Acylalanines

Les acylalanines constituent un groupe chimique de fongicides systémiques hautement spécifiques pour le contrôle des oomycètes, y compris les espèces des genres Phytophthora, Mildiou, Plasmopara, Brémie e Albugo.

Ces composés ont une excellente activité curative et protectrice et sont largement utilisés pour lutter contre le mildiou, le mildiou et la rouille blanche dans les cultures telles que les pommes de terre, les tomates, les vignes, les légumes à feuilles, le soja et les cultures ornementales.

L’importance stratégique de ce groupe chimique dans le scénario agricole mondial est justifiée par son efficacité exceptionnelle contre les agents pathogènes qui ont historiquement causé des pertes importantes dans la production agricole, en particulier dans des conditions d’humidité élevée et de température modérée.

Développement des acylalanines

Le développement des acylalanines représente une étape importante en phytopathologie moderne. Ce groupe chimique est né dans les laboratoires de recherche de Ciba-Geigy dans les années 1970, une période marquée par la recherche intensive de composés à activité systémique et à spécificité biologique accrue.

La première synthèse de métalaxyl a été divulguée dans des brevets déposés par la société suisse, en utilisant une voie de synthèse innovante qui impliquait l'alkylation de la 2,6-xylidine avec du méthyl 2-bromopropionate pour former un dérivé d'alanine, puis réagit avec du chlorure d'acide méthoxyacétique pour produire du métalaxyl racémique.

Le processus de développement a suivi une trajectoire systématique qui a duré près d'une décennie avant la commercialisation effective. Entre 1970 et 1975, les chercheurs de Ciba-Geigy ont concentré leurs efforts sur la phase de découverte et de synthèse initiale, au cours de laquelle une activité antifongique spécifique contre les oomycètes, un groupe de pathogènes pour lesquels les options de lutte chimique efficaces étaient jusqu'alors limitées, a été identifiée.

La période suivante, entre 1976 et 1978, a été consacrée au développement de procédés de synthèse à l'échelle industrielle et à la réalisation d'études approfondies sur l'efficacité biologique, recherches qui ont révélé le mécanisme d'action unique basé sur l'inhibition sélective de l'ARN polymérase I dans les cellules d'oomycètes.

L'année 1979 a marqué un tournant dans la protection des cultures avec l'introduction commerciale du métalaxyl. Ciba-Geigy a ainsi obtenu la première homologation aux États-Unis, inaugurant ainsi officiellement l'ère commerciale des acylalanines (certains affirment que la première apparition remonte à 1977). Cette étape importante a été suivie par l'approbation de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) en 1982, un événement qui a considérablement élargi l'utilisation mondiale de ces fongicides et consolidé leur acceptation par la communauté scientifique internationale.

Les années 1980 ont été caractérisées par le développement continu de nouvelles molécules au sein du groupe, culminant avec le lancement du bénalaxyl entre 1985 et 1990, représentant une deuxième génération d'acylalanines qui offraient un spectre de contrôle similaire au métalaxyl, mais avec un profil toxicologique différent et une meilleure adéquation à certaines cultures.

L'évolution technologique du groupe a atteint un nouveau niveau au cours des années 1990, une période au cours de laquelle les progrès de la chimie de synthèse asymétrique ont permis le développement de la version chirale homogène du métalaxyl, connue commercialement sous le nom de métalaxyl-M ou méfénoxam.

Cette innovation a représenté un raffinement significatif de la technologie originale, puisque la nouvelle molécule a conservé toute l'activité fongicide présente dans le mélange racémique original, mais avec une efficacité supérieure par unité de masse appliquée, entraînant une réduction des doses nécessaires et une diminution conséquente de l'impact environnemental.

Mode d'action

Le mécanisme d'action des acylalanines repose sur l'inhibition sélective de la synthèse d'ARN dans les cellules oomycètes, un processus qui se produit par interférence spécifique avec l'ARN polymérase I.

Ce mécanisme implique la liaison du fongicide à l'ARN polymérase, bloquant ainsi la transcription des gènes essentiels à la croissance et au développement du pathogène. La principale cible biochimique est l'ARN polymérase I, une enzyme responsable de la synthèse de l'ARN ribosomique chez les oomycètes. Cette enzyme présente des caractéristiques structurelles spécifiques, sensiblement différentes de celles des champignons, des plantes supérieures et des animaux, conférant ainsi une grande sélectivité à ce groupe chimique.

