Bien que les nématodes parasites des plantes fassent partie des dangers liés aux nématodes, ils ne sont pas des ravageurs des plantes, 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 dans le monde, dont la quasi-totalité des cultures, sont très sensibles à son infection. Les nématodes à galles infectent les cellules racinaires de l'hôte et forment des tumeurs, affectant l'absorption de l'eau et des nutriments. Ils entraînent un retard de croissance, un nanisme, un jaunissement, un flétrissement, un enroulement des feuilles, une déformation des fruits, voire la mort de la plante entière, entraînant une baisse des récoltes à l'échelle mondiale.
Ces dernières années, la lutte contre les nématodes a été au cœur des préoccupations des entreprises mondiales de protection des végétaux et des instituts de recherche. Le nématode à kystes du soja est une cause importante de la baisse de la production de soja au Brésil, aux États-Unis et dans d'autres grands pays exportateurs de soja. À l'heure actuelle, bien que certaines méthodes physiques ou mesures agricoles aient été appliquées pour lutter contre les nématodes, telles que la sélection de variétés résistantes, l'utilisation de porte-greffes résistants, la rotation des cultures, l'amélioration des sols, etc., les méthodes de lutte les plus importantes restent la lutte chimique ou biologique.
Mécanisme d'action de la jonction racinaire
Le cycle biologique du nématode à galles comprend l'œuf, les larves des premier, deuxième, troisième et quatrième stades larvaires, puis l'adulte. La larve est un petit vermifuge, l'adulte est hétéromorphe, le mâle est linéaire et la femelle est en forme de poire. La larve du deuxième stade migre dans l'eau des pores du sol, recherche la racine de la plante hôte grâce aux allèles sensibles de la tête, envahit la plante hôte en perçant l'épiderme depuis la zone d'élongation de la racine, puis traverse l'espace intercellulaire, se déplace jusqu'à l'extrémité de la racine et atteint le méristème de la racine. Après avoir atteint le méristème de l'extrémité de la racine, la larve du deuxième stade se déplace en direction du faisceau vasculaire et atteint la zone de développement du xylème. À ce stade, la larve du deuxième stade perce les cellules de l'hôte avec une aiguille buccale et y injecte les sécrétions de la glande œsophagienne. L'auxine et diverses enzymes contenues dans les sécrétions des glandes œsophagiennes peuvent induire la mutation des cellules hôtes en « cellules géantes » dotées de noyaux multinucléés, riches en sous-organites et d'un métabolisme vigoureux. Les cellules corticales entourant les cellules géantes prolifèrent, prolifèrent et gonflent sous l'influence de ces cellules, formant les symptômes typiques des nodules racinaires à la surface des racines. Les larves du deuxième stade utilisent les cellules géantes comme points d'alimentation pour absorber les nutriments et l'eau et ne se déplacent pas. Dans des conditions favorables, les larves du deuxième stade peuvent induire l'hôte à produire des cellules géantes 24 heures après l'infection et se développer en vers adultes après trois mues au cours des 20 jours suivants. Ensuite, les mâles se déplacent et quittent les racines, tandis que les femelles restent stationnaires et poursuivent leur développement, commençant à pondre vers 28 jours. Lorsque la température est supérieure à 10 ℃, les œufs éclosent dans le nodule racinaire, les larves du premier stade dans les œufs, les larves du deuxième stade sortent des œufs, laissant l'hôte au sol à nouveau infecté.
Les nématodes à galles ont une large gamme d'hôtes et peuvent parasiter plus de 3 000 espèces, telles que les légumes, les cultures vivrières, les cultures de rente, les arbres fruitiers, les plantes ornementales et les adventices. Les racines des légumes infectées forment d'abord des nodules de différentes tailles, d'un blanc laiteux initial à un brun pâle plus tard. Après l'infection, les plantes en pleine terre étaient courtes, les branches et les feuilles atrophiées ou jaunies, la croissance était ralentie, la couleur des feuilles était claire et la croissance des plantes gravement malades était faible. Les plantes se flétrissaient en cas de sécheresse et la plante entière mourait en cas de sécheresse grave. De plus, la régulation des mécanismes de défense, l'effet inhibiteur et les dommages mécaniques tissulaires causés par les nématodes à galles sur les cultures ont également facilité l'invasion d'agents pathogènes telluriques tels que la fusariose et la pourriture des racines, formant ainsi des maladies complexes et causant des pertes plus importantes.
