A propos du maïs

Le maïs est une plante de première importance dans la nourriture humaine et animale. En France on produit, en moyenne, 15 millions de tonnes de maïs grain par an, soit la moitié de la production de l'Union Européenne.

En 2001, elle a représenté environ, en grains et fourrage, 3 360 000 hectares de culture.

La production du maïs a été marquée, ces 50 dernières années, par des améliorations spectaculaires : sélection de lignées résistantes au froid, à la verse et au charbon. Le maïs peut encore être amélioré pour certains caractères agronomiques : tolérance à la sécheresse, résistance à des ravageurs... Des pertes quantitatives et qualitatives importantes des récoltes sont dues aux dégâts causés par les larves d'insectes contre lesquels il est nécessaire de mettre en oeuvre des techniques permettant de maîtriser leur développement.

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Les ravageurs du maïs

En Europe, deux insectes sont responsables de dégâts importants sur les cultures de maïs : la pyrale et la sésamie.

Dans des régions comme l'Alsace ou l'Ile de France, on compte une génération de pyrale par an, alors qu'on en observe deux par an dans la vallée du Rhône et une seconde complète, seulement les années chaudes, dans le sud-ouest de la France.

Les chenilles creusent des galeries dans les tiges du maïs et les fragilisent. Elles provoquent aussi des blessures au niveau des épis : les grains abîmés risquent d'avantage d'être attaqués par des champignons producteurs de toxines (mycotoxines) souvent dangereuses pour l'homme et les animaux.

En France, environ 600 000 hectares de maïs sont traités tous les ans car ils sont menacés par la pyrale. De même, on doit traiter près de 300 000 ha contre la sésamie dont la zone d'impact est en augmentation.

Malgré cela, des dégâts significatifs concernent environ 200 000 ha.

À partir des données fournies, argumenter pourquoi l'agriculteur doit traiter le maïs.

Les solutions actuelles

Aujourd'hui, les agriculteurs pratiquent de plus en plus une lutte raisonnée qui allie la lutte chimique, biologique et différentes pratiques culturales.

- la lutte chimique

C'est le procédé le plus fréquemment utilisé. Les insecticides employés (organo-phosphorés et essentiellement pyréthrinoïdes) ont une efficacité certaine. Cependant les produits phytosanitaires sont des produits chimiques qui ne sont pas anodins. C'est pourquoi il convient de prendre des précautions lors de leur manipulation et de leur application, en respectant les conditions d'utilisation figurant sur l'étiquette.

Bilan des pertes dans la culture du maïs (en pourcentage du rendement) :

- pertes en l'absence de traitement : 30 % maximum
- pertes, malgré le traitement : 5 % à 10 % maximum.

Elles sont fonction du niveau d'infestation des populations larvaires et des conditions climatiques de prérécolte.

Ces traitements présentent divers inconvénients.

Les interventions ont un coût non négligeable : l'application par tracteur revient à environ 18,3 euros (120 F) par hectare, et par hélicoptère à 38 euros (250 F) par hectare, soit le prix de 2 à 4 quintaux de grains.

De plus, la protection est souvent imparfaite : le choix de la période de traitement est difficile, car les périodes de ponte sont étalées dans le temps. Les traitements doivent être faits avant les attaques de la pyrale car les larves déjà installées dans la tige sont presque invulnérables.

Si les conditions d'utilisation préconisées par l'homologation ne sont pas respectées, les traitements peuvent avoir des effets négatifs sur l'environnement (voir Biotechnologies et valorisations non alimentaires). Ainsi, lorsque d'autres insectes sont touchés, notamment des insectes prédateurs des pucerons, il y a un développement important et anormal des populations de pucerons et du miellat qu'ils sécrètent.


- la lutte biologique

+ par des insectes :
On peut réaliser un "lâché" de Trichogrammes, insectes qui parasitent les oeufs de pyrale présents sur les feuilles du maïs. Cette technique est employée annuellement sur 30 000 ha au minimum, mais ne présente pas d'efficacité suffisante en cas de forte infestation.

+ par des champignons :
Un procédé consiste à disséminer des spores d'un champignon du sol : Beauveria bassiana, qui parasite les larves de pyrale.

+ par des bactéries :
Ce troisième procédé, qui correspond à l'emploi d'une bactérie, Bacillus thuringiensis, est utilisé en Amérique du Nord, mais pas homologué sur le maïs en France. Cette bactérie du sol, très répandue dans le monde, a une activité insecticide grâce à la synthèse d'une protoxine qui se présente sous forme de cristaux protéiques. Cette protoxine, ingérée par les larves de pyrale ou de sésamie, est transformée par les sucs digestifs (protéases) de la larve en une toxine qui bloque le fonctionnement de son appareil digestif.

Ces 3 méthodes respectent l'environnement, mais leur efficacité n'est jamais totale : elle dépend de l'intensité de l'infestation, du stade d'intervention, des conditions climatiques. C'est ainsi que dès la première pluie ou lors d'irrigation, l'élément actif est éliminé. Cependant une bonne connaissance de la biologie du parasite permet d'avoir une efficacité correcte en cas d'infestation modérée en maintenant le ravageur en dessous du seuil de nuisibilité, grâce à un traitement adapté.

Présenter les avantages et les inconvénients de ces trois techniques de lutte contre la pyrale.

