Article original de Zhang Zhiping sur les technologies d'ingénierie agricole et horticole en serre, publié le 26 août 2022 à 17h20 à Pékin.

La Chine a élaboré un plan de prévention et de contrôle écologiques et de réduction à zéro de l'utilisation des pesticides, et de nouvelles technologies utilisant la phototaxie des insectes pour lutter contre les ravageurs agricoles ont été largement promues et appliquées.

Principes de la technologie de lutte antiparasitaire spectrale

La lutte contre les ravageurs par des techniques spectroscopiques repose sur les caractéristiques physiologiques des insectes. La plupart des insectes présentent une absorption dans le spectre visible, concentrée en partie dans la bande invisible des UVA et en partie dans le spectre visible. La partie invisible étant hors du spectre de la lumière visible et donc insensible à la photosynthèse, toute intervention dans cette partie du spectre n'a aucun impact sur leur fonctionnement ni sur la photosynthèse des plantes. Les chercheurs ont constaté qu'en bloquant cette partie du spectre, il est possible de créer des zones d'ombre pour les insectes, de réduire leur activité, de protéger les cultures des ravageurs et de limiter la transmission des virus. Dans la partie visible, il est possible de renforcer le spectre dans les zones éloignées des cultures afin de perturber le comportement des insectes et de protéger ainsi les cultures contre les infestations.

Insectes nuisibles courants dans l'établissement

Les ravageurs courants dans les installations de plantation comprennent les thrips, les pucerons, les aleurodes et les mineuses des feuilles, etc.

infestation de thrips

infestation de pucerons

infestation d'aleurodes

infestation de mineuses des feuilles

Solutions pour le contrôle spectral des ravageurs et des maladies des installations

L'étude a révélé que les insectes mentionnés ci-dessus partagent des habitudes de vie communes. Leurs activités, leur vol et leur recherche de nourriture reposent sur la navigation spectrale dans une bande spectrale spécifique. Par exemple, les pucerons et les aleurodes possèdent des organes récepteurs sensibles à la lumière ultraviolette (longueur d'onde d'environ 360 nm) et à la lumière verte à jaune (520-540 nm). Toute perturbation de ces deux bandes spectrales perturbe l'activité de l'insecte et réduit son taux de reproduction. Les thrips présentent également une sensibilité à la lumière visible dans la bande 400-500 nm.

La lumière partiellement colorée peut inciter les insectes à se poser, créant ainsi des conditions favorables à leur attraction et à leur capture. De plus, un degré élevé de réflectance solaire (plus de 25 % du rayonnement lumineux) peut également empêcher les insectes de se fixer. Des propriétés optiques telles que l'intensité, la longueur d'onde et le contraste des couleurs influencent fortement la réaction des insectes. Certains insectes perçoivent deux spectres visibles : les ultraviolets et la lumière jaune-verte. D'autres en perçoivent trois : les ultraviolets, la lumière bleue et la lumière jaune-verte.

bandes lumineuses sensibles à la lumière visible des insectes communs

De plus, la phototaxie négative peut perturber les insectes nuisibles. L'étude des habitudes de vie des insectes permet d'envisager deux solutions de lutte antiparasitaire. La première consiste à modifier l'environnement de la serre dans la gamme spectrale obstruable, afin de réduire considérablement le spectre d'activité des insectes présents, notamment les ultraviolets, et ainsi les rendre insensibles à cette bande. La seconde, pour la gamme spectrale non obstruable, est d'accroître la réflexion ou la diffusion de la lumière colorée par d'autres récepteurs de la serre, perturbant ainsi l'orientation des insectes lors de leurs vols et atterrissages.

méthode de blocage des UV

La méthode de blocage des UV consiste à ajouter des agents bloquant les UV au film de protection et au filet anti-insectes de la serre, afin de bloquer efficacement les principales longueurs d'onde sensibles aux insectes dans la lumière pénétrant dans la serre. Ceci inhibe l'activité des insectes, réduit la reproduction des ravageurs et limite la transmission des maladies et des parasites entre les cultures sous serre.