Selon la classification du Fungicide Resistance Action Committee, les acylalanines appartiennent au groupe FRAC 4, avec le code de résistance PA (phénylamides), et sont classées comme inhibiteurs de la synthèse des acides nucléiques, en particulier du sous-groupe de l'ARN polymérase I.

L'inhibition de cette enzyme entraîne une réduction importante de la synthèse des ribosomes, compromettant ainsi considérablement la synthèse des protéines cellulaires et provoquant ainsi l'arrêt de la croissance mycélienne, l'inhibition de la sporulation, le blocage de la germination des spores et la suppression de la formation des structures reproductrices. À des concentrations efficaces, le pathogène perd totalement son pouvoir infectieux et reproductif, ce qui caractérise l'action fongicide du groupe.

Spectre de contrôle

Le spectre de contrôle des acylalanines couvre plusieurs cultures d'importance économique, l'accent étant mis sur le contrôle du mildiou causé par Phytophthora infestans dans les pommes de terre et les tomates, où des doses comprises entre 0,5-2,0 L/ha et 0,5-1,5 L/ha sont appliquées respectivement.

En viticulture, ils démontrent une excellente efficacité contre le mildiou de la vigne (plasmopara viticola) à des doses de 0,3 à 0,8 L/ha, tandis que dans les légumes à feuilles comme la laitue, ils contrôlent efficacement le mildiou causé par bremia lactucae avec des doses de 0,5-1,0 L/ha.

Dans les cultures extensives, le contrôle de Peronospora manshurica dans le soja et Plasmopara halstedii chez le tournesol, il faut des doses de 0,5 à 1,0 L/ha et de 0,8 à 1,5 L/ha, respectivement.

Les intervalles de sécurité varient considérablement en fonction de la culture et de la formulation utilisées, la période de retrait allant de 3 à 21 jours, tandis que l'intervalle de rentrée est généralement de 24 heures pour les applications en plein champ et de 48 heures pour les cultures protégées, et peut varier en fonction de la législation locale et des conditions d'application spécifiques.

Gestion de la résistance

La gestion de la résistance aux acylalanines est un aspect essentiel pour la durabilité du groupe chimique, puisque la résistance a été documentée pour la première fois dans les années 1980, quelques années seulement après l'introduction commerciale du métalaxyl.

Au Brésil, la résistance des Phytophthora infestans dans les pommes de terre a été signalée dans les régions productrices du Sud et du Sud-Est à partir des années 1990, tandis que les populations de plasmopara viticola des souches résistantes ont été identifiées dans des vignobles de Serra Gaúcha et de Vale do São Francisco.

À l’échelle mondiale, une résistance généralisée a été documentée dans plusieurs pays, notamment aux États-Unis, au Canada, dans les pays européens et en Australie, devenant l’un des principaux facteurs limitant l’utilisation continue de ces fongicides.

Pour retarder le développement de la résistance, il est recommandé d'appliquer en rotation obligatoire des fongicides de différents groupes FRAC, de préférence les groupes 11, 21, 22, 27, 28 et 40, en limitant l'utilisation d'acylalanines à un maximum de 30 % du total des applications par cycle. L'utilisation de mélanges préformulés contenant des fongicides multisites tels que le cuivre, mancozèbe e chlorothalonil, ainsi que l'alternance entre différents principes actifs au sein du groupe acylalanine lui-même, constituent des stratégies de gestion fondamentales.

La stratégie à taux élevé est recommandée dans les situations de forte pression de maladie et lorsque des populations à sensibilité réduite sont suspectées, tandis que le taux réduit peut être utilisé à titre préventif dans des conditions de faible pression, toujours en combinaison avec des fongicides ayant un mode d'action différent.

Concernant la sécurité et l'impact environnemental, la plupart des produits à base d'acylalanine sont classés toxicologiquement comme III (modérément toxique) ou IV (faiblement toxique), selon la formulation et la concentration du principe actif. La classification environnementale va de II (très dangereux) à III (dangereux pour l'environnement). La persistance dans le sol varie de 15 à 70 jours de demi-vie, selon le sol et les conditions climatiques. Les sols à pH neutre à alcalin présentent une dégradation plus rapide, les températures élevées accélérant la dégradation et une humidité adéquate favorisant la biodégradation.

