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ÉTUDE COMPARATIVE DES TRAITEMENTS
DE SEMENCES SANS FONGICIDE
CHEZ LES CÉRÉALES À L’AIDE
DE L’OZONE ET DE L’OXYGÈNE PUR
Mémoire
Hassiba Neched
Maîtrise en microbiologie agroalimentaire
Maître ès sciences (M. Sc.)
Québec, Canada
© Hassiba Neched, 2015
ii
iii
Résumé
La fonte des semis et la pourriture des racines font partie des maladies céréalières des grandes
cultures au Québec. Elles sont causées par deux agents pathogènes, le Fusarium graminearum et
le Bipolaris sorokiniana contaminant la semence céréalière, en particulier le blé et l’orge, ce qui
entraîne à la fois une baisse de la levée et un rendement moins élevé. Des agriculteurs
biologiques tentent de trouver un traitement de semences sans fongicide afin de lutter contre ces
champignons, qui sont néfastes pour l’agriculture céréalière.
Notre projet a comme objectif d’utiliser l’action oxydative de l’oxygène ou l’ozone humidifié
pour engendrer un stress oxydatif afin de diminuer l’impact des deux agents pathogènes
responsables de cette maladie, le F. graminearum et le B. sorokiniana, tout en préservant le
pouvoir germinatif de ces semences. La dose en agent oxydant, le débit des gaz oxydants (ozone
et /ou oxygène) ainsi que le temps d’exposition constituent les paramètres clés à optimiser pour
ce traitement oxydatif et la cinétique de germination des graines céréalières traitées. Un tel
traitement semblait prometteur pour la semence de blé. Il l’était toutefois un peu moins pour la
semence d’orge en raison de son enveloppe assez rigide qui a rendu difficile la pénétration de
l’ozone et l’oxygène. Pour remédier à ce problème, nous avons fait des tests préliminaires sur
l’orge en utilisant la sonication par ultrasons comme prétraitement de l’orge avant le traitement
oxydatif.
Les résultats obtenus suggèrent qu’un tel traitement est prometteuret non négligeable afin
d’optimiser notre traitement oxydatif et de permettre par la suite de réduire les agents
responsables de la maladie sans nuire à la qualité des semences de céréales. Ce point a été abordé
dans nos travaux par un test préliminaire sur l’orge, et cette approche s’annonce très prometteuse
pour nos recherches futures.
iv
v
Abstract
Seedling blight and root rot are part of cereal diseases of field crops in Quebec. They are caused
by two pathogens, Fusarium graminearum and Bipolaris sorokiniana, which contaminate the
seed grain, especially wheat and barley, which causes both decreased, lift and lower performance.
Organic farmers are trying to find a seed without fungicide treatment to fight against these fungi,
which are harmful to cereal farming.
Our project has as goal to use the oxidative action of oxygen or ozone moistened to cause
oxidative stress in order to reduce the impact of the two pathogens responsible for this disease, F.
graminearum and B. sorokiniana, while preserving the germinability of the seeds. The dose in
oxidizing agent, the flow of oxidizing gases (ozone and/or oxygen) and the time of exposure are
key parameters to optimize for this oxidative treatment and germination kinetics treated cereal
seed. Such treatment looked promising for the seed of wheat. It was however a little less for the
seed of barley because it’s fairly rigid envelope which made difficult the penetration of ozone and
oxygen. To remedy this problem, we have preliminary tests on barley using sonication ultrasonic
as pre-treatment of barley oxidative pre-treatment.
The results suggest that, such treatment is promising and significant in order to optimize our
oxidative treatment and subsequently, reduce the causative agents of disease without harming the
quality of cereal seed. This point has been addressed in our work by a preliminary test on barley,
and this approach looks very promising for our future research.
vi
vii
Table des matières
Résumé ......................................................................................................................................................... iii
Abstract ......................................................................................................................................................... v
Liste des tableaux ......................................................................................................................................... xi
Listes des figures ......................................................................................................................................... xv
Liste des abréviations ................................................................................................................................ xvii
Dédicace ..................................................................................................................................................... xix
Remerciements........................................................................................................................................... xxi
Avant –propos .......................................................................................................................................... xxiii
Introduction ...................................................................................................................................................1
Chapitre I .......................................................................................................................................................3
Revue de littérature........................................................................................................................................3 1. Importance mondiale de la culture de l’orge et du blé .....................................................................4 1.1 L’orge ..............................................................................................................................................4 1.2 Le blé ...............................................................................................................................................6 2. Importance de la culture d’orge et de blé au Canada (Québec) .........................................................8 3. Fonte des semis et pourriture racinaire ..............................................................................................9 3.1 Fonte des semis ................................................................................................................................9 3.2 Piétin commun .............................................................................................................................. 11 3.3 Piétin fusarien ............................................................................................................................... 14 3.4 Épidémiologie ............................................................................................................................... 17 3.5 Moyens de lutte ............................................................................................................................. 18 3.5.1 Traitements chimiques (fongicides) ........................................................................................... 19 3.5.2 Traitements par des produits naturels ou commerciaux............................................................. 21 3.5.3 Traitements par des moyens physiques ...................................................................................... 22 3.5.4 Traitements biologiques ............................................................................................................. 23 3.6 Traitements oxydatifs (oxygène/ozone) ........................................................................................ 24 3.6.1 Définition (ozone) ...................................................................................................................... 25 3.6.2 Propriétés chimiques .................................................................................................................. 26 3.6.3 Mode d'action ............................................................................................................................. 27 3.6.4 L'utilisation de l’oxygène et de l'ozone...................................................................................... 29 a) Oxygène .......................................................................................................................................... 29 b) Ozone ............................................................................................................................................. 31 3.6.5 Avantages et inconvénients des traitements oxydatifs ............................................................... 32 3.6.6 Effet des traitements oxydatifs sur les micro-organismes ......................................................... 34 a) Effet de l’ozone sur les micro-organismes ..................................................................................... 34 b) Effet de l’oxygène sur les micro-organismes ................................................................................. 37
viii
Chapitre II ................................................................................................................................................... 39
Hypothèses et objectifs ............................................................................................................................... 39
Chapitre III ................................................................................................................................................. 41
Matériel et méthodes .................................................................................................................................. 41 Traitement à l’oxygène et à l'ozone ....................................................................................................... 42 3.1 Matériel ......................................................................................................................................... 42 3.1.1 Équipement ................................................................................................................................ 42 3.1.2 La semence ................................................................................................................................ 43 3.2 Méthode de traitement à l’ozone et à l’oxygène ........................................................................... 44 3.2.1 Recommandation et mise en marche ......................................................................................... 44 3.2.2 Investigation microbiologique ................................................................................................... 45 a) Test de germination (pourcentage de germination) ........................................................................ 45 b) Taux de contamination par le B. sorokiniana................................................................................. 46 c) Taux de contamination par le F.graminearum ............................................................................... 47 3.2.3 Traitement de la semence sélectionnée à l’ozone et à l’oxygène pur ........................................ 49 3.2.3.1 Études préliminaires ............................................................................................................... 49 3.2.3.2 Étude comparative chez le blé ................................................................................................ 50
Chapitre IV ................................................................................................................................................. 51
Résultats et discussion ................................................................................................................................ 51 4.1 Études préliminaires ......................................................................................................................... 52 4.1.1 Tests à l’oxygène pur .................................................................................................................... 52 Blé ................................................................................................................................................... 52 Orge ................................................................................................................................................ 54 4.1.2 Tests à l’ozone............................................................................................................................... 57 Blé ................................................................................................................................................... 57 Orge ................................................................................................................................................ 58 4.2 Étude comparative ........................................................................................................................... 60
Chapitre V .................................................................................................................................................. 63
Traitement de la semence d'orge aux ultrasons (Sonication) ..................................................................... 63 5.1 Introduction ...................................................................................................................................... 64 5.2 Hypothèse et objectifs ..................................................................................................................... 64 5.3 Matériel et méthodes ........................................................................................................................ 65 5.3.1 Matériel ......................................................................................................................................... 65 5.3.2 Méthode ........................................................................................................................................ 66 5.4 Résultats et discussion..................................................................................................................... 67
Conclusion générale ................................................................................................................................... 73 Recommandation ................................................................................................................................... 75
Bibliographie .............................................................................................................................................. 77
Liste des Annexes ....................................................................................................................................... 97 Annexes A .............................................................................................................................................. 97 Annexes B .............................................................................................................................................. 98 Annexes C ............................................................................................................................................ 110 Annexes D ............................................................................................................................................ 124 Annexes E ............................................................................................................................................ 139
ix
Annexe F .............................................................................................................................................. 154 Fichier SAS ............................................................................................................................................ 154
x
xi
Liste des tableaux
Tableau 1: Bilan mondial de la production d’orge en 2005-2011 (USDA, AAC, Chris Beckman, Analyste
– céréales secondaires)……………………………………………………………………………………..5
Tableau 2: Production mondiale du blé, 2009, Food and Agriculture Organization of the United Nations
(FAO STAT).…………………………………………………………………………………………........ 7
Tableau 3: Fréquence relative des isolatsd'entre-nœudsd'orgeinfectés par différents micro-organismes
dans différentesrégions du Québec en 1977 et 1978 (Eng-Chong Puaa; R. -L. Pelletiera; H. R. Klincka a
Department of Plant Science, Macdonald College of McGill University, Ste-Anne-de-Bellevue, 2009.
