de la bruche de l’arachide.

MATERIEL ET METHODE

PRESENTATION DES DEUX ZONES D’ETUDES

Les études présentées dans ce document ont été réalisées dans des zones situées dans les  départements de Bambey et de Nioro du Rip. Ces deux départements qui sont dans le bassin arachidier, appartiennent respectivement aux régions de Diourbel et de Kaolack. Le bassin arachidier du Sénégal, qui couvre une superficie totale de 46.387 km², se situe au centre ouest du pays, entre les latitudes 13° et 14° Nord et longitude 14° et 17° ouest. Cette zone, principale zone agricole du Sénégal avec l’arachide comme principale spéculation, est caractérisée par des sols de types ferrugineux tropicaux.
Les critères de choix des sites d’échantillonnages sont d’une part d’ordre agroécologique (différences de la végétation arborée et la densité des arbres au voisinage des parcelles dans la zone) et d’autre part d’ordre pédoclimatique de chaque zone (Bambey et Nioro). Quarante-cinq (45) parcelles d’arachide distantes d’au moins 2 km ont été choisies dans chaque zone (20 x 20 km) selon un gradient de proximité des villages et de densité en arbres (zone de Bambey) ou de zone semi-naturelles autour des parcelles (zone de Nioro-du-Rip). Ce choix de sites nous permettra de mettre en lumière l’hypothèse d’une origine paysagère de l’infestation de l’arachide qui est variable selon l’environnement qui entoure la parcelle mais aussi celle de pré-infestation en plein champ par une migration de la bruche, de ses hôtes sauvages ou greniers vers l’arachide qui n’est pas à exclure.

Zone de Bambey

La région de Diourbel a une population estimée à 1 315 202 habitants avec 689 709 femmes (52,54%) et 625 493 hommes en 2009, répartie dans trois (3) départements : Mbacké (55%) Bambey (24,12%) et Diourbel (20,50%). Le département de Bambey (14 ° 44’0 « N 16 ° 34’0  » W et altitude de 21m) compte trois (3) arrondissements (Baba Garage, Lambaye et NGoye) avec une population estimée à 305 365 habitants (154 513 femmes et 150 852 hommes), dominé surtout par des Sérères qui constituent la population d’origine et des Wolofs. L’activité dominante est l’agriculture avec plus de 95% de la population active, associée à l’élevage et au commerce.
Le climat est du type soudano-sahélien caractérisé par une saison sèche qui va de novembre à mai, et une saison des pluies qui va de juin à octobre avec une pluviométrie annuelle comprise entre 400mm et 500mm. Les sols dominants sont du type ferrugineux tropical lessivé ou sol Dior. Ce sont des sols favorables à la culture de l’arachide, du mil et du niébé qui constituent leur culture de base. La végétation est caractérisée par de nombreux Acacias (Faidherbia albida), de Balanites et de baobabs, mais également on note une présence de Césalpiniacées (Piliostigma reticulatum, Tamarindus indica, etc).

Zone de Nioro du Rip

La région de Kaolack compte en 2008 près de 750 853 habitants (51,3% de femmes) répartis dans trois départements : Kaolack (50,3%), Nioro (36,6%) et Guinguinéo ((13,1%). Le département de Nioro compte plusieurs communautés rurales avec 43 375 habitants (Fall et al., 2008 ; Fall et al., 2011) . Nioro du Rip (13° 45′ N 15° 48′ W et altitude de 28m) est une ville située au environ 60 km au sud-est de Kaolack et à 27 kilomètres de la frontière avec la Gambie. C’est un département dans lequel on trouve presque toutes les ethnies du Sénégal et qui est au plan économique le centre du bassin arachidier qui fournit la plus grande quantité de l’arachide commerciale du Sénégal.
Le climat est du type soudano sahélien caractérisé par une saison sèche qui va de novembre à juin/juillet (8 à 9 mois), et une courte saison des pluies qui va de juin/juillet à octobre avec une pluviométrie annuelle comprise entre 700mm et 800mm.
Les sols sont de type ferrugineux tropicaux non ou peu lessivé ou sol Deck-Dior. Ce sont des sols favorables à une large gamme de cultures surtout l’arachide, le mil, le niébé, le maïs, le sorgho, et le manioc qui sont les plus cultivés dans cette zone. La végétation est relativement diversifiée, composée principalement de Combrétacées (Anogeissus leiocarpus) de Césalpiniacées (Cordyla pinnata, Piliostigma reticulatum, etc.)

SELECTION DES PARCELLES D’ETUDE

L’étude de la dynamique d’infestation (étude « cinétique ») a été conduite sur 10 parcelles dans chaque zone.
L’étude de la variabilité spatiale de l’infestation au champ (étude « paysage ») a été conduite sur un échantillon de 45 parcelles par zone. Le traitement préalable des images satellites très haute résolution des zones d’étude a d’abord permis d’identifier la végétation arborée et de caractériser l’occupation du sol (Billand, 2013). Un plan d’échantillonnage a ensuite été établi selon un gradient de densité en arbres (zone de Bambey) ou de composition en zones semi-naturelles (zone de Nioro) sur un rayon de 1 km autour des parcelles, et selon un gradient de distance au village le plus proche.
Les hypothèses sont les suivantes : (i) la composition du paysage autour des parcelles (en particulier la végétation naturelle) a un effet sur le taux d’infestation des gousses bord champ et (ii) la proximité des villages et la présence de greniers de stockage d’arachide a un effet sur le taux d’infestation des gousses bord champ.
Les données relatives au village le plus proche de la parcelle, au nom du producteur et à ses coordonnées sont notés (voir Annexe 3 et 4). Des fiches d’enquêtes de pratique agricole et de collecte des données entomologiques sont remplies sur chaque parcelle (voir annexes 5 et 6). Des hobos (4) sont placés dans quatre parcelles pour enregistrer les données de température et d’humidité relative.

