Rôle des ennemis naturels dans la lutte biologique contre le puceron cendré, Dysaphis plantaginea Passerini (Hemiptera aphididae) en vergers de pommiers

by Hazem Dib

Doctoral thesis in Sciences agronomiques

Under the supervision of Benoît Sauphanor and Yvan Capowiez.

Thesis committee President: Serge Kreiter.

Thesis committee members: Laurent Urban, Jean-Pierre Sarthou.

Examiners: Jean-Pierre Lumaret, Marie-Stéphane Tixier.

  • Alternative Title

    Role of natural enemies in biological pest control against rosy apple aphid (Dysaphis plantaginea) in apple orchards


  • Abstract

    In the current political and social context (reduced use of pesticides), there is a need for the development of alternative solutions to control the rosy apple aphid, Dysaphis plantaginea Passerini (Hemiptera : Aphididae), especially in organic farming. One of these alternatives is the increased and improved use of natural enemies against this pest. In this thesis, we provided some elements of responses regarding this problem in term of research study and technical application. Based on weekly observations of arthropods in marked shoots infested by D. plantaginea, we demonstrated the negative effects of the natural enemies on the development of D. plantaginea but this effect was unsufficient to provide an effective regulation avoiding economic damages. We also showed the possible and positive influence of ant presence on the infestation dynamics and thei rnegative effect on natural enemies. Among the natural enemy groups, three were the most abundant and appeared in a temporary sequence : syrphids arrived first, at the beginning of the infestation,followed by coccinellids and earwigs that arrived later.To enhance the role of the natural enemies against D. plantaginea, we also need other practices that enable to reduce significantly the number of pesticide applied. This is the case of a very recent innovation : the Alt'Carpo nets. Despite its negative influence on the abundance and richness of the natural enemies, especially the coccinellids, present in the colonies of D. plantaginea, there was a negative influence of these nets on the development of D. plantaginea populations (both at the shootand tree levels) especially when the nets were closed in mid-April (coinciding with classical netting trees for controlling populations of codling moth). We additionally showed that the highest reductionin D. plantaginea population was observed in the presence of at least one active natural enemy in the marked shoot. This gives support to the combination of these methods of control, one biological and the other physical, to regulate D. plantaginea populations. Based on their precocity for Episyrphus balteatus De Geer (Diptera : Syrphidae) and their abundance for both Forficula auricularia Linnaeus (Dermaptera : Forficulidae) and E.balteatus observed under field conditions, the syrphids and earwigs appear as good candidates for controlling the D. plantaginea populations. We first demonstrated under laboratory conditions using detached plantain leaves in Petri dishes conditions the potency of these two predators, especially a tolder stages, against D plantaginea. The optimal predation occurred at 20°C for both predators. Using young apple trees, we further studied the possible interactions between these predators and showed a small and positive interaction when the D. plantaginea density was not limiting. But at low densities of aphids, the results suggested a possible negative interaction (a sign of intraguild predation) between these two predators. These results from laboratory studies have led us to study the augmentative release of these two predators, under field conditions, in early spring for controlling D. plantaginea populations. The releases of F. auricularia (third instar nymph) did not result in lower D. plantaginea populations. This confirmed the difficulty of successful releases of natural enemies under theconditions of open orchards, and demonstrated the need for improving or creating conditions that canpromote the success of the released natural enemies. However, despite closed conditions, the early release of E. balteatus under Alt'Carpo nets was also not efficient against D. plantaginea.This thesis, through several studies under different conditions (controlled, semi-field and field), represented an important first step that should ideally lead to the development of a dynamic model of the development of D. plantaginea at the shoot level, taking into account the presence of ants and therole of natural enemies and the influence of some agricultural practices (for example Alt'Carpo nets and natural enemy releases). Further studies are also needed to validate our results (effects of Alt'Carpo nets) and to optimise the releases of natural enemies


