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 et l'exploration de solutions biologiques. Cette maladie est une des plus dévastatrices sur céréales et sa maîtrise est primordiale pour la sécurité alimentaire et économique des filières.
Les défis de l'application des fongicides : Assurer une couverture optimale de l'épi
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. La buse double fente constitue ainsi une solution intéressante pour améliorer la couverture de l'épi : pulvériser avec un jet vers l'avant et un jet vers l'arrière permet de couvrir davantage une cible verticale et surtout d'augmenter la couverture de la face « arrière » 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.
Pour sécuriser les applications sur épis, il est recommandé en priorité de maintenir les volumes à 150 l/ha minimum. Quant aux buses, mieux vaut privilégier les injections d’air double fente puisqu’elles ne dégradent pas l’efficacité et réduisent significativement la dérive. De nouvelles buses à double jets asymétriques sont apparues sur le marché dernièrement. Des adjuvants au fort pouvoir rétenteur existent également et sont utilisables sur traitement des épis. Jusqu’ici non testées, ces deux technologies sont actuellement à l’étude par ARVALIS - Institut du végétal.
Le genre Fusarium : Une menace biologique complexe
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.
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Taxonomie et diversité des espèces
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.
Écologie et habitat
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.
Exigences de croissance
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.
Morphologie et identification
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. 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.
Risques sanitaires et impact sur la santé humaine et animale
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 manipulation des cultures de Fusarium en laboratoire requiert des précautions de base, correspondant à un niveau de biosécurité 2.
La sélection variétale : Une stratégie fondamentale et durable
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. Les variétés tolérantes représentent un des moyens de protection les plus efficaces contre la fusariose.
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. Chaque année, Arvalis - Institut du Végétal réalise une évaluation des variétés en lien avec cette sensibilité à la fusariose des épis. Une variété est dite « sensible » lorsque sa note d’accumulation en DON est inférieure ou égale à 3.5. Le nombre de variétés dites « peu sensibles » reste limité pour les blés et très faible pour le triticale.
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 pour une gestion intégrée
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. Pour maîtriser la fusariose des épis du blé, le précédent, la gestion des résidus et le choix de la variété sont prépondérants.
Gestion des résidus de culture et rotation
Parmi les pratiques culturales permettant de limiter le risque de développement de la fusariose, la gestion des résidus de la culture précédente est le facteur le plus important. L’objectif est de réduire au maximum leur présence sur la parcelle au moment de la floraison du blé. La rotation est également une étape clé dans la diminution du risque fusariose. La culture d’un blé à la suite d’un maïs ou un sorgho augmente fortement le risque d’infestation du futur blé, d’autant plus si la gestion des résidus n’est pas complète. Contrairement aux DON, les T2-HT2 ne semblent pas être favorisées par la présence de résidus de culture à la surface du sol.
Date de semis et période de floraison
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). La date du semis a un impact sur la période de floraison et donc sur l’exposition des épis au moment du développement de la fusariose. Une ouverture tardive des fleurs réduisant le risque de développement de Fusarium, un semis tardif pourrait protéger la culture d’une contamination par les pathogènes.
Surveillance et application des fongicides
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 fusariose des épis est une maladie affectant les cultures céréalières comme le blé, le triticale… ainsi que les graminées adventices. Le stade où le risque d'infection est le plus élevé pour les céréales correspond à la période de la floraison. Les conditions autour de la floraison qui sont favorables au développement des pathogènes sont la pluie ainsi qu’une humidité élevée au niveau du sol. Les recommandations pour la surveillance sont une visite par demi-journée lorsque la culture atteint le stade de l’épiaison.
La protection par fongicide étant préventive, les produits doivent être appliqués avant la contamination par le champignon qui a lieu pendant la floraison. Aucun traitement fongicide ne permet de protéger complétement les cultures contre la fusariose de l’épi. Les meilleurs protections fongicides atteignent 60% à 70% d’efficacité (Arvalis - Institut du Végétal) à pleine dose. Quand la floraison des blés débute ou est sur le point de débuter, et si les conditions météorologiques sont favorables à l’évolution des maladies (fusariose, septoriose, rouilles), il est essentiel de continuer à préserver le rendement des blés, en relai du T2.
En termes de substance active, la famille des triazoles est efficace contre les Fusarium producteurs de mycotoxines (F. graminearum majoritairement ainsi que F. culmorum). Microdochium spp n’est pas responsable de la production de mycotoxines comme Fusarium. La protection fongicide permet de limiter la production de DON dans les cultures de blé tendre et dur, de seigle et de triticale en limitant le développement de F. graminearum et F. culmorum. La production de T2-HT2 sur orge de printemps et avoine par les espèces Fusarium langsethia et Fusarium sporotrichoïdes ne peut être maîtrisée par l’utilisation de fongicides. Dès que l’étape de surveillance révèle que la floraison de la culture a débuté, la fenêtre de traitement est réduite.
