Development of alternative methods to control aphids (Hemiptera: Aphididae): from wheat-pea intercropping to the use of semiochemical dispensers | Développement de méthodes alternatives pour contrôler les pucerons (Hemiptera: Aphididae):de l'association culturale froment-pois à l’utilisation de diffuseurs de substances informatives

Английский. Increasing the sustainability of food production is a major challenge in today’s agriculture. Several practices can be implemented to reduce the use of external inputs such as agrochemicals. In terms of insect pest control, the concept of integrated pest management (IPM) has been exploited to minimize the application of chemical insecticides. The idea is to limit pest infestations while promoting their control by natural enemies. One possibility is to increase within crops plant diversity namely by intercropping. Semiochemical dispensers may also be used to attracted natural enemies into crops. Focusing on wheat (Triticum aestivum Linnaeus), several types of intercropping can be practiced with variable effects on pests and natural enemies. This PhD thesis focuses on the potential of wheat-pea (Pisum sativum Linnaeus) intercropping as a way to reduce aphid (Hemiptera: Aphididae) infestations. We firstly assessed the diversity of aphid and their parasitoid species in wheat and pea fields using yellow pan traps and in situ observations on plants. Whether several aphid species were trapped, only Sitobion avenae (Fabricius), Metopolophium dirhodum (Walker), Rhopalosiphum padi (Linnaeus) and Acyrthosiphon pisum (Harris) were found on wheat tillers and pea plants respectively. Regarding parasitoids, some species can use wheat and/or pea aphids as hosts. The first Belgian parasitoid species checklist was established, with the inclusion of four Aphidiinae (Hymenoptera: Braconidae) and three Aphelinus (Hymenoptera: Aphelinidae) species as new records. In terms of abundance, we firstly compared the effect of two types of wheat-pea intercropping (mixed and alternate strip cropping) on aphids and their natural enemies with pure stands of both crops. The mixture was particularly efficient to reduce pea aphid populations, while alternate strips were more suitable for the control of wheat aphids. However, natural enemies were more abundant in the pure stands, showing that additional methods may be needed to attract them more efficiently. One possibility is the use of semiochemicals dispensers. In another field study, we combined a wheat-pea mixture with methyl salicylate (MeSA) dispensers. This substance was selected due to its known attractive effect towards some aphid beneficials. Even though adult hoverflies (Diptera: Syrphidae) were not particularly attracted by the mixture combined with MeSA dispensers, they may have stimulated their oviposition behaviour. Also, mummified aphids were significantly more abundant in the pure stand of pea compared with the mixture (with and without MeSA). However, parasitism rates did not differ significantly between treatments. Beneficial effects of wheat-pea intercropping were clearly demonstrated for aphid control. Other agronomic aspects make this practice particularly interesting in low-input farming systems. These are discussed, along the limitations related to the use semiochemicals in field conditions. Perspectives for further research works are also proposed.

Французский. Produire des denrées alimentaires de façon durable est un des défis majeurs de l’agriculture contemporaine. Plusieurs méthodes peuvent être envisagées pour réduire l'apport d'intrants chimiques. Le concept de gestion intégrée des ravageurs est notamment exploité en vue de minimiser l’application d’insecticides. Le principe consiste à limiter les infestations, tout en favorisant l’action des ennemis naturels. L’augmentation de la diversité végétale par la mise en place de cultures associées, ainsi que l’utilisation de substances sémiochimiques pour attirer les ennemis naturels, sont des approches qui méritent d’être exploitées. Plusieurs types d’associations culturales à base de froment (Triticum aestivum Linnaeus) peuvent être pratiqués, avec des effets variables sur les ravageurs et ennemis naturels. Cette thèse se focalise sur le potentiel de l’association froment-pois (Pisum sativum Linnaeus) pour le contrôle des infestations de pucerons (Hemiptera: Aphididae). La diversité d’espèces de pucerons et de leurs parasitoïdes a d’abord été évaluée dans des cultures de froment et de pois, en utilisant des pièges jaunes à eau et en observant les populations sur les plantes. Plusieurs espèces de pucerons ont été piégées, mais uniquement Sitobion avenae (Fabricius), Metopolophium dirhodum (Walker) et Rhopalosiphum padi (Linnaeus) ont été retrouvées sur le froment, et Acyrthosiphon pisum (Harris) sur le pois. Certaines espèces de parasitoïdes utilisent les pucerons du froment et/ou du pois en tant qu’hôtes. La première liste d’espèces de parasitoïdes présentes en Belgique a été établie, avec l’inclusion de quatre espèces d’Aphidiinae (Hymenoptera: Braconidae) et trois d'Aphelinus (Hymenoptera: Aphelinidae), observées pour la première fois sur ce territoire. En ce qui concerne l’abondance, l’effet de deux types d’associations froment-pois (en mélange et en bandes alternées) sur les pucerons et leurs ennemis naturels a d’abord été comparé à des cultures pures. Le mélange a été particulièrement efficace pour limiter les infestations de pucerons du pois, tandis que les bandes altérnées ont été plus favorables au froment. Cependant, les ennemis naturels ont été plus abondants dans les cultures pures, ce qui justifie la mise en place de méthodes supplémentaires pour les attirer de manière plus efficace. L’utilisation de diffuseurs de substances sémiochimiques figure parmi les possibilités. Dans un autre essai, nous avons combiné le mélange froment-pois à l’utilisation de salicylate de méthyle formulé dans des billes d’alginate. Cette substance informative a été choisie pour son effet attractif sur certains ennemis naturels des pucerons. Même si les syrphes adultes (Diptera: Syrphidae) n’ont pas été particulièrement attirés par le mélange combiné au salicylate de méthyle, cette substance a potentiellement stimulé leur comportement de ponte. Les pucerons momifiés ont été plus abondants dans la culture pure de pois, mais les taux de parasitisme ont été similaires entre les modalités. Les effets bénéfiques de l’association froment-pois pour le contrôle des pucerons ont clairement été démontrés. D’autres aspects agronomiques confirment que cette pratique est particulièrement adaptée à des systèmes de culture à bas intrants. Ces derniers sont abordés, ainsi que les limites liées à l’utilisation de substances sémiochimiques dans des conditions de terrain. Des pistes pour des travaux de recherche à venir sont également proposées.