Le coefficient d'adsorption est compris entre 50 et 162 mL/g, ce qui indique une mobilité modérée à élevée dans le sol. Les acylalanines présentent donc un potentiel de lessivage modéré à élevé en raison de leur forte solubilité dans l'eau et de leur faible coefficient d'adsorption. Une attention particulière doit être portée aux sols sableux à faible teneur en matière organique, aux zones proches des plans d'eau, aux régions à fortes précipitations et aux applications en période pluvieuse.

Interactions et compatibilités

Les interactions et compatibilités des acylalanines sont favorables avec les fongicides cuivriques, les dithiocarbamates, le chlorothalonil, les fongicides systémiques d'autres groupes FRAC et les engrais foliaires à pH neutre.

Cependant, ils sont incompatibles avec les produits fortement alcalins, les huiles minérales et les adjuvants huileux en fortes concentrations, certains insecticides organophosphorés et les engrais à forte teneur en calcium.

Une phytotoxicité peut survenir lors d'applications dans des conditions de stress hydrique sévère, de surdosage ou d'applications répétées à intervalles courts, de cultures jeunes ou de cultures à des stades sensibles, de combinaison avec des adjuvants incompatibles et de conditions de température élevée avec une faible humidité relative.

Efficacité agronomique

L'efficacité agronomique des acylalanines est influencée par plusieurs facteurs environnementaux et d'application. Des températures comprises entre 15 et 25 °C, une humidité relative comprise entre 60 et 90 %, une application préventive ou dès l'apparition des symptômes et un pH de pulvérisation compris entre 6,0 et 7,0 constituent des conditions favorables à leur efficacité.

En revanche, de fortes pluies dans les 2 à 4 premières heures après l’application, des températures extrêmes, un stress hydrique sévère chez les plantes et une application à des stades avancés de la maladie représentent des facteurs qui limitent l’efficacité.

Les principaux avantages des acylalanines sont leur excellente activité systémique avec translocation acropète, leur grande spécificité pour les oomycètes, leur action curative et éradiquante, leur longue durée de conservation et leur efficacité à faibles doses. Leurs limites incluent un spectre restreint aux seuls oomycètes, un risque élevé de développement de résistances, un coût élevé par rapport aux fongicides multisites, un risque de contamination environnementale et une dépendance aux conditions climatiques spécifiques.

Positionnement stratégique

Le positionnement stratégique des acylalanines dans les systèmes agricoles varie en fonction de la culture et des conditions régionales.

Chez le soja, l'utilisation préventive au stade V4-V6 est recommandée pour lutter contre le mildiou, en particulier dans les régions ayant des antécédents de la maladie et des conditions climatiques favorables.

Chez le maïs, l’application préventive chez les hybrides sensibles au mildiou est une priorité dans les régions à culture continue et aux climats humides.

Pour le coton, la lutte contre le mildiou des semis et des jeunes plants nécessite de privilégier les applications préventives pendant les 60 premiers jours de culture.

Dans la canne à sucre, l’utilisation est limitée à la lutte contre le mildiou dans les pépinières et les semis, en se concentrant sur la protection du matériel de propagation.

Dans la culture du café, l’application préventive pour lutter contre le mildiou est particulièrement importante dans les régions montagneuses à forte humidité et à nébulosité fréquente.

Chez le blé, la lutte préventive contre le mildiou est essentielle dans les régions de culture irriguées et dans les conditions d’humidité relative élevée.

Pour les légumes, l’utilisation intensive en cultures protégées et en plein champ nécessite de mettre l’accent sur les programmes de prévention et de rotation pour éviter la résistance.

En culture fruitière, l’application stratégique dans les vignes, les agrumes et les fruits de climat tempéré devrait se concentrer sur la protection pendant les périodes critiques de développement.

Le positionnement stratégique des acylalanines doit toujours prendre en compte la gestion intégrée des maladies, y compris la résistance génétique, les pratiques culturales, la surveillance du climat et une rotation prudente avec des fongicides ayant différents modes d'action, visant une durabilité et une efficacité à long terme dans la lutte contre les oomycètes.