Gestion post-récolte et stockage
L’humidité étant un des facteurs dominants dans la gestion des mycotoxines, des grains récoltés encore humides (contenant plus de 14% d’eau) doivent rapidement être séchés afin de stopper le développement des Fusarium et la production de toxine associée. La quantité de toxines présentes dans une récolte ne peut être diminuée pendant le stockage ni durant la transformation de la matière première. Des mycotoxines de stockage peuvent être produites durant cette étape par des moisissures des genres Aspergillus et Penicillium. Lorsque la récolte est entreposée dans de mauvaises conditions d’humidité et de température, ces champignons peuvent se développer et produire des toxines comme l’ochratoxine A sur orge.
Solutions émergentes et approches intégrées
L'application en alternance d'ACM 941 (souche de Clonostachys rosea) et de Folicur permet de réduire de 50 % la quantité de pesticide chimique rejetée dans l'environnement et pourrait atténuer le risque d'apparition d'une résistance au Folicur chez le pathogène. La souche ACM 941 du Clonostachys rosea a été découverte par un chercheur d’AAC, Allen Xue, dans des feuilles de pois de grande culture provenant du Manitoba. Ce champignon mycoparasite procure une protection contre plusieurs pathogènes, dont le Fusarium graminearum. Il provoque chez les champignons pathogènes une série de changements physiologiques et inhibe notamment leur croissance, en s’enroulant sur leurs hyphes et en y pénétrant. Les résultats de ces divers essais montrent que l'ACM 941 pourrait jouer un rôle important au sein d'une stratégie de lutte intégrant plusieurs approches, dont l’emploi de cultivars résistants, un cycle de rotation des cultures réduisant l’accumulation d’inoculum et l’application ciblée de fongicides chimiques.
Tout savoir sur le volet #phytosanitaire
Des chercheurs de la Direction générale de la science et technologie d’Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) travaillent depuis plusieurs années à l’étude et à la mise au point de solutions durables de lutte intégrée contre la fusariose. En 2009, le Programme de réduction des risques liés aux pesticides (PRRP) du Centre de la lutte antiparasitaire (CLA) d’AAC a créé un groupe de travail sur la fusariose de l’épi. Par la suite, le PRRP a appuyé plusieurs projets visant à combattre la fusariose par des méthodes à risque réduit, comme les outils d’aide à la décision et les pratiques de gestion des cultures permettant de réduire la pression de la maladie. Depuis 2007, le PRRP travaille avec Allen Xue, Ph.D., à obtenir l’homologation et la mise en marché de ce nouveau produit de lutte contre la fusariose de l’épi. Le CLA facilite la présentation d’une demande conjointe d’homologation de l’ACM 941, auprès de l’EPA des É.-U. et de l’ARLA, qui ont elles-mêmes fourni des conseils, dans le cadre du processus conjoint Canada - États-Unis de consultation préalable. Des études ont permis d’évaluer l’efficacité de l’ACM 941 et de préciser la gamme de doses pouvant être employées. Plusieurs entreprises sont en train d'évaluer la technologie.
La lutte contre la fusariose est uniquement préventive. Quand le risque de contamination est très important, le traitement à la floraison est alors le dernier recours. La protection contre la fusariose du blé est particulièrement importante car cette maladie est préjudiciable sur le rendement (5 q/ha en moyenne sur les essais pluriannuels Bayer) et sur la qualité sanitaire et technologique des grains (production de mycotoxines et altération de la faculté germinative des grains). La fusariose de l’épi, causée par le Fusarium graminearum, est la plus sérieuse maladie du blé en Amérique du Nord, occasionnant des pertes de plus d’un milliard de dollars aux industries de blé. Le pathogène peut aussi provoquer une infection grave chez d’autres cultures cultivées au Canada, dont l’orge, l’avoine, le seigle, le maïs, l’alpiste et diverses graminées fourragères. La fusariose de l’épi est présente chez le blé depuis de nombreuses années dans l’Est du Canada et dans les provinces des Prairies, où elle réduit le rendement et la qualité du grain. Jusqu’à présent, la principale stratégie employée contre la fusariose consiste à appliquer des fongicides chimiques. Il serait donc intéressant de mettre au point, contre la fusariose de l’épi, une stratégie plus durable reposant sur l’intégration de plusieurs approches, dont l’emploi de biopesticides.
Précautions et réglementations : L'exemple du Prothioconazole
L'utilisation de produits phytosanitaires comme le Prothioconazole requiert le respect de réglementations strictes. Le Prothioconazole est classé comme dangereux pour le milieu aquatique (danger aigu, catégorie 1 et danger chronique, catégorie 1). Il est impératif de respecter les usages autorisés, doses, conditions et restrictions d’emploi mentionnés sur l’étiquette du produit et/ou de consulter les sites spécialisés. Avant toute utilisation, il est essentiel de s'assurer de son indispensabilité.
