Mémoire

Principes de la lutte microbiologique en agriculture

Institut National de la Recherche Agronomique, La Minière, F - 78 - Versailles Station de Recherches de Lutte Biologique et de Biocœnotique, France.

Résumé

L’expérience acquise après plus d’une décennie de développement des recherches en pathologie des insectes permet de tenter d’établir un premier bilan et de dégager quelques principes à retenir pour l’application de la lutte microbiologique en agriculture. Ces principes découlent, d’une part de nos connaissances sur les propriétés pathologiques et épizootiologiques des germes considérés, d’autre part des caractéristiques écologiques des milieux concernés ainsi que des impératifs agronomiques et économiques.

1. Bases microbiologiques.

C’est dans l’isolement et la caractérisation des différentes catégories de pathogènes que les recherches ont été les plus poussées. Elles ont abouti à une liste de plus d’un millier d’espèces appartenant à tous les groupes : bactéries, rickettsies, virus, protozoaires, champignons, en négligeant les nématodes, parmi lesquelles seules deux bactéries, trois champignons et quelques virus ont fait l’objet d’expérimentations.

Les propriétés microbiologiques et les potentialités de ces 5 types de germe sont rappelées en insistant sur les aspects intéressant la lutte microbiologique : virulence, spécificité, rémanence, facultés de conservation, possibilité de multiplication industrielle.

2. Bases pathologiques.

Le recours à l’arme microbiologique en défense des cultures est en fonction des données acquises sur les processus pathologiques déterminant l’évolution des maladies de l’état enzootique vers l’état épizootique, après intervention ou non de l’Homme. Ces phénomènes sont liés à la fois à l’agressivité du germe et à la réceptivité de l’hôte, mais aussi à l’action du milieu. Il est ainsi brièvement discuté du rôle respectif de la virulence des souches, de l’origine du pathogène (endémique ou introduit), de la biomasse des microorganismes d’une part, de la sensibilité de l’insecte d’autre part, qui peut dépendre de son stade, de sa race, de la phase gradologique de la population ou de l’état physiologique provoqué par des déséquilibres nutritionnels, des intoxications ou des troubles pathologiques, infections Chroniques ou latentes, maladies à enchaînements.

Dans cette « balance » entre le germe et l’hôte, les facteurs du milieu ont une influence à la fois sur les deux populations antagonistes considérées isolément et sur leur interaction selon des phénomènes de « stress » dans lesquels les facteurs prédisposants concernent l’hôte alors que les facteurs activateurs agissent sur le microorganisme.

3. Bases écologiques.

L’idéal de la lutte microbiologique est d’aboutir à l’introduction dans un écosystème d’un agent de régulation permanente du niveau de population du ravageur au-dessous du seuil de nuisibilité pour la culture considérée. Ce caractère de prévention à long terme implique de tenir compte non seulement de l’insecte à combattre et du germe à utiliser mais aussi de l’environnement dans lequel est effectuée la dispersion du pathogène. L’unité de surface pour les applications doit être représentative de cet environnement et constituer un écosystème autonome, elle est donc d’importance très variable selon la formation végétale considérée : forêt, culture permanente, semi-permanente ou annuelle et selon la nature géographique du milieu.

Dans ce contexte, les stations refuges ont une place privilégiée et, en milieu cultivé, il ne faut pas négliger l’action des façons culturales et l’influence des rotations sur la, survie de l’hôte et du pathogène. La persistance endémique de celui-ci est liée, en effet, au maintien d’une population minimum de sorte que, dans l’appréciation des résultats d’une application, la morbidité a plus d’importance que la mortalité.

Le pathogène introduit entre en concurrence avec les autres agents biotiques de régulation de la population-hôte (entomopha- ges, autres maladies), aussi son application doit être faite lorsque la biologie de l’espèce, le stade d’évolution du ravageur, l’état gradologique de la population permettent d’espérer qu’il constituera un des « facteurs clés » dans la dynamique de cette population.

Le traitement généralisé par un microorganisme entraîne une certaine pollution du milieu qu’il est préférable d’essayer d’éviter en ayant recours à des applications localisées.

