Bien que les nématodes parasites des plantes fassent partie des risques liés aux nématodes, ce ne sont pas des ravageurs, mais des maladies des plantes.
Le nématode à galles (Meloidogyne) est le nématode parasite des plantes le plus répandu et le plus nuisible au monde. On estime que plus de 2 000 espèces végétales, dont la quasi-totalité des cultures, sont très sensibles à son infestation. Ce nématode infecte les cellules des racines de la plante hôte et forme des tumeurs, perturbant l’absorption d’eau et de nutriments. Il en résulte un retard de croissance, un nanisme, un jaunissement, un flétrissement, un enroulement des feuilles, des déformations des fruits, voire la mort de la plante entière, ce qui contribue à la réduction des récoltes à l’échelle mondiale.
Ces dernières années, la lutte contre les nématodes est devenue une priorité pour les entreprises phytosanitaires et les instituts de recherche du monde entier. Le nématode à kyste du soja est une cause majeure de la baisse de la production de soja au Brésil, aux États-Unis et dans d'autres grands pays exportateurs. Actuellement, malgré l'application de certaines méthodes physiques et pratiques agricoles, telles que la sélection de variétés résistantes, l'utilisation de porte-greffes résistants, la rotation des cultures et l'amélioration des sols, les méthodes de lutte les plus importantes restent la lutte chimique et la lutte biologique.
Mécanisme d'action des jonctions racinaires
Le cycle de vie du nématode à galles comprend les stades suivants : œuf, larve du premier, deuxième, troisième et quatrième stade, puis adulte. La larve est un petit ver, tandis que l’adulte est hétéromorphe : le mâle est linéaire et la femelle piriforme. Les larves du deuxième stade migrent dans l’eau contenue dans les pores du sol, repèrent la racine de la plante hôte grâce aux lobes sensoriels de leur tête, l’envahissent en perçant l’épiderme au niveau de la zone d’élongation racinaire, puis se déplacent dans l’espace intercellulaire jusqu’à l’apex racinaire et atteignent le méristème. Une fois au méristème, les larves se dirigent vers le faisceau vasculaire et atteignent la zone de développement du xylème. Elles y percent les cellules hôtes à l’aide d’une rostre buccale et y injectent les sécrétions de leurs glandes œsophagiennes. L'auxine et diverses enzymes contenues dans les sécrétions des glandes œsophagiennes peuvent induire la mutation des cellules hôtes en « cellules géantes » à noyaux multinucléés, riches en sous-organites et dotées d'un métabolisme intense. Les cellules corticales entourant les cellules géantes prolifèrent, se développent excessivement et gonflent sous leur influence, formant les nodules racinaires caractéristiques. Les larves du deuxième stade utilisent les cellules géantes comme points d'alimentation pour absorber les nutriments et l'eau, et restent immobiles. Dans des conditions favorables, ces larves peuvent induire la production de cellules géantes chez l'hôte 24 heures après l'infection, et se développer en vers adultes après trois mues au cours des 20 jours suivants. Les mâles quittent ensuite les racines, tandis que les femelles restent stationnaires et poursuivent leur développement, commençant à pondre des œufs vers le 28e jour. Lorsque la température dépasse 10 ℃, les œufs éclosent dans le nodule racinaire, les larves du premier stade se trouvent dans les œufs, les larves du deuxième stade percent les œufs et quittent l'hôte pour infecter à nouveau le sol.
Les nématodes à galles ont une grande variété d'hôtes et peuvent parasiter plus de 3 000 espèces, parmi lesquelles des légumes, des cultures vivrières, des cultures commerciales, des arbres fruitiers, des plantes ornementales et des adventices. Les racines des légumes infectés présentent d'abord des nodules de tailles variables, initialement blanc laiteux puis brun pâle. Après l'infestation, les plants sont rabougris, leurs branches et leurs feuilles s'atrophient ou jaunissent, leur croissance est ralentie, leur feuillage est pâle et, pour les plants gravement atteints, leur croissance est faible. En cas de sécheresse, les plants flétrissent et, dans les cas les plus sévères, ils meurent. De plus, la régulation des mécanismes de défense, l'inhibition de la croissance et les dommages mécaniques causés aux tissus par les nématodes à galles favorisent l'invasion de pathogènes telluriques tels que la fusariose et la pourriture des racines, engendrant ainsi des maladies complexes et des pertes importantes.
