En réponse à l'apparition de ce que l'on appelle désormais le « flétrissement du poivron » dans les serres de haute technologie, Grodan a initié et contribué à un vaste programme de recherche international visant à mieux comprendre l'interaction complexe entre la présence de pathogènes, le stress des plantes et les pratiques d'hygiène. Les résultats de ces recherches indiquent que la présence d'agents oxydants, principalement utilisés pour le contrôle du biofilm dans les conduites d'irrigation, peut agir à la fois comme déclencheur et comme modificateur de l'expression des symptômes. C'est particulièrement le cas lorsque les agents oxydants pénètrent dans la zone racinaire en présence du pathogène opportuniste et agressif Fusarium oxysporum f. sp. radicis-capsici (FORC) ou d'autres membres de la famille décrite comme le Complexe d'Espèces Fusarium Oxysporum (FOSC). Sur la base de ces connaissances, Grodan a émis de nouveaux conseils en matière d'hygiène afin d'aider les producteurs à éviter de rendre involontairement leurs cultures plus vulnérables.
Le flétrissement du poivron est un symptôme où les plants de poivron perdent leur rigidité en raison d'une perturbation de l'absorption d'eau ou de dommages au système vasculaire de la plante. Le flétrissement du poivron est observé chez des plantes cultivées aussi bien sur laine de roche que sur substrats organiques, ce qui a incité l'équipe Grodan à étudier ce qui pouvait modifier l'expression des symptômes (Photo 1). Bien que les microbiomes des deux substrats diffèrent, les experts s'accordent à dire qu'aucun des deux n'est intrinsèquement inférieur à l'autre. Mais la question demeurait : comment et pourquoi le pathogène s'installait-il si sévèrement dans certains cas ?
Photo 1. Symptômes de Fusarium oxysporum f. sp. radicis capsici (FOSC) chez des plants de poivron cultivés sur deux substrats à Vineland (Canada) : laine de roche (à gauche) et fibre de coco (à droite).
Le manque de connaissances scientifiques sur la cause exacte du flétrissement du poivron créait de l'incertitude et de la confusion au sein de l'industrie. « En tant qu'entreprise, nous nous engageons à soutenir les producteurs en leur fournissant des informations fondées sur des preuves pour guider leur prise de décision. C'est pourquoi nous avons lancé de manière proactive un vaste programme de recherche international visant à combler les lacunes de connaissances sur une base scientifique », déclare Andrew Lee, responsable du conseil aux cultures pour l'Europe et l'Asie chez Grodan.
Recherche indépendante à la recherche de preuves
Outre sa participation à plusieurs essais de consortiums dirigés de l'extérieur, Grodan a initié et financé ses propres études de recherche indépendantes. Celles-ci ont été mises en place en collaboration avec des organismes respectés tels que Wageningen University Research (WUR), Vertify et Botany BV aux Pays-Bas, ainsi que le Vineland Innovation & Research Centre au Canada. « Pour relier nos théories à la pratique du terrain, nous avons également collaboré avec des producteurs ayant connu l'expression de symptômes de flétrissement du poivron, en obtenant de leur part des échantillons de pains et de matériaux végétaux pour analyse et étude approfondie », explique Frank Janssen, responsable R&D chez Grodan.
Enquête auprès des producteurs
Dans le cadre du programme de recherche, Grodan a mené une enquête approfondie, comprenant environ 70 questions, auprès de producteurs du Benelux et du Canada afin d'obtenir un aperçu détaillé de leurs habitudes et comportements. « Tous les producteurs interrogés ne rencontraient pas de problèmes de flétrissement. Cependant, nous avons posé à tous les producteurs les mêmes questions relatives à leurs opérations – de leurs stratégies climatiques et d'irrigation à leur utilisation de produits phytosanitaires », ajoute Janssen.
L'enquête comprenait également des questions spécifiques sur la manière dont ils maintenaient l'hygiène de l'eau et le contrôle du biofilm dans le système d'irrigation lui-même. « Fait intéressant, tous les producteurs ayant constaté un flétrissement du poivron depuis 2022 ou présentant actuellement des symptômes utilisaient des agents oxydants à des concentrations détectables au niveau du goutteur », poursuit-il. Cela a renforcé les soupçons de l'équipe quant au rôle que jouaient les agents oxydants dans le flétrissement du poivron.
Protocole des essais de recherche
Les chercheurs ont adopté l'hypothèse selon laquelle les agents oxydants pénétrant dans la zone racinaire peuvent à la fois initier et augmenter l'expression des symptômes. Dans leur premier essai, ils ont appliqué un agent oxydant non stabilisé (peroxyde d'hydrogène) à de la laine de roche vierge (c'est-à-dire ne contenant ni plantes ni racines) et à des substrats organiques vierges dans des conditions contrôlées identiques.
