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Submitted on 1 Jun 2020
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Comparaison de la receptivite des sols aux agents de la pourriture des tubercules de pomme de terre : Fusarium
spp. et Phom sp.
Bernard Tivoli, N. Tika, Emile Lemarchand
To cite this version:
Bernard Tivoli, N. Tika, Emile Lemarchand. Comparaison de la receptivite des sols aux agents de la pourriture des tubercules de pomme de terre : Fusarium spp. et Phom sp.. Agronomie, EDP Sciences, 1987, 7 (7), pp.531-538. �hal-02722224�
Comparaison de la réceptivité des sols aux
agents de la pourriture des tubercules de pomme de terre : Fusarium spp. et Phoma sp.
Bernard TIVOLI, Nagia TIKA Emile LEMARCHAND
LN.R.A., Station de Pathologie Végétale, Centre de Recherches de Rennes, B.P. 29, F 35650 Le Rheu
RÉSUMÉ En conservation, les pourritures sèches des tubercules de pomme de terre sont principalement dues à Fusarium solani var. coeruleum, F. roseum var. sambucinum et Phoma exigua var. foveata. Le lieu privilégié de leur multi-
plication et de leur conservation étant le sol, les relations de ce dernier avec l’inoculum pendant la période de végétation conditionnent l’évolution des pourritures lors de l’entreposage du plant. C’est le niveau de réceptivité
des sols aux Fusarium et Phoma qui constitue le facteur important susceptible de modifier l’équilibre parasitaire
en culture et de là, détermine l’importance du phénomène de pourriture en conservation.
Il ressort de ce travail que :
- les niveaux de réceptivité des sols à chacun des parasites sont différents : certains sont très réceptifs, d’autres
très peu ;
- le faible niveau de réceptivité d’un sol peut s’exprimer soit immédiatement après l’infestation du sol (c’est le
cas du F. roseum) soit après un délai d’incubation du sol de 4 semaines (c’est le cas de F. solani et P. exigua) ;
- le classement des 3 sols pour leur niveau de réceptivité n’est pas modifié par le type d’inoculum (conidies ou chlamydospores pour les Fusarium, mycélium ou pycniospores pour Phoma) ;
- le faible niveau de réceptivité d’un sol n’est pas généralisé à l’ensemble des 3 parasites mais est spécifique à chaque parasite. Ainsi, le sol de lande est le moins réceptif à F. solani alors qu’il est plus sensible aux 2 autres parasites ;
- enfin, le mécanisme de la réceptivité n’est sans doute pas identique pour les 3 parasites étudiés.
L’extrapolation de la technique utilisée pour l’étude des 3 sols déterminés à 100 sols de différentes parcelles de culture de pomme de terre exprime bien le comportement varié de ceux-ci à la suite de l’infestation par chacun des agents de pourriture. A cette échelle, les résultats confirment l’étude précédente à savoir que chaque sol, immédiatement après l’infestation ou après incubation de 4 semaines possède son propre niveau de réceptivité à
un ou plusieurs parasites.
Mots clés additionnels : Ecologie, spécificité, Fusarium, F. roseum var. sambucinum, F. solani var. coeru-
leum, Phoma exigua var. foveata.
SUMMARY Y Observations on the conduciveness of soils to fungi causing dry rot of potato tubers : Fusarium solani var. coeruleum, F. roseum var. sambucinum and Phoma exigua var. foveata.
Dry rot, one of the most damaging diseases of potato tubers, is principally caused by 3 fungi : F. solani var.
coeruleum, F. roseum var. sambucinum, P. exigua var. foveata. Soil is the main site in which they survive and
multiply and the relations, during the growing period, between soil and inoculum will give more or less rot during storage. Amount of disease may depend of the conduciveness of the soil to each fungus. This concept is based on the soil’s capacity to permit a more or less complete expression of pathogenicity on a susceptible population of plants. This paper describes the characteristics of soil conduciveness (or its converse, suppressiveness) and its extension.