Mesures de prévention et de contrôle
Les linécides traditionnels peuvent être divisés en fumigants et non-fumigants selon leurs différents modes d'utilisation.
Fumigant
Il comprend des hydrocarbures halogénés et des isothiocyanates, tandis que les non-fumigants incluent les organophosphorés et les carbamates. Actuellement, parmi les insecticides homologués en Chine, le bromométhane (une substance appauvrissant la couche d'ozone, dont l'utilisation est progressivement interdite) et la chloropicrine sont des composés hydrocarbonés halogénés capables d'inhiber la synthèse protéique et les réactions biochimiques lors de la respiration des nématodes à galles. Les deux fumigants sont l'isothiocyanate de méthyle, qui se dégrade et libère dans le sol de l'isothiocyanate de méthyle et d'autres composés de faible masse moléculaire. L'isothiocyanate de méthyle pénètre dans l'organisme du nématode à galles et se lie à la globuline, transporteur d'oxygène, inhibant ainsi sa respiration et entraînant sa mort. De plus, le fluorure de sulfuryle et le cyanamide de calcium sont également homologués comme fumigants pour lutter contre les nématodes à galles en Chine.
Il existe également certains fumigants hydrocarbonés halogénés qui ne sont pas enregistrés en Chine, tels que le 1,3-dichloropropylène, l'iodométhane, etc., qui sont enregistrés dans certains pays d'Europe et des États-Unis comme substituts du bromométhane.
Non fumigant
Les nématicides non fumigés, tels que les organophosphorés et les carbamates, sont homologués dans notre pays. Parmi eux, le phosphine thiazolium, le méthanophos, le phoxiphos et le chlorpyrifos appartiennent à la famille des organophosphorés, tandis que le carboxanil, l'aldicarbe et le carboxanil butathiocarbe appartiennent à celle des carbamates. Ces nématicides non fumigés perturbent le système nerveux des nématodes à galles en se liant à l'acétylcholinestérase au niveau des synapses. Ils ne tuent généralement pas les nématodes à galles, mais les empêchent seulement de localiser leur hôte et de l'infecter ; c'est pourquoi on les appelle souvent « paralytiques des nématodes ». Les nématicides non fumigés traditionnels sont des agents neurotoxiques très toxiques, dont le mécanisme d'action est identique chez les vertébrés et les arthropodes et chez les nématodes. Par conséquent, face aux contraintes environnementales et sociales, les principaux pays développés ont réduit, voire interrompu, le développement des insecticides organophosphorés et carbamates, et se sont tournés vers la mise au point de nouveaux insecticides à haute efficacité et faible toxicité. Ces dernières années, parmi les nouveaux insecticides non carbamates/organophosphorés ayant obtenu l'homologation de l'EPA figurent le spiralate d'éthyle (homologué en 2010), la difluorosulfone (homologuée en 2014) et le fluopyramide (homologué en 2015).
En réalité, en raison de leur forte toxicité et de l'interdiction des pesticides organophosphorés, peu de nématicides sont actuellement disponibles. En Chine, 371 nématicides ont été homologués, dont 161 à base d'abamectine et 158 à base de thiazophos. Ces deux principes actifs constituent les principaux composants utilisés pour lutter contre les nématodes en Chine.
Actuellement, peu de nouveaux nématicides sont disponibles ; parmi eux, le sulfoxyde de fluorène, le spiroxyde, la difluorosulfone et le fluopyramide sont les plus utilisés. Par ailleurs, en matière de biopesticides, Penicillium paraclavidum et Bacillus thuringiensis HAN055, homologués par Kono, présentent également un fort potentiel commercial.
Brevet mondial pour la lutte contre le nématode à galles des racines du soja
Le nématode à galles des racines du soja est l'une des principales causes de la réduction des rendements du soja dans les principaux pays exportateurs de soja, notamment les États-Unis et le Brésil.
Au cours de la dernière décennie, 4 287 brevets phytosanitaires relatifs aux nématodes à galles du soja ont été déposés dans le monde. Ces demandes de brevets sont principalement concentrées dans plusieurs régions et pays : l’Union européenne arrive en tête, suivie de la Chine et des États-Unis. Le Brésil, région la plus touchée par ce ravageur, ne compte que 145 demandes. La plupart de ces brevets émanent de multinationales.