Canadian Journal of Plant Pathology.Seedling blight, spot blotch, and common root rot in Quebec and
their effect on grain yield in
barley)..........……………………………………………………………………...……………………......10
Tableau 4: Traitements des semences homologué au Canada ( Profil de la culture de blé d’automne au
Canada, 2010) www.agr.gc.ca/cla-profilsdeculture…..................................................................................20
Tableau 5: Traitements de semences par des produits naturels ou commerciaux (Recueil Bionovation-
volet semences édition 2008 CRAAQ Publication no EVC
022)……………………………………………….………………………………………………………..22
Tableau 6: Exemples de traitements physiquesdes semences ( Recueil Bionovation-volet semences
édition 2008 CRAAQ Publication no EVC 022)……………………………………….….........................23
Tableau 7: Traitements biologiques des semences (Recueil Bionovation -volet semences édition 2008
CRAAQ Publication no EVC 022)……………………………………………………………………........24
Tableau 8: Relation entre la température et la solubilité d'ozone dans l'eau (Rice et al.,
1981)………………………………………………………………………………….…………………...27
Tableau 9: Agents oxydants et potentiel d’oxydation (Manley et Niegowski, 1967)…………………...34
Tableau 10: Potentiel d'action antifongique et inactivation mycotoxinogène par l'utilisation de l'ozone
dans différentes denrées alimentaires (Freitas-Silva Otniel et Venâncio Armando 2010, Ozone applications
to prevent and degrade mycotoxins. Institute for Biotechnology and Bioengineering (IBB), Centre of
Biological Engineering, Universidade do Minho,Braga, Portugal, and EMBRAPA Food Technology. Rio
de Janeiro, Brazil Reviews. Drug Metabolism 42(4): 612- 620
(http://informahealthcare.com)....................................................................................................................36
Tableau 11 : Traitement préliminaire à l’oxygène pur 0,50 l/min pour le blé (cv Orléans).………….…52
Tableau 12: Traitement préliminaire à l’oxygène pur 0,75 l/min pour le blé (cv Orléans)….…………..53
Tableau 13: Traitement prèliminaire à l’oxygène pur 1,00 l/min pour le blé (cv Orléans).…..................53
Tableau 14: Traitement prèliminaire à l’oxygène pur 0,50 l/min pour l’orge (cv Newdale
Cert)............................................................................................................................................................54
Tableau 15: Traitement prèliminaire à l’oxygène pur 0,75 l/min pour l’orge (cv Newdale
Cert)..……………………………………………………………………………………………………..55
Tableau 16: Traitement prèliminaireà l’oxygène pur 1,00 l/min pour l’orge (cv Newdale
Cert)……………………………………………………………………………………………................56
Tableau 17: Traitement prèliminaire à l’ozone pour le blé (cv Orléans).....………………….................57
Tableau 18: Traitement prèliminaire à l’ozone pour l’orge (cv Newdale Cert)...……………………….59
http://www.agr.gc.ca/cla-profilsdeculturehttp://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib55http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib55
xii
Tableau 19: Traitement comparatif avec l’oxygène pur / ozone et son action sur les microorganismes
…………………………………………………………………..……………………………….60
Tableau 20: Information classe et niveauxpour le taux de germination ..…………...………....98
Tableau 21: Analyse de la variance pour le taux de germination……..………………………..99
Tableau 22: Décomposition de l’ANOVA pour le taux de germination………………………..99
Tableau 23: Procédure GLM……...……………………………………………………………100
Tableau 24: Contrastes pour le taux de germination……………...……………………………101
Tableau 25: Moyennes et erreurs types pour le taux de germination…...……………………...102
Tableau 26: Procédure Univariate pour le taux de germination……………………..…………102
Tableau 27: Information classe et niveaux pour B. sorokiniana…………………………...…..110
Tableau 28: Analyse de la variance pour le taux de contamination par B.
Sorokiniana…….………………………………………………………………………….…….111
Tableau 29: Décomposition de l’ANOVA pour le taux de contamination par le B
sorokiniana……………………………………………………………………………………...112
Tableau 30: Procédure GLM B. sorokiniana……..…………….……………………………...113
Tableau 31: Contrastes pour le taux de contamination par le B. sorokiniana………………….114
Tableau 32: Moyennes et Erreur type pour le taux de contamination par le B
sorokiniana……………………………………………………………………………………...114
Tableau 33: Procédure Univariate pourcentage de contamination par le B.
Sorokiniana…..……………………………………………………………………………..…...115
Tableau 34: Information classe et niveaux pour le Fusarium…………………………….........124
Tableau 35: Analyse de la variance pour le taux de contamination par le
Fusarium……………………………………………………………………………………......125
Tableau 36: Décomposition de l’ANOVA sur le taux de contamination par le
Fusarium………………………………………………………………………………………...126
Tableau 37: Procédure GLMpour le Fusarium…………….…………….....………………….127
Tableau 38: Contrastes pour le taux de contamination par le Fusarium……………..…...........128
Tableau 39: Moyennes et Erreur type pour le taux de contamination par le
Fusarium…………………………………………………………………………………….…..129
Tableau 40: Procédure Univariate pour le Fusarium total……………………………………..130
Tableau 41: Information classe et niveauxpour le F. graminearum………………............…...139
Tableau 42: Analyse de la variance pour le taux de contamination par F.
graminearum………………………………………………………………………………….....140
Tableau 43: Décomposition de l’ANOVA sur le taux de contamination par le F.
graminearum………………………………………………………………………………….....141
Tableau 44: Procédure GLM pour le F graminearum.................................………...................142
Tableau 45: Contrastes pour le taux de contamination par le F. graminearum….............….....142
xiii
Tableau 46: Moyennes et Erreur type pour le taux de contamination par le F.
graminearum…………………………………………………………………………………....143
Tableau 47: Procédure Univariate pour le F. graminearum…………….. …………………....144
Tableau 48: Analyse de la variance avec effet rank pour le taux de contamination par le F.
