Prévenir la contamination du mildiou
dans la culture du cannabis par stérilisation UV

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Normand Brais Ing, M.Sc.A., Ph.D.

Normand Brais détient un diplôme en génie mécanique, une maîtrise en sciences appliquées et un doctorat en génie nucléaire de l’École Polytechnique de Montréal. Après sa graduation, il a été professeur à l’Institut de Génie Énergétique. Il a fondé de plusieurs sociétés dans plusieurs sphères technologiques telles que le contrôle de la pollution atmosphérique des équipements stationnaires de combustion, la production d’énergie à base de biomasse, le traitement des eaux, l’imagerie photonique ainsi que de la désinfection de l’air et des surfaces par ultraviolets germicides. En 1995, il a formé la société Sanuvox technologies, un chef de file dans la désinfection de l’air et des surfaces par ultraviolet pour les bâtiments commerciaux, hôpitaux, tours à bureau, laboratoires et serres.

RÉSUMÉ

Le mildiou est probablement avec le botrytis l’un des parasites les plus communément répandue s’attaquant aux plantes cultivées en serres. Cette infection fongique cause des pertes économiques considérables et récurrentes dans la culture des fleurs et des légumes en serre. Même si les infections ne sont pas léthales pour la plante, elles en affectent l’esthétisme et/ou le rendement et diminue grandement leur valeur commerciale. À l’intérieur, le mildiou est présent durant toute l’année mais apparait plus problématique au printemps et à l’automne lorsque la différence entre les températures nocturne et diurne favorise une humidité relative élevée. Une bonne connaissance du cycle de la maladie, des organismes impliqués et des facteurs qui favorise leur développement permet de gérer la situation avec plus ou moins de succès. L’expérience a démontré qu’une bonne filtration appuyée par une désinfection poussée de l’air et des serpentins de refroidissement du système d’aération par UV germicides dans les pièces de culture s’avère une solution efficace pour prévenir les épidémies de mildiou.

INTRODUCTION AU MILDIOU

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Le mildiou est facilement identifiable par des taches blanchâtres sur les portions infectées de la plante. L’effet poudreux est le résultat d’une croissance superficielle de champignons filamenteux ainsi que d’une production de chaines de spores sur la surface de la plante. Le champignon s’attaque de l’intérieur aux jeunes pousses, au feuillage, à la tige et aux bourgeons.

Les symptômes apparaissent alors sur la portion supérieure du feuillage, mais peuvent aussi se retrouver sous la feuille. Les premières indications varient : parfois apparaissent des taches foliaires chlorotiques inégalement distribuées ou des taches pourpre ou des lésions nécrotiques toutes suivies d’une apparition de plaques blanchâtres et poudreuses. D’autres symptômes révèlent des apparitions de galles/croutes, de Physocarpus dits « balais de sorcières », de nouvelles pousses tordues ou déformées, une coloration prématurée ou chute du feuillage, retard de croissance etc… Dans de rares situations, plusieurs de ces infections concurrentes peuvent causer la mort de la plante. Bien que le diagnostic soit aisé, les symptômes précoces passent souvent inaperçu à moins de procéder à des analyses détaillées et systématiques de la base des plantes, ce qui explique les « épidémies » fulgurantes de mildiou où le pourcentage des plants infectés grimpe de 10% à 70% en moins d’une semaine !

Bien que les symptômes soient essentiellement les mêmes, les champignons responsables du mildiou regroupent plusieurs catégories. Les plus importantes concernant la culture en serres, comprennent l’Erysiphe, Leveillula, Microsphaera, Sphaerotheca et l’oidium. Ces champignons se doivent de parasiter un hôte vivant, sain et vigoureux pour assurer leur survie. Certains de ces champignons s’attaquent à une variété d’espèces là où d’autres n’assaillent que des hôtes particuliers, une famille de plantes, genre ou espèce. Pour le cannabis, le champignon parasite dominant est le Botrytis cinerea. Les spores de Botrytis sont aisément aéroportées et se retrouvent partout dans l’air l’extérieur. Ils constituent un contaminant commun de l’air en Amérique du Nord avec des concentrations moyennes autour de 45-49 CFU/M3 (Shelton 2002).

Le cycle de vie du mildiou est connu et relativement simple. Les spores (conidies) sont produites à la chaine sur des tiges (conidiophores). Les conidies sont « poudreuses » et se disséminent facilement dans la serre par les mouvements d’air. Une fois posée sur une plante, la conidie germe, pénètre le tissu végétal et disperse ses racines (hausteria) pour absorber la nourriture des cellules épidermiques. Les filaments du champignon croissent sur la surface infectée de la plante et produisent une autre génération de conidiophores et de conidies. Il peut s’écouler aussi peu que 3 jours entre le temps où se pose une conidie et la création de nouvelles conidies, mais généralement, on parle d’une période de 5 à 7 jours. Les conidies de mildiou sont uniques en ce sens que contrairement aux autres champignons, ils ne requièrent pas un film d’eau (gouttelettes d’eau, rosée, vaporisations) sur la surface de la plante pour l’infecter.