Actuellement, l'abamectine et le phosphine thiazole sont les principaux agents de lutte contre les nématodes des racines en Chine. Le fluopyramide, produit breveté, commence également à être commercialisé.
Avermectine
En 1981, l'abamectine a été commercialisée comme traitement contre les parasites intestinaux chez les mammifères, puis en 1985 comme pesticide. L'avermectine est aujourd'hui l'un des insecticides les plus utilisés.
thiazate de phosphine
Le phosphine thiazole est un insecticide organophosphoré non fumigé, novateur, efficace et à large spectre, développé par la société Ishihara au Japon et commercialisé dans de nombreux pays, dont le Japon. Des études préliminaires ont démontré que le phosphine thiazolium est endosorbé et transporté par les plantes et qu'il possède une activité à large spectre contre les nématodes parasites et les ravageurs. Les nématodes parasites des plantes affectent de nombreuses cultures importantes, et les propriétés biologiques, physico-chimiques du phosphine thiazole le rendent particulièrement adapté à une application au sol, ce qui en fait un agent idéal pour lutter contre ces nématodes. Actuellement, le phosphine thiazolium est l'un des rares nématicides homologués pour les légumes en Chine. Grâce à son excellente absorption interne, il peut être utilisé non seulement pour lutter contre les nématodes et les ravageurs de surface du sol, mais aussi contre les acariens et les ravageurs de surface des feuilles. Le principal mode d'action des phosphine thiazolides est l'inhibition de l'acétylcholinestérase de l'organisme cible, ce qui affecte l'écologie du deuxième stade larvaire des nématodes. Les phosphine thiazolides peuvent inhiber l'activité, les dommages et l'éclosion des nématodes, et donc leur croissance et leur reproduction.
Fluopyramide
Le fluopyramide est un fongicide de la famille des pyridyléthylbenzamides, développé et commercialisé par Bayer Cropscience, et dont le brevet est toujours en vigueur. Doté d'une activité nématicide, il est homologué pour la lutte contre le nématode à galles des racines et est actuellement un nématicide très répandu. Son mécanisme d'action repose sur l'inhibition de la respiration mitochondriale par blocage du transfert d'électrons de la succinate déshydrogénase dans la chaîne respiratoire, inhibant ainsi plusieurs étapes du cycle de croissance des bactéries pathogènes et permettant leur contrôle.
En Chine, le principe actif du fluoropyramide est encore sous brevet. Parmi les demandes de brevets déposées pour son application contre les nématodes, trois proviennent de Bayer et quatre de Chine. Ces brevets concernent des produits associés à des biostimulants ou à différents principes actifs. En réalité, certains principes actifs encore sous brevet peuvent être utilisés pour anticiper et conquérir le marché. Par exemple, plus de 70 % des demandes de brevets déposées en Chine concernent des lépidoptères et des thrips.
Pesticides biologiques pour la lutte contre les nématodes
Ces dernières années, les méthodes de lutte biologique contre les nématodes à galles, en remplacement des méthodes chimiques, ont suscité un vif intérêt tant au niveau national qu'international. L'isolement et la sélection de micro-organismes présentant une forte activité antagoniste contre ces nématodes constituent les conditions préalables à la lutte biologique. Parmi les souches les plus fréquemment identifiées comme antagonistes des nématodes à galles figurent Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus et Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces et Trichoderma ont également été étudiés. Cependant, certains de ces micro-organismes se sont avérés difficiles à cultiver ou à utiliser efficacement contre les nématodes à galles, en raison de difficultés de culture ou d'une efficacité de lutte biologique instable sur le terrain.
Paecilomyces lavviolaceus est un parasite efficace des œufs du nématode à galles du sud et de Cystocystis albicans. Le taux de parasitisme des œufs du nématode à galles du sud atteint 60 à 70 %. Le mécanisme d'inhibition de Paecilomyces lavviolaceus contre les nématodes à galles repose sur le fait que, suite au contact de Paecilomyces lavviolaceus avec les oocystes de nématodes, dans un substrat visqueux, le mycélium de la bactérie de biocontrôle enveloppe complètement l'œuf et s'épaissit à son extrémité. La surface de la coque de l'œuf est rompue par l'action de métabolites exogènes et de la chitinase fongique, permettant ainsi l'invasion et le remplacement de la coque par le champignon. Paecilomyces lavviolaceus peut également sécréter des toxines létales pour les nématodes. Sa fonction principale est la destruction des œufs. Huit de ses homologations sont valables comme pesticides en Chine. À l'heure actuelle, Paecilomyces lilaclavi ne dispose pas d'une forme posologique composée commercialisée, mais son brevet en Chine autorise son association avec d'autres insecticides afin d'en accroître l'efficacité.
