Phytosanitary treatment of trees by micro-injection : Wound resilience, molecule transfer and efficiency | Traitement phytosanitaire des arbres par micro-injection : résilience de la blessure, transfert des molécules et efficacité

Inglés. Trunk injection of plant protection products (PPP) into trees is an alternative method to aerial spraying. This method consists in placing PPP in the vascular system, the sapflow ensuring the dispersion of the molecule in the tree. The random efficacy results of these methods require a better understanding of the transfer and distribution of PPP in the tree in order to optimize treatments. A non-invasive method, the micro-injection with a small diameter needle, was used in this project to determine the resilience of the injection wound caused by the needle. Wounds were analyzed by imaging on sections of apple tree trunks and vines. The establishment of physico-chemical barriers was observed on apple trees. The wound is then isolated from the external atmosphere by compartmentalization of a limited impacted tissue area and a quite rapid resilience of the wound. The distribution kinetics of three active ingredients (a.i) difenoconazole, imidacloprid and pyrimethanil, was monitored after injection in apple trees. Analyses by LC-MS/MS showed a high variability in the foliar distribution of a.i. and concentrations in fruits were below the maximum residue limit. Dyes or radiolabeled PPP were used to study the parameters that control the distribution. These results showed that sectorization of the vascular system and patterns of water flow govern the spatial distribution. In addition, the retention of a.i. on xylem vessels is the main factor explaining the low transfer of some a.i. which can be improved by using surfactants. Furthermore, the efficacy of three others a.i., thiabendazole, allicin and silver nanoparticles, has been tested invitro against various pathogenic fungi to be used by injection. Thiabendazole, which had the highest efficacy, and allicin appeared to be good candidates for this purpose. This work showed that micro-injection was a lasting treatment method without risk for the trees. Further progress in PPP formulations are nevertheless still needed to achieve sufficient efficacy.

Francés. L'injection de produits de traitement des plantes (PPP) dans le tronc des arbres est une méthode alternative aux traitements phytosanitaires par pulvérisation aérienne. Cette méthode consiste à positionner les PPP dans le système vasculaire, le flux xylémien assurant la dispersion de la molécule dans l'arbre. Les résultats d'efficacité aléatoires de ces méthodes nécessitent de mieux comprendre le transfert et la distribution des PPP dans l'arbre afin d'optimiser les traitements. Une méthode non invasive, la micro-injection à l'aide d'une aiguille de faible diamètre, a été utilisée dans ce projet, et pour laquelle il s'agissait de déterminer la résilience de la blessure d'injection occasionnée par l'aiguille. Les blessures ont été analysées par imagerie sur des coupes de troncs de pommiers et de vignes. Les observations ont révélé la mise en place de barrières physico-chimiques isolant la blessure de l'atmosphère extérieur, avec compartimentation d'une zone impactée de faible volume tissulaire et une résilience assez rapide de la blessure sur pommiers. D'autre part, la cinétique de distribution de 3 substances actives, difénoconazole, imidaclopride et pyriméthanile, a été suivie après injection chez le pommier. Les analyses par LC-MS/MS ont montré une grande variabilité dans la distribution foliaire des substances actives et des concentrations dans les fruits inférieurs aux limites maximales de résidus. L'emploi de colorants ou de PPP radiomarqués a permis d'étudier les paramètres qui contrôlent la distribution. Ces essais ont montré que la sectorisation du système vasculaire et la trajectoire des faisceaux vasculaires régissent la distribution spatiale. En outre, la rétention des substances actives sur les vaisseaux de xylème est le facteur principal du faible transfert de certaines substances actives qui peut être amélioré par l'utilisation de tensio-actifs. Par ailleurs, l'efficacité de trois autres substances actives, thiabendazole, allicine, nanoparticules d'argent, a été testée in vitro contre différents champignons pathogènes en vue de leur utilisation par injection. Le thiabendazole, qui présentait la meilleure efficacité, et l'allicine semblent être de bons candidats pour cette utilisation. Ces travaux ont permis de montrer que la micro-injection était une méthode de traitement durable sans risque pour les arbres mais que des progrès dans les formulations devaient être encore faits pour obtenir une efficacité suffisante.