Faculté des sciences

Influence de la qualité des composts et de leurs extraits sur la protection des plantes contre les maladies fongiques

Larbi, Mohamed ; Gobat, Jean-Michel (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel, 2006 ; 1869.

The potential of composts and compost extracts to improve plant health has often been shown. However, there is no final conclusion about the mechanisms of inhibition of plant diseases by composts and their extracts. Better knowledge about the factors influencing the phytosanitary potential of compost and their extracts appears indispensable to optimize their utilization for plant protection.The... More

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    Résumé
    Le fait que certains composts et leurs extraits peuvent protéger les plantes contre les maladies sont connus. Toutefois, les mécanismes en jeu sont encore insuffisamment connus, ce qui empêche d’utiliser de manière optimale ce potentiel phytosanitaire des composts et de leurs extraits. Les objectifs du présent travail visent principalement (i) la détermination de l’influence des paramètres de qualité des composts sur leur efficacité phytosanitaire, (ii) la détermination des mécanismes de protection mis en jeu, (iii) la détermination du potentiel phytosanitaire des matières humiques des composts contre les maladies foliaires. Les résultats obtenus montrent que la conduite du processus de compostage ainsi que l’âge physiologique de composts sont les principaux facteurs influençant leur qualité biologique. La majorité des composts testés ont protégé les plantes de concombre contre la maladie de la fonte des semis (agent pathogène, Pythium ultimum) indépendamment du processus de compostage et des matériaux compostés. Par contre, seule une minorité des composts a pu réduire significativement la mortalité de plantes de basilic contre Rhizoctonia solani. Aucune corrélation claire n’a pu être observée entre les paramètres physico-chimiques et biologiques des composts et leur capacité à protéger les plantes contre les maladies telluriques. L’influence de la conduite du processus de compostage semble être plus importante que le degré de maturité du compost. Les mécanismes de protection contre les maladies telluriques semblent être principalement de nature microbiologique. La majorité des extraits de composts a, in vivo, réduit significativement la sévérité de la tavelure du pommier (agent pathogène, Venturia inaequalis) et du mildiou de la vigne (agent pathogène, Plasmopara viticola). Dans ce dernier cas, l’incidence de la maladie a été également réduite. Ni le mode de production de l’extrait (durée et rapport d’extraction), ni l’âge des composts utilisés, ni la stérilisation du compost ou de l’extrait n’ont influencé l’efficacité des extraits. Alors que le lavage des feuilles après l’application des extraits de compost n’a pas eu d’effet constant sur le développement de la tavelure du pommier, la protection des feuilles de vigne contre le mildiou était diminuée par cette opération. L’application des acides humiques et fulviques des composts a également réduit significativement la sévérité de la maladie causée par Venturia inaequalis. In vitro, les extraits de composts n’ont pas inhibé la germination de conidies de Venturia inaequalis, mais l’ont au contraire stimulé. Par contre, l’activité de zoospores de Plasmopara viticola a été fortement inhibée par les extraits de compost, inhibition probablement due à la salinité des extraits. Le mécanisme d’inhibition des extraits des composts contre les maladies foliaires n’est pas lié à leur activité microbienne. Le principe actif contre Venturia inaequalis doit être soluble à l’eau, thermostable et déjà présent dans le compost avant son extraction. Etant donné que les extraits des composts ne montrent aucun effet fongicide contre V. inaequalis, le mécanisme d’action passe soit par la plante (éventuellement induction de résistance), soit par l’influence de la phyllosphère. En ce qui concerne la protection de la vigne contre Plasmopara viticola, une action directe des extraits sur le pathogène semble également jouer un rôle déterminant. Les résultats obtenus mettent en évidence que les composts et les extraits possèdent un potentiel intéressant à protéger les plantes contre divers agents pathogènes. Des essais complémentaires dans les conditions pratiques s’avèrent ainsi nécessaires afin d’optimiser l’utilisation des composts et de leurs extraits et de déterminer les limites d’efficacité de ces techniques. A cet égard, l’application combinée de compost dans le sol et des extraits sur les feuilles pourrait s’avérer intéressante pour offrir une protection globale des plantes.
    Summary
    The potential of composts and compost extracts to improve plant health has often been shown. However, there is no final conclusion about the mechanisms of inhibition of plant diseases by composts and their extracts. Better knowledge about the factors influencing the phytosanitary potential of compost and their extracts appears indispensable to optimize their utilization for plant protection.The aims of this work are: (i) to determine the influence of composts quality parameters on their phytosanitary efficacy (ii) to determine the mechanisms of inhibition of soil borne diseases by composts and of foliar diseases by compost extracts, (iii) to determine the effect of humic matter (humic and fulvic acids) extracted from composts against foliar diseases.The results show that the composting process and physiological age of composts are the principal factors influencing their biological quality. The majority of the tested composts protected cucumber against damping-off (Pythium ultimum), independently from the composting process and the materials of origin. By contrast, only few composts significantly suppressed damping-off of basil due to Rhizoctonia solani. No clear correlation was found between physical, chemical and biological compost parameters and their suppressiveness against soil borne diseases. The influence of composting process seems to be more important than by the maturity of the composts. The mechanisms of inhibition of soil borne disease seem to be primarily of microbial nature. The majority of compost extracts reduced severity of scab (Venturia inaequalis) in seedlings of apple, and of downy mildew (Plasmopara viticola) in seedlings of grapevine. In grapevine, not only the severity but also the incidence of downy mildew was reduced. The production mode (duration of extraction, the compost/water ratio), the age of the composts and the Sterilization modes of composts or extracts (by autoclaving and sterile filtration at 0.2 µm) did not influence the efficacy of the extracts. Washing the leaves after application of extracts had no consistent effect on apple scab, but reduced the efficacy against downy mildew of grapevines. Application of humic and fulvic acids from composts significantly reduced the severity of apple scab. In vitro, compost exctacts did not inhibit the germination of zoospores of V. inaequalis, but stimulated it instead. By contrast, the activity of zoospores of P. viticola was strongly inhibited, probably due to the salinity of the extracts.Unlike in soil borne diseases, the mechanisms of inhibition of foliar diseases are not linked to microbial activity. The principle active against V. inaequalis must be water soluble, heat stable and present in composts before the extraction. Considering that compost extracts had no fungicidal effect against V. inaequalis, the mechanisms must be either through the plant (perhaps induction of resistance) or through influence on the phyllosphere. With respect to protection of grapevines against P. viticola, a direct effect on the pathogen seems to be important.In conclusion, composts and compost extracts reveal an interesting potential to protect plants against a range of pathogens. Further trials under practical conditions are necessary to optimize the use of composts and their extracts, and to determine the limitations of this technique. The combined application of compost to the soil and compost extracts to the leaves seems interesting to achieve full protection of plants against an array of diseases.