Congrès mondial sur le colza, volet 3 : les travaux de Terres Inovia mis à l'honneur

11 juil. 2019

Implantation

L’institut est moteur pour aider les producteurs à adapter leurs pratiques de préparation du sol en fonction du contexte, à partir d’une observation de la structure du sol par la méthode dite de bêche.

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Etat des résistances aux insecticides en France

Grosse altise

Des mutations kdr (knock-down resistance) et super-kdr ont été détectées. Il existe une bonne corrélation entre le taux de mortalité en laboratoire et la proportion d'individus présentant une mutation skdr. Nos derniers résultats révèlent que la mutation skdr qui procure un niveau de résistance très élevé est de plus en plus présente en France, dans d'autres régions que dans la région historique.

Charançon de la tige du colza

Une mutation kdr a été trouvée dans certaines populations. Il existe une bonne corrélation entre le taux de mortalité en laboratoire et la proportion d'individus présentant des mutations kdr. La résistance par détoxification est également fortement suspectée.

Des mutations Kdr ont été trouvées dans certaines populations de charançon de la tige du colza / chou et dans des populations de charançon des siliques. Skdr a été détecté dans une population de charançons des siliques.

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R2D2 : se passer d’insecticides ?

Terres Inovia a présenté au GCIRC le projet R2D2 : il regroupe un noyau d’agriculteurs qui expérimentent, sur leurs parcelles, à l’échelle d’un territoire d’environ 1 000 hectares, la régulation naturelle des ravageurs en vue de se passer d’insecticides.

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Identifier les ennemis naturels des coléoptères ravageurs

Terres Inovia a présenté les outils développés dans le cadre du CASDAR Coleotool (en partenariat avec l’INRA-CBGP et le CIRAD, avec le financement du Ministère de l’Agriculture et de l’alimentation). Ce projet vise à identifier plus facilement les principaux ennemis naturels des coléoptères ravageurs du colza que sont les parasitoïdes. Ces outils ouvrent la voie à de nouvelle études qui permettront de mieux identifier et évaluer les leviers permettant de favoriser leur action dans un territoire.

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Leviers agronomiques

L’institut a eu l’occasion de démontrer, grâce à la synthèse de 17 essais, le rôle essentiel des leviers agronomiques (importance de l’implantation, association avec des légumineuses gélives, fertilisation au semis) pour faire face aux attaques des deux principaux ravageurs d’automne du colza que sont l’altise d’hiver et le charançon du bourgeon terminal. L’association de l’ensemble des leviers, agronomiques et chimiques (si nécessaire), donnent les meilleurs résultats sur le rendement sans impact négatif sur la marge.

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Variétés à résistance partielle à la jaunisse

Terres Inovia, en collaboration avec Acolyance, Agora, Soufflet et Vivescia a montré que les variétés à résistance partielle à la jaunisse sont un bon levier pour lutter contre cette virose. Ces variétés ne nécessitent pas de protection contre les pucerons. L’étude complémentaire menée sur les essais variétés en 2018 a permis de montrer que des variétés qui ne possédaient pas le(s) gène(s) de résistance partielle au TuYV avaient également un bon comportement en présence de jaunisse. D’autres mécanismes de résistance seraient donc en jeu.

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Agronomie : colza dans la rotation

Terres Inovia travaille une grande diversité de cultures, et en particulier les légumineuses. Cela a permis à l’institut de montrer ses résultats sur l’intérêt que peuvent avoir les légumineuses pour améliorer la culture du colza : un point a donc été fait sur les bénéfices des légumineuses en tant que précédent du colza pour la gestion de l’azote.

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Techniques de Phénotypage

Cette présentation s’insérait dans une session consacrée à la modélisation, aux IGEC et au Phenotypage. Elle avait pour objectifs à la fois de présenter les outils dont nous nous sommes dotés depuis 2012, illustrer son utilisation avec quelques résultats sur colza et présenter ses nouvelles orientations et son ouverture à des projets collaboratifs futurs.

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Nutrition azotée du colza

Le modèle de culture Azodyn -Colza peut constituer un outil utile pour raisonner la fertilisation, quantifier les stress abiotiques dans des réseaux d’essais, tester des scénarios avec plisuers modalités de dates de semis et de fertilisation pour réduire les dégâts de ravageurs à l’automne. Ces dernières années ont connu des variations climatiques importantes qui pourraient s’accroître à l’avenir : le modèle a été testé sur des années présentant des irrégularités climatiques et montre dans ces conditions des performances comparables à celles obtenues en situations plus classiques. Il est donc possible d’étudier l’impact du changement climatique en matière de stress abiotiques avec ce modèle. Par contre, il ne peut pas être utilisé pour les sols à forte teneur en calcaire (>10%).