Mesures de prévention et de contrôle
Les linécides traditionnels peuvent être divisés en fumigants et non-fumigants selon différentes méthodes d'utilisation.
Fumigant
Il comprend les hydrocarbures halogénés et les isothiocyanates, tandis que les non-fumigants comprennent les organophosphorés et les carbamates. Parmi les insecticides actuellement homologués en Chine, le bromométhane (une substance appauvrissant la couche d'ozone, progressivement interdite) et la chloropicrine sont des composés d'hydrocarbures 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 peut se dégrader et libérer de l'isothiocyanate de méthyle et d'autres composés moléculaires dans le sol. L'isothiocyanate de méthyle peut pénétrer dans l'organisme du nématode à galles et se lier à la globuline porteuse d'oxygène, inhibant ainsi sa respiration et produisant un effet létal. De plus, le fluorure de sulfuryle et le cyanamide calcique ont également été homologués comme fumigants pour la lutte contre les nématodes à galles en Chine.
Il existe également des fumigants à base d'hydrocarbures 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
Y compris les organophosphorés et les carbamates. Parmi les linéicides non fumigés homologués dans notre pays, la phosphine thiazolium, le méthanophos, le phoxiphos et le chlorpyrifos font partie des organophosphorés, tandis que le carboxanil, l'aldicarbe et le carboxanil butathiocarbe font partie des carbamates. Les nématocides non fumigés perturbent le fonctionnement du système nerveux des nématodes à galles en se liant à l'acétylcholinestérase dans leurs synapses. Ils ne tuent généralement pas les nématodes à galles, mais leur font seulement perdre leur capacité à localiser l'hôte et à infecter, ce qui les rend souvent qualifiés de « paralyseurs de nématodes ». Les nématocides non fumigés traditionnels sont des agents neurotoxiques hautement toxiques, qui ont le même mécanisme d'action sur les vertébrés et les arthropodes que les nématodes. Par conséquent, sous la contrainte de facteurs environnementaux et sociaux, les principaux pays développés ont réduit, voire arrêté, le développement d'insecticides organophosphorés et carbamates, et se sont tournés vers le développement de nouveaux insecticides à haute efficacité et à faible toxicité. Ces dernières années, parmi les nouveaux insecticides non carbamates/organophosphorés homologués par l'EPA figurent le spiralate d'éthyle (homologué en 2010), le difluorosulfone (homologué en 2014) et le fluopyramide (homologué en 2015).
En réalité, en raison de leur forte toxicité et de l'interdiction des pesticides organophosphorés, les nématocides actuellement disponibles sont rares. 371 nématocides ont été homologués en Chine, dont 161 à base d'abamectine et 158 à base de thiazophos. Ces deux principes actifs étaient les composants les plus importants pour la lutte contre les nématodes en Chine.
À l'heure actuelle, il existe peu de nouveaux nématocides, parmi lesquels le fluorène sulfoxyde, le spiroxyde, la difluorosulfone et le fluopyramide sont les plus répandus. Par ailleurs, parmi les biopesticides, Penicillium paraclavidum et Bacillus thuringiensis HAN055, homologués par Kono, présentent également un fort potentiel commercial.
Brevet mondial pour la lutte contre les nématodes à galles du soja
Le nématode à galles du soja est l’une des principales raisons de la réduction du rendement du soja dans les principaux pays exportateurs de soja, en particulier 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. Les demandes de brevets concernant les nématodes à galles du soja ont principalement été déposées auprès du Bureau européen, puis auprès de la Chine et des États-Unis. Le Brésil, pays le plus touché par cette maladie, ne compte que 145 demandes de brevet. La plupart proviennent de multinationales.
