Brevet FR2736509A1 — publié le 19970117

Composition et procédé pour réduire la stérilité et stimuler la floraison des plantes de céréales La présente invention a pour objet une composition et un procédé pour réduire la stérilité et stimuler la floraison des plantes de céréales telles que par exemple le maïs. Un phénomène important de stérilité des épis et de formation d'épis anormalement ramifiés dans les productions de maïs est apparu récemment. Les géniteurs sensibles à ce phénomène ont pris une place prépondérante et représentent en 1995 la majeure partie (70 %o) des surfaces de production en France. De plus, cette sensibilité se transmet souvent dans les hybrides, entraînant des pertes de rendement catastrophiques pour le producteur de maïs. Une phénomène similaire, de degré variable selon les espèces, a également été observé chez d'autres plantes de céréales. Un important programme de recherche a été lancé par la Demanderesse pour trouver des explications à ce phénomène de stérilité, dans le but de mettre au point des solutions techniques à ce problème. I est ainsi apparu que, pour le maïs par exemple, la stérilité susmentionnée est due à des températures fraîches (de l'ordre de 10 C) appliquées sur les plantes au stade critique de l'initiation de l'épi, les futurs épis pouvant avorter du début de l'initiation de l'épi jusqu'à un stade plus avancé; ce stress est aggravé par un éclairement important et par un excès d'eau au niveau des racines. Des causes de stérilité similaires ont été obsetvées pour d'autres plantes de céréales. Par ailleurs, l'analyse chez le maïs des teneurs en cytokinines et auxines de l'exsudat de xylème a permis de mettre en évidence que le passage des plantes au froid, provoque une chute de ces teneurs au moment précis de l'initiation de l'inflorescence (épi), entraînant son avortement. La Demanderesse a alors envisagé de traiter les plantes de céréales, dans des conditions bien précises, avec un certain nombre de cytokinines et auxines connues et constaté que certaines cytokinines, dont notamment la 6-benzylaminopurine, avaient la propriété de réduire la stérilité et de stimuler la floraison. En conséquence, un objet de la présente invention est de proposer une composition pour réduire la stérilité et stimuler la floraison des plantes de céréales, cette composition étant caractérisée en ce qu'elle comprend un véhicule et au moins une cytokinine à titre de principe actif. La composition selon l'invention trouve en particulier son application pour les plantes de mais dont la stérilité est réduite de manière sensible et l'inflorescence (épiaison) est stimulée de manière sensible. A titre de cytokinine, une préférence toute particulière est donnée à la 6-benzylaminopurine (en abrégé BAP) dont la formule est la suivante O CH -NH- N N N H Il est à noter que la BAP peut être utilisée telle qu'elle (c'est-à-dire sous la forme base) ou sous la forme d'un sel avec un acide tel que son chlorhydrate. On peut préparer ce chlorhydrate par exemple en faisant réagir, dans 980 g d'eau, 10 g d'acide chlorhydrique (solution aqueuse à 38 % en poids) avec 10 g de BAP sous agitation jusqu'à dissolution complète (environ 1 heure). Conformément à l'invention, le véhicule de la composition comprend de l'eau et un adjuvant favorisant la pénétration du principe actif dans les plantes de céréales. Cet adjuvant est constitué par un mélange comprenant un glycol et un mouillant. Ledit glycol est avantageusement le monopropylène glycol, un polyéthylène glycol liquide ou un mélange de ceux-ci. Le polyéthylène glycol liquide a de préférence un poids moléculaire de 200. Quant au mouillant, il peut en particulier être choisi dans la gamme des mouillants agricoles habituellement utilisés pour améliorer l'efficacité des pesticides. Il peut notamment être choisi parmi les huiles végétales émulsionnées, les amines grasses éthoxylées (de préférence à 15 moles d'oxyde d'éthylène) et les alcools éthoxylés. Les mouillants préférés du type alcools éthoxylés sont les sels de polyoxyéthylène sorbitan, notamment les sels de polyoxyéthylène sorbitan avec un acide carboxylique et en particulier le monolaurate de polyoxyéthylène sorbitan tel que le Tween 20. L'adjuvant susmentionné comprend notamment de 15 à 25 % en poids de mouillant et de 75 à 85 % en poids de glycol et de préférence 20 % en poids de mouillant et 80 % en poids de glycol. Le véhicule de la composition selon l'invention peut de plus contenir un agent de protection contre les rayons UV. A titre de tel agent, on citera par exemple les lignosulfonates de sodium, les azurants optiques (parmi lesquels les produits commercialisés sous les marques Calcofluor white M2R et Leucophor BS) et les colorants absorbant dans la région de 240 nm (en particulier le rouge cochenille). Par ailleurs, dans la composition selon l'invention le rapport pondéral de l'adjuvant susmentionné au principe actif peut notamment être d'environ 15 à 30 et de préférence d'environ 20. Il est avantageux que la composition selon l'invention se présente sous la forme d'un concentré à diluer de manière appropriée avant utilisation pour le traitement des plantes de céréales. Ce concentré pourra par exemple avoir la composition suivante chlorhydrate de BAP.....................................6-8 g/l polyéthylène glycol (PM = 200)........................ 