Soil conduciveness was evaluated by spreading 100 mg infested soil with different inoculum doses on freshly cut half-tubers (table 1). A study with 3 soils (1 heathland soil and 2 cultivation soils) showed that : 1) the level of soil
suppressiveness was expressed directly after soil infestation for F. roseum, or after a soil incubation period of
4 weeks for F. solani and P. exigua (fig. 1) ; 2) the level of soil conduciveness was not modified by the type of inoculum (macroconidia or chlamydospores for Fusarium, mycelium of pycniospores for Phoma (table 2) ; 3)
the suppressiveness of a soil was not general for the 3 fungi but was specific to each of them : e.g. the heathland soil was suppressive for F. solani but very conducive for F. roseum and P. exigua (fig. 1). The phenomenon of
conduciveness was studied with 100 potato soils differing in soil-texture, rotation time and type, pH. Following
artificial infestation, these showed different levels of conduciveness to each of the 3 fungi (fig. 2 and table 3),
and it seemed that the mechanism of suppressiveness was not the same.
Additional key words : Ecology, specificity, inoculum potential, Fusarium roseum var. sambucinum,
F. solani var. coeruleum, Phoma exigua var. foveata.
I. INTRODUCTION
Les pourritures sèches des tubercules de pomme de terre provoquées par les champignons du genre Fusa- rium et Phoma se manifestent essentiellement pendant la conservation des tubercules.
Ces parasites d’origine tellurique, déjà présents
dans le sol ou introduits par les tubercules de semence
contaminés sont susceptibles de s’y multiplier et de s’y
conserver en saprophytes (MESSIAEN et al., 1965 ; L
OGAN
, 1974 ; TIVOLI et al., 1983a). A la récolte, ils
sont véhiculés par le sol adhérant aux tubercules et entraînent après blessure de ceux-ci, le développement
de pourritures. Ainsi, le sol constitue le support de l’inoculum primaire et les interrelations sol-parasite(s)
conditionnent le développement des pourritures (LAN-
SADE
, 1950 ; LEACH, 1985). Bien qu’il ait été montré que la plantation de tubercules contaminés dans un
sol sain constitue la source principale de contamina-
tion du sol et de la descendance (TIVOLI et al., 1986a),
il n’est pas rare de constater des situations opposées où l’état sanitaire du sol et de la récolte demeure excellent malgré l’utilisation de plant contaminé.
La résistance ou la faible réceptivité des sols au
Fusarium et Phoma explique sans doute pour une
large part cette observation. Résultant des interactions
entre le sol et les parasites, la réceptivité est définie
par ROUXEL (1979) comme étant « l’aptitude d’un sol
à permettre l’expression des capacités pathogènes d’un
inoculum sur une population de plantes hôtes sensi- bles ». Ce phénomène a été largement étudié en
France lors de cette dernière décennie sur des maladies affectant les cultures maraîchères (Fusarioses vasculai-
res du melon, LOUVET et al., 1981), les cultures flora- les (TRAMIER et al., 1979 ; ALABOUVETTE et al.,
1982 ; GROUET, 1985 ; TRAMIER, 1985) et les peuple-
ments forestiers (BoUHOT & PERRIN, 1980). Plus récemment, ROUXEL (1984) et LUCAS (1984) décrivent
ce phénomène sur des maladies affectant des cultures de plein champ : la Hernie des crucifères et le piétin- échaudage des céréales.
Différentes méthodes ont été proposées afin d’apprécier le niveau de réceptivité des sols aux mala-
dies d’origine tellurique. Toutes reposent sur le même principe : elles consistent à mesurer le potentiel infec- tieux de sols naturellement ou artificiellement infestés par l’agent pathogène et à en déduire la réceptivité des
sols. Selon les maladies étudiées, les auteurs établis-
sent une relation entre niveau de réceptivité et expres- sion à une date donnée des potentiels infectieux des sols infestés avec des doses croissantes d’un inoculum
produit in vitro (ALABOUVETTE et al., 1982) ou entre niveau de réceptivité et évolution au cours du temps d’un potentiel infectieux donné (BOUHOT & PERRIN, 1980). Dans ce dernier cas, selon que le potentiel infectieux initial augmente ou diminue au cours de la
période d’incubation, les sols sont déclarés respective-
ment sensibles ou résistants. Ces 2 approches ne sont
pas contradictoires et pour aborder l’étude de la réceptivité des sols aux maladies de pourriture des
tubercules de pomme de terre, nous avons combiné les 2 méthodes : les sols sont infestés artificiellement avec
des doses croissantes d’inoculum et les potentiels infectieux induits dans les sols sont mesurés immédia-
tement après l’infestation puis après plusieurs semai-
nes d’incubation. Le potentiel infectieux des sols est
mesuré en appréciant la gravité des nécroses provo-
quées par le dépôt d’une quantité déterminée de sol
sur demi-tubercules de pomme de terre, selon la méthode précédemment décrite (TIVOLI et al., 1983b).