Actuellement, l'abamectine et le phosphine thiazole sont les principaux agents de lutte contre les nématodes des racines en Chine. Le fluopyramide, un produit breveté, a également commencé à être commercialisé.
Avermectine
En 1981, l'abamectine a été introduite sur le marché pour lutter contre les parasites intestinaux chez les mammifères, puis comme pesticide en 1985. L'avermectine est aujourd'hui l'un des insecticides les plus utilisés.
Phosphine thiazate
Le phosphine thiazole est un nouvel insecticide organophosphoré non fumigé, efficace et à large spectre, développé par la société Ishihara au Japon. Il est commercialisé dans de nombreux pays, dont le Japon. Des études préliminaires ont montré que le phosphine thiazolium possède une capacité d'endosorption et de transport dans les plantes, ainsi qu'une activité à large spectre contre les nématodes et les ravageurs. Les nématodes phytoparasites nuisent à de nombreuses cultures importantes. De plus, ses propriétés biologiques, physico-chimiques et phytosanitaires 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 seuls nématocides homologués pour les cultures maraîchères en Chine. Son excellente absorption interne lui permet de lutter non seulement 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 d'inhiber l'acétylcholinestérase de l'organisme cible, ce qui affecte l'écologie du deuxième stade larvaire du nématode. Le phosphine thiazole peut inhiber l'activité, les dommages et l'éclosion des nématodes, inhibant ainsi leur croissance et leur reproduction.
Fluopyramide
Le fluopyramide est un fongicide à base de pyridyléthylbenzamide, développé et commercialisé par Bayer Cropscience, dont le brevet est encore en cours de validité. Doté d'une certaine activité nématicide, le fluopyramide a été homologué pour la lutte contre le nématode à galles dans les cultures et est actuellement un nématicide très populaire. Son mécanisme d'action consiste à inhiber la respiration mitochondriale en bloquant le transfert d'électrons de la succinique déshydrogénase dans la chaîne respiratoire, et à inhiber plusieurs stades du cycle de croissance des bactéries pathogènes afin de lutter contre ces bactéries.
Le principe actif du fluropyramide est encore sous brevet en Chine. Parmi ses applications contre les nématodes, trois proviennent de Bayer et quatre de Chine. Ces applications sont associées à des biostimulants ou à d'autres principes actifs pour lutter contre les nématodes. En effet, certains principes actifs sous brevet peuvent être utilisés pour anticiper la commercialisation. Par exemple, l'éthylpolycidine, un excellent agent anti-lépidoptères et anti-thrips, représente plus de 70 % des demandes de brevet déposées en Chine par des entreprises nationales.
Pesticides biologiques pour la lutte contre les nématodes
Ces dernières années, les méthodes de lutte biologique remplaçant la lutte chimique contre les nématodes à galles ont suscité une attention accrue, tant au niveau national qu'international. L'isolement et le criblage de micro-organismes à forte capacité antagoniste contre ces derniers constituent les conditions essentielles de la lutte biologique. Les principales souches signalées comme antagonistes des nématodes à galles étaient Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus et Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces et Trichoderma. Cependant, certains micro-organismes ont eu du mal à exercer leur effet antagoniste sur les nématodes à galles en raison des difficultés de culture artificielle ou de l'instabilité de la lutte biologique 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 est le suivant : après contact de Paecilomyces lavviolaceus avec des oocystes de vers de ligne, dans le substrat visqueux, le mycélium des bactéries de lutte biologique entoure l'œuf entier et son extrémité s'épaissit. La surface de la coquille de l'œuf se brise sous l'effet de métabolites exogènes et de la chitinase fongique, puis les champignons l'envahissent et la remplacent. Paecilomyces lavviolaceus peut également sécréter des toxines qui tuent les nématodes. Sa principale fonction est de tuer les œufs. Il existe huit homologations de pesticides en Chine. À l'heure actuelle, Paecilomyces lilaclavi n'a pas de forme posologique composée à vendre, mais son brevet en Chine dispose d'un brevet pour la composition avec d'autres insecticides afin d'augmenter l'activité d'utilisation.
