Technologie numérique et agriculture de précision
Phytopathologie

Surveillance de la tache goudronneuse du maïs : Validation de modèles prévisionnels et détection hâtive par imagerie multispectrale

agriculture de précision, Maïs, tache goudronneuse

Résumé vulgarisé

La tache goudronneuse du maïs (Phyllachora maydis) est une des maladies les plus importantes en Amérique latine et aux États-Unis, créant des pertes de 50 % en années épidémiques, menaçant la sécurité alimentaire mondiale. En 2018, seulement trois ans après sa première détection, des pertes de 30 % ont été observées aux États-Unis en raison de conditions climatiques favorables. La gestion de la tache goudronneuse inclut les rotations, l’enfouissement de résidus, les fongicides foliaires et l’utilisation d’hybrides moyennement résistants. Autant que les rotations peuvent aider à réduire l’inoculum provenant du champ, les infections sur les feuilles du haut de la plante dans des champs aux États-Unis suggèrent que les ascospores de P. maydis peuvent voyager de champs voisins et sur de longues distances, réduisant l’efficacité des rotations et du travail du sol pour la gestion de la tache goudronneuse. Des hybrides moyennement résistants existent, mais, des études démontrent que la majorité des hybrides sont susceptibles, rendant la gestion de cette maladie dépendante principalement aux fongicides foliaires. Les études démontrent que les fongicides foliaires les plus efficaces pour la gestion de la tache goudronneuse sont ceux ayant deux ou trois ingrédients actifs et des indices de risque pour la santé et l’environnement plus élevées. Avec les changements climatiques, des outils de gestion sont nécessaires pour prendre des décisions informées tant à la nécessité d’appliquer des fongicides foliaires ou non. Des modèles prévisionnels existent pour la tache goudronneuse du maïs, que ça soit avec des données météorologiques ou la détection hâtive par imagerie multispectrale, et permettent de cibler le moment d’applications de fongicides foliaires uniquement lorsque nécessaire et dans les secteurs du champ réellement atteints par la maladie. Par contre, il manque encore des connaissances tant à leur exactitude, précision et spécificité sous conditions agroclimatiques québécoises. Pour les modèles d’imagerie multispectrale, il manque encore des études suivant le développement de la maladie aux différents stades phénologiques du maïs et à différents niveaux de sévérité de la maladie au champ. Ce projet vise à évaluer, adapter et valider les modèles prévisionnels climatiques, et de développer des modèles de surveillance et détection hâtive par imagerie multispectrale par drone pour outiller les producteurs et productrices québécois et québécoises.

Crédit photo : CÉROM

Résumé scientifique

La tache goudronneuse, causée par Phyllochora maydis, est une maladie fongique importante du maïs. L’agent pathogène est un parasite obligatoire qui réduit la capacité de photosynthèse de la plante, réduisant le rendement du maïs (grain, ensilage et sucré) et la qualité d’ensilage du maïs-ensilage. Détecté en 2015 pour la première fois aux États-Unis, la première épidémie a eu lieu en 2018, créant des pertes estimées de presque 870 M$ CAD. Depuis, la maladie s’est dispersée dans la majorité de région du « Corn-belt », et des pertes de 25 % à 30 % ont été rapportées dans certaines régions des États-Unis, et des pertes de 11 % à 46 % sont documentées en Amérique Latine. En 2022, la tache goudronneuse du maïs a été déclarée la maladie la créant le plus de dommage du maïs aux États-Unis. Au Québec, sa présence a été confirmée pour la première fois en 2024 au mois de septembre, avec plus que 30 cas confirmés dans quatre régions agricoles (Centre-du-Québec, Chaudière-Appalaches, Mauricie et Montérégie). La présence de la tache goudronneuse au Québec met à risque la production du maïs, une culture importante pour les producteurs et productrices. La dispersion de la tache goudronneuse ou une augmentation de sa fréquence ou sévérité auront non seulement un impact sur la production du maïs, mais aussi sur l’élevage d’animaux, dont le maïs est souvent un aliment de base important (Carley et al., 2025, Mottaleb et al., 2019).