graminearum…………………………………………………………………………………….152
Tableau 49: Procédure GLM (Rank LS Mean).………………………………………………..153
xiv
xv
Listes des figures
Figure 1: Répartition de la production céréalière dans le monde, 2008 (http://www.articque.com/guide-
metiers/secteur-agriculture.html).................................................4
Figure 2:Évolution des superficies en blé au Québec depuis 2000 (Statistique Canada :
http://www.grainwiz.com)................................................................................................................8
Figure 3: Évolution de la culture d'avoine et d’orge au Québec depuis 2000
(http://www.grainwiz.com)..............................................................................................................7
Figure 4: Fonte des semis et pourriture racinaire, Planche 144
(http://www.omafra.gov.on.ca/french/contact.html)......................................................................11
Figure 5: Fonte des semis, signes visuels …………………..…………….….……………….....11
Figure 6: Développement de Bipolaris sorokiniana sur l'orge (Hückelhoven et Kogel 1998).Plant-
Microbe Interact. 11, 292-300………………………...…..…….......................……13
Figure 7: Bipolaris sorokiniana (http://www.darcof.dk/enews/mar05/blotch.html).....................14
Figure 8: Fusarium graminearum. Tabuc, 2007. Flores fongique dedifférents substrats et conditions
optimales de production des mycotoxines………….………..…………….……........15
Figure 9: Cycle du Fusarium graminearum (Chandelier.et Kestemont, 2003). Le problème de la
Fusariose de l'épi et des mycotoxines en froment d'hiver : État des connaissances. Livre Blanc "céréales"
F.U.S.A et CRA-W Gembloux………………………………………………………..16
Figure 10: Relation entre la fusariose et la fonte des semis chez les céréales. Parry, Pettitt, Jenkinson,
Lees, 1994. The cereal Fusarium complex. In: Blakeman P, Williamson B, eds. Ecology of Plant
Pathogens. Wallingford, UK: CAB Intemational, 301-
20………..……………………………..........................................................................................17
Figure 11: Répartition géographique et utilisation des fongicides aux États-Unis (Gianessi et Reigner,
2002).……..…………………………………………………………………………….19
Figure 12: Formation de l’ozone (www.topchem.de/images/Effet de l’ozone.gif).......................28
Figure 13: Action oxydative de l’ozone (processalimentaire.com et Umes.over
blog.com)........................................................................................................................................29
Figure 14 : Schéma simplifié du procédé d’ozonolyse (OzoneLab™ Instruments,
http://www.ozoneservices.com) ………………………………………………………………....43
Figure 15: Procédé expérimental du traitement à l’ozone / oxygène ……………………….......45
Figure 16: Germination du blé et de l'orge sur papier Whatman………………..…...………......46
Figure 17: Développement duB. sorokinianas sur milieu Benlate pour le blé et
l'orge...……………………………………………………………………………………………46
Figure 18: Développement du Bipolaris sur le grain d’orge et de blé (Microscopie
binoculaire).....................................................................................................................................47
Figure 19: Bipolaris examiné au grossissement x 20 (Bourget, 2011)……………….................47
Figure 20: Bipolaris examiné au grossissement x40 (Bourget, 2011)………..............................47
Figure 21: Développement de colonies de Fusariumsur milieu PDA
…………………………................................................................................................................48
http://www.grainwiz.com/
xvi
Figure 22: Repiquages des Fusarium sur milieu FG (Bourget, 2011)……..…............................48
Figure 23: Préparation sur lame………………….……………….……………….......................49
Figure 24: Macroconidies de F.graminearum x 100...…………………………………..............49
Figure 25: Dispositif de traitement de l’orge aux ultrasons (figs. a-b-c-d)...................................68
Figure 26: Traitement de l’orge aux ultrasons ……………...…………………………………...71
Figure 27: La colonne du traitement oxydative (Belkacemi., 2011)……………..……………..99
Figure 28: Graphique Tige feuille et Box Plot (Germination)…………………………………107
Figure 29: Graphique de probabilité normale (Germination)…………………………………..108
Figure 30: Histogramme des résidus (Gérmination)………...………………………………....110
Figure 31: Graphique des résidus versus les valeurs prédites pour le taux de
germination……………………………………………………………………………………...111
Figure 32: Graphique Tige feuille et box plot (B.sorokiniana)………………………………..121
Figure 33: Graphique de probabilité normale (Bipolaris.sorokiniana)………………………..121
Figure 34: Histogramme des résidus (B. sorokiniana)….………………………………..……124
Figure 35: Graphique des résidus versus valeurs prédites pour le taux de contamination par le B.
sorokiniana……………………………………………..………………………………………125
Figure 36: Graphique Tige feuille etBox Plot (Fusarium totale)…....................................…...136
Figure 37: Graphique de probabilité normale (Fusarium totale)……………………………...137
Figure 38: Histogramme des résidus (Fusarium totale)…………..…………………………...139
Figure 39: Graphique des résidus versus valeurs prédites pour le taux de contamination par le total des
Fusariums....…………………………………………………………………………...140
Figure 40: Graphique Tige Feuille et Box Plot (F. graminearum).…………………………....149
Figure 41: Graphique de probabilité normale (F.graminearum).…………………………........150
Figure 42: Histogramme des résidus (F. graminearum).………………….……..…………….152
Figure 43: Graphique des résidus vs valeurs prédites pour le taux de contamination par le F.
graminearum……………………………………………………………………………………153
xvii
Liste des abréviations
Aw : Activité de l'eau, la pression de vapeur d'eaup d'un produit humide divisée
par la pression de vapeur saturantep0 à la même température.
F : Fusarium
FG : Fusarium graminearum
B : Bipolaris sorokiniana
Milieu Benlate : Milieu sélectif pour Bipolaris Stéphan Pouleur (11-02-2010) : fongicide qui
élimine les autres champignons.
Milieu PDA+2 (Potatos dextrose agar+Antibiotique) : Milieu de multiplication des Fusarium
Milieu Cerom Fg (No.1718) : Milieu pour identification du Fusarium graminearum : milieu
utilisé pour le repiquage après mise en culture sur PDA (12-06-2007)
CÉROM : Centre de recherche sur les grains inc.
USDA : United States Department of Agriculture
AAC : Agriculture et Agroalimentaire Canada
FAO STAT : Food and Agriculture Organization of the United Nations
AFB1 : Aflatoxine B1
AFG1 : Aflatoxine G1
CRAAQ : Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec
http://fr.wikipedia.org/wiki/Pressionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Vapeur_d%27eauhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Pression_de_vapeur_saturantehttp://www.agr.gc.ca/
xviii
xix
Dédicace
À mes chers parents, mon époux
et toute ma famille qui m'ont accompagnée et
soutenuetout au long de ma vie afin de réaliser ce
merveilleux projet
xx
xxi
Remerciements
Ce travail n'aurait pas puvoir le jour sans l'apport et le soutien majeur de mon directeur de
recherche, le Professeur Khaled Belkacemi, professeur titulaire, directeur du programme de
maîtrise en génie agroalimentaire du Département des sols et génie agroalimentaire, FSAA, qui
m'a initiée et dirigée dans ce projet, ce qui m’a permis d'élargir mes connaissances et de
développer mon sens critique. Mes sincères remerciements s’adressent également à ma
codirectrice Sylvie Rioux, agronome, Ph.D., phytopathologiste au Centre de recherche sur les
grains (CÉROM) pour sa collaboration et son soutienà ce projet. Je remercie aussi tous les
professionnels qui m'ont aidée tout au long de ma maîtrise, particulièrement Mme Nicole Bourget,
technicienne au laboratoire du CÉROM, Mme Madeleine Roy, technicienne en administration,
Département des sols et de génie agroalimentaire ainsi que Mme Jocelyne Giasson, technicienne
experte au même département, sans oublier mon amie et collègue Nasima Chorfa, Ph.D en sol et
génie agroalimentaire. Toutes ces personnes m'ont été d'une grande aide et d'un grand soutien.
Finalement, je remercie ma famille pour son appui et ses encouragements.
xxii
xxiii
Avant –propos
Ce projet vise principalement la mise au point d’un traitement oxydatif à l’oxygène pur et/ou à
l’ozone sans fongicide et la vérificationde son potentiel d’action en ce qui concerne le traitement
des semences de céréales (blé et orge), afin de maîtriser les deux agents pathogènes, le F.
graminearum etle B. sorokiniana, responsables de la fonte des semis et de la pourriture des
racines, tout en préservant le pouvoir germinatif de la semence.
Afin de maîtriser le F. graminearum et le B. sorokiniana, il faut donc effectuer une évaluation
comparative dela capacité des deux traitements ozone/oxygène, tout en optimisant les différents
paramètres du procédé de décontamination des graines céréalières eten évitant d’altérer le
pouvoir germinatif de ces dernières.
Le deuxième volet de ce projet comportaitdes tests préliminaires aux ultrasons ne concernant que
l’orge puisque sarésistance aux traitements oxydatifs avait déjà été noté.
xxiv
1
Introduction
En production céréalière, les pertes de rendement qu’entraînent la fonte des semis et les
pourritures de racines sont causées par plusieurs agents pathogènes présents dans les semences,
plus particulièrement le Fusarium graminearum (Schwabe) et le Bipolaris sorokiniana (Sacc)
Shoemaker (Pouleur et al., 2006; Christensen et Stakman, 1935; De Tempe, 1964). La plupart des
traitements de semences utilisés par les agriculteurs pour maîtriser ces maladies sont des
fongicides appliqués sur les semences avant les semis (Mc Mullenet Lamey, 2000). Les
producteurs biologiques ne peuvent pas utiliser de pesticides pour traiter les semences afin
d’atténuer les pertes économiques importantes occasionnées par la fonte des semis. Des travaux
réalisés par plusieurs chercheurs dans le domaine des traitements oxydatifs par oxygène pur ou
ozone ont permis d’améliorer grandement la germination et de détruire des bactéries et les virus,
ainsi que certains champignons.
Le présent projet vise àvérifier le potentiel des traitements oxydatifs pour réduire le
F. graminearum et le B. sorokiniana, les deux agents pathogènes responsables de la fonte des
semi et de pourritures de racines, tout en préservant le pouvoir germinatif de la semence.
