Soutenance mémoire
LE CONCEPT DE LA BIOFUMIGATION
EXPERIMENTATION EN SERRE
L’essai expérimental s’est déroulé du 27 septembre 2010 au 13 janvier 2011, en conditions semi-contrôlées, dans la serre de phytopathologie du PRAM (Pôle de Recherche AgroEnvironnementale de la Martinique). Cette expérimentation avait pour objectif principal d’évaluer le potentiel assainissant de six plantes de services vis-à-vis du flétrissement bactérien.
Les objectifs spécifiques ont été :
d’évaluer le statut hôte de chaque plante de service via l’extraction de Ralstonia solanacearum à la base des tiges ; de mesurer l’effet assainissant de chaque plante de service via le suivi épidémiologique du flétrissement bactérien sur une période de 6 semaines. Chaque plante de service a été évaluée au cours de trois phases : La phase 1, variant de 42 et 84 jours selon le cycle de la plante (cycle court ou cycle long). La phase 2, phase de biofumigation de 10 jours, après broyage et enfouissement des plants ; La phase 3, de 45 jours, phase culturale de la tomate (Lycopersicon esculentum), sur précédent cultural « plante de service »
Les plantes de service ont été semées respectivement le 27 septembre (J0) pour les plantes à cycle long et le 25 octobre (J’0) pour les plantes à cycle court, dans les jardinières T2, T3 et T4 Mon stage se déroulant du 1er septembre au 31 décembre 2010, je n’ai donc pas pu suivre toute l’étude notamment la phase biofumigante . Dans un premier temps, nous avons choisi d’évaluer le potentiel infectieux du sol naturellement infesté en R. solanacearum en serre mais également le statut-hôte des différentes plantes de service a été étudié via la détermination de la densité bactérienne à la base des tiges en demi-phase culturale (T2) et en fin de phase culturale (T3) des plantes de services. Ceci a pour but d’évaluer la progression systémique de la bactérie dans les plantes au cours de cette phase culturale.
Des essais préalables ont été réalisés en chambre climatique afin d’évaluer plusieurs critères nécessaires à prendre en compte dans l’expérimentation en serre.
Etudes préalables en chambre climatique
Toutes les expériences décrites ci-dessous ont permis de retenir certains critères pour l’essai expérimental à mettre en place en serre : le choix de la variété de tomate à tester (Heatmaster vs Roma) et le choix de scarifier ou non les tomates. Ces études faisaient intervenir, lors des inoculations artificielles à 10 8 CFU/mL, la souche de R. solanacearum dite de référence, appartenant à la population émergente. La température en chambre climatique varie de 28-30°C le jour et de 25-26°C la nuit,avec une photopériode de 14h.
Comparaison de la sensibilité de deux variétés de tomate à Rs
à trois niveaux d’inoculum Les expériences précédemment effectuées utilisaient la variété Roma, variété hautement sensible à l’agent pathogène. Le but de cette étude était de comparer deux variétés de tomates, Roma et Heatmaster en testant 3 pressions d’inoculum, et ce, afin de déterminer la variété permettant une meilleure discrimination de ces différentes densités d’inoculum. Les résultats permettraient alors de choisir la variété adéquate à utiliser lors des autres essais en chambre climatique mais également pour l’expérience en serre. Ainsi, la variété Heatmaster a permis de mieux discriminer les concentrations d’inoculum comprises entre CFU/mL. Par conséquent, cette variété a été choisie pour l’essai en serre.
Evaluation du potentiel infectieux de la bactérie selon le facteur scarification et le facteur inoculation.
Le facteur « scarification » a été testé afin de comparer les indices de maladie avec et sans scarification des plants de Tomate cv Heatmaster. L’objectif était de trouver la meilleure combinaison de ces deux facteurs qui assuraient des indices de maladie élevés en serre tels que ceux observés en conditions de champ sur Tomate, c’est-à-dire proche de 80% (Figure 10) Les résultats seront présentés par la suite dans la partie « Analyse des données ».
