Traitement phytosanitaire des arbres par micro-injection

Traitement phytosanitaire des arbres par
micro-injection

Risks related to trunk injection 

 Risks for trees 

By creating a hole in bark and in the sapwood, injection involves some risks for tree health. Aćimović et al. (2016) compared drill- and needle-based tree-injection techniques to investigate port closure, bark cracking and callus formation in apple trees. He showed that port closure took from one year to more than two years and that the lenticular port left by the blade healed fastest. Working in peach trees, Cooley et al. (1992) found no evidence of significant damage to the tree after two years but wounds were not closed by callus formation. Percival and Boyle recorded total wound closure by measuring callus formation at the end of the first growing season in apple trees and English oak (Percival and Boyle, 2005). Doccola et al. (2011) reported that green ash grew over 80% of the injured vascular system in two years with no signs of negative impacts on tree health. However, wound closure is only one aspect of many physiological responses of trees. Visual observations of the external wound left by injection showed trunk splitting, bark separation, fluxing of sap, and in the inner tissues, wood staining and decay (Aćimović et al., 2016; Perry et al., 1991; Shigo et al., 1977). If high rates of chemicals are used, long term and permanent injuries may occur, including leaf yellowing or leaf death, or reduced fruit yield (Aćimović et al., 2016). Tree health and longevity may also be affected by the wound created by the Chapitre 1 : Introduction 25 injection, as the port is an entry point for pathogens and insects (Ferracini and Alma, 2008; Percival and Boyle, 2005; Perry et al., 1991). After injection, wounds are usually compartmentalized by walls that confine the injured tissues, and repeated injection over time can lead to a majority of occluded or walled vessels, making further injections impossible (Shigo, 1984; Shigo et al., 1977; Smith and Lewis, 2005). Numerous studies have reported no external symptoms of phytotoxic effects associated with trunk injection treatments (Fettig et al., 2013c; Grosman et al., 2010). However, fluxing of sap and bleeding can occur around the injection openings, which could be misperceived and considered unsightly in urban environment and therefore undesirable (Fettig et al., 2013c; Perry et al., 1991)

 Risks for humans and the environment 

When spraying methods are used, the main chemical risk is to the workers who do the spraying and who are exposed to high concentrations of agrochemicals. It is clear that injection limits that risk. However, workers can be exposed when handling the product, for example when preparing the spray, or by leaks during injection, especially when high pressure is used. On the other hand, the risks for consumers of the presence of the chemicals in food can be assessed in the same way as for conventional treatments. In fruit trees, it is crucial to use the optimal amount of the active substance that produces the necessary efficacy with residue levels in fruits below the maximum residue levels MRLs defined by authorities (Directive, 2009/128 CE). When acephate is injected into the avocado trunk to control thrips on young fruits, efficient concentrations are found in the fruits but residue levels are below the MRLs at harvest (Byrne et al., 2012). Similarly, when injected in the trunk before blossom, residues of abamectin, emamectin benzoate or imidacloprid in apples are below the U.S. MRLs at harvest, whereas they are still found in the leaves (Coslor et al., 2018b). Correct application may also prevent toxicity for pollinators exposed to agrochemicals, when sprayed, by contact from drift but also after spraying when pollinators are feeding on the target plant. Studies have shown that most of the residues end up in the foliage but some have been detected, at low levels, in flowers and fruits (Byrne et al., 2014, 2012; Coslor et al., 2018a; Hu and Wang, 2016; VanWoerkom et al., 2014; Wise et al., 2014). The timing of the injection can be used to control the levels of pesticide to insure residues are below the maximum permitted level in fruits. For direct control of fruit pests, the concentration must be sufficient to be effective against the pest while ensuring relatively low residues in the fruit at harvest.  

Table des matières

Chapitre 1 : Introduction
1. La lutte contre les maladies et les ravageurs chez les arbres
1.1 Les méthodes de lutte antiparasitaire
1.2 Méthodes d’application des produits de protection des plantes sur les arbres
1.3 Vers une réduction de l’usage des produits phytosanitaires
2. Article 1 : L’injection dans le tronc des arbres de produits phytopharmaceutiques pour lutter contre les bioagresseurs
3. Système vasculaire chez les espèces ligneuses
3.1 Structure générale
3.2 Formation des tissus vasculaires
3.3 Le xylème : structure et fonction
4. Fonctionnement hydraulique
5. Transfert des produits phytosanitaires dans les plantes
6. Petit précis de pharmacocinétique
6.1 Etude pharmacocinétique
6.2 L’analyse pharmacocinétique
6.3 Modèle Pharmacocinétique
6.4 La phyto-pharmacologie
7. Objectifs de la thèse et questions de recherche
Chapitre 2 : Impact de l’injection sur la santé de l’arbre et résilience de la blessure d’injection
1. Introduction
2. Dispositif expérimental
3. Article 2 : Résilience de la blessure d’injection chez le pommier
4. Résilience de la blessure d’injection chez la vigne 86
4.1 Matériels et méthodes
4.2 Résultats
4.3 Discussion et conclusions
5. Conclusions du chapitre
Chapitre 3 : Distribution des substances actives dans le houppier et persistance du traitement
1. Introduction
2. Article 3 : Analyse pharmacocinétique de la dynamique spatio-temporelle dans les feuilles de pommier de l’imidaclopride, du pyriméthanil et du difénoconazole injectés dans le tronc
3. Essai complémentaire : délai de transfert du difénoconazole
3.1 Introduction
3.2 Matériel végétal
3.3 Résultats et discussion
4. Conclusions du chapitre
Chapitre 4 : Trouver les paramètres qui contrôlent la répartition des substances actives vers le feuillage
1. Introduction
2. Répartition de l’injectât
2.1 Matériels et méthodes
2.2 Résultats
2.3 Discussion
3. Taux de transfert des molécules dans les feuilles et adsorption
3.1 Matériels et méthodes
3.2 Résultats et discussion
4. Etude de l’impact de la viscosité sur le flux de substances actives
4.1 Matériels et méthodes
4.2 Résultats et discussion
5. Conclusions
Chapitre 5 : Etude in vitro de l’efficacité de différentes substances actives antifongiques
contre des champignons pathogènes des arbres
1. Introduction
2. Matériels et méthodes
2.1 Substances actives
2.2 Matériel fongique
2.3 Tests d’efficacité in vitro
2.4 Analyses statistiques
3. Résultats
4. Discussion
Chapitre 6 : Discussion générale et perspectives
1. Synthèse et conclusions
1.1 Impact de la méthode de micro-injection sur la santé de l’arbre
1.2 Distribution spatio-temporelle des produits phytosanitaires et durabilité du traitement
1.3 Facteurs contrôlant le transfert des substances actives dans les arbres
1.4 Efficacité in vitro de substances actives en vue de leur utilisation par injection
2. Limites et difficultés rencontrées
3. Discussion générale
3.1 Impact de la méthode de micro-injection
3.2 Vers une application de la méthode
4. Perspectives générales
4.1 Tester différents facteurs qui influencent la réaction de l’arbre à la blessure
4.2 Quantifier la rétention des molécules au point d’injection
4.3 Optimiser le transfert et évaluer la persistance du traitement
4.4 Evaluation du risque pour l’environnement
Bibliographie
Annexes.

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