Les résultats ont démontré que la composition du substrat influence la vitesse à laquelle le peroxyde d'hydrogène se décompose. Dans les substrats à plus forte teneur en matière organique, l'agent oxydant se dégradait plus rapidement, tandis que dans les substrats plus inertes, il restait chimiquement actif plus longtemps. Ces résultats suggèrent que les caractéristiques du substrat peuvent influencer la durée d'exposition des tissus racinaires aux agents oxydants.
« Une exposition plus longue au peroxyde dans la laine de roche augmente le risque de dommages au tissu épidermique racinaire et aux poils absorbants, et les racines endommagées offrent une voie d'entrée à tout pathogène pouvant être présent dans la zone racinaire », poursuit-il.
« Cependant, cela ne signifie pas que les substrats organiques soient plus sûrs pour le traitement au peroxyde. Il est important de noter qu'une dégradation plus rapide dans les substrats organiques n'élimine pas le risque de stress racinaire », explique Lee. « La recherche montre clairement que le temps de contact ne modifie que la sévérité des symptômes, pas la toxicité fondamentale de l'agent oxydant. En d'autres termes, un agent oxydant endommage toujours les racines, les exposant au risque d'infection par la maladie. »
Lee suggère également que les producteurs devraient réfléchir à la raison pour laquelle ils ajoutent du peroxyde d'hydrogène ou un traitement similaire en premier lieu : « L'objectif est d'éliminer la matière organique du système hydraulique, donc en ajouter via le choix de votre substrat est contre-intuitif. Et bien entendu, un substrat organique n'offre aucune protection contre le pathogène FORC ou FOSC. »
Dommages racinaires même à faibles concentrations
Ensuite, l'équipe a infecté de jeunes plants avec le FORC et testé différentes concentrations de peroxyde d'hydrogène, en mesurant la santé des plantes sur la base de l'indice d'équilibre azoté dans les feuilles. « Après inoculation avec le FORC, nous avons observé une réponse de stress immédiate chez la plante. Cette réponse de stress était amplifiée lors du dosage d'une faible quantité de peroxyde d'hydrogène », déclare Janssen.
De plus, en comparant l'application de peroxyde d'hydrogène à différentes concentrations, l'équipe a constaté que l'expression des symptômes était également modifiée par la concentration de la dose. L'essai a montré que les plants inoculés au FORC recevant des doses de 50 ppm de peroxyde d'hydrogène étaient les premiers à présenter des symptômes de flétrissement. Les plants recevant 100 ppm de peroxyde étaient les suivants à flétrir. Ceux recevant un traitement à 200 ppm exprimaient des symptômes de flétrissement une semaine plus tard, suivis des plants inoculés au FORC n'ayant reçu aucune dose de peroxyde d'hydrogène. « Cette interaction dose-réponse non linéaire a constitué un aperçu décisif et nous a permis d'affiner davantage notre hypothèse sur la base des preuves », poursuit-il.
« À 50 ppm, la concentration d'agent oxydant n'était clairement pas suffisante pour tuer le pathogène agressif FORC. Cependant, elle causait des dommages au tissu épidermique racinaire et aux poils absorbants, affaiblissant ainsi le système de défense naturel de la plante, entraînant un flétrissement plus rapide et finalement la mort à mesure que le pathogène fongique agressif progressait rapidement », déclare Lee.
Photo 2. Plants de poivron montrant la sévérité du flétrissement sous des dosages croissants de peroxyde d'hydrogène, présentés de gauche à droite : 0, 50, 100 et 200 ppm respectivement. À gauche, les plants à un stade précoce et à droite, les plants après 4 semaines.
« Les racines étaient également endommagées par une concentration de 200 ppm d'agent oxydant, mais à cette concentration, il tuait ou au moins supprimait le FORC. C'est pourquoi il a fallu plus de temps pour que ces plants meurent. À l'autre extrême, lorsqu'aucun agent oxydant n'était appliqué, le FORC attaquait toujours les plants mais, en l'absence de l'effet aggravant de l'agent oxydant endommageant continuellement les racines, il a fallu plus de temps pour qu'ils meurent », explique-t-il.
Photo 3. Images microscopiques (x100) de dommages au tissu racinaire de plants de poivron (Alzamora RZ) cultivés en blocs de laine de roche lors du dosage de peroxyde d'hydrogène stabilisé à 50 ppm dans un système de subirrigation.