Méthodologie
Matériel
Le sol :
sol naturellement infesté de Rivière Lézarde Le sol utilisé dans notre essai a été prélevé sur le site expérimental de Rivière Lézarde où la présence des souches des populations historique et émergente a été confirmée (étude réalisée au laboratoire de phytopathologie du PRAM). La population émergente est apparue comme la population majoritaire d’après les résultats des analyses du laboratoire de phytopathologie du PRAM (P. Deberdt, communication personnelle). L’inoculum naturel a été multiplié dans le sol par transplantation préalable d’une culture de tomates et l’indice de maladie a atteint 80% de flétrissement bactérien. Néanmoins, la quantification précise de la densité d’inoculum bactérien est difficile à évaluer dans les sols naturels.
Les plants de tomates
Les plants de tomate représentent les indicateurs biologiques pour l’évaluation du potentiel infectieux du sol en R. solanacearum. Les plants de tomate sont transplantés au stade 17-18 jours après avoir été semées au préalable en pépinière (Pépinière Adèle, Saint Joseph), sur sol non infesté (voir Annexe 2). Dans la moitié des jardinières T1, les racines des plants de tomate ont été scarifiées, aléatoirement à l’aide d’un scalpel et toujours par la même personne juste après transplantation. Ceci avait pour but de déterminer si les blessures (simulation de celles causées par les blessures naturelles occasionnées dans un sol naturel) augmentaient l’incidence de la maladie et ainsi de savoir s’il était judicieux de scarifier les plants des jardinières T2, T3 et T4, à posteriori. Les plants atteints de flétrissement bactérien ont été laissés dans les jardinières T1, T2, T3 et T4 jusqu’à la date de retrait, 6 semaines après transplantation afin de maximiser la densité d’inoculum et ainsi de favoriser le flétrissement bactérien.
Les plantes de services
Six plantes candidates ont été choisies pour cette étude, 4 à cycle long et 2 à cycle court. Plantes à cycle long : – Mucuna deeringiana « Singapour » – Crotalaria spectabilis – Crotalaria juncea cv. IAC-1 – Allium sativum Plantes à cycle court : – Tagetes patula – Raphanus sativus cv Melody Les plantes à cycle long et à cycle court ont été semées respectivement le 27 septembre 2010 et le 25 octobre 2010.
Dispositif expérimental
Les densités de semis ont été définies sur la base des recommandations au champ et ensuite calculées à l’échelle des jardinières de 30 Litres (56*27*20cm). De plus, le taux de germination des semences a été déterminé auparavant afin de l’optimiser lors de l’expérience.
Les différents traitements
Chaque plante de service est soumise à deux traitements, une densité simple D1, et une densité double D2. Ces deux densités ont été choisies pour mieux comprendre les mécanismes d’action des plantes de service. Chaque traitement plante de service* densité est répété 3 fois (3 blocs) : il s’agit par conséquent d’un dispositif en 3 blocs. Cet essai est composé de deux expérimentations:
Organisation des bacs et dates de prélèvement (Annexe 1)
Chaque bac contient quatre jardinières qui correspondent à une date de transplantation des plants de tomates et/ou de prélèvement des plantes de services. Ainsi, la première jardinière correspond à la date T1 de transplantation de 15 plants de tomates témoins. Nous avons à cette même date, transplanté cinq plants de tomates par jardinière dans les blocs qui devaient accueillir les plantes à cycle court, le but étant de maintenir la population de Ralstonia jusqu’à ensemencement des graines et ce, 42 jours après la transplantation des plantes à cycle long. La terre contenue dans ces jardinières a ensuite été réhomogénéisée 4 jours avant l’ensemencement au 25 octobre des plantes à cycle court. Aucune plante de service n’a été semée dans ce bac. Ceci permet donc d’évaluer le potentiel infectieux initial du sol. La date T2 correspond au demi-cycle cultural des plantes de service. La même journée, 15 plants de tomates âgés de 2-3 semaines sont transférés au sein de la deuxième jardinière.
