a sucre ont un effet n´egatif sur les d´egˆats. Or la connectivit´e des parcelles de canne n’a pas d’influence sur les d´egˆats : l’effet de la fragmentation serait un effet indirect, favori-sant la r´egulation biologique en augmentant les surfaces d’habitat h´ebergeant des ennemis naturels et les surfaces d’´echange entre ces habitats et les parcelles de canne (bordures de champ). En revanche, il ne semble pas exister d’effet direct par fragmentation des parcelles de canne qui conduirait `a des difficult´es pour le ravageur `a recoloniser les parcelles apr`es la coupe.
5.2 Limites et perspectives
Cette ´etude constitue un travail pr´eliminaire et une approche m´ethodologique des diff´erents jeux de donn´ees et des probl´ematiques d’int´erˆets concernant C. sacchariphagus. Elle doit servir `a initier des ´etudes compl´ementaires avec des protocoles am´elior´es. 5.2.1 Pr´ecision du protocole d’´echantillonnage
Seules les donn´ees de l’ann´ee 2013 ont ´et´e analys´ees. Bien que le jeu de donn´ees soit cons´equent (990 parcelles), les r´esultats ne concernent que l’´etat des lieux des attaques sur cette ann´ee. Il serait int´eressant de poursuivre les analyses en incluant les donn´ees qui seront r´ecolt´ees en 2014. Le d´es´equilibre des donn´ees concernant les vari´et´es et centres peut poser probl`eme pour la stabilit´e des r´esultats. Ce d´es´equilibre repr´esente la situation de la culture de la canne sur l’ˆıle : la vari´et´e R 570 est pr´esente dans toutes les r´egions, alors que les vari´et´es R 577 et R 579 sont cultiv´ees dans des zones particuli`eres (zones en altitude, humides...). Les effets d’interaction sont donc difficilement quantifiables et estimables. Enfin, il existe un biais important pour les cannes venant de l’Est. Dans cette r´egion, il existe deux types de cannes : les cannes longues (r´ecolt´ees enti`eres) et les cannes tron¸conn´ees (r´ecolt´ees d´ecoup´ees en tron¸cons). Ces derni`eres n’ont pas ´et´e ´echantillonn´ees car le tron¸connage empˆeche de compter les d´egˆats, or elles repr´esentent une proportion importante (aux environs de 30%) des cannes de la r´egion.
5.2.2 Relations d´egˆats/dommages
Le probl`eme du d´es´equilibre des donn´ees n’a pas permis de r´ealiser des mod`eles com-plexes incluant tous les effets (effet quadratique ou cubique pour la mod´ealisation de la masse d’une tige, effet vari´et´e et interactions pour les analyses de structure du paysage). La fonction de dommage sur la masse n’a pu ˆetre mod´elis´ee que pour R 579 par manque de donn´ees. La vari´et´e R 570 ´etant r´esistante, il aurait ´et´e int´eressant d’´etudier l’effet des d´egˆats sur cette vari´et´e. Les fonctions de dommage auraient pu ˆetre ´egalement estim´ees sur les autres caract´eristiques technologiques de la canne (taux de fibre, puret´e du sucre...), mais par souci de simplification et d’int´erˆet cela n’a pas ´et´e abord´e en d´etail.
5.2.3 Analyse de la structure du paysage
L’analyse des donn´ees g´eor´ef´erenc´ees a ´et´e limit´ee par le nombre de donn´ees disponibles (48 parcelles) et la qualit´e de celles-ci (parcelles tr`es proches les unes des autres, r´epartition non uniforme sur l’ensemble de l’ˆıle, choix de parcelles consid´er´ees `a tort comme tr`es attaqu´ees par l’observateur). De plus, l’extraction des donn´ees cartographi´ees sous ArcGIS `
a partir de plusieurs couches non concordantes entre elles a induit des biais dans les donn´ees (superposition des couches et donc surestimation du nombre de polygones et des p´erim`etres par habitat dans les zones tampon). Par souci de simplification, le traitement des donn´ees de p´erim`etre des habitats a ´et´e fait soit pour tous les habitats soit pour la canne seule, mais nous n’avons pas distingu´e les diff´erents types de lisi`eres : il aurait ´et´e int´eressant de s´eparer les lisi`eres comprenant des bˆatiments des lisi`eres habitables par les insectes. Par manque de donn´ees, l’effet vari´etal n’a pas pu ˆetre pris en compte dans les analyses alors qu’il s’agit d’une variable dont on connaˆıt l’effet sur les populations de C. sacchariphagus. Les distances de dispersion de l’insecte et le rayon de la zone tampon ont ´et´e choisis d’apr`es l’´etude bibliographique, mais peu d’´etudes ont ´et´e r´ealis´ees sur ces param`etres dont les valeurs sont `a v´erifier en faisant varier la surface de la zone tampon.