Cependant, les pourritures sèches des tubercules de pomme de terre provoquées par F. roseum var. sam-
bucinum, F. solani var. coeruleum et P. exigua var.
foveata présentent la particularité de ne s’exprimer qu’en cours de conservation, c’est-à-dire au-delà de la
période de végétation de la plante. C’est pourquoi,
dans un premier temps, il fallait démontrer que la
réceptivité des sols conditionne l’expression de ces maladies et adapter à ce modèle particulier les techni- ques de mesure du potentiel infectieux et d’apprécia-
tion du niveau de réceptivité proposées pour d’autres maladies. Ce travail a été réalisé en utilisant 3 terres de référence ce qui a permis de faire varier de nom-
breuses conditions expérimentales. Dans un deuxième temps, un protocole expérimental simplifié a été appli- qué à 100 sols de culture de pomme de terre afin de confirmer la validité des résultats acquis avec les terres de référence et de montrer la diversité des situations rencontrées dans la nature.
II. MATÉRIEL ET MÉTHODES
A. Les terres
Les terres utilisées sont de 3 types :
- une terre de lande non cultivée de la région de
Rennes (Saint-Thurial), de texture sableuse est choisie
pour ses caractéristiques extrêmes : pH 3,8, teneur en matière organique 7,6 p. 100 ;
- une terre de la région de Pontivy est choisie en raison de sa situation dans une zone de production de
pomme de terre, de pH 5,6, texture sableuse et à taux de matière organique de 4,6 p. 100 ;
- une terre de culture autre que pomme de terre
de la région de Rennes (Le Rheu) de texture sablo- limoneuse, de pH 5,4 et de taux de matière organique 2,9 p. 100 est considérée comme un témoin local.
Les échantillons de terres prélevées au champ
afin d’apprécier leur niveau de réceptivité, au nombre de 100, sont prélevés un mois après la récolte dans des parcelles ayant porté une culture de pomme de terre.
Toutes ces terres, après prélèvement sont mises à
sécher à 25 °C pendant une semaine, puis tamisées, après un broyage rapide, avec un tamis à mailles de 0,5 mm. Avant utilisation pour apprécier leur récepti- vité, une étude préalable par piégeage des parasites sur demi-tubercules (TIVOLI et al., 1983b) montre que l’inoculum naturel est très peu important et non détec- table par cette technique.
B. Les souches
Les infestations artificielles des terres sont réalisées
avec 3 parasites différents isolés à partir de tubercules de pomme de terre en voie de pourriture.
Fusarium solani var. coeruleum (souche B33),
Fusarium roseum var. sambucinum (souche A44), Phoma exigua var. foveata (souche 82).
Par commodité, ces parasites seront respectivement
dénommés dans la suite du texte F. solani, F. roseum
et P. exigua.
C. Appréciation de la réceptivité des sols
1. L’inoculum
L’appréciation de la réceptivité d’un sol aux parasi-
tes s’effectue après son infestation par des doses crois- santes d’inoculum. Pour les Fusarium, l’inoculum est
apporté sous forme de macroconidies obtenues par grattage superficiel d’une colonie après incubation à 23 °C pendant 2 semaines sur un milieu de culture gélosé à base d’extrait de Malt à 2 p. 100. Dans le cas
des souches de F. solani de la pomme de terre, la sus-
pension de spores comporte en plus 10 p. 100 de microconidies.