100-140 g/I - Tween 20.......................................... 25-35 g/1 - rouge cochenille...................................0, 005-0,02 g/l eau........................................... q.s. pour 1 litre Dans les tests dont la description va suivre, il est fait utilisation du concentré suivant: - chlorhydrate de BAP.................................. . 7,5 g/l - polyéthylène glycol (PM = 200)........................... 120,0 g/1 - Tween 20........................................... 30,0 g/I - rouge cochenille......................................DTD: . 0,01 g/1 eau........................................... q.s. pour 1 litre qui sera dilué avant utilisation pour obtenir une composition de traitement dosée à..DTD: -4 mole/1 de BAP sous forme de chlorhydrate. La présente invention a également pour objet un procédé pour réduire la stérilité et stimuler la floraison des plantes de céréales, ce procédé comprenant l'application sur lesdites plantes de la composition décrite précédemment. Cette application sera de préférence effectuée sur les plantes de céréales avant le stade d'initiation des ébauches de l'inflorescence. En outre, dans le cas o la cytokinine mise en oeuvre est la BAP ou un sel de BAP, cette application est avantageusement réalisée pour appliquer une quantité de principe actif correspondant à 0,025-0,15 mg de BAP par plante, et de préférence 0,055 mg de BAP par plante; dans le cas des plantes de maïis, cette application est de préférence effectuée à l'un quelconque des stades 3 à 12 feuilles. Un certain nombre de tests ont été effectués pour illustrer l'efficacité de la composition et du procédé selon l'invention. Ces tests, réalisés à titre d'exemple sur des plantes de maïs, comprennent des tests en laboratoire et des tests au champ, avec mise en oeuvre du concentré décrit ci-dessus dilué pour présenter une teneur de BAP sous forme de chlorhydrate (BAP, HCI) de 104 mole/litre (ce qui correspond à une teneur en BAP de 22,5 mg/l); ce concentré dilué est appelé ci-après composition d'essai. A. TESTS EN LABORATOIRE 1. Exemple 1: Action de la composition d'essai sur la stérilité a) Matériel et méthodes Les plantes de maïs ont été cultivées en phytotron dans des conditions de culture standards: - photopériode: 16 h irradiance: 40 000 lux - température de jour 24 C - température de nuit: 18 C - humidité > 70 % - arrosage: solution nutritive tous les deux jours dès le stade 2-3 feuilles, puis une fois par jour au stade 5-6 feuilles support: mélange terreau horticole-perlite 50/50 Des plantes de maïs ont été maintenues en conditions standards sans aucun traitement (témoins), d'autres ont été transférées pour une durée de 7 jours à 10 C constants au moment de l'initiation de l'épi au stade 7-8 feuilles. Ce stress induit une très forte proportion d'avortement de l'épi principal. Trois expériences ont été effectuées avec la composition d'essai, celleci étant appliquée trois jours de suite à partir du stade 6 feuilles à raison de 2,5 ml par plante et par jour, soit dans le comrnet, soit en vaporisation foliaire; la dose de BAP ainsi appliquée est d'environ 0,055 mg par plante et par jour. b) Résultats Exp. Traitement Nombre de feuilles [% d'avotets (20 plantes par série) Totales Jusqu'à l'épi e l'épi principal pripal. I Témoins 18.0 + 0.6 11.7 + 0.6 30 % application au stade 6F 18.4 + 0.5 12.3 + 0.6 5% dans le cornet au stade 7F 18.1 + 0. 6 12.0 + 0.5 40 % au stade 8F 17.5 + 0.8 11.5 + 0.9 35 % 10. 2 Témoins 18.2 + 0.8 12.1 + 0.7 35 % vaporisation 7 jours à 10'C stade 8 F 18.4 + 0.5 12.1 + 0.5 95% sur les feuilles au stade 6F 18.7 + 0.7 12.7 +0.5 0 % au stade6F+j-j. à 100C au stade 8 18.1 +0.5 12.2_+0.5 40% 3 Témoins 18.3 + 0.6 11.9 + 0.5 30%. vaporisation 7 jours à 10 C stade 8 F 17.9 + 0.6 11.9 + 0. 