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Utilisation de biostimulants pour lutter contre le fendillement des baies chez le cerisier doux

Par : Alessandro Mataffo, Pasquale Scognamiglio, Boris Basile*
Département des sciences agricoles, Université de Naples Federico II, 80055 Portici, Italie
*Correspondance : boris.basile@unina.it

le cassage des cerises

Le cracking des fruits est un trouble physiologique sévère avant récolte qui affecte de nombreuses cultures comme la cerise, le raisin, la tomate, les agrumes, la figue, le litchi, etc. (Khadivi-Khub, 2015). Les dommages induits par le cracking des fruits peuvent se limiter à la peau, mais ils peuvent aussi s'étendre à la chair du fruit (éclatement). Les fruits craqués ne sont plus commercialisables pour le marché du frais et ne peuvent être destinés qu'à l'industrie de la transformation. Dans le pire des cas, la fissuration des fruits peut également conduire à des infections de pourriture (Peet, 1992) qui rendent le fruit impropre même à la transformation (Simon, 2006). Plusieurs facteurs biochimiques, anatomiques, génétiques, environnementaux et agronomiques peuvent induire la fissuration des fruits. La cerise (Prunus avium L.) est l'une des cultures les plus sensibles à ce trouble physiologique. Il existe principalement trois types de fissuration de la cerise qui sont classés selon la partie du fruit concernée : i) la fissuration de l'extrémité de la tige qui est visible sous la forme d'une cicatrice circulaire près du pédicelle ; ii) la fissuration de l'extrémité apicale est caractérisée par de petites fissures situées à l'extrémité stylaire de la cerise ; iii) la fissuration latérale consiste en une rupture longitudinale sur le côté de la cerise.

Différents cultivars peuvent être plus sensibles à différents types de fissuration. Par exemple, les variétés en forme de cœur sont particulièrement sensibles aux deux premiers types de fissuration, c'est-à-dire la fissuration de l'extrémité de la tige et la fissuration de l'extrémité apicale, en raison de la cavité profonde de la tige qui facilite l'accumulation d'eau. Le fruit augmente de volume en absorbant l'eau en surface et se fissure. Certaines études ont mis en évidence que la présence d'eau favorise la formation de microlésions sur des échantillons isolés de cuticule, principalement en raison d'un affaiblissement de la cuticule. Ce type de dommage peut se produire même au stade précoce du développement de la cerise. La subérification de la plaie qui en résulte entraîne alors une perte importante de la valeur marchande (Simon, 2006). Dans le pire des cas, il est même possible que de petites blessures augmentent en taille et compromettent le fruit entier (Knoche et Peschel, 2006).

La fissuration latérale est généralement causée par une absorption rapide d'eau par le système racinaire et est plus fréquente lorsqu'il pleut pendant la période de récolte. Au niveau histologique, la fissuration latérale commence par la formation de micro-blessures sur la cuticule. A partir de ces discontinuités, il y a une fuite d'acide malique qui favorise la perte de Ca2+ des parois cellulaires avec pour conséquence la mort des cellules épidermiques et l'affaiblissement de la lamelle moyenne. Cet effet en cascade se propage à la surface jusqu'à ce que la peau se fende. Ce modèle de propagation proposé par Schumann et al. (2019) est connu sous le nom de " modèle de la fermeture éclair ". On a constaté que les cultivars dont la peau des fruits était plus épaisse étaient plus résistants à la fissuration. La taille des fruits est un autre facteur important de prédisposition à la fissuration des fruits. Les cultivars avec de gros fruits sont généralement plus susceptibles de se fissurer. De même, les pratiques agricoles visant à augmenter la taille des cerises, comme l'application de régulateurs de croissance (acide gibbérellique et cyanamide calcique), peuvent accroître la sensibilité des fruits au fendillement.

Une teneur élevée en solides solubles est un autre trait du fruit qui peut induire une augmentation de l'incidence du fendillement (Simon et al., 2004). Cet effet est principalement dû à la diminution du potentiel osmotique qui stimule l'absorption d'eau par la peau du fruit, ce qui induit une augmentation soudaine du volume de la cerise. C'est particulièrement le cas lorsqu'il y a de l'eau libre à la surface du fruit. L'élasticité de la peau joue un rôle central dans la réduction de l'insurrection des cerises car elle rend le fruit plus résistant à la tension exercée par l'augmentation de la turgescence. L'élasticité de la peau dépend principalement du cultivar et du stade de développement du fruit. Cette caractéristique rend les cultivars comme 'Regina' naturellement plus résistants à la fissuration des fruits. L'incidence du fendillement des cerises devrait également augmenter à l'avenir en raison du changement climatique et de l'augmentation prévue de la fréquence des phénomènes météorologiques extrêmes. En fait, la plupart des modèles climatiques indiquent que, parallèlement à l'augmentation de la température de l'air, une augmentation de la demande d'évaporation devrait se produire avec une augmentation conséquente de l'intensité des précipitations. L'ensemble de ces conditions peut faire que certaines zones ne soient plus adaptées à la culture de la cerise.