De plus, la présence d'agents oxydants dans la zone racinaire peut perturber significativement le microbiome de la zone racinaire, un système essentiel à la résilience globale de la plante. Lorsque des agents oxydants sont appliqués de manière répétée, ils peuvent également réduire les populations microbiennes bénéfiques, déstabiliser la rhizosphère et altérer des processus critiques tels que la suppression naturelle des maladies.
Repenser les pratiques d'hygiène courantes
Le dosage d'agents oxydants est une pratique courante dans le cadre des routines d'hygiène de l'eau en culture sous serre. « Ils contribuent effectivement à prévenir l'accumulation de biofilm dans les systèmes d'irrigation, à condition que ces produits soient utilisés strictement pour la désinfection du système, conformément aux réglementations légales et aux instructions du fournisseur. Dans ce contexte, le peroxyde d'hydrogène peut être un outil de désinfection approprié car il se décompose en eau et en oxygène après avoir accompli son action désinfectante », déclare Lee.
« Cependant, cela ne signifie pas que le dosage d'agents oxydants dans la zone racinaire active soit sûr ou bénéfique. Dans le substrat, ces agents n'ajoutent pas simplement de "l'oxygène" ; ils oxydent et endommagent les tissus racinaires, affaiblissent les poils absorbants et rendent la plante plus vulnérable à l'entrée de pathogènes. La même réactivité chimique qui aide à nettoyer les conduites d'irrigation devient nocive lorsqu'elle entre en contact direct avec des racines vivantes. Par conséquent, nous recommandons d'éviter des concentrations mesurables de tout agent oxydant dans la zone racinaire pendant la culture », souligne-t-il.
De plus, en raison de l'incertitude entourant le flétrissement du poivron, les producteurs ont été encouragés ces dernières années à augmenter le niveau de dosage des agents oxydants comme mesure préventive supplémentaire, au cas où des pathogènes seraient présents. « De même, d'autres études menées au WUR sur l'utilisation d'agents oxydants dans la culture du gerbera montrent qu'ils n'ont aucun effet sur les pathogènes végétaux (Fusarium) à des concentrations inférieures à 160 ppm – des niveaux bien supérieurs à ceux nécessaires pour contrôler le biofilm ou même causer des dommages racinaires », ajoute Lee.
Efficacité réduite des produits phytosanitaires
Un pathogène à croissance rapide tel que le FORC ou le FOSC peut rapidement provoquer le flétrissement et la mort des plants, c'est pourquoi les producteurs confrontés au flétrissement du poivron appliquent souvent des produits phytosanitaires (PPP). « Mais s'ils continuent à doser des agents oxydants par la suite, ils créeront deux actions contradictoires. D'un côté, ils ajoutent des PPP pour combattre le pathogène. Mais de l'autre, l'agent oxydant continuera à endommager le tissu épidermique racinaire et les poils absorbants, réduisant l'efficacité des PPP », ajoute-t-il.
Recommandations pour les producteurs
Dans l'ensemble, les résultats suggèrent que certaines pratiques d'hygiène, bien qu'animées de bonnes intentions, peuvent avoir contribué à une vulnérabilité accrue des plantes dans des conditions spécifiques au niveau de la zone racinaire. Sur la base de ces connaissances, Grodan a précisé ses recommandations concernant l'utilisation appropriée des agents oxydants dans les systèmes d'irrigation. « Nous ne disons pas que les agents oxydants ne doivent pas être utilisés. En effet, ils peuvent être très efficaces pour contrôler le biofilm lorsqu'ils sont appliqués correctement et conformément aux réglementations légales et aux instructions des fournisseurs, bien qu'il existe des technologies alternatives disponibles », déclare Janssen.
« Cependant, sur la base des nouvelles découvertes, il est important de s'assurer que les agents oxydants utilisés pour la désinfection du système ne produisent pas de concentrations mesurables dans la zone racinaire active », ajoute Lee. Cela signifie éviter des concentrations mesurables d'agents oxydants au niveau du goutteur. Une solution pratique serait l'installation d'une boucle de retour dans le système d'irrigation et le dosage des agents oxydants uniquement en fin de journée.
« Les producteurs ont exprimé leur satisfaction d'obtenir une meilleure clarté sur un facteur contributif important. Nous continuons à surveiller les réactions du marché et, si nécessaire, nous affinerons davantage nos recommandations pour réduire le risque de flétrissement du poivron et soutenir le développement résilient des cultures dans des conditions de culture de haute technologie », conclut Lee.
Pour de plus amples informations ou des conseils personnalisés, veuillez contacter votre conseiller Grodan.