Conclusion g´en´erale
Cette ´etude a permis d’apporter des connaissances sur le foreur ponctu´e de la canne `a sucre, C. sacchariphagus, et son infestation `a l’ˆıle de la R´eunion. Elle a permis de mettre en ´evidence la r´epartition de l’insecte, son effet sur la canne `a sucre ainsi que les facteurs pouvant favoriser les attaques. Elle constitue la premi`ere analyse du protocole d’´epid´ emio-surveillance r´ecemment mise en place et a permis de poser les bases et la m´ethodologie d’analyse des donn´ees. Ce travail est donc `a poursuivre et pourra ˆetre compl´et´e dans la dur´ee afin de servir de r´ef´erence sur l’´etat de l’infestation `a la R´eunion, notamment par des ´etudes g´eor´ef´erenc´ees pouvant permettre `a terme de d´etecter plus pr´ecis´ement les lieux sensibles `a C. sacchariphagus et de cibler les m´ethodes de lutte actuellement en ´etude.
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Annexes
Centre Vari´et´e Type de coupe Mois baril : 500 570 :11160 Inconnu : 20 juillet :1720 beaufonds : 280 577 : 3540 CL :19020 aoˆut :4420 boisrouge :1560 579 : 5100 CLM : 760 septembre :4540 casernes :1260 octobre :4560 gol :1540 novembre :4040 gdbois :1180 d´ecembre : 520 gdpourpier :3640 lamare : 440 langevin : 980 pentesassy : 420 ravineglis : 320 stella :3980 tamarins :3700
Tableau 7 – Nombre de tiges par modalit´e de chaque variable qualitative des donn´ees de sondage. CL= canne longue (coup´ee m´ecaniquement), CLM= canne longue coup´ee `a la main
Figure 6 – Valeur de l’oppos´e du logarithme de la vraisemblance en fonction de la valeur du param`etre 1k et repr´esentation de son intervalle de confiance `a 95%, exemple pour la vari´et´e R 570
1 2 3 4 Variété 570 Index k estim
août septembre octobre novembre
Figure 7 – Valeur moyenne et intervalle de confiance `a 95% des param`etres k par mois de r´ecolte pour la vari´et´e R 570
1 2 3 4 Variété 577 Index k estim
août septembre octobre novembre
1 2 3 4 Variété 579 Index k estim
août septembre octobre novembre
Figure 8 – Valeur moyenne et intervalle de confiance `a 95% des param`etres k par mois de r´ecolte pour les vari´et´es R 577 (`a gauche) et R 579 (`a droite)
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0 1 2 3 Variété R 570
Moyenne d'attaque chargement (observée)
Mo
y
enne d'attaque parcelle (vr
aie) − − kinf ksup 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0 1 2 3 4 Variété R 577−579
Moyenne d'attaque chargement (observée)
Mo
y
enne d'attaque parcelle (vr
aie)
−
−
kinf
ksup
Figure 9 – Intervalles de confiance `a 95% de ENA moyen sur la parcelle (µp) selon ENA moyen sur le chargement (µc) et selon la valeur estim´ee de k pour la vari´et´e R 570 (`a gauche) et les vari´et´es R 577/579 (`a droite)
Figure 10 – Prix de la tonne de canne en fonction de la richesse en sucre (source : Cahier technique de la canne n◦15, Aoˆut 2008)
Type coupe Mois Centre Vari´et´e CL :848 juillet :171 lamare :134 R 570 :502 CLM : 32 aoˆut :208 boisrouge : 54 R 577 :165 septembre :169 pentesassy : 16 R 579 :213 octobre :171 beaufonds : 16 novembre :142 ravineglissante : 16 d´ecembre : 19 baril : 8 langevin : 14 grandbois : 11 casernes : 7 gol : 8 stella :207 tamarins :199 grandpourpier :190
Tableau 8 – Nombre de chargements ayant un ENA moyen diff´erent de 0 pour chaque modalit´e des variables qualitatives du jeu de donn´ees sur la richesse
Somme des carr´es des ´ecarts Ddl Statistique F Pr(>F)
mois 118.82 1 51.32 <0.0001 mois2 145.77 1 62.96 <0.0001 centre 145.19 12 5.23 <0.0001 vari´et´e 31.72 2 6.85 0.0011 ENA 17.59 1 7.60 0.0060 type de coupe 47.74 1 20.62 <0.0001 mois×centre 42.02 4 4.54 0.0012
