La fusariose des épis représente un défi majeur pour les cultures de céréales, notamment le blé, en raison de son impact potentiel sur le rendement et la qualité sanitaire des grains. Les mycotoxines produites par les champignons du genre Fusarium peuvent avoir des conséquences néfastes pour la santé humaine et animale, rendant la gestion de cette maladie indispensable. Face à cette problématique, l'agriculture moderne déploie une combinaison de stratégies, allant de l'amélioration des techniques de pulvérisation à la sélection de variétés plus résistantes, en passant par des pratiques agronomiques judicieuses.
L'Épineuse Question de la Couverture des Épis
L'un des défis fondamentaux dans le traitement de la fusariose des épis réside dans la difficulté d'assurer une couverture homogène de l'épi de blé lors de la pulvérisation des fongicides. La structure verticale de l'épi rend cette tâche ardue pour les équipements de pulvérisation conventionnels dotés de rampes horizontales. Pour pallier ce problème, des buses à double fente ont été introduites sur le marché il y a environ une décennie. Ces buses, conçues pour émettre des jets symétriques à 30° vers l'avant et l'arrière de la rampe, visent à améliorer la dépose du produit sur l'ensemble de l'épi.
Des essais menés par Arvalis entre 2006 et 2009 ont exploré l'influence du volume de bouillie et du type de buses sur l'efficacité des traitements. Différents modèles de buses ont été testés, incluant des buses à fente classique, à injection d'air, à simple fente et à double fente. Les résultats de ces études ont montré que, bien que les buses à double fente aient effectivement augmenté la couverture des épis, aucun lien significatif n'a pu être établi entre ce type de buse et une amélioration de l'efficacité de protection contre la fusariose. En revanche, les recherches ont clairement démontré que, quel que soit le type de buse utilisé, un volume de bouillie plus élevé se traduisait par une protection plus efficace.
Les avancées technologiques ont conduit à l'émergence de nouveaux modèles de buses, notamment celles à jets asymétriques, conçues pour cibler plus spécifiquement l'épi avec un jet incliné vers l'horizontale. Des modèles tels que l'AI3070 de Teejet, l'IDTA de Lechler et le TurboDrop HIspeed d'Agrotop ont été évalués dans des essais menés en 2015 et 2016. Ces essais visaient à comparer l'efficacité de la protection fongicide, en utilisant le produit Prosaro, avec ou sans l'ajout d'un adjuvant rétenteur comme le Sticman. Les conditions de faible pression de maladie observées lors de ces deux années n'ont pas permis de dégager de différences significatives entre les différentes modalités de traitement. L'impact sur le rendement était également limité, avec une différence modeste entre les parcelles traitées et non traitées.
Cependant, l'année 2016, caractérisée par une pression de maladie plus élevée, a permis de mettre en évidence des impacts plus marqués. Les résultats ont confirmé l'importance du volume de bouillie : un traitement à 150 l/ha a entraîné significativement moins d'épillets fusariés (25%) qu'un traitement à 50 l/ha (29%). Concernant le type de buse, la buse AI3070 s'est montrée plus efficace que la buse CVI Twin (25% contre 29% d'épillets fusariés), tandis que la buse XR affichait une efficacité intermédiaire. La forte pression de maladie en 2016 s'est répercutée sur le rendement, avec un écart notable entre les parcelles traitées et non traitées. L'effet positif d'un volume de bouillie élevé sur le rendement a également été confirmé, avec un gain de 2 q/ha en passant de 50 l/ha à 150 l/ha.
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Le Genre Fusarium : Un Enjeu Biologique et Sanitaire
Au-delà des aspects techniques de l'application des traitements, la compréhension du genre Fusarium est essentielle pour appréhender la complexité de la lutte contre ses diverses manifestations pathogènes. Les espèces de Fusarium sont largement reconnues comme des contaminants communs et des pathogènes des plantes, mais elles peuvent également causer diverses infections chez l'homme, et sont surtout connues pour leur capacité à produire de puissantes mycotoxines.
La taxonomie du genre Fusarium est complexe, avec des estimations allant de plusieurs centaines à plus de 1300 espèces et souches enregistrées dans les bases de données mycologiques internationales. L'espèce type est Fusarium roseum. Plusieurs espèces de Fusarium possèdent des stades télémorphes, appartenant principalement au genre Gibberella, comme Gibberella fujikuroi, la forme parfaite de Fusarium moniliforme. Fusarium solani est l'espèce la plus fréquemment isolée à partir d'échantillons humains et animaux, mais d'autres espèces comme F. culmorum, F. moniliforme (synonyme de F. proliferatum ou F. verticilloides) et F. napiforme ont également été associées à des infections humaines.
