Influence de la qualité des composts et de leurs extraits sur la ...

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

    Thse prsente la Facult des Sciences de lUniversit de Neuchtel Institut de Botanique (Laboratoire sol et vgtation)

    Pour lobtention du titre de Docteur s Sciences

    par Mohamed Larbi Accepte sur proposition du jury:

    Prof. Dr. Jean-Michel Gobat Universit de Neuchtel (Laboratoire sol et vgtation), Directeur de thse

    Dr. Jacques G. Fuchs Institut de Recherches pour lAgriculture Biologique, FiBL, CH-Frick Co-directeur de thse

    Prof. Dr. Genevive Dfago Ecole Polytechnique Fdrale de Zrich, ETHZ, Rapporteur

    Dr. Brigitte Mauch-Mani Universit de Neuchtel, Rapporteur

    Prof. Dr. Bouzid Nasraoui Ecole Suprieure dAgriculture du Kef, Tunisie, Rapporteur

    Soutenue devant le jury le 29 mars 2006 Universit de Neuchtel 2006

    Jens Unrath Archived at http://orgprints.org/8935/

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    A lme de mon pre

    Dors en paix ton souhait sest accompli

    A ma mre source damour ternel

    A mon pouse Najah

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  • Sommaire

    Mohamed Larbi, 2006 I

    SOMMAIRE

    Rsum 1 Abstract 3 Zusammenfassung 5

    1. Introduction gnrale 7 2. Etude bibliographique 9

    2.1. Importance cologique des dchets organiques et du compost 9 2.2. Influence des sur les paramtres physiques, chimiques et biologiques du sol 11

    2.2.1. Effets sur les paramtres physiques 11 2.2.2. Effets sur les paramtres chimiques 12 2.2.3. Effets sur les paramtres biologiques 16

    2.3. Les paramtres de caractrisation des composts 17 2.3.1. Caractristiques physiques 17 2.3.2. Caractristiques chimiques 17 2.3.3. Caractristiques biologiques 20

    2.4. Influence des acides humiques sur la croissance des plantes 21 2.5. Influence de lutilisation de composts sur la sant des plantes 22

    2.5.1. Influence du compost sur les maladies telluriques 23 2.5.2. Facteurs influenant les caractristiques suppressives des composts 28 2.5.3. Effets long terme et applications pratiques 30

    2.6. Influence des extraits de composts sur les maladies foliaires 32 2.6.1. Principes gnraux 32 2.6.2. Choix des composts 32 2.6.3. Mcanismes daction des extraits de composts 33 2.6.4. Rsultats des essais en plein champ 34 2.6.5. Accroissement de lefficacit de lextrait 35

    2.7. Compost et induction de rsistance 37

    3. Objectifs du prsent travail 39

  • Sommaire

    Mohamed Larbi, 2006 II

    4. Matriel et mthodes 41 4.1. Microorganismes 41

    4.1.1. Agents pathognes telluriques (Pythium ultimum, Rhizoctonia solani) 41 4.1.2 Agents pathognes foliaires (Venturia inaequalis et Plasmopara viticola) 41

    4.2. Matriel vgtal 42

    4.3. Composts et substrats 42 4.3.1. Production des extraits de composts 45 4.3.2. Strilisation des extraits de composts employs dans les biotests 45

    4.4. Caractrisation chimique, physique et biologique des composts 46 4.4.1. Extraction aqueuse 1:2 (mthode H2OGH-Ex) 46 4.4.2. Dtermination du pH aqueux (mthode H2OGH-pH) 46 4.4.3. Dtermination de la salinit du compost (mthode H2OGH-Sal) 46 4.4.4. Dtermination de la teneur en NH4+, NO2- et NO3- 46 4.4.5. Dtermination de la matire sche des composts (mthode D-TS) 47 4.4.6. Dtermination de la teneur en matire organique (mthode D-AS) 47 4.4.7. Fractionnement et purification des composs humiques des composts 47 4.4.8. Analyse de la fraction organique infrieur 50 m 48 4.4.9 Dtermination de lactivit microbienne des composts 48 4.4.10.Dtermination de la population microbienne des composts et extraits 48

    de composts

    4.5. Tests in vitro 49 4.5.1. Influence des extraits de composts sur la germination des spores 49

    de Venturia inaequalis 4.5.2. Influence des extraits de composts sur lactivit des zoospores de 50

    Plasmopara viticola

    4.6. Tests in vivo 50 4.6.1. Test de la phytotoxicit des composts 50 4.6.2. Tests de suppression des maladies telluriques 50 4.6.3. Test de protection des plantes contre les maladies foliaires 52

