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ULiège (6)


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Dissertation
Bio-based control strategies of Bruchus rufimanus in faba bean crop

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Abstract

This thesis broaches the promotion of faba bean cultivation (Vicia faba L., Fabaceae) for food uses in Wallonia and the challenge posed by the broad bean weevil, Bruchus rufimanus Boheman 1833 (Coleoptera : Chrysomelidae). Faced with no effective control methods against this pest, biocontrol strategies and alternatives to pesticides were investigated. Five approaches were adressed, including the improvement of the pest bio-ecological knowledge, the identification of optimal varieties for seed valorization in food industries, the evaluation of most effective semiochemical traps, and the development of specific control methods based on entomopathogenic fungi and RNA interference. Chapter I provided an overview of faba bean cultivation and the challenges posed by Bruchus rufimanus (BBW) infestations in Europe. The chapter reviews the biology and chemical ecology of BBW, identifies knowledge gaps, and explores potential improvements to semiochemical-based approaches and alternative control methods. This chapter lays the groundwork for the subsequent research areas of the thesis. Chapters II focused on the ecology and the biology of BBW in Wallonia. Field monitoring studies were conducted to gather comprehensive data about adult infestations, addressing the lack of region-specific information. The diversity of bruchids and their parasitoids in faba bean crops are described, including their spatial distribution and the damage they cause to seeds. Bruchus rufimanus was identified as the predominant bruchid species, along with four larval parasitoids: Triaspis luteipes, T. thoracica, Pteromalus sequester, and P. fasciatus. Infestation rates and emergence timing of BBW varied across different bioclimatic areas. Chapter III provides a methodological description of rearing Bruchus rufimanus and models the influence of temperature on the pest's embryonic and post-embryonic development. Chapter IV evaluated faba bean varieties and the combined influence of climate on crop productivity, seed quality, and Bruchus spp. infestations. The aim was to identify promising varieties for local protein sourcing in the food industry. Fourteen varieties were assessed over two seasons, taking into consideration parameters such as protein production and bruchid infestations. A ranking methodology based on principal component analyses is presented, along with the varieties most suitable for the Walloon agro-climatic context. Factors promoting varietal resilience in European contexts were also identified. Chapter V focused on the semiochemical control of BBW, aiming to identify efficient traps for capturing BBWs, assess the traps' impact on BBW sex ratios, evaluate collateral effects on crop benefits, and examine the influence of crop stage on trap captures. White pan traps combined with floral kairomones were found to be the most effective. Crop phenology strongly influenced trap attractiveness, and no significant sex ratio trends were observed. However, semiochemical traps had a significant impact on beneficial insects, requiring further adaptation to minimize collateral effects, particularly for threatened species. Recommendations are provided for minimizing impacts on beneficial entomofauna. Chapter VI investigated in laboratory potential new biopesticides against BBW. Firstly, five strains of entomopathogenic fungi were screened for their lethal and sublethal effects on bruchid species. B. bassiana (GHA) exhibited the highest virulence in terms of TL50. Additionally, the study explores RNA interference with C. maculatus as a biotechnological tool for bruchid control. All the necessary proteins for gene silencing and the laccase 1 gene were successfully identified. Micro-injection of laccase 1 dsRNA resulted in a significant decrease in gene expression in treated adults. Although no significant mortality was observed, further research should focus on the larval stage or explore alternative target genes to induce lethal effects. The study demonstrates successful gene silencing in a bruchid species and highlights RNAi as a potential control method. Chapter VII summarizes the different control levers evaluated in the thesis for the development of integrated biocontrol strategies against B. rufimanus. The most suitable crop itinerary for minimizing BBW impacts is presented as well as areas for future research to further develop the main conclusions of the thesis.

