Intérêt de la diversité architecturale des plantes cultivées pour limiter la progression épidémique de maladies foliaires à dispersion pluviale : cas de la septoriose au sein d'associations variétales de blé

Interest of architectural diversity of cultivated plants in order to limit the epidemic progression of splashed-dispersed leaf diseases : case of septoria tritici blotch in wheat cultivar mixtures

• Auteur / Autrice : Tiphaine Vidal
• Direction : Laurent Huber, Claude de Vallavieille-Pope
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 28/03/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : AgroParisTech (France ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Françoise Lescourret
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Françoise Lescourret, Tristan Gilet, James K.M. Brown, Sébastien Saint-Jean, Christophe Godin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tristan Gilet, James K.M. Brown

Mots clés

Mots clés contrôlés

Septoriose

Lutte contre

Plantes -- Maladies cryptogamiques -- Épidémies

Thèses et écrits académiques

Cultures associées

Mots clés libres

Associations variétales

Architecture des couverts végétaux

Dispersion par éclaboussement

Microclimat

Blé

Triticum aestivum

Septoriose du blé

Zymoseptoria tritici

Cultivar mixtures

Canopy architecture

Splash-Dispersal

Microclimate

Wheat

Triticum aestivum

Septoria tritici blotch

Zymoseptoria tritici

Résumé

La culture d’associations de variétés sensibles et résistantes au sein d’une même parcelle permet de réduire la propagation des maladies fongiques foliaires aériennes. L’architecture des plantes a un impact sur la dispersion de spores et le microclimat, mais est rarement prise en compte dans la conception des associations. L’objectif de cette thèse était de comprendre le rôle joué par l’architecture dans des associations de variétés différant par leur niveau de résistance à une maladie dispersée par éclaboussement, la septoriose du blé, causée par Zymoseptoria tritici. Une expérimentation en conditions contrôlées a permis de quantifier des relations entre interception de spores et architecture des couverts. Des différences de densité entre couverts purs et associés ont donné lieu à une réduction du niveau de maladie sur les plantes sensibles cultivées en association par rapport à celles cultivées pures. Lors d’une expérimentation au champ, les associations de variétés de hauteurs de tiges contrastées étaient moins malades que celles ayant des hauteurs similaires. Ces résultats ont été mis en relation avec des effets de l’architecture sur la dispersion de spores et la durée d’humectation au sein des couverts. Une approche de modélisation spatialement explicite a permis d’identifier des mécanismes de dispersion par éclaboussement liés à l’architecture des couverts associés. Dans des associations de variétés de hauteurs différentes, la quantité d’inoculum éclaboussée dépendait de la surface foliaire présente au dessus des feuilles malades (effet parapluie). La quantité d’inoculum interceptée par un étage foliaire était liée à la différence de hauteur entre la source d’inoculum et l’étage foliaire (effet hauteur). Les différences de hauteur de plantes entre variétés d’une association ont modulé l’interception de spores par des feuilles résistantes (effet barrière). Nos résultats suggèrent qu’une prise en compte de l’architecture des variétés dans la conception des associations variétales permettrait de mieux maîtriser les maladies par éclaboussement.

Growing mixtures of susceptible and resistant cultivars in the same field makes it possible to reduce the propagation of airborne fungal plant diseases. Plant architecture has an impact on spore dispersal or microclimate, but is rarely taken into account in mixture design. The objective of this work was to understand the role of canopy architecture in mixtures of cultivar of different levels of resistance to a disease dispersed by rain-splash, septoria tritici blotch, caused by Zymoseptoria tritici. A controlled conditions experiment made it possible to quantify relationships between spore interception and canopy architecture. Differences of canopy density between pure stands and mixtures led to a reduction in disease on susceptible plants grown in mixture, compared to the susceptible pure stand. During a field experiment, mixtures of cultivars with contrasted stem height were less diseased than those with similar stem height. These results were related to the effect of canopy architecture on spore dispersal and leaf wetness duration. A spatially explicit modeling approach made it possible to identify splash dispersal mechanisms related to the architecture of mixed canopies. In mixtures of cultivar with diverse plant height, the amount of splashed inoculum depended on leaf area located above diseased leaves (umbrella effect). The amount of inoculum intercepted by a leaf layer was related to its difference of height between the inoculum sources (height effect). Differences of plant height between cultivars composinga mixture modulated the interception of spores by resistant leaves, providing an increased protection of susceptible leaves (barrier effect). Our results suggest that considering cultivar architecture in the design of cultivar mixtures could make it possible to improve the management of splash-dispersed diseases.