2
3
Chapitre I
Revue de littérature
4
1. Importance mondiale de la culturede l’orge et du blé
1.1 L’orge
L'orge (Hordeum vulgare L) est une céréaleannuelle utilisée principalement dans l'alimentation
animale, la fabrication d'aliments santé ainsi que dans la fabrication de bière et de whisky. C'est
une culture qui peut s'adapter à plusieurs régions dans le monde et plusparticulièrement aux
régions tempérées. Sa culture est favorisée par un climat frais, mais elle est particulièrement
sensible en hiver. Bien que l'orge soit cultivée dans une centaine de pays, sa production est
particulièrement centralisée en Europe (Allemagne, France, Angleterre, Suède et Norvège) mais
aussi en Amérique du Nord, en Australie et en Europe orientale. La répartition mondiale des
céréales est représentée dans la Figure 1.
Figure 1: Répartition de la production céréalière dans le monde en 2008(http://www.articque.com/guide-
metiers/secteur-agriculture.html)
Le Tableau 1 qui suit présente un bilan complet par année de la production d'orge dans différents
pays du monde selon AAC (Agriculture et Agroalimentaire Canada, 2012) et l’USDA (United
States Department of Agriculture,1997).
http://www.agr.gc.ca/
5
Tableau 1: Bilan mondial de la production millions de tonnes d’orge en 2005-2011 (USDA, AAC, Chris
Beckman, analyste céréale secondaire).
2005-2006
2006-2007
2007-
2008 2008-2009
2009-2010p
2010-2011p
Stocksde report 32,6 28,0 21,3 19,7 30,4 30,4
Production
Australie
9,5 4,3 7,2 7,0 7,8 7,5
Canada
11,7 9,6 11,0 11,8 9,2 8,8
UE-27
54,8 56,2 57,5 65,6 61,5 58,0
Russie
15,8 18,1 15,7 23,1 18,0 15,0
Turquie
7,6 7,5 6,0 5,6 6,0 5,5
Ukraine
9,0 11,4 6,0 12,6 12,0 11,0
Autres
27,8 29,4 29,6 28,2 32,8 30,0
Production totale 136,2 136,5 133,0 153,9 147,3 135,8
Offre totale 168,8 164,5 154,3 173,6 177,7 166,2
Commerce 17,5 14,6 18,5 19,0 17,6 16,0
Utilisation totale 140,8 143,2 134,5 143,1 147,3 141,2
Stocks en fin decompagne 28,0 21,3 19,7 30,4 30,4 25,0
Ratio stocks-utilisation(%) 19,9% 14,9% 14,6% 21,2% 20,6% 17,7%
6
1.2 Le blé
La production de blé est répartie sur l'ensemble du globe puisque le blé pousse même si la
température n’est guère favorable ou que l'eauest rare. C’est ce qui explique une production
élevée en Chine, en Inde et même en Russie (Tableau 2).En 2009-2010, la production mondiale
de blé était de 660 millions de tonnes, l'équivalent de 100 kg par habitant considérant la
population mondiale. Elle se classe au quatrième rang mondial en matière de culture, derrière le
riz, le maïs et la canne à sucre. Grâce àde multiples techniques culturales et de sélection
génétique ayant permis une augmentation et une amélioration du rendement et de la production,
la culture est passée de 1000 kg/ha en 1900 à 2900 kg/ha en 2010 les statistiques de la production
mondiale de blé sont données par la Food and Agriculture Organization of the United Nations :
FAO.
7
Tableau 2Production mondiale de blé en 2009 (FAO STAT)
Pays Surface (hectares)
Rendement (kg/ha)
Production (tonnes) %Total
Chine 24 210 075 4 748 114 950 296 16,9 %
Inde 28 400 000 2841 80 680 000 11,8 %
Russie 26 632 900 2 318 61 739 750 9,1 %
États-Unis 20 181 081 2 989 60 314 290 8,8 %
France 5 146 600 7 447 38 324 700 5,6 %
Canada 9 539 000 2 780 26 514 600 3,9 %
Allemagne 3 226 036 7 808 25 190 336 3,7 %
Pakistan 9 046 000 2 657 24 033 000 3,5 %
Australie 13 507 000 1 603 21 656 000 3,2 %
Ukraine 6 752 900 3 093 20 886 400 3,1 %
Turquie 8 026 898 2 566 20 600 000 3,0 %
Kazakhstan 14 329 400 1 190 17 052 000 2,5 %
Royaume -Uni 1 814 000 7 927 14 379 000 2,1 %
Iran 6 647 367 2 029 13 484 457 2,0 %
Pologne 2 346 200 4 173 9 789 586 1,4 %
Égypte 1 321 751 6 448 8 522 995 1,2 %
Argentine 4 334 780 1 747 7 573 254 1,1 %
Ouzbékistan 1 400 000 4 741 6 637 700 1,0 %
Italie 1 795 500 3 532 6 341 000 0,9 %
Afghanistan 2 500 000 2 026 5 064 000 0,7 %
Espagne 1 767 800 2 713 4 796 800 0,7 %
Algérie 1 848 575 1 598 2 953 117 0,4 %
Monde 225 437 694 3 025 681 915 838 100,00 %
8
2. Importance de la culture d’orge et de blé au Canada (Québec)
Au Canada, les céréales les plus cultivées sont le blé, l’orge, le maïs, l'avoine et le seigle. Elles
sont réparties en deux groupes : céréales de printemps et céréales d’automne. Le blé reste la plus
importante culture au Canada, soit environ 11 millions d'hectares (Campbell, 2010). La
production de blé (y compris le blé dur) est passée de 23 167 Mt en 2010-2011 a 24 500 Mt en
2011-2012 (http://www.agr.gc.ca/fra/industrie-marches-et-commerce/statistiques)
En ce qui concerne la culture du blé d’hiver au Québec (Figure 2), on note une légère
augmentation du semis qui est passée à 9 %, soit 17200 acres pour 2012. Pour sa production, il y
a eu une légère augmentation d’environ 485 ha (~1191 acres) pour un total de 4694 ha (115 94
acres). Pour ce qui est de la culture du blé de printemps, une baisse d’environ 37959 ha (~ 93759
acres) depuis 2001.
Figure 2 : Évolution des superficies en blé au Québec depuis 2000 (Statistique Canada :
http://www.grainwiz.com)
Pour la production de l’orge au Québec (Figure 3), on note une baisse continuelle des superficies
depuis 4 ans. Elle est de l’ordre de 3,7 %, pour une superficie finale de48217ha(119 095 acres) en
2012.
http://www.grainwiz.com/
9
Figure 3Évolution de la culture d’avoine et d’orge au Québec depuis 2000
(http://www.grainwiz.com)
3. Fonte des semis et pourriture racinaire
La fonte des semis et la pourriture racinairefont partie des plus importantes maladies du blé, et de
nombreuses espèces de Fusarium sont associées à ces maladies chez la plupart des céréales
cultivées actuellement (Devaux, 1995). La fonte des semis (seedling blight) et les pourritures
racinaires sont des maladies qui touchent plusieurs cultures dont celles des céréales
(http://www.omafra.gov.on.ca). Les pourritures de racines des céréales portent le nom de piétins.
3.1 Fonte des semis
La fonte des semis est causée par plusieurs agents pathogènes (champignons et bactéries) dont
deux champignons le Fusarium graminearum (Schwabe) forme sexuée : Gibberella zeae
(Schwein.) Petch et le Bipolaris sorokiniana (Sacc, Shoemaker) forme sexuée : Cochliobolus
sativus (Ito and Kurib) Drechsl. Ex Dastur) (Pouleur et al., 2006; Christensen et Stakman, 1935;
http://www.grainwiz.com/
10
De Tempe, 1964). Cette maladie est souvent favorisée par un sol froid et humide. En l’absence de
traitements fongicides sur les semences, elle est très redoutable car elle entraîne d’énormes pertes
dans les champs. Le Tableau 3 regroupe les différents micro-organismes qui affectent l’orge.