Keywords


Dissertation
Détermination des visiteurs floraux de trois essences ligneuses à haute valeur commerciale : Baillonella toxisperma Pierre, Afzelia bipindensis Harms et Erythrophleum suaveolens (Guill. & Perr.) Brenan

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Abstract

La pollinisation est à la base du maintien et de la diversification des écosystèmes. Pourtant ce service écosystémique est menacé par les activités humaines. Il a notamment été suggéré que l'exploitation sélective des bois d'œuvre tropicaux pourrait altérer les mécanismes de pollinisation croisée en espaçant les arbres matures. Cela pourrait accroitre l'autofécondation et entrainer une dépression de consanguinité. Notre étude a tenté d'objectiver ce risque en identifiant les pollinisateurs de trois essences ligneuses commerciales d'Afrique Centrale : le Moabi (Baillonella toxisperma Pierre), le Doussié (Afzelia bipindensis Harms) et le Tali (Erythrophleum suaveolens (Guill. & Perr.) Brenan). Ce travail a été réalisé dans deux parcelles des concessions forestières certifiées FSC du sud-est du Cameroun et aborde la pollinisation selon une approche zoocentrique a deux temps : (i) la capture passive des insectes au moyen de trois types de pièges standardisés (pièges jaunes, pièges à papillons et pièges lumineux) dans les canopées fleuries des trois espèces d'arbre ; (ii) la vérification de la présence des grains de pollens des essences cibles sur les insectes. Par manque de temps, les analyses palynologiques et spécifiques n'ont pas pu être effectuées bien qu'un protocole efficace ait été mis en place. Les visiteurs floraux ont donc été déterminés au niveau de la famille à partir de trois caractéristiques : leur morphologie, leur régime alimentaire et la littérature scientifique. Au total, 1745 insectes ont été récoltés sur 8 Doussié, 6 Moabi et 3 Tali. Cet effectif était composé de 1361 visiteurs floraux dont 610 insectes ont été capturés sur le Doussié pour 35 familles, 574 insectes ont été capturés sur le Moabi pour 37 familles et 177 insectes ont été capturés sur les Tali pour 25 familles. Bien que la plupart des visiteurs floraux capturés soient semblables pour les trois essences (pollinisateurs généralistes), leur répartition au sein de ces dernières sont significativement différentes ce qui laisse suggérer que certains taxa soient préférentiels de certaines essences. Les principaux visiteurs floraux du Doussié sont des insectes essentiellement nocturnes avec des Coléoptères de la famille des Scarabeidae et des Lépidoptères de la famille des Noctuidae et des Sphingidae, et les visiteurs floraux diurnes sont les Apidae et les Syrphidae. Les visiteurs floraux du Moabi sont à la fois diurnes et nocturnes avec essentiellement des Lépidoptères de la famille des Nymphalidae et des Noctuidae, des Coléoptères de la famille des Scaradeidae et des Elateridae, des Diptères et des Hyménoptères de la famille des Apidae. Et les visiteurs floraux du Tali sont essentiellement des Lépidoptères Nocturnes mais le faible effort d'échantillonnage pour cette essence ne nous permet pas d'affirmer avec certitude ce statut. Les distances séparant les pieds fleuris calculées pour chaque essence après l'exploitation sont de 306 m pour le Doussié, 808 m pour le Moabi et 211 m pour le Tali. La confrontation de ces distances avec celle que les visiteurs floraux sont capable de parcourir semble indiquer que l'exploitation sélective n'a pas d'impacts sur la dispersion entomophile des pollens des trois essences étudiées.

Keywords


Dissertation
Etude de l'influence de la température sur le cycle de développement de Bruchus Rufimanus Boheman 1833 (Coleoptera: Chrysomelidae) et expérimentation de pièges sémiochimiques en champs de féverole
Authors: --- --- --- ---
Year: 2021 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

Dans l’optique de diminuer la dépendance de l’agriculture européenne des importations en protéines végétales depuis le continent américain, les institutions européennes poussent à l’augmentation des surfaces cultivées de protéagineux sur son territoire. Parmi les Fabacées candidates, les fèves (Vicia faba L) et plus particulièrement la féverole sont mises en avant. La féverole est en effet un puissant fixateur d’azote et un gros producteur de biomasse. Elle présente également de nombreux avantages environnementaux. Elle reste cependant à ce stade peu présente dans les rotations. L’une des raisons de ce faible intérêt en Région wallonne réside dans la présence d’un coléoptère dont la larve séminivore déprécie la récolte. Bruchus rufimanus Boheman 1833 (Coleoptera : Chrysomelidae) colonise majoritairement les cultures de féverole au moment de la floraison pour y pondre sur les gousses dès la formation de celles-ci. L’infestation des graines empêche la valorisation de la récolte en tant qu’alimentation humaine, diminuant ainsi la valeur de la récolte et l’intérêt des agriculteurs. Ce travail s’insère dans cette problématique de deux manières. La première consiste à évaluer en laboratoire les effets de la température sur le cycle de développement de l’insecte. La deuxième s’intéresse à une méthode de lutte alternative basée sur des pièges sémiochimiques placés en culture de féverole. L’une et l’autre doivent se rejoindre dans le double objectif de favoriser une plante cultivée permettant une agriculture plus résiliente et de réduire l’utilisation d’insecticides de synthèse.