Une solution biotechnologique :
le maïs transgénique "Bt"

Le maïs transgénique "Bt", résistant aux insectes ravageurs a été la première application pratique du génie génétique en protection des cultures. Sa culture a été autorisée en 1996 aux États-Unis, où il est cultivé à grande échelle depuis le printemps 1997. L'autorisation de cette culture en France date de mars 1998.

- principe

On ajoute au patrimoine génétique du maïs un gène « Bt » qui permet la synthèse de la toxine par le maïs. Grâce à ce gène provenant de la bactérie Bacillus thuringiensis, le maïs est protégé des insectes. La toxine est l'expression du gène Bt. Suivant la construction génétique introduite, le gène, s'exprime soit dans la plante entière, soit seulement dans les feuilles, les tiges et le pollen. Les premiers maïs transgéniques comportaient un gène de résistance à un antibiotique comme marqueur de sélection permettant d'identifier les plantes transformées. On utilise aujourd'hui d'autres marqueurs ou d'autres techniques permettant de ne plus avoir de gènes marqueur de résistance à des antibiotiques dans les lignées transformées.

- efficacité

Les cultures ont montré une très bonne résistance des maïs "Bt" à la pyrale et à la sésamie, ce qui, dans ces cultures, permet l'abandon de la lutte chimique.

La toxine insecticide est produite à l'intérieur du plant de maïs, elle est donc protégée des facteurs climatiques (pluie, rayonnements ultra-violets), et son efficacité dure plus longtemps que celle des traitements chimiques.

De plus, les chenilles consomment les feuilles contenant la toxine dès leur éclosion, elles sont ainsi éliminées très rapidement, avant d'avoir causé des dégâts. La vitesse d'action est donc supérieure à celle de tous les autres procédés : la mortalité totale des larves intervient en 2 à 3 jours dans la plupart des cas. Il n'y a pas de phase larvaire invulnérable comme dans le cas des traitements chimiques.

L'efficacité varie en fonction soit de la date d'infestation des maïs, soit du lieu de l'expression du gène, dans toute la plante ou seulement dans les feuilles et les tiges.

Le surcoût sur les semences correspond à 18 à 22 euros (120 à 145 F) par ha selon la densité des semis.


- évaluation des risques

La toxine Bt est utilisée depuis plus de 30 ans aux États-Unis et en Europe. Aux États-Unis, elle est dispersée par hélicoptère sur de grandes surfaces telles que les forêts. Des tests de toxicité aiguë (ingestion, contact, inhalation) et chronique ont montré que les vertébrés, en particulier, ne sont pas sensibles à la toxine Bt. Son action est spécifique des chenilles de papillons.

En ce qui concerne le maïs transgénique, le risque de dissémination du gène Bt n'est pas à craindre en Europe, car le maïs ne possède pas d'espèces sauvages proches avec lesquelles il pourrait se croiser. De plus le maïs ne repousse pas naturellement car ses grains et les jeunes pousses sont détruits par le gel.

Enfin la bactérie à l'origine du gène est présente dans le sol, donc le gène s'y trouve déjà.

Une polémique a porté sur le choix du premier gène marqueur, un gène de résistance à un antibiotique. Ce gène est utilisé dans les premières étapes de la transgénèse, ensuite il est présent dans le maïs, sans possibilité de diriger la synthèse d'une protéine. Les études montrent que le risque de transfert de ce gène intact aux bactéries du système digestif de l'homme et des animaux est très improbable. De plus, les hommes et les animaux ont dans leur flore digestive des bactéries porteuses de ce gène de résistance aux antibiotiques du fait de l'utilisation abusive d'antibiotiques en médecine et dans l'alimentation du bétail. Actuellement, on utilise d'autres marqueurs ou d'autres techniques permettant d'éliminer les plantules de maïs n'ayant pas incorporé le gène Bt.

Pour les maïs résistant à la pyrale, le risque d'apparition de populations de pyrales résistantes à la toxine Bt a été étudié pendant trois ans, par des essais en plein champ aux États-Unis. Ce phénomène ne s'est pas produit. Des essais ont été faits aussi en laboratoire : après vingt-six générations successives, aucune résistance stable n'est apparue. D'autres études de laboratoires ont révélé la présence de gènes de résistance chez la pyrale. Cette résistance étant possible à long terme, au champ, on développe de façon préventive de nouveaux moyens : utilisation de nouveaux gènes, combinaison de plusieurs gènes, zones refuges semées en maïs non transgénique.

Présenter les avantages et les inconvénients du maïs Bt par rapport aux autres techniques de lutte.

L'avenir

La résistance des végétaux aux insectes fait l'objet de recherches importantes pour isoler de nouveaux gènes qui pourraient avoir une efficacité plus ciblée (expression dans la partie plus vulnérable de la plante et à la période de l'agression) et durable.

Des variétés de pomme de terre résistantes aux larves de doryphore, et des variétés de cotonnier résistantes au ver de la capsule ont été obtenues par transfert d'un gène Bt voisin de celui utilisé dans le maïs. Elles produisent ainsi elles-mêmes une protéine toxique pour la larve.

Les nouvelles variétés transgéniques ne pourront être désormais commercialisées en Europe que si elles ne contiennent pas de gène de résistance à un antibiotique et si elles présentent un intérêt démontré.