SUIVI DE LA DYNAMIQUE D’INFESTATION

Une collecte de deux échantillons de gousses a été réalisée tous les sept jours à partir de 7 jours après la date de récolte (soulevage des plantes d’arachide) et jusqu’au battage (J+21 à Bambey et J+28 à Nioro), sur au moins 20 moyettes (figure 13), puis sur meules (figure 14) dans chacune des 10 parcelles sélectionnées. Cette collecte des échantillons a été effectué entre le 29 octobre et le 21 Novembre 2013 à Bambey et du 06 au 30 novembre 2013 à Nioro. Les gousses prélevées ont été conservées dans des boites en plastique de 5L (20 par zone), dont le couvercle est troué et recouvert d’un grillage de maille 2mm pour permettre le séchage des gousses (figure 15). En plus des deux boîtes, deux échantillons de 200 gousses destinés au comptage des œufs sont prélevés dans des manchons en tulle (30*50 cm) et pesés pour obtenir le poids frais.
Après cette collecte, les échantillons sont ramenés à l’IRD de Bel Air et un certain nombre de paramètres a était étudié :

Comptage des œufs

Au laboratoire, d’abord nous avons examiné les deux échantillons de 200 gousses de chaque parcelle pour décompter le nombre d’œufs (voir annexe 7). Chacun des échantillons est observé 10 jours après prélèvement.

Evaluation de la teneur en eau des gousses

La teneur en eau des gousses prélevées est évaluée par pesée de deux échantillons de 200 gousses sur la parcelle (Poids frais). Après l’observation et comptage des œufs sur ces gousses, les échantillons sont passés à l’étuve (12h à 100°C) puis pesés (Poids sec). La teneur en eau appelée aussi titre en eau ou humidité relative (H.R), s’exprime par la masse du liquide contenue dans le produit par rapport à sa masse humide, elle est calculée par la formule suivante :
Mi: Poids frais de gousses (g)
Ms : Poids sec de gousses après passage à l’étuve (g)

Comptage des cocons et des adultes

Les cocons, les adultes et autres espèces sont décomptés à partir de 37 jours après collecte des échantillons puis tous les sept jours, (voir annexe 8). Les cocons observés sont transférés dans des boites à 24 puits (fig16) pour le suivi des émergences d’adultes et d’éventuels parasitoïdes (voir annexe 9). Les adultes et les parasitoïdes émergés sont conservés dans des tubes Eppendorf 1,5 ml avec de l’alcool 95.

Taux de survie

Il est défini comme étant le rapport entre la moyenne du nombre d’adultes émergés et la moyenne du nombre d’œufs pondu pour 100 gousses à chaque J+. Il peut être défini par la formule :

MESURE DE LA VARIABILITE SPATIALE DES INFESTATIONS (étude paysage)

Juste avant le battage, une collecte de deux échantillons de gousses (environ 2000g x 2) a été réalisée sur chacune des 45 parcelles (180 boites dont 90 par zone). Ces gousses ont été échantillonnées sur toutes les meules de la parcelle. La première observation au laboratoire a été réalisée à partir de trois semaines après la collecte, puis tous les sept jours à partir des premières émergences d’adultes, jusqu’à l’émergence complète des adultes. Les adultes qui émergent de ces boites sont dénombrés et conservés dans des tubes Eppendorf 1,5 ml avec de l’alcool 95 pour d’éventuelles études de structuration génétique des populations.

Table des matières

Liste des tableaux et figures
Introduction générale
Chapitre I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I. L’ARACHIDE
I.1 Position Systématique
I.2 Condition de développement
I.3 Arthropodes ravageurs
II. La Bruche de l’arachide
II.1 Position Systématique
II.2 Biologie
II.3 Ecologie
II.4 Dégâts et importance économique
II.5 Méthodes de lutte
Chapitre II : MATERIEL ET METHODE
I. PRESENTATION DES DEUX ZONES D’ETUDE
I.1 Zone de Bambey
I.2 Zone de Nioro du Rip
II. Sélection des parcelles d’étude
III. Suivi de la dynamique d’infestation
IV.1 Comptage des œufs
IV.2 Evaluation de la teneur en eau des gousses
IV.3 Comptage des cocons et des adultes
IV.4 Taux de survie
IV. Mesure de la variabilité spatiale des infestations
Chapitre III : ANALYSE ET DISCUSSION DES RESULTATS
I. Dynamique d’infestation
I.1 Ponte de C. serratus
I.2 Cinétique de séchage des gousses au champ
I.3 Cocons et adultes de C. serratus
I.4 Taux de survie
II. Variation spatiale des infestations
II.1 Distribution des adultes de C. serratus dans l’espace
II.2 Variation de l’infestation selon la variété d’arachide
II.3 Evolution des émergences en fonction du temps de suivi
II.4 Taux de parasitisme
III. Discussion
CONCLUSION
Références bibliographiques

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