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Les mélanges variétaux en blé :
un levier intéressant pour préserver les résistances génétiques et réduire l’usage des fongicides !
Mars 2013
Le semis de mélanges variétaux en blé par les agriculteurs reste une pratique encore confidentielle en France et ce malgré un récent regain d’intérêt lié en partie au plan Ecophyto et à son objectif de réduction de l’usage des produits phytosanitaires. Le nombre de variétés cultivées dans les parcelles agricoles est très faible par rapport au choix disponible au catalogue officiel. Cela entraîne une diminution de la diversité génétique dans les campagnes qui n’est pas sans poser problème pour la gestion des maladies. Les résistances génétiques introduites actuellement dans les variétés par les sélectionneurs reposent sur un nombre restreint de gènes très spécifiques. Cette homogénéité de résistance génétique exerce une forte pression de sélection sur les pathogènes entraînant un contournement de la résistance parfois très rapide. Le gène Yr6 contre la rouille jaune en est le parfait exemple avec un contournement dès la première année de commercialisation de la variété Récital. Une des solutions pour préserver ces résistances est de réintroduire de la diversité soit inter- parcellaire mais on s’heurte alors à la nécessité d’avoir une coordination à l’échelle territoriale pas forcément simple à mettre en œuvre, soit intra-parcellaire. Cela peut passer par des variétés multi résistantes mais difficiles à obtenir et à concilier avec des gènes de productivité élevée. Une 3ème voie est de cultiver plusieurs variétés ayant des gènes de résistance différents sur une même parcelle. Ce sont les mélanges de variétés. Dans ce dossier, nous ne nous intéresserons qu’aux résultats sur blé.
Une réduction de la sévérité des maladies grâce à 3 mécanismes.
L’effet dilution.
La plupart des maladies fongiques affectant les parties aériennes des plantes sont causées par des champignons microscopiques qui développent des lésions sur les tissus attaqués. Ces lésions libèrent des spores qui sont ensuite dispersées par voie aérienne et qui vont aller infecter d’autres plantes et ainsi de suite, provoquant des épidémies à cycles multiples. Lorsqu’un parasite attaque un mélange variétal, il a plus de chance d’arriver, si le mélange est bien fait, sur une plante résistante que sensible. Dans ce cas, les spores déposées sur la variété résistante ne peuvent pas redémarrer un nouveau cycle et donc ne dissémineront pas la maladie, entraînant une diminution du nombre de nouvelles lésions formées à chaque cycle. On parle d’un effet densité ou dilution des mélanges variétaux. Plus la densité de plantes sensibles à une race de parasites est faible, plus la probabilité pour une spore d’atteindre une plante sensible diminue et plus la propagation de l’épidémie est réduite (Vallavieille-Pope, 2004).
L’effet barrière.
Un second mécanisme observé dans les mélanges variétaux est l’effet barrière.
http://www.agroperspectives.fr La présence de plantes résistantes forme une barrière physique entre les plantes sensibles et réduit la progression de la maladie.
Ces deux mécanismes ont donc un effet physique sur la dispersion des spores pathogènes. La réduction de la maladie dépendra d’un certain nombre de paramètres comme le taux de croissance des lésions, la taille de la plante et la répartition spatiale entre plantes sensibles et résistantes.
L’effet prémunition.
Dans les mélanges variétaux, la diversité génétique des populations de pathogènes est plus importante que dans les variétés pures. Ainsi, pour un même gène de résistance, des spores virulentes (qui vont provoquer la maladie) et avirulentes coexistent. Cela explique le 3ème mécanisme qui est lui physiologique. Lorsqu’une spore avirulente est déposée sur une plante, elle active des mécanismes de défense et protège contre une infection ultérieure par une race virulente qui est alors moins efficace. On parle de résistance induite.
Les mélanges variétaux n’éliminent pas les pathogènes comme le ferait un fongicide mais ils réduisent le taux de propagation de la maladie. La figure ci-dessous compare la sévérité de la septoriose mesurée sur les parcelles cultivées en pure et celles en associations variétales. Quand les points sont en dessous de la droite, cela signifie que l’association de 4 variétés présente une sévérité moindre que la moyenne des 4 en pure. La majorité des points étant en dessous, on remarque clairement l’intérêt des mélanges pour réduire la sévérité des maladies.