Extrait de plante
Les produits végétaux naturels peuvent être utilisés en toute sécurité pour lutter contre les nématodes à galles, et l'utilisation de matières végétales ou de substances nématoïdes produites par les plantes pour lutter contre les maladies causées par les nématodes à galles est plus conforme aux exigences de sécurité écologique et de sécurité alimentaire.
Les composants nématoïdes des plantes sont présents dans tous les organes et peuvent être obtenus par distillation à la vapeur, extraction organique, collecte de sécrétions racinaires, etc. Selon leurs propriétés chimiques, ils se divisent principalement en substances non volatiles hydrosolubles ou organiques, et en composés organiques volatils, parmi lesquels les substances non volatiles représentent la majorité. Les composants nématoïdes de nombreuses plantes peuvent être utilisés pour lutter contre les nématodes à galles après une simple extraction, 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 principe insecticide réels restent souvent flous.
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 de destruction des nématodes, qui sont relativement peu nombreux et peuvent être utilisés dans la production de plantes inhibitrices des nématodes par interplantation ou accompagnement.
Bien que la combinaison d'extraits de plantes pour lutter contre le nématode à galles des racines ait un meilleur effet de contrôle des nématodes, elle n'a pas été entièrement commercialisée à l'heure actuelle, mais elle fournit néanmoins une nouvelle idée pour les extraits de plantes permettant de lutter contre le nématode à galles des racines.
Engrais bio-organique
La clé de la fertilisation bio-organique réside dans la capacité des micro-organismes antagonistes à se multiplier dans le sol ou dans la rhizosphère. Les résultats montrent que l'application de matières organiques, telles que les carapaces de crevettes et de crabes, et les tourteaux, peut améliorer directement ou indirectement l'efficacité de la lutte biologique contre le nématode à galles. L'utilisation de la fermentation solide pour fermenter les micro-organismes antagonistes et l'engrais organique afin de produire un engrais bio-organique constitue une nouvelle méthode de lutte biologique contre le nématode à galles.
Dans l'étude sur la lutte contre les nématodes végétaux avec des engrais bio-organiques, il a été constaté que les micro-organismes antagonistes dans les engrais bio-organiques avaient un bon effet de contrôle sur les nématodes à galles, en particulier l'engrais organique fabriqué à partir de la fermentation de micro-organismes antagonistes et l'engrais organique par la technologie de fermentation solide.
Cependant, l'effet de contrôle des engrais organiques sur les nématodes à galles est étroitement lié à l'environnement et à la période d'utilisation, et son efficacité de contrôle est bien inférieure à celle des pesticides traditionnels, et il est difficile à commercialiser.
Cependant, dans le cadre du contrôle des médicaments et des engrais, il est possible de contrôler les nématodes en ajoutant des pesticides chimiques et en intégrant de l'eau et des engrais.
Avec le grand nombre de variétés monoculturelles (comme la patate douce, le soja, etc.) cultivées en Chine et à l'étranger, la prévalence des nématodes devient de plus en plus importante, et leur lutte contre ces maladies constitue un défi majeur. Actuellement, la plupart des variétés de pesticides homologuées en Chine ont été développées avant les années 1980, et les nouveaux composés actifs sont largement insuffisants.
Les agents biologiques présentent des avantages uniques dans leur utilisation, mais leur efficacité est inférieure à celle des agents chimiques et leur utilisation est limitée par divers facteurs. Les demandes de brevet correspondantes montrent que le développement actuel des nématocides repose encore sur la combinaison de produits anciens, le développement de biopesticides et l'intégration de l'eau et des engrais.
Date de publication : 20 mai 2024