Tableau 3 : Fréquence relative des isolats d’entre-nœuds d'orge infectés par différents micro-organismes
dans différentes régionsdu Québec entre 1977 et 1978
(Eng-Chong Puaa et al., 2009)
Micro-organisme
Région Année Cochliobolus
sativus Fusarium
spp
Cochliobolus sativus et
Fusarium spp
Autres champignons et bactéries
Bagot 1977-1978 35,1-37,5 5,2-29,9 56,7-26,2 3,0-6,4
Beauharnois 1977-1978 46,4-22,1 7,9-12,1 40,3-55,5 5,4-10,3
Chateauguay 1977-1978 41,7-33,8 4,4-23,0 51,3-39,0 2,6-4,2
Huntingdon 1977-1978 30,8-28,7 1,7-40,5 60,4-27,8 7,1-3,0
Richelieu 1977-1978 36,6-32,3 2,1-21,8 59,1-36,6 2,2-9,2
Rouville 1977-1978 57,3-28,8 2,7-36,0 36,0-30,2 6,0-5,0
St-Hyacinthe 1977-1978 33,5-20,4 5,6-25,3 54,8-43,9 6,1-10,4
Vaudreuil 1977-1978 48,0 6,1 39,4 6,5
Verchères 1977-1978 44,2-37,1 3,4-18,7 49,5-34,2 2,9-10,0
Moyenne 1977-1978 41,5-30,1 4,3-25,9 49,7-35,4 4,6-7,3
*Chaque valeur représente la moyenne de 1 - 5 champs pour chacun des 50 segments prélevés sur
des lésions touchant des entre-nœuds
11
La maladie se manifeste par une pourriture de la racine de la plantule qui devient brunâtre ou
rougeâtre à labase. Ce symptôme est suivi d'un flétrissement et d’un amincissement de la tige
puis de la mort de la plantule (Figure 4). Au Québec cette maladie est souvent causée par des
champignons du genre Pythium ou même des bactéries (Rhizoctonia Solani ou Rhizoctone
commun) (Duval, 1991).
Figure 4 : Fonte des semis et pourriture racinaire, Planche 144
(http://www.omafra.gov.on.ca/french/contact.html).
Un retard ou même l'arrêt de croissance des plantules sont aussi observés. Cette pourriture peut
aussi faire suite à une momification de couleur brune ou brun-rouge. La semence paraît vidée de
son contenu; elle est alors visqueuse et de couleur jaune ocre (Figure 5)
Figure 5 : Fonte des semis, signes visuels
3.2 Piétin commun
Le piétin commun, connu aussi sous le nom de « pourriture sèche », est une maladie
spécifique du blé et de l'orge de printemps. Cette maladie est causée par le B. sorokiniana.
Plantule saine
Fonte des semis
http://www.omafra.gov.on.ca/french/contact.html
12
AuCanada,on estime que lespertes de rendement chez l'orge de printemps causée par le piétin
commun sont d'environ 10,3 % par année (Pieninget al., 1976) et de 6,1 % pour ce qui est du blé
de printemps (Ledinghamet al., 1973).Dans le sud et au centre du pays, on trouve le plus souvent
le C. sativus, alors que leF.culmorumest très rare, voire absent (Broadfoot,1934; Harding, 1973;
Sallans et Tinline, 1965; Tinline et Ledingham, 1979; Tyner, 1956). Par contre, aunord-ouest de
l'Alberta (Peace River), on trouve souvent le F. culmorum (Tinline et al., 1979; Tyner, 1956).En
1984, Duczek a étudié dans différentes régions du Canada (Beaverlodge, Fort Vermillion,
Saskatoon et Scott)des lignées de cultivars d'orge susceptiblesd’entraînerle piétin commun.
Unebaisse de rendements en grainsvariable d'une région à l'autre ainsi qu’uneaugmentation de la
maladie se manifestent par une diminution du nombre d’épis. À Beaverlodge, le F. culmorum
etleC. sativus ont étéisolésà partir d'entre-nœuds présents sous le collet etcontrairement aux autres
régions, le C. sativusyétait plus présent. Dans les prairies, le C. sativusestprédominant pour la
semence de blé (Bailey et al 2004).
B. sorokiniana encore appelé Helminthosporium sativum est l'agent le plus probable et le
plus redoutable pour les graminacées, en particulier l'orge. Cette espèce est la cause d’autres
maladies qui touchent l’épi et les feuilles, se traduit par des brûlures de l'épi et des taches
helminthosporiennes, ce qui entraîne une baisse du rendement et occasionne une baisse de qualité
des semences. La production de blé est également menacée étant donné que ce champignon se
développe lors de températures chaudes et humides, habituelles dans plusieurs pays comme la
Chine (Chang et Wu, 1998), le Brésil (Mehta et al., 1992), l'Inde, le Pakistan, le sud-est
Australien et certaines parties de l'Europe (Kwasna, 1995). Sa capacité à s'acclimater au froid a
permis à ce dernier de survivre dans les régions froides du monde et de l'Amérique du Nord
(Kumar et al., 2002). Les spores produite par le piétin se propage sur les terres agricole et survive
longtemps surtouts grâce aux conditions optimale d’humidité et de température. Ces spores vont
être transportées par la pluie et le vent pour induire d’autres infections culturales de l’épi et de la
semence par la suite (Bailey et al 2004). Dans la province de Québec, on le trouve souvent dans
les grains d'orge (Greaney et Machacek 1942, Machacek et al., 1951). Les taches
helminthosporiennes, sont observées fréquemment dans l’Est Canadien et l’infection est
séminicol. Contrairement aux prairies, l’infection terricole est prédominante (Bailey et al., 2004).
La couleur brune est signe d’infection, qui s’étend parfois des racines, aux coléoptiles et aux
feuilles suivie d’une dégénérescence et une mort inévitable de la plantule. Bien au contraire, dans
http://dictionnaire.sensagent.com/d%C3%A9g%C3%A9n%C3%A9rescence/fr-fr/#anchorSynonyms
13
les prairies, les symptômes sur les feuilles ne sont pas visible, le seul moyen de les identifier,
reste l’observation du rhizome et du talle de la plante une fois retirer du sol (Bailey et al 2004).
Lors d’études effectuées en Ontario (Clark., 1978), on a observé une diminution de 26 % du
rendement en grains chez l’orge en raison de la présence de taches helminthosporiennes, des
pertes de 10,3 % causées par le piétin commun, et dans les Prairies (Piening et al., 1976; Clough
et Johnston, 1978; Johnston, 1976), des pertes d’environ 40-60 % en raison de la pourriture
commune des racines dans des parcelles expérimentales. Le B. sorokiniana se caractérise par des
conidiophores a paroi épaisse, des conidies elliptiques de 60-120 µm x 12-20 µmet sectionnés de
cinq à neuf cellules (Kumar et al., 2002) (Figure 6 et Figure 7).
Figure 6: Développement de Bipolaris sorokiniana sur l'orge (Hückelhoven et Kogel 1998)
http://en.wikipedia.org/wiki/Conidiophore
14
Figure 7: Bipolaris sorokiniana (http://www.darcof.dk/enews/mar05/blotch.html)
3.3 Piétin fusarien
Le piétin fusarien est l'une des maladies céréalières des grandes cultures. Il est causé par
plusieurs espèces du genre Fusarium dont le F. culmorum, le F. graminearum et le F.
avenaceum. Cette maladie est responsable de la fonte des semis suite à l'inoculum de Fusarium
retrouvé dans la semence, les résidus culturaux ou le sol. Ses agents responsables contaminent
plusieurs céréales, graminées, est la contamination est plus élevée si le blé suit le blé, l'orge ou le
maïs. La maladie diffère selon la saison. Chez une culture d’automne, les sols humides favorisent
l'infection des racines.Au printemps, un sol sec et riche en engrais azoté risque d'accentuer la
maladie par des lésions aux collets, aux tiges et aux racines qui finissent par pourrir. On observe
alors dessignes complémentaires, comme des trous dans le champ, des plants (jaunes et rabougris,
moins vigoureux) qui meurent avant leur levée, un pourrissement des semences (collet, racines,
base de tige), une décolorationqui passe du brun au brun-rouge (http://www.omafra.gov.on.ca).
Le genre Fusarium tire son nomdu latin «fusus» car ses spores sont fusiformes (Figure 8).
Plusieurs espèces du genre d’une maladie de l’épi appelée « fusariose de l’épi » et c’est de cette
façon que les Fusarium se retrouvent sur les graines (semences). Bon nombre de ces espèces de
Fusarium ont le potentiel aussi de produire des «mycotoxines» dans les grains qu’elles infectent
pendant la saison de croissance, dont le désoxynivalénol (DON) et la zéaralénone (ZEA),
synthétisées par F.gramineaum (Bai et Shaner, 1994). Ces champignons se caractérisent par la
production d’un grand nombre de spores, ce qui leur assure un grand pouvoir de contamination.
http://www.darcof.dk/enews/mar05/blotch.html
15
Ces dernières sont issues de deux types de reproduction sexuée ou asexuée, qui est le principal
critère de leur classification (Tabuc, 2007).