Pour le Phoma, on utilise une gamme de suspen- sions de mycélium (qui est la forme de conservation dans le sol). La dose la plus élevée -P3- est consti-
tuée de 3 explantats mycéliens de 15 mm de diamètre, prélevés dans une culture âgée d’un mois et broyés
dans 30 ml d’eau stérile pendant 2 minutes.
Les doses utilisées pour chacun des parasites sont précisées dans le tableau 1.
Dans le cas de l’étude de la réceptivité des 100 sols,
étant donné l’importance de l’expérimentation, cha-
cun des sols est infesté par une seule dose de chaque parasite : d5.
Pour l’étude particulière concernant l’influence du
type d’inoculum sur l’expression du phénomène de réceptivité, on utilise :
- pour les 2 Fusarium, des chlamydospores obte-
nues après 3 semaines de culture en milieu agité (dans
une solution de malt à 2 p. 100). Ces chlamydospores, provenant de la transformation des cellules conidien-
nes sont recueillies après filtration sur de la gaze sté-
rile,
- pour P. exigua, des pycniospores obtenues par
grattage d’une colonie développée pendant 3 semaines
sur milieu V8 sous lumière noire (longueur d’onde
350 nm).
2. Réalisation du test
a) Principe de notation des symptômes
La méthode utilisée (TIVOLI et al., 1983b) consiste à étaler, après homogénéisation, 100 mg de terre infes- tée sur une tranche de demi-tubercule fraîchement sec-
tionné et à déterminer, après incubation (à 15 °C pour les Fusarium et à 5 °C pour le Phoma) l’indice de gra- vité de la pourriture.
Les demi-tubercules sont répartis en 6 classes en
fonction de l’importance des nécroses : demi- tubercules sains (classe 1), demi-tubercules ayant 0 à 25 p. 100 (classe 2), 25 à 50 p. 100 (classe 3), 50 à
75 p. 100 (classe 4), 75 à 95 p. 100 (classe 5) et 95 à
100 p. 100 (classe 6) de surface pourrie.
On attribue un coefficient à chacune des classes
puis un indice de gravité (IG) est calculé selon la for- mule :
IG : (FI x 0) + (F2 x 12,5) + (F3 x 37,5) + (F4 x 62,5) + (F5 x 87,5) + (F6 x 100).
F est la fréquence des tubercules dans la classe considérée et 0, 12,5, 37,5, 62,5, 87,5 et 100, la
moyenne de classe. Cet indice de gravité représente le potentiel infectieux des sols qui peut donc être
exprimé de la même manière et varie selon cette échelle de notation, de 0 pour un potentiel infectieux
nul à 100 pour un potentiel infectieux maximum.
b) Dates de notation
Après infestation des sols par 1 ml d’une suspension
d’inoculum pour un échantillon de 10 g de sol, on dis- tingue 2 cas :
- l’appréciation du potentiel infectieux au temps TO : après inoculation des terres, un séchage rapide de quelques heures à 30 °C et une homogénéisation de la
terre inoculée, l’étalement est immédiatement réalisé
sur demi-tubercules. L’indice de gravité indique donc
le potentiel infectieux initial à TO ;
- l’appréciation du potentiel infectieux après mise
en incubation du sol infesté : aux 10 g inoculés, on ajoute 2 ml d’eau stérile. Après homogénéisation, la
terre est mise en incubation à température constante
de 15°C et pour des durées variables (2, 4 et
8 semaines). Au terme de chaque période d’incubation (T2, T4 et T8), une partie de la terre humide est préle- vée, séchée pendant 12 h à 30 °C puis étalée sur demi- tubercules.
Les indices de gravité obtenus pour chaque date permettent donc de suivre l’évolution au cours du temps des potentiels infectieux des sols.