L'écologie des Fusarium révèle leur omniprésence : ils se retrouvent dans le sol, l'air et sur les plantes. Ils sont particulièrement associés aux récoltes de céréales et à la poussière de grains tels que le seigle, l'orge, le maïs, l'avoine, le blé et le sarrasin. Certaines espèces, comme F. solani, sont plus fréquemment rencontrées dans les milieux ruraux en raison de leur association avec des cultures spécifiques. Cependant, plusieurs espèces de Fusarium sont également présentes dans l'air, tant à l'extérieur qu'à l'intérieur des bâtiments, avec des concentrations de spores aéroportées atteignant leur maximum en été. La présence de ce mycète en milieu intérieur peut être influencée par des facteurs environnementaux extérieurs et le niveau de contamination intérieure. Les espèces de Fusarium ont également été associées à des sources d'eau, y compris les systèmes de distribution d'eau hospitaliers et les aérosols de douches. Ils sont parmi les genres fongiques les plus couramment isolés à partir de surfaces dans les installations de piscine.
Les études aérobiologiques sur différents continents indiquent une présence régulière des espèces de Fusarium dans l'air extérieur, bien que souvent à des concentrations modérées. Les variations saisonnières sont notables, avec des pics pendant l'été, particulièrement lors des périodes de pluies estivales. La dissémination des spores se fait principalement par les éclaboussures d'eau, les insectes ou le vent lorsque la croissance fongique est desséchée.
Les exigences de croissance des Fusarium sont variées. Bien qu'ils soient reconnus pour leur développement sur les récoltes de céréales, ils peuvent s'adapter à divers substrats avec des modifications morphologiques significatives. Les Fusarium exigent des conditions humides et peuvent se développer même dans de l'eau stagnante. La plupart des espèces croissant en milieu intérieur sont légèrement xérophiles, nécessitant une activité de l'eau (Aw) comprise entre 0,86 et 0,91.
Fusarium en Milieu Intérieur et Impact sur la Santé
La présence de Fusarium dans les logements, bien que représentant une faible proportion des habitations, est un indicateur de problèmes d'humidité. Des études ont révélé une prévalence de Fusarium dans les maisons, notamment dans le sud de la Californie et en Écosse. Les matériaux organiques endommagés par l'eau, riches en cellulose comme le jute, le papier peint, le carton et le bois, sont particulièrement vulnérables à la contamination fongique. Des études expérimentales ont confirmé la capacité de certaines espèces de Fusarium à se développer sur des matériaux de construction humides tels que le bois de hêtre, les panneaux de particules de pin et les panneaux de gypse. Les concentrations fongiques aéroportées intérieures sont influencées par l'humidité, le type de revêtements, l'aération, la fréquence de nettoyage et la présence d'animaux de compagnie, ainsi que par les fluctuations saisonnières et la contamination extérieure.
La manipulation des cultures de Fusarium en laboratoire requiert des précautions de base, correspondant à un niveau de biosécurité 2. L'identification des espèces est rendue difficile par un manque suffisant de caractéristiques morphologiques distinctives, bien que des méthodes moléculaires, telles que la réaction en chaîne par polymérase (PCR), soient désormais disponibles et permettent une identification plus précise.
Macroscopiquement, les colonies de Fusarium sur gélose Sabouraud à 25°C se développent rapidement, formant des colonies laineuses à cotonneuses, plates et souvent étalées. Les couleurs des colonies varient du blanc au pourpre, avec des revers allant de l'incolore au brun. La présence de sclérotes, masses dormantes d'hyphes, est possible et ils sont habituellement bleu foncé. Les sporodochies, structures porteuses de conidiophores, sont généralement absentes des cultures de laboratoire, sauf chez F. solani qui produit des sporodochies bleu vert ou bleues. Sur gélose Czapeck à 25°C, les colonies sont similaires, souvent rosâtres ou gris clair avec le temps. Certaines souches de F. solani peuvent croître à 37°C et survivre à des températures élevées.
Microscopiquement, le genre Fusarium est généralement identifié par la présence de macroconidies typiques : multicellulaires, hyalines, fusiformes, avec une cellule pied distincte. La présence d'hyphes hyalins septés, de conidiophores, de phialides, de macroconidies et de microconidies est caractéristique. Certaines espèces produisent également des chlamydospores. Les phialides peuvent être solitaires ou regroupées, et les macroconidies, de tailles variables, sont formées sur des conidiophores. Les microconidies sont unicellulaires à trcellulaires, lisses, hyalines et de forme ovoïde à cylindrique. Les chlamydospores, lorsqu'elles sont présentes, sont à parois épaisses et peuvent être intercalaires ou terminales.
Les risques sanitaires associés à l'exposition aux moisissures, y compris les Fusarium, sont bien établis, notamment en ce qui concerne les symptômes respiratoires. Bien que la contamination par les espèces de Fusarium en milieu intérieur soit moins fréquente, leurs effets potentiels ne doivent pas être négligés. Les composants structuraux fongiques, comme les ß-D-glucanes, peuvent induire irritation et inflammation. Les composés organiques volatils (COV) produits par les moisissures sur matériaux humides peuvent causer irritation des yeux, du nez et de la gorge, léthargie et maux de tête. Des études expérimentales ont montré que les spores de Fusarium et leurs extraits peuvent provoquer une irritation oculaire et un érythème.