vari´et´e×type 5.90 1 2.55 0.1108
R´esidus 1981.94 856
Tableau 9 – Analye de variance de type II des variables s´electionn´ees dans le mod`ele de perte de richesse, test de significativit´e des effets bas´e sur un test de Fisher au seuil de 5%
Somme des carr´es des ´ecarts Ddl Statistique F Pr(>F)
mois 121.16 1 52.24 < 0.0001 mois2 148.62 1 64.07 < 0.0001 centre 145.61 12 5.23 < 0.0001 vari´et´e 31.72 2 6.84 0.0011 ENA 18.17 1 7.83 0.0052 type de coupe 47.74 1 20.58 < 0.0001 mois×centre 41.50 4 4.47 0.0014 R´esidus 1987.84 857
Tableau 10 – Variables s´electionn´ees avec la proc´edure pas-`a-pas (both) pour la mod´ elisa-tion de l’effet des d´egˆats sur les pertes de richesse, test de significativit´e des effets bas´e sur un test de Fisher au seuil de 5%
Figure 11 – Localisation des parcelles g´eor´ef´erenc´ees `a la R´eunion durant la campagne sucri`ere de 2013 (un point correspond `a une parcelle) (donn´ees Tereos)
Effet Variance (kg2) Ecart-type (kg) Statistique (Chisq) Pr(>Chisq)
Parcelle 0.2713728 0.52093 -
-Parcelle× ENT 0.0005995 0.02448 364.87 <10−6
Parcelle× ENA 0.0008794 0.02965 86.99 <10−6
R´esidus 0.1096525 0.33114
Tableau 11 – Valeur des param`etres des effets al´eatoires pour la mod´elisation de la masse de tige individuelle en fonction de ENT et ENA
Vari´et´e R´egion Inconnue : 6 Ouest :40 R 570 :32 Sud : 8 R 573 : 1 R 575 : 1 R 577 : 4 R 579 : 4
Tableau 12 – Nombre de parcelles pour chaque modalit´e des variables qualitatives des donn´ees de structure et composition du paysage
Taille de l’´echantillon Moyenne de µp− µc
20 -0.002 [-0.05 ; 0.06]
40 0.001 [-0.03 ; 0.05]
Tableau 13 – Diff´erence moyenne (sur 200 parcelles) entre la valeur parcelle µpet la valeur calcul´ee µc avec des ´echantillons de 20 et 40 tiges et ´etendue de cette diff´erence entre crochets
Annexe : G´en´eration d’ENA par parcelle (µ
p)
Pour chaque couple vari´et´e/r´egion ´etudi´ee, on d´etermine `a partir des moyennes obser-v´ees sur les chargements (µc) une fa¸con de g´en´erer des vraies moyennes sur la parcelle (µp). Les couples vari´et´e/r´egion pris en compte sont :
– R 570 Sud – R 570 Est – R 570 Ouest – R 577 Ouest – R 579 Est – R 579 Ouest
Les autres couples n’ont pas pu ˆetre ´etudi´es car il y avait trop peu de donn´ees disponibles. Pour chaque couple vari´et´e/r´egion :
1. On mod´elise la distribution des moyennes observ´es µcpar une loi Zero Inflated Bino-mial Negative (not´ee ZINB), c’est-`a-dire une loi BN autorisant un nombre important de valeurs nulles. On travaille donc sur le cumul des ENA sur les vingt tiges pour avoir des nombres entiers. A l’aide de la fonction vglm {VGAM} (Yee, 2010), on d´etermine les param`etres de la ZINB (exemple de r´esultat voir figure 12).
On peut donc g´en´erer pour chaque couple vari´et´e/r´egion des chargements µc
0 2 4 6 8 10 12 Modélisé
Nb ENA sur 20 tiges
Eff ectif 0 12 26 40 55 75 91 112 0 2 4 6 8 10 12 Observé
Nb ENA sur 20 tiges
Eff
ectif
0 12 26 40 55 69 91 110
ouest 579
Figure 12 – Exemple de r´esultat de la mod´elisation d’attaque moyenne sur un chargement, µc, par la ZINB (`a gauche), `a partir des donn´ees observ´ees (`a droite) de la vari´et´e R 579 dans l’Ouest
2. On g´en`ere 10 000 chargements (µc) `a partir de la ZINB. On calcule la probabilit´e d’obtenir chaque µcsachant plusieurs valeurs de µp. Les valeurs de µp sont s´ election-n´ees selon l’´etendue des valeurs de µc observ´ees. On a donc pour chaque valeur µc
diff´erentes probabilit´es selon les valeurs de µp.