III. RÉSULTATS
A. Méthodologies permettant d’apprécier le niveau de
réceptivité des sols
Les 3 sols de référence (lande, Pontivy et Le Rheu),
sont infestés par des doses croissantes de spores de Fusarium ou de mycélium broyé de Phoma. Après
étalement sur les demi-tubercules des terres contami- nées et incubées, les symptômes sont caractéristiques
de chacun des parasites (fig. 1) :
- avec F. solani, les plages nécrosées sont de cou-
leur marron clair à foncé et leur limite avec la partie saine est diffuse ;
- avec F. roseum, la pourriture est brune, souvent
très sèche avec des contours nettement définis ;
- avec P. exigua, la pourriture ressemble à celle de
F. roseum avec fréquemment une zone de progression
entre les tissus malades et sains de couleur lie de vin.
1. Appréciation du potentiel infectieux des sols au temps TO
Lorsque les sols sont étalés sur demi-tubercules directement après leur infestation, globalement dans
les 3 sols et pour les 3 parasites, l’effet dose d’inocu- lum est net, c’est-à-dire que les IG sont en relation
avec les densités d’inoculum introduites (fig. 2 et 3).
Pour F. roseum, la comparaison des résultats enre- gistrés dans les 3 terres indique que la nature du sol conditionne l’expression de la maladie puisque le potentiel infectieux engendré par une même densité d’inoculum est très différent d’un sol à l’autre. Ainsi la terre de lande apparaît très favorable à la maladie
puisqu’une faible densité d’inoculum engendre un potentiel infectieux élevé (à la dose dl, l’IG est déjà
de 50 pour atteindre 100 à la dose d5), tandis que les terres de Pontivy et Rennes apparaissent très peu favorables (il faut atteindre la dose d5 avec la pre- mière et d3 avec la seconde pour voir apparaître la
maladie qui dans un cas comme dans l’autre se situe à
un faible niveau).
A l’opposé de F. roseum, les niveaux de potentiel infectieux de chacun des 3 sols infestés par F. solani
ou P. exigua sont du même ordre et aucune différence
nette n’apparaît entre eux.
2. Effet de la durée d’incubation des sols sur l’expres-
sion de leur potentiel infectieux
Les étalements sur demi-tubercules révèlent que l’effet dose constaté au temps TO se maintient : globa- lement, l’IG augmente avec la dose d’inoculum (fig. 2
et 3).
Avec F. roseum, le classement des sols par le biais des potentiels infectieux reste le même au cours du temps : la terre de lande manifeste toujours des IG élevés, tandis que les 2 autres terres se caractérisent par de faibles IG.
Pour les 2 autres parasites, l’incubation a permis de révéler des différences entre sols :
- avec F. solani, le fait d’incuber les sols modifie l’expression du potentiel infectieux de manière très
importante et cela dès la 2e semaine d’incubation.
Ainsi, la terre de lande qui présente un potentiel infec- tieux très élevé à T0, ne manifeste qu’un potentiel
infectieux réduit dès la seconde semaine d’incubation
(T2) et cela quelle que soit la dose d’inoculum. Au
contraire, le potentiel infectieux des terres du Rheu et de Pontivy n’est pas modifié au cours du temps. Il est
donc nécessaire de laisser incuber les sols après infes- tation pour mettre en évidence leur aptitude à limiter
le potentiel infectieux ;
- avec P. exigua, l’effet temps est important mais de façon moins nette que pour F. solani.
B. Influence du type d’inoculum
Précédemment, le comportement des 3 sols est com- paré à la suite de leur infestation avec des macroconi- dies pour les Fusarium et du mycélium pour le Phoma. Un autre type pourrait éventuellement déter- miner des niveaux de potentiel infectieux différents.
Pour vérifier cette hypothèse, des sols sont infestés
par 2 types d’inoculum de chacun des parasites : des
macroconidies et des chlamydospores pour les Fusa- rium, du mycélium et des pycniospores pour le Phoma.
Le potentiel infectieux des sols est apprécié aux temps TO et T2 après leur infestation à la dose de cha-
cun des parasites.
L’infestation des sols par les chlamydospores de
F. solani ou les pycniospores de P. exigua entraîne des valeurs de potentiel infectieux inférieures à celles obte-
nues lorsque le sol est inoculé respectivement par des microconidies ou du mycélium. Avec ces parasites, le
classement des sols est identique à celui observé dans l’essai précédent.
Au contraire, pour F. roseum, on ne note pas de