Figure 8Fusarium graminearum (Tabuc, 2007)
La Figure 9 résume le cycle vital du F. graminearum.
a : macrophialides et macroconidies
b: macroconidies;
c: asque octosporé
16
Figure 9 Cycle du Fusarium graminearum (Chandelier et Kestemont, 2003)
Il existe une étroite relation entre la fusariose de l’épi et la fonte des semis, non seulement en
raison de la présence du même agent causal qu’estle F. graminearum, mais aussi en raison de la
transmission de celui-ci par des facteurs de transmission naturelle comme le vent ou les
éclaboussures de pluie. Ce cycle permet la présence continuelle de l'inoculum de Fusarium au
sol, sa transmission aux racines via le sol ou la semence, sa libération sous forme de spores par
voie aérienne et enfin sa localisation sur l’épi. La figure 10 montre parfaitement ce lien. Selon
Parry et al, (1994), toutes les espèces de Fusarium pathogènes des céréales peuvent survivre sur
les résidus de culture dont le F.graminearum.
17
Figure 10 Relation entre la fusariose et fonte des semis chez les céréales
(Parry etal., 1994)
3.4 Épidémiologie
Les sources les plus probables de la transmission de l'inoculum de Fusarium sont le vent et les
éclaboussures de pluie, vecteurs essentiels de transmission de la maladie (Jenkunson et Parry
1994). Les insectes, les oiseaux et les rongeurs sont des vecteurs de transmission secondaires,
mais non négligeables, de certaines spores fongiques qui fragilisent les graines en digérant leur
paroi, ce qui facilite la pénétration des spores fongiques (Pfohl-Leszkowicz, 2001, Mahanna,
2002, Jouany, 2007).
Le cultivar et l’espèce font partie des nombreux facteurs qui conditionnent le développement des
moisissures et favorisent l’infection des épis et par conséquent la contamination des grains. La
fusariose de l’épi a un impact énorme sur la qualité des semences, et cela entraîne une
détérioration du grain d'amidon, de la paroi cellulaire et des protéines (Parry et al., 1995).
S’ensuit alors une baisse de la germination, et une fragilité de la plantule la rendant plus sensible
aux infections (Bechteletal., 1985) entraînant ainsi l’apparition de la fonte des semis et le piétin
18
fusarien (Wong etal., 1992). Les Fusarium ont une croissance optimale à une température
comprise entre 22 et 37°C. La majorité des moisissures se développent bien dans un milieu
humide (Aw = 0,85), les Fusarium se développent dans un milieu très humide (Aw> 0,9), ce qui
explique leur présence dans les champs et sur les plantes vivantes (Castegnaro et Pfohl-
Leszkowicz, 2002). Les moisissures sont des organismes aérobies ; l’oxygène leur permet
d’effectuer une croissance normale (Tabuc, 2007; Mahanna, 2002). Cependant, la plupart peuvent
se développer même si l’oxygène est limité. Les moisissures se développent normalement à un
pH compris entre 3 et 8. Généralement, une croissance fongique est optimale à un pH compris
entre 5 et 6 (Tabuc, 2007).
3.5 Moyens de lutte
Les moisissures sont par définition des micro-organismes ubiquistes pouvant se développer sur
les aliments. Celles qu’on rencontre le plus souvent font partie de la famille des genres
Aspergillus, Penicillium et Fusarium. Lors du stockage, après ou avant la récolte, lors du
transport ou lors des transformations alimentaires, les céréales sont souvent susceptibles d’être
contaminées par les moisissures. Cela peut se produire au champ, avant la récolte, au cours du
séchage, lors du stockage et après la transformation des graines (Tabuc, 2007).
Selon des études effectuées en Russie durant 4 ans, la contamination des échantillons de blé par
les espèces de Fusarium a été constatée dans 5 à 100 % des échantillons de blé analysés
(Tutelyan, 2004). La même chose s’est produite au Brésil en 1998 : de 98,7 à 100 % des
échantillons de blé analysés contenaient des Fusarium (Ono et al., 1999). L’espèce
F.graminearum arrive en tête de file pour les céréalesd’orge (Vrabcheva et al., 1996) et le maïs
(Parket al., 1996; Molto et al., 1997).
Les seuils de contaminations retenus pour le projet, sont ceux utilisés au Danemark en production
biologique pour déterminer si un lot de grains peut être utilisé comme semence (Nielsen, 2000),
ces seuils sont inferieur à 30% pour le Bipolaris et sont inferieur à 15% pour le Fusarium.
19
3.5.1 Traitements chimiques (fongicides)
Longtempsutilisés, les fongicides sont utiles pour protéger les plantes et les semences contre des
phyto ravageurs entraînant de graves maladies telluriques, comme la fonte des semis et la
pourriture racinaire. La Figure 11représente l’utilisationdes fongicides et leur répartition aux
États-Unis.
Figure 11 Répartition géographique et utilisation des fongicides aux États-Unis
(Gianessi et Reigner, 2002)
Au Canada la superficie d’épandagede fongicide en hectares représente 1 818 436 en 1996, elle
augmente a 2 572 388 en 2001 et de 2 859 798 en 2006 (Statistique Canada, Recensement de
l'agriculture, 2008).
Le traitement des semences avec des fongicides reste l’une des méthodes les plus utilisées en
agriculture pour traiter les semences. Les fongicides permettent d’augmenter le rendement de 11
à 15 % pour les semences de blé et d’orge. Plusieurs d’entre eux sont utilisés par enrobage des
grains pour détruire les spores infectieuses situées sur la semence, mais des fongicides
systémiques sont nécessaires pour atteindre les agents pathogènes qui se logent plus en
profondeur dans le grain (Phyto-info Meknès-Tafilalet, 2011). Le Tableau 4 regroupe quelques
traitements fongicides des semences.
20
Tableau 4Traitement des semences homologué au Canada (profil de la culture de blé d’automne
au Canada 2010 www.agr.gc.ca/cla-profilsdeculture)
Ingrédient actif Classification Mode d'action
Groupe
de
résistanc
e
Statut de
l'ingrédi
ent actif
Ravageurciblés
Azoxystrobine Methoxyacrylates C3:respiration 11 H Tache septorienne, rouille jaune,taches bronzées
,rouille des feuilles
Carbathiine+thirame
(traitement de semence)
Oxathiin-
carboxamide
s+dithiocarbamate et composes
annexes
C2:respiration+mult
i-site contacte
activité
7+M3 RE+RE
Pourriture des semences et fonte des
semis(F.spp et Cochliobolus sativus),Maladie réprimées: piétin commun(Cochliobolus
sativus)et piétin fusarien
Chlorthanolin Chloronitrile
(phtalonitrile)
Activité de contacte
sur plusieurs sites M5 RE
Fusariose de l’épi (répression), tache
septorienne des glumes,tache septorienne,taches
bronzées
Tébuconazole+
prothioconazole+
methalaxyl(traitement
de semences
)traitement de
semenceL1397
Triazole+trazole
+acylalanine
G1 : biosynthèse de
stérol dans des
membranes+G1 : biosynthèse de
stérol dans des
membranes+G1+A1 : synthèse d'acides
nucléiques
3+3+4 H
Pourriture des semences et fonte des semis
(F.spp et Cochliobolus sativus), Pythium spp et
Aspergillus spp, charbon nu, carie commune
Maladie reprimées:piétin commun(Cochliobolus sativus) et
piétin fusarien, fonte des semis (penicillium spp)
Tébuconazole+thirame
(traitement de
semence)
Triazole G1:biosynthese de stérol dans des
membranes
3+M3 H
Pourriture des semences et fonte des semis
(F.spp et Cochliobolus sativus) fonte des semis
(F.spp et Cochliobolus sativus),
Pourriture des semences par champignon saprophyte (penicillium,Aspergilluset
alternaria),
Tache septorienne transmise par les semences,carie commune,charbon nu,pourriture
pythienne
des semences
Tébuconazole+trifloxi
strobine Triazole
G1 : biosynthèse de
stérol dans des membranes
3+11 H
Rouille des feuilles, rouille des tiges, rouille
jaune,
taches bronzées, Oïdium(Blanc), Stagonosporose
(moucheture)
Difenoconazole+méta
laxyl M (traitement de semence)
Triazole+acylalanin
e
G1 : biosynthèse de
stérol dans des
membranes+A1 : synthèse d'acides
nucléiques
3+4 H
Pourriture des semences générale (Fusarium,pythium,
penicillium et aspergillus), charbon nu, carie
commune
, tache septorienne transmise par les semences,
stagonosporose (moucheture)
Maladie réprimées : piétin commun (Cochliobolus spp)
et piétin fusarien, piétin-échaudage
Fludioxonil(traitement de semences par
applicateurs
commerciaux)
Phénylpyrrole E2:signal
transduction 12 H Pourriture des semences et fonte des semis
Ipconazole(traitement
de semences Triazole G1 : biosynthèse de
stérol dans des 3 H
Pourriture des semences (, penicillium et
aspergillus),
http://www.agr.gc.ca/cla-profilsdeculture
21
membranes Pourriture des semences et fonte des semis
(F.spp et
Cochliobolus sativus), charbon nu, carie
commune
Maladie reprimees : pietin commun(Cochliobolus
sativus) et piétin fusarien
Mancozébe
Dithiocarbamate
et composes
annexes
Activité de contacte
sur plusieurs sites M3 H
Rouille des feuilles, taches bronzées, Stagonosporose (moucheture), carie
commune
Manébe
Dithiocarbamate
et composes
annexes
Activité de contacte
sur plusieurs sites M3 RH
Pourriture des racines et fonte des semis
(y compris le Fusarium), carie commune
L’efficacité de ces traitements fongicides reste néanmoins limitée du fait des débris, de la
précédente céréale (l’inoculum qui reste longtemps sur le sol) et de la résistance de certains
agents pathogènes aux traitements fongicides. Ces traitements laissent des résidus et sont un sujet
de préoccupation pour la santé publique, d’où la nécessité de trouver d’autres méthodes afin
d’éviter l’usage accru de ces traitements chimiques (Harman,1992; Maoet al., 1997). Les
microbes antagonistes comme agents de lutte biologique sont désormais une véritable option des
plus importantes ces dernières années (Daamen et al.,1989).De nombreuses méthodes ont été
développées pour atteindre des niveaux de désinfection efficaces.