Source : Jeuffroy MH et al, 2010
Impact des mélanges variétaux sur le rendement et la qualité des grains.
Un niveau de rendement des mélanges variétaux au moins égal au rendement de la meilleure variété pure.
Un réseau de parcelles agricoles a été mis en place en 2000, 2001 et 2002 dans le Nord de la France pour quantifier les performances des mélanges variétaux dans le contexte français (Belhaj Fraj, 2003). Au total, 28 parcelles ont été conduites avec du blé panifiable supérieur et selon une conduite de protection intégrée (Rolland et al, 2003), avec en moyenne pour le réseau un seul fongicide par campagne.
http://www.agroperspectives.fr Les résultats pour le rendement sont présentés dans la figure ci-dessous. Comme pour le graph précédent, c’est une comparaison entre le rendement des associations de 4 variétés avec le rendement moyen des variétés en pure. On constate que les points sont soit le long de la droite ce qui signifie qu’il n’y a pas de différence entre les rendements du mélange et de la moyenne des pures, soit au dessus de la courbe donnant l’avantage aux associations. Ainsi, en moyenne sur l’expérimentation, le rendement a augmenté de 0,32 t/ha.
Source : Jeuffroy MH et al, 2010
Ce réseau démontre que le rendement du mélange variétal n’est donc pas significativement différent du rendement de la meilleure variété en pure mais est significativement supérieur au rendement de plusieurs variétés pures.
Concernant la qualité de la récolte, les résultats sont les suivants : - la teneur en protéines est supérieure de 0.54%,
- la quantité d’azote des grains est plus élevée de 13kgN/ha,
- et la note de panification du mélange n’est pas significativement différente de celle de la moyenne des 4 variétés pures.
Un rendement plus stable.
Un des autres avantages des mélanges variétaux également démontrés par l’expérimentation précédente est une meilleure stabilité des rendements (cf figure page suivante). Plus les points sont resserrés autour de la droite rouge, plus le rendement est stable. Ainsi, Apache présente la variabilité de rendement la plus élevée et l’association la plus faible.
Cette stabilité pourrait s’expliquer par une meilleure utilisation des ressources de l’environnement (eau, azote…) par les populations hétérogènes et par un maintien des performances dans des conditions limites (Finckh et al, 2000), certaines variétés du mélange prenant le relais quand les autres décrochent.
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Source : Jeuffroy MH et al, 2010
Le choix et la proportion des variétés : 2 critères clé pour réussir ses mélanges.
Besoin d’associer des variétés avec des caractéristiques technologiques et agronomiques proches.
Plusieurs critères doivent être pris en compte pour choisir les variétés à associer de sorte que le mélange présente un intérêt par rapport aux variétés pures. La première contrainte concerne le débouché de la récolte. Pour garantir les exigences des débouchés, il faut associer des variétés qui présentent des qualités technologiques proches et/ou complémentaires. Ainsi, pour un débouché meunier, mieux vaut mélanger des variétés BPS même si aucune recherche n’a été menée jusque là pour démontrer que c’est une obligation. La destination meunerie ne semble pas être un frein pour les mélanges variétaux comme certains le laisseraient entendre.
Ensuite, il faut étudier les caractéristiques agronomiques des variétés en particulier la précocité à montaison et la hauteur de tige. Si dans un mélange binaire, une variété est plus précoce à montaison que l’autre, la proportion de talles sera déséquilibrée entraînant ensuite un déséquilibre dans les proportions de grains récoltées. Par ailleurs, si une variété est plus haute que l’autre, cela induit un ombrage pouvant provoquer un moins bon remplissage des grains de la variété la plus petite.
Besoin de respecter une certaine proportion entre plantes sensibles et plantes résistantes.
Pour être efficace, le mélange doit comporter une proportion élevée de variétés résistantes (Finckh et al, 2000).