5 90 % surles feuilles au stade6F oJ.0a l C au stae] 19.1 +0.8 12.4+0.2 35% F = Feuilles Tableau 1: Effet du traitement par la composition d'essai sur le nombre de feuilles, le niveau de l'épi et le pourcentage d'avortements. L'expérience 1 montre que l'application de la composition d'essai pendant trois jours à partir du stade 6 feuilles visibles, dans le cornet des plantes a un effet bénéfique sur le développement de l'épi principal; il y a en effet une réduction du pourcentage d'avortements par rapport aux témoins. Cet effet ne se manifeste pas si l'application est effectuée plus tard, aux stades 7 ou 8 feuilles. Dans l'expérience 2, la composition d'essai a été appliquée au stade 6 feuilles par vaporisation. L'une des séries a de plus été soumise au traitement de 7 jours à 10 C qui induit un maximum d'avortements de l'épi principal. On observe un effet bénéfique de la composition d'essai, aussi bien chez les plantes maintenues à température ordinaire que chez celles soumises au froid au stade 8 feuilles. Ces résultats sont confirmés dans l'expérience 3. 2. Exemple 2: Action de stimulation de la floraison (épiaison) par la composition d'essai a) Matériel et méthodes Trois expériences indépendantes ont été réalisées pour étudier les effets de la composition d'essai sur le rendement. Les plantes ont été traitées comme précédemment au stade 6 feuilles par vaporisation de la composition d'essai à raison de 2,5 ml par plante. Les plantes ont été traitées trois jours successifs dans les deux premières expériences, et une seule fois dans la 3ème expérience. Au stade 8 feuilles, la moitié des plantes traitées a été soumise à une température de 10 C pendant 7 jours comme décrit précédemment. Les plantes ont été maintenues en phytotron jusqu'au stade 12 feuilles puis transplantées en serre sous une photopériode de 16 h avec un éclairage supplémentaire fournissant 80 000 lux au sommet des plantes et une température moyenne de 25 C-30 C pendant le jour a été maintenue jusqu'à maturité. b) Résultats Les résultats ont été reportés dans les figures 1, 2, 3, 4 annexées. La figure 1 montre l'effet des traitements [traitement de 7 jours à 10 C traitement par la composition d'essai (BAP, HCI)] sur le niveau du dernier épi dans les trois, expériences. La composition d'essai élève le niveau de l'épi et inverse l'effet du froid, donc empêche les avortements de l'épi primaire. La figure 2 montre l'effet de ces mêmes traitements sur le nombre de digitations potentielles sur le dernier épi non avorté. Il est rappelé que la digitation correspond à la fabrication et au développement de bourgeons sur le pédoncule de l'épi. Le froid provoque une augmentation du nombre de digitations, ce qui confirme l'idée que la cause première de la digitation est l'avortement de l'épi supérieur et le développement d'un épi secondaire plus digité. Le BAP, HCI diminue la digitation, que les plantes aient subi ou non un traitement par le froid. La figure 3 montre l'effet desdits traitements sur le pourcentage de plantes portant un deuxième épi fécondé. Le froid diminue considérablement la proportion de ces plantes. Le traitement au BAP, HCI a l'effet inverse; 30 à 50% des plantes de plus que le témoin possèdent un deuxième épi. L'effet stimulateur du BAP, HCl sur les bourgeons axillaires est important. La figure 4 montre l'effet desdits traitements sur le nombre de branches sur la panicule. Le froid n'affecte pas le nombre de branches sur la panicule. En l'absence de froid, les séries traitées au BAP, HCI présentent des panicules plus ramifiées que le témoin (50 % en plus). B. TESTS AU CHAMP Les essais ont été conduits en 1991, 1992 et 1994 sur le même matériel végétal que celui utilisé en phytotron. 1. Essais réalisés en 1991 Les traitements ont été réalisés en mouillant les plantes manuellement, la dose appliquée correspond à 0,055 mg de BAP par plante. Le dispositif était de 3 blocs (60 plantes par bloc) et les stades choisis étaient 4 feuilles, 5 feuilles, 6 feuilles et 7 feuilles. Les semis ont été effectués à deux dates. Les résultats sont représentés dans le tableau 2 ci-dessous. SEMIS STADE DATE GRAINS/ EPIS/ GRAINS fntai l l red a ___TRAITEMENT RANG PLANTE /m2 /ha ndel'p: S1 4F 10/06 22.3 a 1.2 b 2 975 b 42.2 ab 4.4 8 21/05 5F 14/06 19.8 a 1.0 b 2 340 b 36.3 ab 5.4 15 6F 20/06 21.4 a 1.0 b 2 350 b 36.6 abc 5.7 32 Témoin 1 21.3 a 1.2 2 849 b 43.8 a 5.7 28 S2 5F 28/06 - 1.0 b 2 353 b 27.9 b 6.2 29 11/06 6F 04/07 1.6 a 3 697 a 39.4 a 5.7 26 7F 10/07 1.0 b 2 424 b 26.2 b 5.7 25 Témoin 2 1.0 b 2 327 b 27.9 b 6.1 29 F = feuilles a, b, c: groupes homogènes de moyennes (test de Newman et Keuls 5 %) Tableau 2 - Influence du BAP, HCI sur le rendement au champ Dose: 0,055 mg de BAP/plante Dates de semis: 21 Mai et 11 Juin Il ressort que dans le premier semis l'effet de diminution du pourcentage d'avortements est significatif avec également une stimulation de la production du nombre d'épis par plante pour le traitement réalisé au stade 4 feuilles. Dans le second semis, très tardif, le témoin a donné un rendement assez faible, l'effet stimulateur de l'épiaison du BAP, HCI a été très important pour le traitement à 6 feuilles et le rendement approche le résultat du ler semis. 