3.5.2 Traitements par des produits naturels ou commerciaux
Selon Sholberg et al., (2006), la vapeur d’acide acétique a été testée comme traitement de
semences. En 2006, des travaux préliminaires effectués par Pouleur et son équipe ont révélé que
la vapeur de vinaigre a le potentiel de réduire les populations de Fusarium, plus particulièrement
le F. graminearum présents dans les semences d’orge et de blé. Cette méthode a aussi permis une
régression de l’infection chez l’orge due au charbon vêtu (Ustilago hordei) sans altérer la
germination. Le traitement avec la vapeur de vinaigre à forte concentration pourrait donner une
meilleure répression du B. sorokiniana.D’autres exemples de traitements naturels ou
commerciaux sont présentés au Tableau 5.
22
Tableau 5 Traitements de semences par des produits naturels ou commerciaux
(Recueil Bionovation -volet semences édition 2008 CRAAQ Publication no EVC 022)
Traitement Culture Maladie(pathogène) Auteurs
Plusieurs extraits de plantes Générale Fusarium.sp,
Moisissure rose (Microdochium nivale)
Kuhn
et al.,2004
Vinaigre Blé Carie (tilletia triticl),Rayure réticulée(pyrenophora
sp)
Borgen et
Neilsen,
2001
Chaux et poudre de
basalte,chitosan, extrait de
graine de pamplemousse
Blé, orge Tache Helminthosporienne et fonte des semis
Bipolaris sorokiniana) Fusarium.spp
Batura et al.,
2004
Poudre de moutarde, acide
acétique
Blé, orge,
seigle
Charbon du seigle (urocystis occulta),Charbon
nu(Ustillago spp),Carie(Tilletia spp)Rayure
réticulée(pyrenophora sp)
Borgen et
Kristensen,
2000
Vitamines Millet
perlé
Mycoses (Mildiou), Pushpalatha et
al.,2007
Acide acétique Orge Charbon nu (Ustillago nuda)Rayure
réticulée(pyrenophora sp)
Nielsen
etal.,2000
3.5.3 Traitements par des moyens physiques
Les traitements physiques sont recours au traitement par la chaleur sèche ou humide (Tableau 6).
L'assainissement thermique est très efficace, ilest utilisé comme anti infectieux. Néanmoins, la
vapeur d’eau chaude est très coûteuse à produire et une forte chaleur peut être préjudiciable au
matériel (Troller, 1993). D’autres études ont démontré que l’utilisation de la chaleur sèche était
efficace pourcontrer le F. graminearum,mais peu efficace pour réduire le B. sorokiniana (Clear
etal.,2002.,Pouleur et al.,2006).
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib64
23
Tableau 6 Exemples de traitements physiques des semences (Recueil Bionovation -
volet semences édition 2008 CRAAQ Publication no EVC 022)
Traitement Culture Maladieciblée (agent pathogène) Auteurs
Thermothérapie (air chaud ou humide) Blé, autre Carie(Tilletia tritici) Forsberg,2004
Vapeur et ultrasons Blé, épeautre Carie(Tilletia tritici) Borgenetal.,2005
Eau chaude+utilisation de substance
organiques et contrôle biologique Blé,orge
Tache Helminthosporienne et fonte
des semis (Bipolaris sorokiniana)
Fusarium spp Batura etal.,2004
Air chaud (50° - 70° C x14jour) Blé, orge
Tache (Cochliobolus sativus)Rayure
réticulées(pyrenophora spp) Clear etal,2002
Eau chaude(45° - 55° C)+Utilisation de
l'acide acétique Orge
Charbon nu(Ustiligo nuda),Rayure
réticulée(pyrenophora spp) Nielsen etal.,2000
L’utilisation des méthodes de rayonnement est à bannir en industrie agro-alimentaire en raison
des risques inhérents associés à des matières radioactives(Bellar et al.,1974;Trussell et Umphres,
1978).
3.5.4 Traitements biologiques
Les traitements biologiques ont recours à des micro-organismes pour lutter contre les
maladies.Des exemples sont présentés au Tableau 7
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib5
24
Tableau 7Traitements biologiques des semences (Recueil Bionovation-volet semences édition
2008 CRAAQ Publication no EVC 022)
Traitement Culture Maladieciblée (agent pathogène) Auteurs
Trichoderma Viride Blé, orge
Tache Helminthosporienne et fonte des semis (Bipolaris
sorokiniana) Fusarium spp Batura et al., 2004
Pseudomonas
chlororaphis
Blé, orge,
avoine, seigle
Carie (Tilletia spp) Moisissure rose (Microdochium
nivale) Rayure réticulée (pyrenophora spp) Tache
Helminthosporienne et fonte des semis(Bipolaris
sorokiniana) Widen et Annas, 2004
Streptomyces spp Maïs
Aspergillus spp.Curvularia lunata,
DrechsleramaydisFusarium spp. Bressan, 2003
3.6 Traitements oxydatifs (oxygène/ozone)
Le phénomène oxydatif, est une réaction chimique impliquant l’oxygène ou l’ozone. Il se définie
par une oxydation graduelle des membranes cellulaires, dont le résultat final est une perte
d’électrons. Le stress produit est dit « stress oxydatif », ce dernier entraine une perturbation au
niveau des constituants cellulaires et une fuite de leurs contenus, puis une mort cellulaire. Les
formes réactives de l’oxygène«FRO » ou reactive oxygen species « ROS » sont :
L'anion superoxyde (O2-.), le radical hydroxyle (OH
.), le radical peroxyle (ROO
.), et le radical
alkoxyle (RO.).Le radical hydroxyle (OH
.), reste le plus réactif des trois. D’autre forme ne
produisant pas de radicaux libre, ce sont:l'oxygène singulet (1O2) et le peroxyde d'hydrogène
(H2O2), qui sont aussi oxydant et réactif que le radical hydroxyle (Pasquier, 1995). Le stress
oxydatif induit des dommages tissulaire par l'oxydation des constituants membranaires tel que les
protéines, (Franzini, et al 1993, Sellak, et al 1992) et les lipides. Les protéines se segmentent et
se ligues, par contre pour les lipides, une peroxydation avec formation desliaisons protéines-
lipides, engendre des désordres membranaire au niveau cellulaire.
25
Le ROS est formé à partir de la dégradation de l'O3 dans l'apoplaste, qui est l’espace entourant les
cellules. Selon Lamb et Dixon en 1997, lors d’une attaque des cellules par des agents pathogènes,
une exposition à l'ozone fait augmenter la concentration du ROS dans l’espace apoplastique.
L’accumulation du ROS semble parfois néfasteet mêmedangereuse au niveau cellulaire,
néanmoins son role est aussi bénéfique, exemple : un médiateur des signaux et un messagers
secondaire au niveau de la cellule (Vranová et al., 2002 ; Overmyer et al., 2003).
Trussell et Umphres (1978) indiquent qu’en agroalimentaire des recherches sont entreprises afin
de trouver des agents de désinfection efficaces contre la détérioration des aliments par des agents
de dégradation. Sans danger pour les humains et l'environnement, ces produits doivent être non-
corrosifs pour l’équipement de transformation alimentaire et d’un coût moindre. Pour l’industrie
alimentaire, l’ozone serait préférable au chlore. Toutefois, il est important de connaître les
modalités de son utilisation en industrie, puisque sa manipulation peut être dangereuse. Chez
l’homme, l’intoxication à l'ozone touche principalement la fonction respiratoire. À la phase
aiguë,les symptômes se traduisent par des céphalées, de la toux, des étourdissements, une
sensation de larmoiement et des picotements dans la gorge, un goût et une odeur forte; àl'état
chronique, on a constatédes maux de tête, de la faiblesse, des troubles de la mémoire (Hoof,
1982).