3. On effectue un tirage dans les valeurs de µp pond´er´e par les probabilit´es calcul´ees en 2. Plus la probabilit´e d’avoir observ´ee un µc sachant un certain µp est importante, plus on a de chance de tirer cette valeur µp. On g´en`ere ainsi 10 000 moyennes µp. On peut ainsi g´en´erer 10 000 parcelles (µp) avec des moyennes d’attaque vraies `a partir des observations sur les chargements (µc).
Annexe : Calcul des indices de connectivit´e
d’Hanski et C
Pour chaque parcelle ´etudi´ee j, soit i chaque polygone de canne se trouvant dans la zone tampon de j. dij est la distance entre le centro¨ıde de j et de i, Si est la surface du polygone i.
Les indices de connectivit´e sont les suivants : Hanskij =X
i6=j
e−αdijSib
α et b sont des param`etres caract´eristiques de la distance de dispersion de l’insecte et sont tous les deux fix´es `a 0.5 dans notre ´etude.
Cj =X
i6=j
Si.exp(−dij/D)
D est une constante de mobilit´e qui correspond `a la distance de vol de l’esp`ece, comprise entre 100 et 200m pour d’autres esp`eces de Crambidae (Mazzi & Dorn,2012).
Diplôme : Ingénieur Spécialité : Agronome
Spécialisation / option : Statistique Appliquée Enseignant référent : David Causeur
Auteur(s) : Maryse Wong-Ah-See
Date de naissance* : 15 mai 1991
Organisme d'accueil : CIRAD
Adresse : 7 chemin de l’Irat, 97410 Saint Pierre , La Réunion Maître de stage : Samuel Nibouche Frédéric Chiroleu Nb pages : 25 Annexe(s) : 7 Année de soutenance : 2014
Titre français : Le foreur ponctué de la canne à sucre, Chilo sacchariphagus, à l'île de la Réunion: precision de l’échantillonnage, estimation des pertes et effet de la structure du paysage sur l'intensité des dégâts
Titre anglais : The sugarcane spotted stalk borer, Chilo sacchariphagus, in Reunion Island: sampling plans, estimation of the damage and effect of landscape composition on pest abundance
Résumé (1600 caractères maximum) :
Le foreur ponctué de la canne à sucre, Chilo sacchariphagus, est actuellement la priorité phytosanitaire de la filière canne à la Réunion. Des procédures d’échantillonnage ont été mises en place pour assurer son suivi, et il est nécessaire de quantifier leur précision. Pour cela, on estime la distribution du ravageur : celle-ci diffère selon les variétés de cannes. Afin de connaître les pertes économiques provoquées par ce ravageur, les fonctions de dommage sur le rendement et sur la richesse en sucre sont déterminées : en moyenne, un entre nœud attaqué provoque une perte de 32g par tige et une perte de 0.2 points de richesse. Les régions de l’île ayant d’importantes pertes économiques sont l’Ouest, quelle que soit la variété, et le Sud pour la variété R579. Pour expliquer cela, une étude de l’effet de la structure du paysage sur les dégâts est réalisée. La fragmentation du paysage et de l’habitat canne ont un impact négatif sur les attaques grâce à un éventuel effet positif sur les populations d’ennemis naturels.
Abstract (1600 caractères maximum) :
The sugarcane spotted stalk borer, Chilo sacchariphagus, is currently the main priority of the phytosanitary actions of the sugarcane industry in Reunion Island. To follow-up the infestation by this pest, sampling plans have been set up and it is necessary to assess their accuracy. For this purpose, the distribution of C. sacchariphagus is ascertained. This distribution is different among sugarcane varieties. In order to estimate how much economic losses are caused by this pest, the damage functions on yield and on sugar content are estimated. The weight loss of a stalk having one bored internode is 32g, and the sugar content loss for the same injury level is 0.2%. The plots on the west of Reunion Island, whatever varieties cultivated, and the ones cultivated with R579 in the south, are the ones subjected to important economic losses. To explain this analysis, we study the effect of