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Poster

Présentation orale

Etudes et analyses pour la qualité des graines et des tourteaux de colza

Les résultats de l’étude pluriannuelle sur la qualité des tourteaux de colza ont été présentés. Ils sont issus des principales unités de trituration françaises, dont la finalité est de contribuer au développement de la valeur des tourteaux en alimentation animale par une meilleure connaissance de la variabilité de leur composition et de leur valeur nutritionnelle.

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La teneur en huile est un critère clef de qualité, avec des méthodes d’analyses normées (ISO 659 -NF V03-908 -ISO 22630). L’institut a expliqué que des appareils semi automatisés qui limitent l’exposition au solvant des opérateurs sont disponibles sur le marché. Ce travail présente l’application de ces normes sur ces appareils en comparaison avec la méthode de référence afin d’évaluer leur performance et leur capacité à réaliser les méthodes normées.

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Une méthode de détermination de l'activité de la myrosinase dans les produits à base de colza et d'autres brassicacées a été mise au point : la séparation chromatographique du substrat (sinigrine) avant sa détermination permet un contrôle très spécifique de la cinétique de la réaction. Cette méthode qui permet une meilleure prédiction des voies de dégradation des glucosinolates (GSL) est robuste, utilisable dans un large éventail d’activités enzymatiques et sera utile pour l’évaluation des procédés de trituration et tourteaux qui en sont issus.

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Le noyau et la coque de colza contiennent d'importants produits à valeur ajoutée tels que des composés phénoliques. Ils peuvent trouver des applications directement ou après des modifications dans de nombreux domaines tels que l'alimentation, la santé et les cosmétiques en raison de leurs propriétés antioxydantes. L'extraction et l'analyse des polyphénols simples dans le colza, tels que les acides phénoliques et les flavonols, ont déjà fait l'objet de nombreuses études. Cependant, les composés phénoliques complexes tels que les tanins condensés, en particulier ceux ayant un poids moléculaire élevé (polymérisé ou oxydé), restent encore largement inexplorés car ils sont difficiles à extraire dans les solvants en général. Le travail présenté permet de proposer une méthode de phloroglucinolyse optimisée par la méthode RSM (Response Surface Methodology) pour l'analyse de composés phénoliques complexes dans le colza. Seuls des réactifs ayant un impact environnemental relativement faible sont nécessaires, ce qui pourrait permettre d'intégrer cette méthode au processus de valorisation de la biomasse de colza. L'analyse des procyanidines dans la coque de colza par réaction de phloroglucinolyse pourrait être optimisée par RSM à l'aide d'un modèle dérivé adéquat. Des travaux supplémentaires seront effectués pour améliorer l'estimation des procyanidines oxydées et d'autres composés phénoliques complexes dans le colza.

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Amélioration des procédés de pression des graines et d’extraction

En raison de la demande croissante de protéines, l’industrie de trituration vise la production de tourteaux à la teneur en protéines et la qualité plus élevées. Une étude a porté sur l’utilisation de graines de colza décortiquées et sur les performances de pressage à froid. Deux arrangements de vis de pression ont été étudiés pour le rendement d'extraction, la capacité et la consommation d'énergie. Les deux agencements de vis ont donné des résultats similaires : le décorticage a entraîné une augmentation du débit de la presse et une diminution de la consommation d'énergie spécifique, mais également une diminution du rendement de l'extraction de l’huile. L'étude de caractérisation a fourni des informations sur l'évolution de la pression et de la teneur en huile le long de la vis. Pour toutes les vitesses de rotation, le traitement des noyaux a abouti à des pressions équivalentes (vis Reinartz) ou supérieures (vis Olexa) et à des teneurs en huile résiduelle plus élevées. Ces observations peuvent être attribuées aux propriétés mécaniques des noyaux, en particulier leur déformabilité, ce qui facilite l'écoulement à l'intérieur de la presse mais diminue la perméabilité du gâteau de compression et donc l'extractibilité de l'huile.

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La pureté des coques de colza est un facteur déterminant du bilan massique du processus de décorticage. Dans les germes de colza, deux couches repliées composent les parties interne et externe du cotylédon. Bien que le décorticage provoque la rupture des germes, ce matériau fin est difficile à séparer des coques entraînant des pertes d’huile lors de la séparation.