La date T3 correspond à la fin du cycle cultural des plantes de service. Dans les troisièmes et dernières jardinières, celles-ci seront broyées et enfouies dans le sol. Les tomates seront immédiatement transplantées dans la troisième jardinière. A la date T4, seules les tomates seront transplantées dans la quatrième jardinière étant donné que les plantes de services auront déjà été broyées et enfouies depuis 10 jours. A la fin de chaque date T2, T3 et T4, les plantes de services sont prélevées délicatement et détachées du sol rhizosphérique, afin d’évaluer leur statut hôte Six semaines après transplantation des tomates dans les jardinières T1, T2, T3 et T4, les plants non flétris seront prélevés afin de réaliser un isolement bactérien à la base des tiges, sur plants sans symptômes restants.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE 1 : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE : LA FILIERE AGRICOLE DE TOMATES EN
MARTINIQUE, L AGENT DU FLETRISSEMENT BACTERIEN, LES NEMATODES A GALLES ET
LES PLANTES DE SERVICES.
I] LA FILIERE AGRICOLE EN MARTINIQUE
1) LES DIFFERENTES PRODUCTIONS AGRICOLES
2) L’ECONOMIE AGRICOLE
3) LA CULTURE DE TOMATE
II] RALSTONIA SOLANACEARUM, AGENT DU FLETRISSEMENT BACTERIEN
1) ORIGINE ET AIRE DE REPARTITION GEOGRAPHIQUE
2) ASPECTS GENETIQUES
3) LA SOUCHE ETUDIEE : SOUCHE APPARTENANT A LA POPULATION « EMERGENTE » DE R. SOLANACEARUM (PHYLOTYPEII/SEQUEVAR IIB/4NPB)
4) EPIDEMIOLOGIE DU FLETRISSEMENT BACTERIEN
a. Les statuts relatifs d’hôtes de R. solanacearum
b. Les différents modes de propagation de R. solanacearum
c. Les symptômes du flétrissement bactérien
d. Survie de la bactérie R. solanacearum en conditions défavorables
e. Facteurs influençant la propagation de la bactérie R. solanacearum
6) ENJEUX DE LA RECHERCHE : LE MARCHE LOCAL ET LE RISQUE D’INTRODUCTION DE LA MALADIE DE
MOKO
7) ASPECTS REGLEMENTAIRES
III] LES NEMATODES A GALLES DU GENRE MELOIDOGYNE : SECOND PATHOGENE MAJEUR DES CULTURES DE SOLANACEES
IV] LES PLANTES DE SERVICES A POTENTIEL ASSAINISSANT
1) LES PLANTES DE SERVICE : PLANTES DE COUVERTURE OU ENGRAIS VERTS
2) INTERET DES PLANTES DE SERVICE EN CULTURES MARAICHERES DANS LA GESTION AGROECOLOGIQUE
DU FLETRISSEMENT BACTERIEN
3) LE CONCEPT DE LA BIOFUMIGATION
4) DESCRIPTION DES PLANTES DE SERVICE DE NOTRE ETUDE
a. Choix des 6 plantes de service à tester
b.Description des plantes de services de choix à tester dans notre étude
i. Cas de l’œillet d’Inde (Tagetes patula)
ii. Cas des Crotalaires (Crotalaria juncea et Crotalaria spectabilis)
iii. Cas du Pois Mascate (Mucuna deeringiana)
iv. Cas du radis fourrager (Raphanus sativus)
v. Cas de l’oignon péyi (Allium fistulosum)
PARTIE 2 : EXPERIMENTATION EN SERRE
1) ETUDES PREALABLES EN CHAMBRE CLIMATIQUE
a. Comparaison de la sensibilité de deux variétés de tomate à Rs à trois niveaux d’inoculum
b. Evaluation du potentiel infectieux de la bactérie selon le facteur scarification et le facteur inoculation36
2) METHODOLOGIE
a. Matériel
i. Le sol : sol naturellement infesté de Rivière Lézarde
ii. Les plants de tomates
iii. Les plantes de services
b. Dispositif expérimental
i. Les différents traitements
ii. Organisation des bacs et dates de prélèvement (Annexe 1)
3) RELEVES DE DONNEES
a. Suivi de l’épidémiologie du flétrissement bactérien
b. Isolement qualitatif de la bactérie sur plants de tomate
c. Isolement de la bactérie et comptages des colonies sur les plantes de service et le témoin positif Tomate
4) RESULTATS
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