2. Essais réalisés en 1992 Le dispositif et la dose de BAP ont été les mêmes qu'en 1991. Trois dates de semis ont été réalisées. Les rendements n'ont pas pu être évalués en raison d'une forte verse avant récolte. Les figures 5, 6, 7 représentent les résultats obtenus pour les trois semis. La figure 5 montre l'effet spectaculaire du BAP, HCI de réduction des avortements de l'épi primaire et du nombre de plantes entièrement stériles. La figure 6 confirme le résultat du ler semis, l'effet réducteur d'avortements de l'épi primaire étant plus important pour le traitement au stade 4 feuilles. La figure 7 montre que le stade d'efficacité maximum du BAP, HCI se situe à 4 feuilles. La réduction des avortements est très importante: 3 % d'avortements d'épi primaire contre 20 % pour le témoin. 3. Essais réalisés en 1994 Le dispositif au champ a été le même. La composition d'essai a été appliquée à raison de 0,011 mg de BAP par plante, 0,027 mg de BAP par plante et 0,055 mg de BAP par plante, par pulvérisation dans le cornet. La figure 8 donne le pourcentage d'avortements de l'épi primaire en fonction des stades d'application de la composition d'essai et des doses appliquées de BAP, HCI. Ces essais montrent que l'effet du BAP, HCl sur la réduction des avortements de l'épi primaire est optimal pour la dose de 0,055 mg de BAP par plante appliquée au stade 4 feuilles. REVENDICATIONS 1. Composition pour réduire la stérilité et stimuler la floraison des plantes de céréales telles que le maïs, caractérisée en ce qu'elle comprend un véhicule et au moins une cytokinine à titre de principe actif. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cytokinine est constituée par la 6-benzylaminopurine ou un sel de la 6benzylaminopurine. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la cytokinine est constituée par le chlorhydrate de la 6-benzylaminopurine. 4. Composition selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que le véhicule comprend de l'eau et un adjuvant favorisant la pénétration du principe actif dans les plantes de céréales. 5. Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'adjuvant est constitué par un mélange comprenant un glycol et un mouillant. 6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que le glycol est choisi dans le groupe constitué par le monopropylène glycol, un polyéthylène glycol liquide et un mélange de ceux-ci. 7. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que le polyéthylène glycol liquide a un poids moléculaire de 200. 8. Composition selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisée en ce que le mouillant est choisi dans le groupe constitué par les huiles végétales émulsionnées, les amines grasses éthoxylées (à 15 moles d'oxyde d'éthylène) et les alcools éthoxylés. 9. Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce que le mouillant du type alcool éthoxylé est un sel de polyoxyéthylène sorbitan. 10. Composition selon la revendication 9, caractérisée en ce que le mouillant est constitué par le monolaurate de polyoxyéthylène sorbitan. 11. Composition selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que l'adjuvant comprend de 15 à 25 % en poids de mouillant et de 75 à 85 % en poids de glycol. 12. Composition selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisée en ce que le rapport pondéral de l'adjuvant au principe actif est de 15 à 30. 13. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le véhicule comprend en outre un agent de protection contre les rayons UV. 14. Utilisation d'une cytokinine pour réduire la stérilité et stimuler la floraison des plantes de céréales. 15. Utilisation selon la revendication 14, caractérisée en ce que la cytokinine est constituée par la 6-benzylaminopurine ou un sel de celle-ci. 16. Procédé pour réduire la stérilité et stimuler la floraison des plantes de céréales, caractérisé en ce qu'il comprend l'application, sur lesdites plantes, de la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisée en ce que l'application est effectuée sur les plantes avant le stade d'initiation des ébauches d'inflorescence. 18. Procédé selon la revendication 16 ou 17 pour réduire la stérilité et stimuler la floraison des plantes de mais par application de la 6benzylaminopurine ou d'un sel de cette dernière, caractérisé en ce que l'application est réalisée pour appliquer une quantité de 0,025 à 0,15 mg de 6-benzylaminopurine par plante à l'un quelconque des stades 3 à 12 feuilles.