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Procédés d’extraction alternatifs, nouveaux solvants

La valorisation de la fraction protéique des graines oléagineuses est un défi majeur pour répondre à une demande mondiale qui devrait fortement croître ces prochaines années. Pour aller au-delà des procédés d'extraction traditionnels, des techniques de plus en plus innovantes pour préserver la qualité nutritionnelle et fonctionnelle des protéines sont mises en œuvre, en particulier des méthodes d'intensification et d'extraction avec des solvants alternatifs peuvent être envisagées pour l'extraction de protéines de colza, ainsi que pour réduire l’impact des processus d’extraction sur l’environnement.

La recherche de solvants de substitution au n-hexane pour l'extraction de l'huile de colza se poursuit. Une étude a été menée sur la base d’une première sélection par simulation COSMO-RS avec certains des principaux triglycérides et micronutriments présents dans l'huile de colza afin d'évaluer leur solubilité relative, qui a permis d’identifier le MeTHF (2-méthyltétrahydrofurane) comme une piste intéressante. Le MeTHF a ensuite été comparé expérimentalement au n-hexane et a montré des performances très prometteuses à la fois au labo et en échelle pilote, en termes de composition en huile, de qualité d’extraction et de vitesse d’extraction. Tout porte à croire que la substitution pourrait ne pas induire un surcoût d’exploitation important.

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L’extraction de l’huile du colza par l’éthanol aqueux permet d’obtenir des protéines plus élevées et moins de composés antinutritionnels. Le problème principal est la consommation énergétique élevée pour éliminer le solvant du tourteau du fait de sa teneur en eau. Des étapes d’extraction supplémentaires utilisant l’hexane après une extraction hydroalcoolique ont été testées. La mise en œuvre d'un lavage intermédiaire avec de l’éthanol à 96% en poids entre les étapes d'extraction hydroalcoolique et à l'hexane réduit à la fois le contenu en eau et en composés volatiles dans le concentré de protéines. En conséquence, la désolvantation du concentré protéique de colza par le nouveau procédé nécessitera moins d’énergie thermique et sera moins dommageable pour les protéines, par rapport au procédé classique.

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L'éthanol aqueux à 5% d'eau dissout relativement peu d'huile, mais cette solubilité dépend de la température. Cette propriété peut être utilisée pour extraire l'huile à haute température et la séparer par refroidissement. L'équilibre économique du nouveau procédé repose sur une prime qui reste hypothétique, mais envisageable compte tenu des préoccupations concernant tourteaux d’extraction à l'hexane et issus de soja GM.

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Un autre procédé consiste à séparer la fraction phénolique des protéines du tourteau de colza en utilisant des procédés de fractionnement par voie sèche: broyage ultrafin avec un tri électrostatique ou une séparation par turbo. Ces processus peuvent être considérés comme une étape de pré-purification douce des protéines et des composés phénoliques. De même, les fractions protéiques / phénoliques enrichies pourraient être utilisées comme émulsifiants présentant une forte activité anti-oxydante.

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Terres Inovia, au centre de la recherche sur le colza

Les travaux de l’institut concernent l’ensemble de la chaîne de la production du colza, de la semence aux débouchés. Voici quelques exemples de travaux :

-Valoriser l'huile et la protéine contenus dans la graine et maintenir la compétitivité du colza. En effet, il n'y a pas d'amélioration des graines et tourteaux de colza sans être capable d'analyser leur composition et leurs propriétés.

-La composition en protéines des graines amène inévitablement à étudier les mécanismes de nutrition azotée et soufrée. L’amélioration de la nutrition azotée du colza est une cible privilégiée des travaux de l’institut en matière d'application des technologies numériques pour le colza. Le phénotypage haut débit et la modélisation permettent d'appuyer la sélection de variétés améliorées sur ce critère. Ces technologies de capteurs et data permettent aussi des applications pour l'agriculture de précision et les outils d'aide à la décision comme la Réglette azote.

-Terres Inovia a également mené des travaux de biologie et génétique sur la résistance à l'orobanche rameuse et aux maladies.

-Les ravageurs constituent la thématique incontournable de l’institut, présentée au GCIRC. Le diagnostic des résistances aux insecticides nous oblige à expérimenter des solutions innovantes et originales, mobilisant les leviers agronomiques et la régulation naturelle à l'échelle des paysages, comme dans le projet R2D2 en Bourgogne.

 

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