Filet à insectes Spectrum

Une moustiquaire à mailles de 50 (mailles haute densité) ne suffit pas à empêcher les insectes d'entrer en contact avec les nuisibles, même si la taille des mailles est importante. Au contraire, des mailles plus larges et une bonne ventilation ne garantissent pas une éradication complète des insectes.

l'effet protecteur des moustiquaires à haute densité

Les filets anti-insectes spectraux bloquent les bandes lumineuses sensibles aux ravageurs grâce à l'ajout d'additifs anti-ultraviolets aux matières premières. Comme la lutte contre les ravageurs ne repose pas uniquement sur la densité du maillage, un filet à mailles plus fines peut également s'avérer plus efficace. Ainsi, tout en assurant une bonne ventilation, il permet une lutte efficace contre les insectes. Le compromis entre ventilation et lutte contre les insectes dans les installations de culture est ainsi résolu, permettant de satisfaire aux deux exigences fonctionnelles et d'atteindre un équilibre optimal..

L'analyse de la réflectance de la bande spectrale sous le filet anti-insectes spectral à mailles de 50 révèle une forte absorption de la bande UV (bande de sensibilité à la lumière des insectes) et une réflectance inférieure à 10 %. Dans la zone des fenêtres de ventilation des serres équipées de tels filets, la vision des insectes est quasiment imperceptible dans cette bande spectrale.

Carte de réflexion de la bande spectrale du filet à insectes spectral (maille de 50)

filets anti-insectes à spectres différents

Afin de vérifier l'efficacité de protection du filet anti-insectes spectral, les chercheurs ont mené des tests dans une plantation de tomates. Ils ont testé différents types de filets : filet anti-insectes ordinaire à mailles de 50, filet anti-insectes spectral à mailles de 50, filet anti-insectes ordinaire à mailles de 40 et filet anti-insectes spectral à mailles de 40. L'utilisation de ces filets, présentant des performances et des densités de mailles différentes, a permis de comparer les taux de survie des aleurodes et des thrips. Lors de chaque comptage, le nombre d'aleurodes était le plus faible sous le filet anti-insectes spectral à mailles de 50, et le plus élevé sous le filet ordinaire à mailles de 40. Il apparaît clairement qu'à maillage égal, le nombre d'aleurodes sous le filet anti-insectes spectral est significativement inférieur à celui sous le filet ordinaire. À maillage égal, le nombre de thrips sous une moustiquaire spectrale est inférieur à celui observé sous une moustiquaire ordinaire. De même, le nombre de thrips sous une moustiquaire spectrale à 40 mailles est inférieur à celui observé sous une moustiquaire ordinaire à 50 mailles. En général, la moustiquaire spectrale offre une protection plus efficace contre les insectes qu'une moustiquaire ordinaire à mailles hautes, tout en assurant une meilleure ventilation.

l'effet protecteur des moustiquaires à différents spectres de mailles et des moustiquaires ordinaires

Parallèlement, les chercheurs ont mené une autre expérience, comparant le nombre de thrips dans une serre de production de tomates à l'aide de filets anti-insectes ordinaires à mailles de 50, de filets anti-insectes spectraux à mailles de 50 et de filets anti-insectes ordinaires à mailles de 68. Comme le montre la figure 10, le filet anti-insectes ordinaire à mailles de 68, grâce à sa densité de mailles élevée, est nettement plus efficace que le filet à mailles de 50. En revanche, le filet anti-insectes spectral à mailles fines de 50 présente moins de thrips que le filet à mailles fines de 68.

comparaison du nombre de thrips sous différents filets anti-insectes

De plus, lors de tests comparant le filet anti-insectes ordinaire à mailles de 50 et le filet anti-insectes spectral à mailles de 40, avec deux performances et densités de mailles différentes, en analysant le nombre de thrips par plaque collante dans la zone de production de poireaux, les chercheurs ont constaté que même avec des mailles plus fines, les filets spectraux offraient une protection contre les insectes supérieure à celle des filets anti-insectes ordinaires à mailles plus fines.

comparaison du nombre de thrips sous différents types de filets anti-insectes en production

la comparaison concrète de l'efficacité anti-insectes d'une même moustiquaire présentant des performances différentes