Compte tenu de la grande importance économique de la culture des cerises et de l'impact économique négatif que la fissuration peut entraîner, de nombreuses stratégies ont été proposées pour réduire l'incidence de la fissuration sur cette culture. L'utilisation de couvertures anti-pluie en plastique a été proposée comme une stratégie appropriée pour réduire l'incidence de la fissuration, mais leur adoption présente de nombreux inconvénients, comme des coûts d'installation élevés et l'augmentation de la température et de l'humidité sous la couverture qui pourrait favoriser l'attaque de champignons nuisibles. Une autre stratégie proposée dans la littérature est l'application de pulvérisations antitranspirantes, mais ces traitements peuvent avoir des effets négatifs sur la composition des fruits. En outre, leur aptitude à réduire la fissuration des fruits est encore controversée, principalement en raison de la difficulté d'appliquer ces produits de manière uniforme sur toute la surface du fruit.

Les régulateurs de croissance ont été largement utilisés dans la culture des cerises, principalement pour augmenter la taille des fruits. C'est probablement pour cette raison que, dans la plupart des études, l'utilisation de régulateurs de croissance est associée à une augmentation de l'incidence du fendillement. L'acide gibbérellique, par contre, s'est avéré efficace pour contenir les fissures en augmentant l'élasticité de la peau. Un autre traitement possible est l'application foliaire de calcium, qui joue un rôle central dans le renforcement de la lamelle moyenne et des pectines. En effet, l'application de cet élément sous différentes formes a permis de réduire l'incidence du craquage (Simon, 2006).

Cependant, le souci croissant de la durabilité des cultures a accru l'intérêt des producteurs et des chercheurs pour les biostimulants végétaux, un groupe complexe et hétérogène de produits qui s'avère très utile pour induire des réponses intéressantes chez les plantes, même dans des conditions de stress abiotique. Certains de ces produits ont également été évalués pour réduire la susceptibilité des cerises au fendillement des fruits. Bien que la littérature scientifique sur ce sujet soit encore rare, il y a plusieurs indications que certains biostimulants peuvent être utiles à cette fin. Vercammen et al. (2008), dans des expériences menées en Belgique sur le cultivar "Sweetheart", ont constaté que l'application d'hydrolysats de protéines ou d'extraits d'algues peut induire une réduction de l'incidence de la fissuration des cerises, même par rapport aux applications de chlorure de calcium. Les auteurs ont comparé les effets de deux hydrolysats de protéines et d'un produit à base d'Ascophyllum nodosum, et ils ont mis en évidence que l'application foliaire de ces biostimulants toutes les deux semaines (à partir de la véraison) à des concentrations de 5 L/ha de produit (dilué dans 700 L d'eau) permettait de réduire l'apparition des fissures. Ces produits se sont avérés très efficaces pour réduire l'incidence des fissures causées par l'absorption d'eau par la peau, tandis que parmi les trois produits testés - celui à base de A. nodosum a également empêché l'apparition de fissures latérales qui se produisent souvent lorsqu'il y a une augmentation soudaine de la disponibilité de l'eau dans le sol. Les auteurs ont également souligné que les hydrolysats de protéines d'origine végétale sont efficaces pour réduire l'incidence de la fissuration s'ils sont appliqués au moins deux heures avant la pluie prévue. Correia et al. (2020) dans une expérience menée au Portugal sur le cultivar 'Sweetheearth' ont évalué un biostimulant à base de A. nodosum appliqué trois fois pendant la saison de croissance (au début du développement du fruit, à la véraison de la couleur de la peau du vert au jaune, à la véraison de la couleur de la peau du jaune au rouge) par application foliaire en combinaison avec du chlorure de calcium. Dans cette expérience, les traitements à base de biostimulant ont consisté à préparer une solution de 2,5 L par plante contenant 1,25 mL d'A. nodosum et 12,5 mL de CaCl2 (1,08 L/ha d'A. nodosum et 10,8 de CaCl2). Les auteurs ont montré l'efficacité de ce produit pour prévenir la fissuration. Il a été observé que l'application du biostimulant induisait un épaississement de la cuticule par rapport au contrôle non traité et aux plantes traitées uniquement avec du calcium.

Dans une étude récente, Gonçalves et al. (2020) ont montré comment l'application d'extraits d'A. nodosum stimulait la production de vitamine C, augmentant sa teneur de 74%. En outre, les auteurs ont observé une augmentation de l'activité antioxydante et une augmentation de la teneur en sucre des fruits du cultivar 'Staccato'. L'expérience a comporté un total de trois applications foliaires du biostimulant (quatre, sept et huit semaines après la floraison) à une concentration de 200 ml pour 100 litres d'eau.