Dissertation
Détermination des visiteurs floraux de trois essences ligneuses à haute valeur commerciale : Baillonella Toxisperma Pierre, Afzelia Bipindensis Harms et Erythrophleum Suaveolens (Guill. & Perr.) Brenan
Authors: --- --- --- --- --- et al.
Year: 2018 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

La pollinisation est à la base du maintien et de la diversification des écosystèmes. Pourtant ce service écosystémique est menacé par les activités humaines. Il a notamment été suggéré que l’exploitation sélective des bois d’œuvre tropicaux pourrait altérer les mécanismes de pollinisation croisée en espaçant les arbres matures. Cela pourrait accroitre l’autofécondation et entrainer une dépression de consanguinité. Notre étude a tenté d’objectiver ce risque en identifiant les pollinisateurs de trois essences ligneuses commerciales d’Afrique Centrale : le Moabi (Baillonella toxisperma Pierre), le Doussié (Afzelia bipindensis Harms) et le Tali (Erythrophleum suaveolens (Guill. & Perr.) Brenan). Ce travail a été réalisé dans deux parcelles des concessions forestières certifiées FSC du sud-est du Cameroun et aborde la pollinisation selon une approche zoocentrique a deux temps : (i) la capture passive des insectes au moyen de trois types de pièges standardisés (pièges jaunes, pièges à papillons et pièges lumineux) dans les canopées fleuries des trois espèces d’arbre ; (ii) la vérification de la présence des grains de pollens des essences cibles sur les insectes. Par manque de temps, les analyses palynologiques et spécifiques n’ont pas pu être effectuées bien qu’un protocole efficace ait été mis en place. Les visiteurs floraux ont donc été déterminés au niveau de la famille à partir de trois caractéristiques : leur morphologie, leur régime alimentaire et la littérature scientifique. Au total, 1745 insectes ont été récoltés sur 8 Doussié, 6 Moabi et 3 Tali. Cet effectif était composé de 1361 visiteurs floraux dont 610 insectes ont été capturés sur le Doussié pour 35 familles, 574 insectes ont été capturés sur le Moabi pour 37 familles et 177 insectes ont été capturés sur les Tali pour 25 familles. Bien que la plupart des visiteurs floraux capturés soient semblables pour les trois essences (pollinisateurs généralistes), leur répartition au sein de ces dernières sont significativement différentes ce qui laisse suggérer que certains taxa soient préférentiels de certaines essences. Les principaux visiteurs floraux du Doussié sont des insectes essentiellement nocturnes avec des Coléoptères de la famille des Scarabeidae et des Lépidoptères de la famille des Noctuidae et des Sphingidae, et les visiteurs floraux diurnes sont les Apidae et les Syrphidae. Les visiteurs floraux du Moabi sont à la fois diurnes et nocturnes avec essentiellement des Lépidoptères de la famille des Nymphalidae et des Noctuidae, des Coléoptères de la famille des Scaradeidae et des Elateridae, des Diptères et des Hyménoptères de la famille des Apidae. Et les visiteurs floraux du Tali sont essentiellement des Lépidoptères Nocturnes mais le faible effort d’échantillonnage pour cette essence ne nous permet pas d’affirmer avec certitude ce statut. Les distances séparant les pieds fleuris calculées pour chaque essence après l’exploitation sont de 306 m pour le Doussié, 808 m pour le Moabi et 211 m pour le Tali. La confrontation de ces distances avec celle que les visiteurs floraux sont capable de parcourir semble indiquer que l’exploitation sélective n’a pas d’impacts sur la dispersion entomophile des pollens des trois essences étudiées. Pollination is at the bottom of sustainability and diversity of our ecosystems. However this ecosystemic service is threatened by human activities. The selective exploitation of tropical wood could alter cross pollination mecanisms by spacing out flowering species. This could improve selfing and drive an inbreeding depression. By this study we tried to identify pollinators of three main commercial woody species from Central Africa: Moabi Baillonella toxisperma Pierre, Doussié Afzelia bipindensis Harms and Tali Erythrophleum suaveolens (Guill. & Perr) Brenan. This research was carried out in FSC-certified forest concessions in southeastern Cameroon. A zoocentric approach was adopted in two stages: firstly, passive capture of insects by using three types of standardized traps (yellow traps, butterfly traps and light traps) in the flowering canopies of the three woody species; and secondly, check the presence of pollen grains of target species on insects. A total of 1.745 insects were collected from 8 Doussié, 6 Moabi and 3 Tali. Due to lack of time, and although a protocol was developed, Due to time constraints, palynological and specific analyses could not be performed although an effective protocol was put in place. Floral visitors were therefore determined at the family level, based on three characteristics: their morphology, their diet and the scientific literature. A total of 1745 insects were collected from 8 Doussié, 6 Moabi and 3 Tali. This number consisted of 1361 floral visitors of which 610 insects were captured on the Doussié for 35 families, 574 insects were captured on the Moabi for 37 families and 177 insects were captured on the Tali for 25 families. Although most of the floral visitors caught are similar for the three species (generalist pollinators), their distribution within the latter are significantly different, suggesting that some taxa are preferred for certain species. The main floral visitors to Doussie are mainly nocturnal insects with Coleoptera of the family Scarabeidae and Lepidoptera of the family Noctuidae and Sphingidae, and day floral visitors are Apidae and Syrphidae. Floral visitors to Moabi are both day and night visitors with mainly Lepidoptera of the family Nymphalidae and Noctuidae, Coleoptera of the family Scaradeidae and Elateridae, Diptera and Hymenoptera of the family Apidae. And the floral visitors of Tali are essentially Nocturnal Lepidoptera but the low sampling effort for this species does not allow us to affirm this status with certainty. The distances between the flowering plants calculated for each species after logging are 306 m for Doussié, 808 m for Moabi and 211 m for Tali. The comparison of these distances with the scientific literature about the flight distances of floral visitors seems to indicate that selective logging has no impact on the entomophilic dispersion of pollen from the three species studied