extrait de plante
Les produits végétaux naturels peuvent être utilisés sans danger pour lutter contre les nématodes à galles, et l'utilisation de matières végétales ou de substances nématoides produites par les plantes pour contrôler les maladies causées par les nématodes à galles est plus conforme aux exigences de sécurité écologique et de sécurité alimentaire.
Les composants nématocides des plantes sont présents dans tous leurs organes et peuvent être obtenus par distillation à la vapeur, extraction organique, collecte des sécrétions racinaires, etc. Selon leurs propriétés chimiques, ils se divisent principalement en substances non volatiles solubles dans l'eau ou dans les solvants et en composés organiques volatils, les substances non volatiles étant majoritaires. Les composants nématocides de nombreuses plantes peuvent être utilisés pour lutter contre les nématodes à galles après une extraction simple, et la découverte d'extraits végétaux est relativement simple comparée à celle de nouveaux composés actifs. Cependant, malgré leur effet insecticide, le principe actif et le mécanisme d'action restent souvent inconnus.
À l'heure actuelle, le neem, la matrine, la vératrine, la scopolamine, la saponine de thé, etc. sont les principaux pesticides commerciaux pour plantes ayant une activité nématocide, qui sont relativement peu nombreux et peuvent être utilisés dans la production de plantes inhibitrices de nématodes par interculture ou en association.
Bien que la combinaison d'extraits de plantes pour lutter contre les nématodes à galles permette une meilleure maîtrise de ces insectes, elle n'est pas encore pleinement commercialisée à l'heure actuelle, mais elle offre néanmoins une nouvelle perspective pour l'utilisation d'extraits de plantes dans la lutte contre les nématodes à galles.
Engrais bio-organique
L'efficacité des engrais bio-organiques repose sur la capacité des micro-organismes antagonistes à se multiplier dans le sol ou la rhizosphère. Les résultats montrent que l'application de certaines matières organiques, comme les carapaces de crevettes et de crabes et les tourteaux d'oléagineux, peut améliorer, directement ou indirectement, l'efficacité de la lutte biologique contre le nématode à galles. La fermentation en milieu solide des micro-organismes antagonistes et des engrais organiques pour produire des engrais bio-organiques constitue une nouvelle méthode de lutte biologique contre ce ravageur.
Dans l'étude du contrôle des nématodes des légumes à l'aide d'engrais bio-organiques, il a été constaté que les micro-organismes antagonistes présents dans les engrais bio-organiques avaient un bon effet de contrôle sur les nématodes à galles, en particulier l'engrais organique issu de la fermentation de micro-organismes antagonistes et l'engrais organique obtenu par la technologie de fermentation solide.
Cependant, l'efficacité des engrais organiques contre les nématodes à galles dépend fortement de l'environnement et de la durée d'utilisation, et leur efficacité est bien inférieure à celle des pesticides traditionnels, ce qui rend leur commercialisation difficile.
Toutefois, dans le cadre de la lutte contre les nématodes par l'utilisation de médicaments et d'engrais, il est possible de les contrôler en ajoutant des pesticides chimiques et en intégrant l'eau et les engrais.
Avec la multiplication des cultures monospécifiques (patate douce, soja, etc.) en Chine et à l'étranger, les infestations de nématodes s'aggravent et leur contrôle représente un défi majeur. Actuellement, la plupart des pesticides homologués en Chine datent d'avant les années 1980 et les nouveaux composés actifs sont largement insuffisants.
Les agents biologiques présentent des avantages uniques lors de leur utilisation, mais leur efficacité est moindre que celle des agents chimiques, et leur emploi est limité par divers facteurs. L'analyse des demandes de brevets pertinentes révèle que le développement actuel des nématicides s'articule toujours autour de la combinaison de produits existants, du développement de biopesticides et de l'intégration de l'eau et des engrais.
Date de publication : 20 mai 2024