Basile et al. (2021), dans une expérience en plein champ sur les cultivars 'Kordia' et 'Regina', ont étudié les effets sur la qualité et le rendement des fruits de l'application foliaire d'un biostimulant à base de plantes tropicales en combinaison avec du calcium. Les traitements comprenaient une première application au stade des sépales ouverts avec 3,75 L/ha d'extrait d'A. nodosum plus 3 L/ha d'engrais organique (5% de calcium et 3% d'azote organique provenant d'un hydrolysat de protéines d'origine végétale). Ensuite, 1,5 L/ha d'un extrait de plantes tropicales a été appliqué en combinaison avec le même engrais organique que celui utilisé dans le premier traitement. Cette opération a été effectuée à la pleine floraison, à la phase de chute des pétales et une semaine après la chute des pétales. Les résultats ont indiqué que, en particulier pour la variété 'Kordia', cette stratégie a amélioré de 26% l'absorption de calcium dans le fruit qui, comme mentionné, est l'un des aspects qui peuvent prévenir l'apparition de fissures. En outre, l'application des biostimulants a également induit une augmentation intéressante du rendement des fruits dans les deux variétés (de 7% pour 'Kordia' ; 13% pour 'Regina'), une amélioration de la taille et de la couleur des fruits, et une augmentation de la teneur en solides solubles de 2,16 °Brix dans les fruits de 'Kordia'.

En général, la littérature scientifique semble convenir que les biostimulants sont une ressource importante pour le contrôle des troubles physiologiques des fruits. Il est important de souligner que plusieurs études ont montré l'amélioration significative de l'efficacité d'utilisation des nutriments des plantes induite par les biostimulants. Cet effet est très important compte tenu des efforts massifs déployés pour rendre la production agricole plus durable. Une plus grande efficacité dans l'utilisation des nutriments peut permettre une réduction de l'utilisation des engrais minéraux, avec des implications positives sur la durabilité des systèmes agricoles. En outre, l'utilisation de biostimulants pourrait représenter une alternative valable aux régulateurs de croissance synthétiques pour les cultures biologiques. Malgré cela, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux élucider l'aptitude des biostimulants à prévenir le fendillement des cerises et leur mode d'action.

RÉFÉRENCES (cliquez)

Basile, B., Brown, N., Valdes, J.M., Cardarelli, M., Scognamiglio, P., Mataffo, A., Rouphael, Y., Bonini, P., Colla, G., 2021. Biostimulant à base de plantes comme alternative durable aux régulateurs de croissance synthétiques dans deux cultivars de cerises douces. Plants 10, 1-13. https://doi.org/10.3390/plants10040619

Correia, S., Santos, M., Glińska, S., Gapińska, M., Matos, M., Carnide, V., Schouten, R., Silva, A.P., Gonçalves, B., 2020. Effets des pulvérisations de composés exogènes sur le fendillement des cerises : propriétés de la peau et expression des gènes. Journal of the Science of Food and Agriculture 100, 2911-2921. https://doi.org/10.1002/jsfa.10318

Gonçalves, B., Morais, M.C., Sequeira, A., Ribeiro, C., Guedes, F., Silva, A.P., Aires, A., 2020. Préservation de la qualité de la cerise douce cv. "staccato" en utilisant la glycine-bétaïne ou Ascophyllum nodosum. Food Chemistry 322, 126713. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126713

Khadivi-Khub, A., 2015. Facteurs physiologiques et génétiques influençant la fissuration des fruits. Acta Physiologiae Plantarum 37. https://doi.org/10.1007/s11738-014-1718-2

Knoche, M., Peschel, S., 2006. L'eau en surface aggrave la fissuration microscopique de la cuticule des cerises douces. Journal of the American Society for Horticultural Science 131, 192-200. https://doi.org/10.21273/jashs.131.2.192

Peet, M.M., 1992. Craquage des fruits dans la tomate. HortTechnology 2, 216-223. https://doi.org/10.21273/horttech.2.2.216

Schumann, C., Winkler, A., Brüggenwirth, M., Köpcke, K., Knoche, M., 2019. Initiation et propagation de fissures dans la peau de cerise douce : Une simple réaction en chaîne fait " courir " la fissure. PLoS ONE 14, 1-22. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0219794

Simon, G., 2006. Review on rain induced fruit cracking of sweet cherries (Prunus avium L.), its causes and the possibilities of prevention. Revue internationale des sciences horticoles 12, 27-35.

Vercammen, J., Van Daele, G., Vanrykel, T., 2008. Le craquage des cerises douces : Le passé ? Acta Horticulturae 795 PART 2, 463-468. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2008.795.70