  • Abstract

    Dans le contexte politique (réduction 50% de l’utilisation des pesticides à échéance de 2018 -Plan Ecophyto) et social actuel (mise en place de modes de production plus respectueux pour l'environnement), la sévérité des dommages causés par le puceron cendré du pommier, Dysaphis plantaginea Passerini (Hemiptera : Aphididae), surtout en agriculture biologique, rend nécessaire la mise au point de solutions alternatives s’appuyant sur le rôle des ennemis naturels. Nous avons donc essayé d’apporter des éléments nouveaux sur la connaissance des relations entre le puceron cendré et ses ennemis naturels et sur les conditions à même de favoriser leur action. Des suivis hebdomadaires des arthropodes présents sur les rameaux infestés par D. plantaginea, ont mis en évidence l’effet négatif des auxiliaires sur les populations de D. plantaginea, sans pour autant atteindre une véritable régulation à même d’éviter les dégâts économiques. Nous avons également montré l’action favorisante des fourmis sur la dynamique du puceron cendré et négative sur celle des auxiliaires. Nous avons pu identifier trois groupes d’auxiliaires dominants avec une arrivée séquentielle marquée : les syrphes, dont l’installation coïncide avec le début de l’infestation de D. plantaginea, puis les coccinelles et les forficules qui arrivent plus tardivement. Pour que les auxiliaires jouent un rôle plus important contre D. plantaginea, il faut d’autres pratiques permettant d’abaisser significativement le nombre de traitements pesticides. Une innovation très récente permet la réduction drastique des traitements insecticides : les filets Alt’Carpo. Malgré son influence négative sur l’abondance et la richesse du cortège des auxiliaires présents dans les colonies de D. plantaginea, surtout les coccinelles, cette technique freine le développement des populations de D. plantaginea à l’échelle du rameau ou de l’arbre lorsque les filets sont fermés après la floraison (en conformité avec les préconisations contre le carpocapse). Cependant, la réduction des populations de D. plantaginea sous les filets requiert la présence d’au moins un stade actif d’auxiliaire par rameau, ce qui interroge sur la réalité de la régulation de ce ravageur par le simple usage des filets. Sur la base de leur précocité, pour Episyrphus balteatus De Geer (Diptera : Syrphidae) et de leur abondance dans les colonies de D. plantaginea, pour Forficula auricularia Linnaeus (Dermaptera : Forficulidae) et E. balteatus, ces deux espèces apparaissent comme de bons candidats pour la régulation de D. plantaginea. Nos études en conditions contrôlées ont démontré leur potentiel régulateur sur D. plantaginea, en particulier aux stades les plus âgés. L’efficacité optimale intervient à 20°C pour les deux prédateurs, pour lesquels nous n’observons par ailleurs pas d’interaction négative lorsqu’ils sont associés en présence de fortes densités de D. plantaginea. Sur la base de ces résultats de laboratoire nous avons analysé les possibilités de lâchers printaniers de ces deux prédateurs sur de jeunes colonies de D. plantaginea. Dans nos conditions expérimentales en vergers de pommiers, des lâchers précoces de larves du 3ème stade de F. auricularia n’ont pas permis de limiter les populations de D. plantaginea, confirmant la difficulté des lâchers de prédateurs en cultures de plein champ. De la même manière, des lâchers précoces d’E. balteatus pourtant réalisés sous filets Alt’Carpo restent sans effet sur l’infestation par D. plantaginea. Cette thèse, en s’appuyant sur des essais en conditions contrôlées, semi contrôlées et de plein champ, constitue une étape dans un processus d’élaboration d’un modèle dynamique du développement de D. plantaginea à l’échelle du rameau, prenant en compte le rôle des fourmis et des auxiliaires et l’influence des pratiques de protection (par exemple, les filets Alt’Carpo et les lâchers d’auxiliaires). Elle confirme, si besoin en était, la complexité des phénomènes de régulation, des pucerons en particulier, et la nécessité d’études complémentaires pour définir les conditions d’application de la lutte biologique contre D. plantaginea

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