Des recherches ont été menées afin d’améliorer l’efficacité du traitement à l’ozone sur la solution
nutritivede la tomate de serre (Le Quillec, 2002), par l’addition de plusieurs doses de peroxyde
d’hydrogène à l’ozone.Ils ont constatés que l’addition de 4 à 5 ppm de peroxyded’hydrogène à
l'ozone a permis de réduire le nombre de bactéries présentes dans la solution nutritive. La dose
recommandée est d’environ 1,5 ppm de peroxyded’hydrogène pour 9 ppm d'ozone. En effet,
environ 99,4 % de la flore bactérienne totale était détruite avec 10 ppm d'O3 et 1,5 ppm de H2O2.
3.6.1 Définition (ozone)
L'ozone a été découvert pour la première fois en 1781 par Martin von Marum et la molécule a
ensuite été isolée par un chercheur suisse, Schönbein(1839), qui donna le nom en se référant à la
racine grecque « ozein » sentir. L’ozone a d'abord été utilisé en 1907 dans le traitement de l’eau
municipale dela ville de Niceet en 1910 à Saint-Pétersbourg (Kogelschatz, 1988). L'ozone est un
agent oxydant très puissant pour la plupart des formes de matière organique (Runia, 1994). Selon
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib31http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib31http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib38
26
Le Quillec (2002), le pouvoir répresseur de l’ozone sur les micro-organismes dépend de sa
concentration et de la durée d'exposition. Plus sa concentration est élevée, plus le temps
nécessaire pour désinfecter la solution nutritive de la tomate de serre, est court. L’ozone est un
composé chimique composé de trois atomes d’oxygène (O3). L'ozone est produit de façon
artificielle par l'action de décharges électriques à haute tension, qui fractionnent la molécule
d'oxygène en deux, ce qui donne deux atomes d'oxygène. Une collision se produit ensuite entre
l'atome d'oxygène O, et une molécule d'oxygène diatomique O2 crée une molécule d'ozone O3
(Carruthers, 1997). La réaction de la synthèse de l'ozone est la suivante : 3 O2 + énergie 2
O3.
3.6.2 Propriétés chimiques
Selon Zeynep et al., (2003), l'ozone est un gaz de couleur bleu pâle lorsque la
températureambiante est de 25ºC. Il devient à l'état liquide et de couleur bleu foncé à une
température de-111,9ºC, solide et de couleur pourpre à-192,5 ºC. SelonTakeuchi (2005), à la
température et à une pression ambiante, c'est un gaz incolore. Il est constitué de trois atomes
d'oxygène qui sont disposés selon un angle fermé d'environ 116,49 0et d’une longueur de liaison
de 1,278 Å. Un atome central d'oxygène est attaché à distance égale avec les deux autresatomes
oxygène (Oehlschlaeger, 1978).
Contrairement à l’O2 qui est inodore, l’O3 se distingue par son odeur caractéristique (Takeuchi,
2005), semblable à l'eau de Javel. Cette odeur s’accentue dans les endroits confinés où on
trouveun important champ électrique par exemple un transformateur a haute tension.
La température modifie la solubilité de l’ozone, puisqu'une augmentation de la température
diminue sa solubilité dans l’eau mais augmente sa vitesse de réaction et de propagation dans l'eau
(Carruthers, 1997). Par contre, une hyperthermie augmenterait la vitesse de décomposition de
l'ozone. Dans l’eau et à0-30 ºC,l’ozone est 13 fois plus soluble que l'oxygèneetcela augmente si
l’eau est froide(Rice,1986).L’ozonesedécomposeplus rapidement lorsque l’eau est chaude(Rice et
al., 1981).
Le Tableau 8 indique la relation entre la température et la solubilité de l’ozone dans l'eau.
L'ozone dans l'eau pure se dégrade plus rapidement en oxygène et même plus rapidement dans les
http://fr.wikipedia.org/wiki/Oxygènehttp://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib50http://fr.wikipedia.org/wiki/Eau_de_Javelhttp://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib54http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib55http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib55
27
solutions impures, selon Hill et Rice (1982).L’ozonea une plus longue demi-vie à l'état gazeux
que dans une solution aqueuse (Rice,1986).
Tableau 8 Relation entre la température et la solubilité d'ozonedans l'eau
(Rice et al., 1981)
Température (C0) Solubilité (litre ozone/litre d'eau)
0 0, 640
15 0, 456
27 0, 270
40 0, 112
60 0, 000
3.6.3 Mode d'action
Selon Victorin, (1992), l'ozone détruit les micro-organismes par l'oxydation progressive des
composants cellulaires vitaux. La surface cellulaire des bactéries est la principale cible de
l'ozonation. Deux mécanismes principaux ont été identifiés. Le premier indique que l'ozone
oxyde les groupes d’enzymes sulfhydriles et des acides aminés, des peptides et des protéines en
peptides de courte chaîne. Le deuxième indique que l'ozone oxyde les acides gras polyinsaturés
en peroxydes. L’ozone entraîne la dégradation des lipides insaturés des enveloppes cellulaires,
altérant l’intégrité de la membrane cellulaire et la fuite ultérieure du contenu cellulaire. Les
doubles liaisons des lipides insaturés sont particulièrement sensibles à l’action de l'ozone. Des
études menées par Karaca et Velioglu (2007) afin d’examiner l'efficacité de l'ozone dans la lutte
contre de multiples micro-organismes (bactéries, virus, algues et champignons) ont démontré que
l'ozone pouvait détruire ces organismes par oxydation progressive des composants cellulaires. De
plus l'ozone provoquerait une oxydation généralisée des protéines cellulaires internes, causant la
mort cellulaire fugace. D'autres chercheurs ont permis d’étudier l'effet de l'ozone sur la
Salmonella typhimurium. Ils ont conclu, après plusieurs essais, que l'ozone pouvait avoir des
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib54http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib55http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib68http://informahealthcare.com/action/showPopup?citid=citart1&id=CIT0035&doi=10.3109/03602532.2010.484461
28
effets mutagènes, entraînant ainsi des lésions cellulaires et l’inactivation (Dillon et al., 1992). Son
action sur les bactéries Gram négatives, en particulier sur les couches de lipoprotéines et de
lipopolysaccharides qui sont les premiers sites de destruction, entraîne une hyperperméabilité
cellulaire et la lyse cellulaire immédiate (Kimet al.,1999). L’ozone provoque l’oxydation interne
des protéines cellulaires induisant ainsi une mort cellulaire immédiate et rapide. La lyse cellulaire
se fait aussi à la suite d’une destruction accrue par dénaturation des acides nucléiques. Ainsi, la
thymine est plus sensible à l'ozone que la cytosine ou l'uracile (Muddet al.,1969;Hinze et
al.,1987;Takamotoet al.,1992; Kim etal.,1999). Selon Kim et al., 1999, l’ozone détruit également
l'ARN viral et modifie les chaînes polypeptidiques de la protéine virale. Le type de micro-
organismes, l’âge de la culture, la densité de la population à traiter, les méthodes de
quantification sont autant de paramètres qu'on doit étudier afin d'évaluer la sensibilité des micro-
organismes et l'efficacité antimicrobienne de l'ozone (Guzel-Seydimet al., 2004). Cette action
oxydative de l’ozone ainsi que sa formation sont bien expliquées dans la figure 12. Khadre et
Yousef (2001), qui ont comparé les effets de l'ozone et du peroxyde d'hydrogène sur les spores de
Bacillus spp, ont conclu que l'ozone est plus efficace que le peroxyde d'hydrogène. Pour de
nombreux micro-organismes pathogènes, un temps minimum et une concentration adéquate en
ozone seraient utiles afin d’obtenir l'inactivation désirée (Gujer et Von Gunten; 2003,Karaca et
Velioglu, 2007;Cullen et al, 2009).
Figure 12. Formation de l’ozone (www.topchem.de/images/Effet de l’ozone.gif)
http://informahealthcare.com/action/showPopup?citid=citart1&id=CIT0017&doi=10.3109/03602532.2010.484461http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib37http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F2004&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_origin=search&_cdi=6944&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1521182093&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=5f963e2ca5da1edbef3f80e19452049a&searchtype=a#bib47http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-4BFXR47-1&_user=10&_coverDate=0