Dissertation
Alternatives aux pesticides chimiques dans la lutte contre les ravageurs des cultures maraîchères en Afrique et Europe de l'Ouest et applications pratiques en Féverole et Niébé
Authors: --- --- --- --- --- et al.
Year: 2020 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

Les acariens ravageurs sont inféodés aux cultures maraîchères en Afrique et en Europe de l’Ouest et causent beaucoup de dégâts sur ces dernières. Nos résultats ont montré qu’il existe des acariens communs aux deux régions Tetranychus evansi Baker & Pritchard ,1960 ; Tetranychus urticae Koch,1836 et Aculops lycopersici (Massee,1937) mais Polyphagotarsonemus latus (Banks,1904) est surtout redoutable en Afrique de l’Ouest. Les pesticides chimiques sont dangereux ;dans notre travail, une étude critique comparée des alternatives aux pesticides chimiques pour le contrôle de ces acariens dans ces deux régions a été faite. &#13;En cas pratique des essais ont été faits au laboratoire et au champ pour contrôler respectivement Callosobruchus maculatus (Fabricius ,1975) et Bruchus rufimanus Boheman , 1833. En effet, B. rufimanus et C. maculatus causent respectivement dégâts sur la féverole Vicia faba L. (Fabaceae) et sur le niébé (Vigna unguiculata (L.) Walp. (Fabaceae). Au laboratoire, nos résultats ont montré que les plus faibles pontes ont été enregistrées au niveau des traitements à Aspergillus flavus et Beauveria bassiana (P = 6.047e-14) ainsi qu’au niveau des souches inconnues SI,SII,SIII ( P <0.001). Par ailleurs, il faut 12 jours avec les traitements A. flavus et B. bassiana pour réduire à 50% la population de C. maculatus (P respectivement 0,0043 et 0,033). Au champ, nos résultats ont montré que la phase végétative de la variété Fanfare de féveroles dure 39 jours. L’analyse statistique montre respectivement à la période du 17-06-20 et 24-06-2020 qu’il y a une différence significative entre les différents pièges utilisés pour le contrôle de B. rufimanus (P = 0 ,025) et (P = 0,042) . À ces dates, les pièges manuels (PM) semblent être meilleurs. De plus, les pièges verts à ailettes (Koppert) à attractant kairomonal de type floral de chez International Pheromone systems Ltd (PVIPS) semblent capturer moins d’insectes aphidiphages et pollinisateurs comparés aux autres pièges (P =2,1e-7) et plus de ravageurs (B.rufimanus). Les pièges blancs à attractant kairomonal de type gousses (PBG) capturent plus de syrphes (P = 0,00026). Les bourdons sont nombreux dans le champ comparé aux autres aphididae à la date du 24-06-2020 (P = 0,00056). En considérant la ponte de B.rufimanus au champ, il n’y a pas de différence significative entre les différents traitements (P=0,83). B. bassiana a un effet néfaste sur la fécondité de B.rufimanus au champ et sur la population d’Aphis fabae L . B. bassiana et A. favus sont sans effet négatif sur les syrphes et coccinelles . Après identification, les coccinelles (Coccinella7-punctata) et les syrphes (Episyrphus balteatus) sont les plus abondants dans le champ de féverole.