À date, les études examinant l’effet de pratiques agricoles pour la gestion de la tache goudronneuse du maïs sont rares et ne démontrent pas de pratiques fiables pour une gestion efficace. Bien que des hybrides moyennement résistants existent, selon certaines études, la majorité des hybrides sont considérés comme susceptibles et peuvent être fortement atteints en conditions favorables au développement de la maladie, limitant les options pour les producteurs et productrices. Plusieurs études ont examiné l’effet des applications de fongicides foliaires sur la suppression de la tache goudronneuse et la rentabilité des applications à différents stades phénologiques du maïs. Les études suggèrent que les fongicides foliaires aident souvent à réduire les symptômes de la tache foliaire, mais n’ont pas toujours un effet sur ni les rendements, ni la rentabilité selon la saison et le niveau de résistance de l’hybride. Malgré plusieurs études sur l’efficacité des fongicides foliaires à réduire les pertes dues à la tache goudronneuse du maïs, aucune étude n’a examiné l’effet sur les rendements et la rentabilité des applications de fongicides en fonction du stade phénologique au moment de l’infection initiale, ni la sévérité de la maladie au moment des applications – seulement la date de première observation et la sévérité en fin de saison (R5) ont été examiné. Bien que les fongicides à multiples ingrédients ont un effet important sur les rendements et la rentabilité, leurs effets sur la santé humaine et animale, et la santé de l’environnement sont souvent très élevés. Une bonne gestion des fongicides foliaires est donc importante non seulement pour limiter leurs effets néfastes, mais aussi pour augmenter la rentabilité de la ferme. Cependant, pour y parvenir, une meilleure compréhension de l’effet des stades phénologiques au moment de l’infection initiale et la sévérité de la maladie au cours de la saison sont nécessaires, surtout dans un contexte de changements climatiques qui risque d’agrandir la distribution de maladies agricoles, la fréquence d’infections, et les pertes qui y sont associées. Des outils d’aide à la décision précis peuvent aider à mieux évaluer la nécessité, ou non, d’appliquer des fongicides foliaires pour le contrôle de maladies, limitant des applications non-justifiées. Vu l’importance de la tache goudronneuse du maïs sur les rendements, le développement de tels outils est nécessaire.

Objectifs

L’objectif général du projet est de développer des outils d’aide à la décision pour la gestion de la tache goudronneuse du maïs afin de favoriser l’utilisation raisonnée et justifiée des fongicides foliaires et d’outiller les producteurs dans un contexte de changements climatiques qui pourraient agrandir les zones agricoles atteints par la maladie et augmenter la fréquence et la sévérité de la maladie chez les producteurs.

Les objectifs spécifiques du projet sont:

1- Valider la corrélation de l’apparition des stromas de la tache goudronneuse, ainsi que la sévérité de la maladie, aux facteurs environnementaux;

2- Évaluer, adapter ou développer un modèle de prédiction du risque de développement de la tache goudronneuse pour le Québec selon des facteurs climatiques;

3- Évaluer, adapter ou développer un modèle de détection hâtive par imagerie multispectrale de la tache goudronneuse pour le Québec avec :

3.a Évaluer et surveiller par imagerie multispectrale le développement de la tache goudronneuse en parcelles expérimentales contenant un hybride susceptible et un hybride moyennement résistant sous inoculation artificielle;

3.b Inoculer le maïs avec la tache goudronneuse à différents stades de croissance afin d’évaluer les modèles de surveillance selon le stade d’infection initiale;

3.c Évaluer et développer des modèles de détection par super-résolution afin d’améliorer l’exactitude de détection par imagerie multispectrale;

4- Évaluer l’efficacité et la rentabilité d’applications d’un fongicide foliaire selon le stade de développement du maïs et la sévérité de la tache goudronneuse.

Crédit photo : CÉROM