Gestion des bio-agresseurs et réduction des pesticides en culture de laitue sous abris froids : apports croisés d’expérimentations factorielles et systémiques

Pesticide reduction and management of lettuce pests and pathogens

• Auteur / Autrice : Virginie Barrière
• Direction : Françoise Lescourret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Agronomie
• Date : Soutenance le 06/03/2015
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 536 « Sciences et agrosciences » (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Plantes et systèmes de culture horticoles (Avignon)
• Jury : Président / Présidente : Mohamed El Maataoui
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mohamed El Maataoui, Odile Carisse, Jacques Wery, Vincent Faloya, François Lecompte
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Odile Carisse, Jacques Wery

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets des pesticides

Résistance aux pesticides

Plantes -- Effets des pesticides

Botrytis cinerea

Laitue

Mots clés libres

Pesticides

Laitue

Techniques alternatives

Lactuca sativa

Pesticides

Alternative methods

Lettuce

Pest and disease management

Agroecosystem services

Alternative techniques

Necrotrophic pathogens

Crop protection

Résumé

La réduction de la dépendance aux pesticides des systèmes de culture de laitue constitue un objectif à relativement court terme, partagé par les pouvoirs publics et les acteurs de la filière de production. Atteindre cet objectif suppose de disposer de moyens techniques permettant de substituer aux pesticides d’autres méthodes limitant les dégâts de bio-agresseurs de la laitue.Ces techniques peuvent être destinées à minimiser l’entrée d’inoculum dans les parcelles, à limiter la propagation des bio-agresseurs, à diminuer la sensibilité des plantes, ou à éradiquer les bio-agresseurs présents sur les cultures. L’évolution des systèmes de culture repose sur la démonstration de l’efficacité, en termes de protection des plantes, de ces techniques alternatives aux pesticides lorsqu’elles sont intégrées et combinées dans les itinéraires techniques. Elle dépend aussi de l’impact socio-économique et environnemental des itinéraires techniques alternatifs, dans un contexte commercial et réglementaire exigeant. L’objet de cette thèse a été de développer des stratégies alternatives de gestion des bio-agresseurs de la laitue d’hiver cultivée sous abri froid,plus économes en pesticides, et d’évaluer leurs performances agronomiques, économiques et environnementales,garantes de la durabilité des systèmes de production.Sur la base des techniques déjà disponibles, deux stratégies alternatives, nommées stratégie intermédiaire et stratégie bas-intrant ont été conçues, et testées dans deux exploitations agricoles et un domaine expérimental de l’INRA pendant deux hivers, en comparaison avec une stratégie conventionnelle, représentative des pratiques actuelles. Les stratégies intermédiaire et bas-intrant ont permis de réduire de 32% et 48% l’usage des pesticides, respectivement, et ont été suffisamment efficaces pour obtenir une qualité visuelle et des rendements équivalents à la stratégie conventionnelle. Le bénéfice environnemental de leur mise en oeuvre a également été démontré. La mise en place de ces stratégies a cependant entrainé un surcoût de production,essentiellement lié à la lutte biologique, d’environ 10 à 13%. Parallèlement, deux orientations techniques originales, dont l’efficacité n’était pas caractérisée, ont été explorées. Une première série d’essais expérimentaux a porté sur l’influence du génotype de l’hôte et de l’environnement de la plante sur sa sensibilité à deux champignons pathogènes d’importance majeure, Botrytis cinerea et Sclerotinia sclerotiorum. Il a été montré que le choix d’un génotype moins sensible couplé à une optimisation du rapport fructose : saccharose de la plante diminuait les symptômes observés après inoculation. Une deuxième démarche expérimentale, portant sur la lutte biologique contre le puceron Nasonovia ribisnigri, a révélé l’incapacité de parasitoïdes du genre Aphidius à contrôler les pucerons en fin de culture, lorsque la structure du couvert végétal devient trop complexe.En plus d’inscrire ces travaux de recherche dans un processus d’amélioration continue de l’efficacité et des performances des stratégies alternatives aux pesticides, la démarche scientifique utilisée, articulant approche analytique et approche intégrative, a permis d’étudier des techniques ayant potentiellement un impact sur plusieurs bio-agresseurs, telles que la réduction de la fertilisation azotée ou l’optimisation de l’espacement entre les laitues, qui pourraient permettre une meilleure gestion des pathogènes responsables de la pourriture du collet et des pucerons.

The reduction of pesticide reliance in lettuce cropping systems is a short term objective sharedby public authorities and by the stakeholders of lettuce market. Reaching this goal implies thesubstitution of pesticides by others techniques which may limit pest and pathogen damage. Thesetechniques can be intended to mitigate pest and pathogen invasion or propagation, to increaseplant defenses or to remove pests and pathogens from the crop. The improvement of currentcropping systems relies on i) the demonstration of the ability of alternative techniques to managediseases and pests when they are combined and integrated during the crop cycle; ii) theassessment of the socio-economic and environmental impacts of alternative strategies in a stringentcommercial and regulatory context. The objective of this thesis was to design alternativestrategies for pest and pathogen management of lettuce grown in winter under shelter, with fewerpesticide applications, and to assess their agronomic, economic and environmental performancesso as to ensure the sustainability of production.Based on currently available techniques, two alternative strategies, called intermediate andlow-input, were designed, and tested in two farms and an INRA experimental station duringtwo winters and compared to a conventional strategy representing current practices. The alternativestrategies enabled to reduce pesticide applications by 32% and 48% respectively. Theywere efficient enough to obtain similar yield and quality as compared to the conventional strategy.The environmental benefits of their implementation were also demonstrated. However, thesestrategies required a 10-13% extra production costs, almost exclusively due to biological controlproducts.In parallel, two original technical orientations, which efficacy had not been previously described,were examined. In a first set of experiments, the impact of lettuce genotype and growthconditions on plant susceptibility to two major pathogens, Botrytis cinerea and Sclerotinia sclerotiorum,was investigated. The use of a genotype displaying low susceptibility to these fungi,associated with an optimization of the ratio of fructose : sucrose in plants, appeared to reducethe symptoms after inoculation. A second experimental approach, dealing with biological controlagainst the aphid Nasonovia ribisnigri, highlighted the inability of Aphidius parasitoids tocontrol aphid populations at the end of the crop cycle, when the canopy structure becomes toocomplex.In addition to a contribution to cropping systems improvement, the scientific method used,combining analytical and integrative approaches enabled us to highlight the effect of techniquesacting on several pests and/or pathogens, such as the reduction of nitrogen fertilization or theoptimization of plant spacing, which could improve the management of fungi causing basal rotas well as aphids.