Dissertation
Etude de l'impact de pièges sémiochimiques en culture de féverole sur Bruchus rufimanus Boheman, 1833 (Coleoptera : Chrysomelidae) et sur les auxiliaires de culture
Authors: --- --- --- --- --- et al.
Year: 2022 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

La féverole (Vicia faba L.) est une culture d’intérêt. Elle offre de nombreux services &#13;agronomiques et environnementaux et produit des graines riches en protéines et en amidon &#13;utilisées en alimentation humaine et animale. Cependant, Bruchus rufimanus Boheman, 1833 &#13;(Coleoptera : Chrysomelidae) représente un frein à l’intégration de cette culture dans les &#13;rotations. Les larves de ce ravageur se développent dans les graines et entraînent leur &#13;dévalorisation, ce qui se traduit par une perte économique considérable pour les producteurs. &#13;La lutte conventionnelle est basée sur l’application d’insecticides pyréthrinoïdes dont &#13;l’efficacité est limitée. De plus, ils sont fortement néfastes pour les insectes non ciblés et le &#13;risque d’apparition de résistance chez B. rufimanus est élevé. Le développement de méthodes &#13;de lutte alternatives telles que la lutte sémiochimique est dès lors essentiel. Cette étude visait à &#13;évaluer l’impact de 2 types de pièges (pièges blancs développés par AgriOdor et pièges verts &#13;de type « green funnel pan traps with cross barrier ») associés à 3 attractants sémiochimiques &#13;(un attractant de type fleur développé par AgriOdor, un attractant de type fleur développé par &#13;IPS et un attractant de type gousse développé par AgriOdor) sur B. rufimanus et sur les &#13;auxiliaires de culture (les taxons ciblés étaient les Apoidea, les Syrphidae et les Coccinellidae) &#13;en féverole d’hiver et de printemps. Les associations entre les pièges blancs et les deux &#13;attractants floraux se sont révélées être les plus efficaces pour le piégeage de masse de B. &#13;rufimanus en féverole d’hiver et les captures ont été influencées par la phénologie de la &#13;culture. En féverole de printemps, aucune différence d’efficacité n’a été révélée entre les &#13;associations mais les captures ont aussi été influencées par la phénologie de la culture. &#13;L’impact sur les auxiliaires a été considérable, un ratio d’environ 1 : 1 a été observé entre les &#13;captures de bruches et les captures d’auxiliaires dans l’ensemble des captures. De plus, en &#13;féverole d’hiver les modalités ayant eu la plus grande efficacité pour les captures de bruches &#13;sont les mêmes que celles qui ont eu le plus grand impact sur les auxiliaires en termes de &#13;richesse spécifique et d’abondance capturées. La structure des communautés d’auxiliaires &#13;capturées est davantage liée au type de piège qu’à l’attractant. Il est indispensable d’améliorer &#13;la spécificité des moyens actuellement disponibles pour le piégeage de masse de B. rufimanus &#13;et également de déterminer si cette stratégie permet de réduire significativement les &#13;dommages causés par le ravageur. Il faut également continuer les recherches pour le &#13;développement et l’amélioration d’autres méthodes de lutte alternatives contre ce ravageur.

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