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

Larbi, Mohamed (2006) Influence de la qualité des composts et de leurs extraits sur la protection des plantes contre les maladies fongiques. [Influence of the quality of composts and compost extracts on their capacity to protect plants against fungal diseases.] Thesis, Institut de recherche de l'agriculture biologique FiBL, CH-Frick; l' Université de Neuchâtel. .

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Summary

Le potentiel suppressif de certains composts et de leurs extraits sur les maladies telluriques ou foliaires a souvent été démontré. L’efficacité des composts et/ou des extraits varie en fonction du type de compost et du système plante hôte-pathogène. Les raisons de cette variabilité demeurent encore en grande partie méconnues. De plus, les mécanismes d’inhibition des pathogènes par les composts et/ou les extraits de composts restent encore insuffisamment explorés. Une meilleure connaissance des paramètres influençant les propriétés phytosanitaires des composts et de leurs extraits est donc indispensable afin de pouvoir optimiser leur utilisation pour lutter contre les maladies des plantes.
Les objectifs du présent travail visent (i) la caractérisation des paramètres de la qualité physique, chimique et biologique de divers composts et de leurs extraits et d’établir le lien entre ces paramètres et l’origine et le mode de leur production, (ii) détermination de l’influence de ces paramètres sur l’efficacité phytosanitaire du compost et de ses extraits (iii) la détermination des mécanismes d’inhibition des pathogènes par les composts contre les maladies telluriques et des extrais de composts contre celles foliaires (iv) détermination du potentiel phytosanitaire des matières humiques des composts (acides humiques et fulviques) contre les maladies foliaires.
Les résultats obtenus montrent que la conduite du processus de compostage ainsi que l’âge physiologique de composts influencent leur qualité biologique. De manière générale, la compatibilité des composts avec la croissance des plantes augmente avec leur âge physiologique. Cet âge physiologique des composts diffère de leur âge réel (en mois), la conduite du processus l’influençant de manière déterminante. 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. 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. Ce potentiel suppressif semble diminuer avec l’âge du compost. Par contre, seule une minorité des composts a pu réduiresignificativement la mortalité de plantes de basilic contre Rhizoctonia solani. L’influence de la conduite du processus de compostage semble être plus importante que le degré de maturité du compost. Le mécanisme de protection contre les maladies telluriques semble 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) au-delà de 40 % et du mildiou de la vigne (agent pathogène, Plasmopara viticola) (60 %). Dans ce dernier cas, l’incidence de la maladie a été également réduite (46 %). Le mode de production de l’extrait (durée et rapport d’extraction) ainsi que l’âge des composts utilisés n’ont pas influencé l’efficacité des extraits. La stérilisation du compost par autoclavage avant son extraction et de l’extrait luimême après son extraction (par autoclavage ou par filtration à 0,2 µm) n’a pas influencé l’efficacité de l’extrait. 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 (70 %), inhibition probablement due à la salinité des extraits.
Contrairement aux mécanismes mis en jeu dans la protection des plantes contre les maladies telluriques, 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 translation

The potential of composts and compost extracts to improve plant health has often been shown. Their efficacy varies with the type of compost or compost extract and with the host-pathogen system, but the reasons for this variability are unknown so far. Moreover, 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 characterize the chemical, physical and biological properties of composts and compost extracts and to relate these to their origin and method of production.
(ii) to determine the influence of these parameters on the phytosanitary effects of composts and compost extracts, (iii) to determine the mechanisms of inhibition of soil borne diseases by composts and of foliar diseases by compost extracts, (iv) 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 influence the biological quality of composts. In general, the composts became more compatible with plant growth with increasing physiological age. The physiological age differs from the real age of the compost (in months) and is mainly determined by the composting process.
No clear correlation was found between physical, chemical and biological compost parameters and their suppressiveness against soil borne diseases. The majority of the tested composts protected cucumber against damping-off (Pythium ultimum), independently from the composting process and the materials of origin. Suppressiveness seemed to decrease with the age of the composts. By contrast, only few composts significantly suppressed damping-off of basil due to Rhizoctonia solani. This latter effect was influenced more strongly by the composting process than by the maturity of the composts. The mechanisms of inhibition seem to be primarily of microbial nature.
The majority of compost extracts reduced severity of scab (Venturia inaequalis) in seedlings of apple (by 40 %), and of downy mildew (Plasmopara viticola) in seedlings of grapevine (by60 %). In grapevine, not only the severity but also the incidence of downy mildew was reduced (46 %). The duration of extraction, the compost/water ratio and the age of the composts did not influence the efficacy of the extracts. Sterilization of the composts before extraction and of the extracts (by autoclaving and sterile filtration at 0.2 µm, respectively) did not influence efficacy. 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 (70 %), 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.

EPrint Type:Thesis
Thesis Type:Dissertation
Keywords:compost, extrait de compost, qualité des composts, protection des plantes, maladies fongiques, Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, Venturia inaequalis, Plasmopara viticola, matière humique des composts (acides humiques et fulviques), potentiel phytosanitaire, effet fongicide, induction de la résistance, compost, compost extract, composts quality, plants protection, fungal diseases, Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, Venturia inaequalis, Plasmopara viticola, humic matter (humic and fulvic acids), phytosanitary potential, fungicidal effect, induction of resistance, Kompost, Kompostextrakt, Kompostqualität, Pflanzenschutz, Pilzkrankheiten, Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, Venturia inaequalis, Plasmopara viticola, Humin Substanze (Humin- und Fulvinsäuren), Krankheitsunterdrückungpotential, fungizide Wirkung, Resistanzinduktion
Subjects: Crop husbandry > Composting and manuring
Crop husbandry > Crop health, quality, protection
Research affiliation: Switzerland > FiBL - Research Institute of Organic Agriculture Switzerland > Plant Protection and Biodiversity
Deposited By: Larbi, Mohamed
ID Code:8935
Deposited On:01 Aug 2006
Last Modified:12 Apr 2010 07:33
Document Language:French - Francais
Status:Published
Refereed:Peer-reviewed and accepted

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