 Film répulsif anti-insectes spectral

Les films de couverture ordinaires pour serres absorbent une partie des rayons UV, ce qui accélère leur vieillissement. Grâce à une technologie unique, des additifs bloquant les UVA sensibles aux insectes sont incorporés à ces films, leur conférant ainsi des propriétés anti-insectes tout en préservant leur durée de vie.

effets d'un film bloquant les UV et d'un film ordinaire sur les populations d'aleurodes, de thrips et de pucerons

Avec l'allongement de la période de culture, on constate que le nombre de ravageurs sous un film ordinaire augmente considérablement par rapport à celui observé sous un film anti-UV. Il convient de souligner que l'utilisation de ce type de film exige des producteurs une attention particulière aux ouvertures d'entrée/sortie et de ventilation lors des interventions quotidiennes en serre, faute de quoi son efficacité sera réduite. Grâce à la lutte efficace contre les ravageurs assurée par le film anti-UV, l'utilisation de pesticides par les producteurs est diminuée. Lors de la culture d'eustoma en serre, l'utilisation d'un film anti-UV permet de réduire le nombre de mineuses, de thrips, d'aleurodes et la quantité de pesticides nécessaires, comparativement à un film ordinaire.

Comparaison de l'effet d'un film bloquant les UV et d'un film ordinaire

Comparaison de l'utilisation des pesticides en serre avec un film anti-UV et un film ordinaire

méthode d'interférence/piégeage de la lumière

Le tropisme chromatique est la capacité des organes visuels des insectes à éviter certaines couleurs. En exploitant la sensibilité des ravageurs à certaines couleurs du spectre visible, on peut perturber leur comportement et ainsi réduire les dégâts qu'ils causent aux cultures et, par conséquent, l'utilisation de pesticides.

Interférence de réflexion du film

Lors de la production, la face jaune du film jaune-brun est orientée vers le haut. Les ravageurs tels que les pucerons et les aleurodes s'y posent en grand nombre grâce à la phototaxie. Parallèlement, la température de surface du film est extrêmement élevée en été, ce qui tue une grande partie des ravageurs qui s'y fixent, réduisant ainsi les dégâts causés aux cultures. Le film gris argenté exploite le tropisme négatif des pucerons, thrips, etc., pour la lumière colorée. Couvrir les serres de culture de concombres et de fraises avec ce film gris argenté permet de réduire efficacement les dégâts causés par ces ravageurs.

en utilisant différents types de films

effet pratique du film jaune-brun dans une installation de production de tomates

Interférence de réflexion d'un filet pare-soleil coloré

L'utilisation de filets d'ombrage de différentes couleurs au-dessus des serres permet de réduire les dégâts causés aux cultures en exploitant les caractéristiques de la lumière perçue par les ravageurs. Le nombre d'aleurodes présentes dans le filet jaune était nettement supérieur à celui observé dans les filets rouge, bleu et noir. En revanche, le nombre d'aleurodes dans la serre recouverte du filet jaune était significativement inférieur à celui observé dans les filets noir et blanc.

Analyse de la situation en matière de lutte antiparasitaire grâce à des filets d'ombrage de différentes couleurs

Interférence de réflexion d'un filet pare-soleil réfléchissant en feuille d'aluminium

Un filet réfléchissant en aluminium est installé sur le côté de la serre, ce qui réduit considérablement le nombre d'aleurodes. Comparé à un filet anti-insectes classique, le nombre de thrips a été réduit de 17,1 individus/m².²jusqu'à 4,0 têtes/m².

l'utilisation d'un filet réfléchissant en feuille d'aluminium

Tableau adhésif

En production, des panneaux jaunes servent à piéger et à éliminer les pucerons et les aleurodes. Par ailleurs, les thrips sont sensibles au bleu et présentent une forte chromotaxie. En production, des panneaux bleus peuvent être utilisés pour piéger et éliminer les thrips, etc., selon le principe de la chromotaxie des insectes. Parmi ces panneaux, les rubans à motifs ou à œil-de-bœuf sont particulièrement attractifs pour les insectes..

Ruban adhésif à motif cible ou à motifs

Informations de citation

Zhang Zhiping. Application de la technologie de lutte antiparasitaire spectrale dans les installations [J]. Technologie du génie agricole, 42(19) : 17-22.