Des travaux récents (Lebon V., poster 2012) démontrent que la proportion 3R:1S est la plus performante pour contrôler la septoriose du blé (cf. graph ci-contre, résultat pour l’année 2012). Le critère AUDPC traduit la proportion de surfaces nécrosées des feuilles. Plus la valeur est élevée, moins la feuille présente de surfaces vertes. L’année 2012 montre que la variété résistante reste l’option qui permet d’avoir la plus grande surface verte mais que le mélange 3R :1S permet d’obtenir aussi de bons résultats. A noter également que l’association 1R :3S est à éviter car elle présente plus de surfaces nécrosées que la variété sensible pure.
http://www.agroperspectives.fr Le recul de 5 ans confirme bien que l’association 3R:1S soit 75%résistants : 25% sensibles est l’association la plus efficace pour réduire la sévérité de la septoriose (cf.graph ci-dessous).
L’année 2012 a été marquée par une très forte pression septoriose, cela explique très certainement la moindre efficacité du mélange cette année là sans toutefois remettre en cause les résultats obtenus depuis 5 ans.
Concernant le rendement, la variété résistante en pure et l’association 3R:1S sont les meilleures proportions pour un rendement élevé (Lebon V., non publié).
Une de critiques faites aux mélanges est la possibilité de contournement de la variété résistante en l’associant à des variétés sensibles. L’étude n’a pas mis en évidence ce phénomène.
Les mélanges variétaux en céréales à paille sont encore très peu utilisés en France. Certains arguent une efficacité limitée pour contrôler les maladies, des rendements moindres, la difficulté de répondre aux objectifs de débouchés ou encore une absence de références sur le sujet. La recherche, notamment l’INRA travaille pourtant sur le sujet depuis très longtemps et a largement démontré les avantages de cette pratique : réduction de la sévérité des maladies, rendements en moyenne égaux ou supérieurs à la moyenne des variétés pures et plus stables dans le temps, maintien de la qualité des grains. Pourvu qu’on les construise de façon pertinente en tenant compte de critères technologiques et agronomiques et des niveaux de résistance des variétés ! Le catalogue français est aujourd’hui suffisamment étoffé pour le faire même si, pour le moment, les sélectionneurs n’intègrent pas un critère « intérêt pour mélange » dans leurs objectifs de sélection.
Le plan Ecophyto pourrait changer la donne. En effet, ce levier peut permettre de réduire l’usage des fongicides et il présente l’avantage de ne pas bousculer fortement les pratiques des agriculteurs. L’agriculteur gagne une certaine souplesse dans la gestion des maladies fongiques aériennes et certaines années à faible pression ne fait qu’un fongicide (voire zéro d’après certains). Reste le frein lié aux filières qui fait que les organismes stockeurs n’apprécient pas de collecter des mélanges variétaux. Il serait peut être intéressant de mener des travaux sur le sujet, question de lever ce frein qui sert trop souvent d’excuse dans les campagnes pour ne cultiver de la diversité dans les parcelles !
http://www.agroperspectives.fr Sources :
BELHAJ FRAJ M., 2003. Evaluation de la stabilité et la faisabilité des associations variétales de blé tendre d’hiver à destination meunière en conditions agricoles. Thèse de doctorat, ENSAR, Rennes 120p.
FINCKH M. et al, 2000. Cereal variety and species mixtures in practice, with emphasis on disease resistance.
Agronomie 20, p813 à 837.
JEUFFROY Marie-Hélène, MEYNARD JM., VALLAVIEILLE-POPE C., BELHAJ FRAJ M., SAULAS P., 2010. Les associations de variétés de blé : performances et maîtrise des maladies. Le Sélectionneur français n°61, p75 à 84.
LEBON V. et al, 2012. Cultivar and Species Mixtures Effect on Wheat Septoria Tritici Blotch Spreading. Poster présenté lors de la conférence internationale Plant and Canopy Architecture Impact on Disease Epidemiology and Pest Developpement, Rennes, juillet 1-5, 2012.
ROLLAND B. et al, 2003. Des itinéraires techniques à bas niveaux d’intrants pour des variétés rustiques de blé tendre : une alternative pour concilier économie et environnement. Courrier de l’environnement de l’INRA, n°49, p47 à 62.
MILLE B. et al, 2006. Assessing four-way mixtures of winter wheat cultivars from the performances of their two-way and individual components. European journal of plant pathology 114 p163 à 173.
VALLAVIEILLE-POPE C., 2004. Management of disease resistance diversiité of cultivars of a species in single fileds : controlling epidemics. C. R. Biologies 327.