Les spores aéroportées de Fusarium sont considérées comme des allergènes communs, associés aux allergies de Type I, telles que la rhinite allergique saisonnière et l'asthme. Fusarium solani est fréquemment isolé chez des patients atteints de sinusite fongique allergique (AFS), et certaines espèces peuvent coloniser les matériaux de construction des habitations de ces patients. Des cas de sinusite à Fusarium ont également été rapportés dans des contextes particuliers, comme chez des patients greffés.
La Sélection Variétale : Une Arme Essentielle
Face à la persistance de la menace des fusarioses, une stratégie clé consiste en la sélection de variétés de maïs présentant une tolérance accrue à ces maladies. Au cours de la dernière décennie, un effort significatif a été réalisé pour éliminer les variétés trop sensibles aux fusarioses des épis. Les entreprises semencières travaillent activement à la sélection de variétés offrant un minimum de tolérance, en intégrant ce critère au même titre que le rendement et la résistance à d'autres stress.
Le processus de sélection est rigoureux et implique l'évaluation du comportement des variétés face aux différentes formes de fusariose, ainsi que la mesure de la production de mycotoxines à chaque étape. Les variétés présentant une sensibilité élevée sont systématiquement éliminées. Pour l'inscription au catalogue officiel des variétés, les essais se basent sur des observations réalisées en conditions de forte présence de la maladie. Bien que des essais en contamination artificielle aient été menés par le passé, leur coût et leur complexité ont conduit à privilégier les essais multi-lieux qui permettent de capturer des situations naturelles de la maladie. Les informations collectées portent sur le pourcentage d'épis contaminés, mais il n'existe pas de bonification à l'inscription pour les variétés démontrant une haute tolérance.
Une fois une variété inscrite, la surveillance continue. Des programmes comme Stimul permettent d'acquérir des informations sur la contamination en fusarioses et mycotoxines des variétés en cours de développement et commercialisation. Les évaluations post-inscription, menées par des organismes comme Arvalis, ajoutent plusieurs années d'expérimentation pour les variétés les plus performantes.
Cependant, une limite subsiste : les informations disponibles concernent principalement la fusariose causée par Fusarium graminearum. Pour les Fusarium de la famille des liseola (anciennement moniliforme), la mesure de la tolérance variétale est plus complexe en raison de la multifactorialité de leur développement (climat, blessures sur les épis, etc.). Les variétés ne sont donc pas systématiquement caractérisées pour leur comportement face à ces types de Fusarium.
Différents mécanismes de tolérance génétique existent chez le maïs, incluant la résistance à la progression du champignon sur les soies, à sa propagation dans le grain, ou à la production de mycotoxines même en présence du pathogène. Des recherches visent à identifier les métabolites du grain qui pourraient interférer avec la production de mycotoxines, et des collaborations entre instituts de recherche et entreprises semencières explorent les régions du génome (QTL) associées à la résistance.
Stratégies Agronomiques Complémentaires
La lutte contre la fusariose des épis ne repose pas uniquement sur la génétique. Des stratégies agronomiques et une gestion du cycle cultural sont également cruciales pour réduire les risques d'exposition du maïs aux pathogènes. Le semis précoce et la récolte rapide sont des recommandations courantes pour minimiser les périodes de vulnérabilité. Des outils digitaux peuvent aider à optimiser le choix de la variété et la fenêtre de semis en fonction des conditions locales (type de sol, climat, prévisions météo).
L'évaluation du risque de contamination par Fusarium doit être anticipée, idéalement avant le semis, afin de mettre en place des mesures préventives. Des grilles d'évaluation du risque d'accumulation de déoxynivalénol (DON) dans les grains, liées à Fusarium graminarum et Fusarium culmorum, permettent d'apprécier le niveau de risque en fonction de divers critères et de l'actualiser à l'approche de la floraison, en tenant compte des conditions climatiques, notamment les pluies.
Le stade "sortie des étamines" est particulièrement critique, car il coïncide avec une période de vulnérabilité accrue. La durée entre l'épiaison et la floraison peut varier en fonction des températures. Des conditions fraîches et humides peuvent favoriser le développement d'autres pathogènes comme Microdochium nivale, qui peut également être contrôlé lors de la protection des épis.
Dans les régions où les conditions climatiques sont propices au développement de la fusariose, une protection fongicide au stade de la floraison des blés est recommandée. Des fongicides combinant des substances actives comme le tébuconazole et le prothioconazole, appliqués à des doses appropriées, se sont imposés comme des solutions efficaces pour contrôler simultanément les risques liés à Fusarium et à Microdochium. Le choix de fongicides spécifiques, tels que le prothioconazole seul, montre une bonne efficacité sur F. roseum et Microdochium, permettant un bon contrôle des deux sans compromettre la qualité sanitaire.
En résumé, la gestion de la fusariose des épis est une approche multidimensionnelle. Elle combine l'optimisation des technologies de pulvérisation pour une meilleure couverture, la sélection de variétés génétiquement plus résistantes, et l'adoption de pratiques agronomiques visant à réduire l'exposition des cultures aux pathogènes. La recherche continue d'explorer de nouvelles pistes, tant au niveau des mécanismes de résistance variétale que de l'efficacité des traitements, afin de préserver la qualité et le rendement des productions céréalières face à ce défi phytosanitaire persistant.