    4.7. Rcapitulatif des mthodes exprimentales employes 53

    4.8. Analyses statistiques 55

    5. Rsultats et discussion 57 5.1. Caractrisation des composts 57

    5.1.1. Caractrisation physique et chimique 57 5.1.2. Caractrisation biologique 64

    5.2. Influence des composts sur le dveloppement des maladies telluriques 70 5.2.1. Influence des composts sur le dveloppement de la maladie de la 70

    fonte des semis de concombre (agent pathogne Pythium ultimum) 5.2.2. Influence de composts sur le dveloppement de la maladie de la 73

    pourriture des racines de basilic (agent pathogne Rhizoctonia solani)

  • Sommaire

    Mohamed Larbi, 2006 III

    5.3. Influence des extraits de composts sur le dveloppement 76 des maladies foliaires

    5.3.1. Influence de divers extraits de composts sur le dveloppement de la 76 maladie de la tavelure du pommier cause par Venturia inaequalis 5.3.2 Influence de divers extraits de composts sur le dveloppement de la 76

    maladie du mildiou de la vigne cause par Plasmopara viticola 5.3.3. Influence du mode de production de lextrait de compost sur sa capacit 78 protger les plantes de pommiers contre la tavelure cause par Venturia inaequalis 5.3.4. Influence des paramtres chimiques et microbiologiques des extraits 82

    de composts sur leur capacit protger les plantes contre les maladies 5.3.5. Influence de diffrentes strilisations des composts et de leurs extraits 87 sur lefficacit des extraits protger les plantes contre les maladies 5.3.6. Influence du lavage des feuilles sur lefficacit dextrait de composts 90

    contre les maladies foliaires 5.3.7. Influence in vitro de divers extraits de composts sur la germination 92

    des conidies de Venturia inaequalis 5.3.8.. Influence des extraits de composts sur lactivit des zoospores de 94 Plasmopara viticola 5.3.9. Influence de lapplication de composs humiques extraits des composts 96 sur lincidence et la svrit de la maladie de la tavelure du pommier, agent pathogne Venturia inaequalis

    5.4. Rcapitulation des rsultats essentiels 100

    6. Discussion et conclusion gnrales 103 6.1. La caractrisation des composts de qualit 103

    6.2. Influence de la qualit des composts sur leur pouvoir suppressif 104

    6.3. Les mcanismes plausibles des extraits de composts dans la protection 109 des plantes contre les maladies foliaires

    6.4. Possibilits et limites de lutilisation des composts et des extraits de 111 composts dans la pratique 6.5. Le pouvoir phytosanitaire des matires humiques extraites de composts 113

    6.6. Perspectives de recherche et de dveloppement 114

    7. Rfrences bibliographiques 117

    Remerciements Annexe

  • Sommaire

    Mohamed Larbi, 2006 IV

  • Rsum

    Mohamed Larbi, 2006 page 1

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

    Mots cls : compost, extrait de compost, qualit des composts, protection des plantes, maladies fongiques, Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, Venturia inaequalis, Plasmopara viticola, matire humique des composts (acides humiques et fulviques), potentiel phytosanitaire, effet fongicide, induction de la rsistance Rsum Le potentiel suppressif de certains composts et de leurs extraits sur les maladies telluriques ou foliaires a souvent t dmontr. Lefficacit des composts et/ou des extraits varie en fonction du type de compost et du systme plante hte-pathogne. Les raisons de cette variabilit demeurent encore en grande partie mconnues. De plus, les mcanismes dinhibition des pathognes par les composts et/ou les extraits de composts restent encore insuffisamment explors. Une meilleure connaissance des paramtres influenant les proprits 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 prsent travail visent (i) la caractrisation des paramtres de la qualit physique, chimique et biologique de divers composts et de leurs extraits et dtablir le lien entre ces paramtres et lorigine et le mode de leur production, (ii) dtermination de linfluence de ces paramtres sur lefficacit phytosanitaire du compost et de ses extraits (iii) la dtermination des mcanismes dinhibition des pathognes par les composts contre les maladies telluriques et des extrais de composts contre celles foliaires (iv) dtermination du potentiel phytosanitaire des matires humiques des composts (acides humiques et fulviques) contre les maladies foliaires. Les rsultats obtenus montrent que la conduite du processus de compostage ainsi que lge physiologique de composts influencent leur qualit biologique. De manire gnrale, la compatibilit des composts avec la croissance des plantes augmente avec leur ge physiologique. Cet ge physiologique des composts diffre de leur ge rel (en mois), la conduite du processus linfluenant de manire dterminante. Aucune corrlation claire na pu tre observe entre les paramtres physico-chimiques et biologiques des composts et leur capacit protger les plantes contre les maladies telluriques. La majorit des composts tests ont protg les plantes de concombre contre la maladie de la fonte des semis (agent pathogne, Pythium ultimum) indpendamment du processus de compostage et des matriaux composts. Ce potentiel suppressif semble diminuer avec lge du compost. Par contre, seule une minorit des composts a pu rduire

  • Rsum

    Mohamed Larbi, 2006 page 2

    significativement la mortalit de plantes de basilic contre Rhizoctonia solani. Linfluence de la conduite du processus de compostage semble tre plu