Dans les serres, le mildiou survit entre les récoltes, les hyphes du champignon s’incorporant alors aux herbacées ou à d’autres plantes. Dans certaines circonstances, le mildiou produit des graines de repos semblables au poivre noir appelées cleistothecia. Ces structures permettent au champignon de survivre en l’absence d’un hôte à infecter. Néanmoins, le rôle de ces structures est probablement non-significatif en serres industrielles puisque la culture intensive et continue procure une source constamment renouvelée de nouveaux hôtes.
Plusieurs facteurs environnementaux (température, humidité relative, luminosité, circulation de l’air etc..) influencent le développement en serres du mildiou. Malheureusement, la culture en serres procure des conditions très favorables à son développement : des températures modérées (20-30C), un haut taux d’humidité (supérieur à 95%) et une luminosité très faible sont des conditions optimales.

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Néanmoins ces prérequis varient selon chaque type de champignon. En fait il existe une relation inversement proportionnelle entre la température et l’humidité relative, influençant la production et la diffusion de conidie de mildiou. Alors que la température chute la nuit, l’humidité relative s’accroit. Une humidité relative élevée stimule la production et la germination de conidies. Au matin, après le lever du soleil, la température s’accroit et le niveau d’humidité relative décroit.

Néanmoins ces prérequis varient selon chaque type de champignon. En fait il existe une relation inversement proportionnelle entre la température et l’humidité relative, influençant la production et la diffusion de conidie de mildiou. Alors que la température chute la nuit, l’humidité relative s’accroit. Une humidité relative élevée stimule la production et la germination de conidies. Au matin, après le lever du soleil, la température s’accroit et le niveau d’humidité relative décroit.

NOUVELLES TECHNOLOGIES UTILISÉES CONTRE LE MILDIOU

Quoique le contrôle chimique et une saine gestion des serres s’avère un facteur clé dans la gestion contre le mildiou, de nouvelles stratégies améliorent et amplifient ces efforts.

Les spores de mildiou peuvent être contrôlé en les capturant avec des filtres, mais aussi en les rendant stériles et inoffensifs en les exposant à une dose suffisante d’UV germicide. La conception de système pour éliminer le Botrytis sera également efficace pour éliminer les autres types de champignons. Il y a deux types de stérilisation par UV germicide pour contrôler les moisissures dans les serres: la désinfection UV de l’air et la désinfection UV des surfaces. De plus la qualité de l’air à l’intérieur des chambres de croissance peut être améliorée par la filtration de l’air et une pressurisation positive.

Plusieurs études et documents ont été publiés sur la stérilisation aux UVC germicide des spores de Botrytis cinerea. Parmi eux, Mercier et al (2001) étudie l’exposition UV germicide dans une plage de 40-450 mj/cm2 pour ralentir la décomposition causée par le Botrytis cinerea sur des poivrons. Des taux de réduction de spores de l’ordre de 95% et plus ont été constatés. Quant à Latorre et al (2012), ayant testé l’efficacité d’exposition aux UVA, UVB et UVC sur le Botrytis Cinerea, ils ont trouvé que l’UVC dit germicide était la longueur d’onde la plus efficace : les résultats indiquaient un taux de survie à zéro avec une dose de 110 mj/cm2.
Sachant que la constante de vulnérabilité aux UVC du Botrytis est de 0.0052 m2/J, il est alors aisé pour un ingénieur physicien de calculer l’intensité nécessaire pour fournir la dose de stérilisation requise dans un cours laps de temps, généralement durant une exposition de moins d’une minute.
Les spores aéroportées de Botrytis Cinerea s’introduisent dans les serres via les courants d’air, les souliers et les vêtements. D’où l’importance d’une décontamination à l’entrée des travailleurs et visiteurs. D’autres méthodes de contrôle peuvent inclure les fongicides traditionnels, mais comportent des risques pour les personnes sensibles ou malades, dus à des résidus dangereux (Cervantes 2006). D’autres méthodes organiques sont à l’essai incluant l’utilisation de microorganismes parasitaires concurrents (Schumacher 2011, Costa 2013).

Le rayonnement ultraviolet UVC combiné à une filtration d’air est un moyen efficace d’éliminer les spores de champignons des espaces intérieurs. La dimension d’une spore de Botrytis Cinerea est de l’ordre de 11 à 12 microns. Pour des filtres, c’est une taille appréciable et leur capture (plus de 99%) s’effectuera aisément à l’aide de filtres de catégories MERV13 ou mieux.
La conception des salles de culture de cannabis à l’intérieur s’avère critique quant au contrôle des spores de champignons aéroportés. Quoique plusieurs serres existantes sont perméables aux spores, il a été démontré qu’elles peuvent être équipées de système de ventilation avec filtration et équipements UV, les rendant ainsi exemptes de spores de mildiou. Il est important quand même que les chambres de croissance soient aussi étanches que possible et maintenues en pressurisation de façon à minimiser les épidémies de mildiou. Idéalement, chaque bâtiment servant à la culture devrait être équipé d’un sas pressurisé à l’entrée pour minimiser le risque de contamination. Cela étant dit, l’expérience a démontré clairement que :

  1. La prévention par la désinfection constante de l’air et des surfaces par UV germicide est beaucoup plus efficace que le traitement chimique des plantes qui lui ne peut être effectué que périodiquement.
  2. Un haut taux de recirculation de l’air par heure améliore la performance des systèmes UV pour stériliser en plus grand nombre les spores aéroportées.
  3. Les ailettes de serpentins de chauffage et climatisation constituent un réservoir fertile et trop souvent insoupçonné de production de spores et entretiennent un écosystème idéal pour une multitude de moisissures. Une décontamination aux UV en continu sur tous les serpentins devrait être la toute première étape pour réduire la probabilité d’une épidémie de mildiou.

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