4. Bases agronomiques.

Les connaissances du microbiologiste, les conditions du pathologiste et le point de vue de l’écologiste ne sont pas toujours en accord avec les besoins de l’agronome. Ainsi la sélectivité de l’arme microbiologique amène le plus souvent à inclure la préparation biologique dans un programme de lutte intégrée ; l’action épizootique à long terme est parfois incompatible avec la sauvegarde de la récolte, soit quantitativement en fonction du taux minimum de survie du ravageur et du seuil de tolérance de la culture, soit qualitativement en fonction des normes de commercialisation.

Le type de culture est le facteur déterminant pour le choix d’une technique de lutte. La forêt constitue le milieu le plus favorable à la lutte microbiologique proprement dite, alors que dans les cultures annuelles, il n’est possible actuellement que de recourir à des traitements phytosanitaires sélectifs, à l’aide par exemple de Bacillus thuringiensis ou de certains virus.

Abstract

The experience gained after more than ten years of research in insect pathology makes it possible to survey the results, and to establish some principles for applied microbial control in agriculture. These principles should be based on our knowledge regar- ding the pathology and epizootiological properties of the considered pathogens and the ecological characteristics of the studied environment as well ; in addition, it should rely on agronomic and economie requirements.

1. Microbial basis.

Research has been concentrated on the isolation and characterization of the various types of pathogens. It has permitted to list more than a thousand species belonging to all kinds of groups : Bacteria, Rickettsia, Viruses, Protozoa, Fungi, among which only two bacteria, three fungi and some viruses have been tested. The microbial characteristics and potentialities of these 5 categories of pathogens are recalled, with special consideration of their microbial control properties : virulence, specificity, remanence, conservation power and possible industrial production.

2. Pathological basis.

The chances to succeed in crop protection by biological means depends on the data available on the pathological processes determining the evolution of diseases from an enzootic State to an epizootie one, whether man has interfered or not.

These phenomena are linked to the pathogen’s agressiveness, and to the host’s receptivity as well and underlie the environmental effect. The proper roles of the strains virulence, the origin of the pathogen (endemic or introduced), of the importance of the biomass of the microorganisms, compared to the insect susceptibility which can depend on its developmental stage, its strain, the « gradological » State of population determined by nutritional unbalance, intoxication or pathological disorders, chronic or latent infections, sequence diseases, are briefly discussed. In this balance between the pathogen and the host, the environmental factors have an effect both on the antagonistic populations considered separately and on their interacting according to stress phenomena in which the predisposing factors affect the host while the activating factors acts on the micro-organism.

3. Ecological basis.

In microbial control, the ideal is to succeed in introducing into an ecosystem a permanent regulating agent keeping the pest population level under the threshold injurious for the crop. For this long-term forecasting it is the insect to control and the pathogen to use that have to be considered in connection with the environment in which the latter is spread. The unit of the area unit retained for the application should be representative for the environment concerned and represent a self-regulafing ecosystem. Therefore, the size of the surface is largely depending on the plant community considered : forest, permanent crop, semi-permanent or annual crop, whereby the character of the environment has also to be considered.

In this connection, the so called « Stations refuges » have a privileged position, and in areas with cropping the effects of cultural practices and crop rotations on the survival of both the host and the pathogen should be considered. The chances of endemic persistance of the latter are linked with the possibilities to maintain the population at a minimal level. Therefore, in estimating the results of an application, the degree of morbidity is more important than the mortality.

The introduced pathogen has to compete with other biotic agents regulating the host population (entomophagous insects, other diseases) and the introduction should thus be done according to the most convenient time especially in respect to biology of the species, the stage of evolution of the pest and the « gradological » State of the population in order to ensure that it acts as a « key factor ».

The general application of a microorganism induces a certain pollution of the environment winch should better be avoided by local introduction.

4. Agronomic basis.

The microbiologist’s knowledge, the pathologist’s conditions and the ecologist’s point of view are not necessarily in agreement with the agronomist’s requirements. The selectivity of the micro- bill means most often brings the necessity to apply it in the frame of an integrated control program ; the long terni epizootic action is sometimes incompatible with a safe cropping as either the quantity may be affected by the remained minimum level of pests exceeding tolerated thresholds, or there are qualitative involvements with respect to commercial standards. The type of crop is decisive for the choice of a control technique. Forests represent the most favourable environment for microbial control methods whereas annual crops can for the moment only be treated biologically with selective compounds like Bacillus thuringiensis and some viruses.