Nouveau

Dommages causés par l'ozone aux plantes: comment réparer les dommages causés par l'ozone dans les plantes de jardin

Dommages causés par l'ozone aux plantes: comment réparer les dommages causés par l'ozone dans les plantes de jardin


Par: Jackie Carroll

L'ozone est un polluant atmosphérique qui est essentiellement une forme d'oxygène très active. Il se forme lorsque la lumière du soleil réagit avec les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne. Les dommages causés par l'ozone aux plantes surviennent lorsque le feuillage des plantes absorbe l'ozone pendant la transpiration, qui est le processus normal de respiration de la plante. L'ozone réagit avec les composés à l'intérieur de la plante pour produire des toxines qui affectent la plante de diverses manières. Il en résulte des rendements réduits et des décolorations disgracieuses, telles que des taches argentées sur les plantes.

Comment réparer les dommages causés par l'ozone

Les plantes soumises à un stress sont les plus susceptibles d'être gravement affectées par les dommages causés par l'ozone et elles se rétablissent lentement. Traitez les plantes blessées en fournissant des conditions aussi proches que possible de l'idéal pour l'espèce. Bien irriguer, surtout par temps chaud, et fertiliser selon le calendrier. Gardez le jardin exempt de mauvaises herbes afin que les plantes n'aient pas de concurrence pour l'humidité et les nutriments.

Traiter les plantes endommagées par l'ozone ne corrigera pas les dommages déjà causés, mais cela peut aider la plante à produire un nouveau feuillage sain et aider à prévenir les maladies et les insectes qui attaquent normalement les plantes faibles et endommagées.

Dommages aux plantes d'ozone

Il existe un certain nombre de symptômes associés aux dommages causés aux plantes par l'ozone. L'ozone endommage d'abord le feuillage presque mature. Au fur et à mesure de leur progression, les feuilles plus âgées et plus jeunes peuvent également subir des dommages. Les premiers symptômes sont des pointillés ou de minuscules taches à la surface des feuilles qui peuvent être de couleur beige clair, jaune, rouge, brun rouge, brun foncé, noir ou violet. Au fil du temps, les taches se développent ensemble pour former de grandes zones mortes.

Voici quelques symptômes supplémentaires que vous pouvez voir chez les plantes endommagées par l'ozone:

  • Vous pouvez voir des taches blanchies ou argentées sur les plantes.
  • Les feuilles peuvent virer au jaune, au bronze ou au rouge, ce qui inhibe leur capacité à effectuer la photosynthèse.
  • Les feuilles d'agrumes et de vigne peuvent flétrir et tomber.
  • Les conifères peuvent présenter des marbrures jaune-brun et des brûlures à l'extrémité. Les pins blancs sont souvent rabougris et jaunes.

Ces symptômes imitent étroitement ceux d'une variété de maladies des plantes. Votre agent de vulgarisation coopératif local peut vous aider à déterminer si les symptômes sont causés par des dommages causés par l'ozone ou par une maladie.

Selon l'ampleur des dégâts, les plantes peuvent avoir des rendements réduits. Les fruits et légumes peuvent être petits parce qu'ils mûrissent trop tôt. Les plantes dépasseront probablement les dommages si les symptômes sont légers.

Cet article a été mis à jour pour la dernière fois le

En savoir plus sur les problèmes environnementaux


Pollution atmosphérique - Annuelles, bulbes, couvre-sol, vivaces et vignes


Taches foliaires bronzées sur le feuillage de Rudbeckia

Les dommages dus à la pollution atmosphérique sont plus courants dans les zones urbaines, mais peuvent également se produire dans les zones suburbaines et rurales sous le vent des sites industriels. La gravité des dommages causés aux plantes par la pollution de l'air varie selon l'heure de la journée et les conditions environnementales telles que la chaleur, les conditions du vent, la lumière du soleil et le type de sol. L'ozone, le PAN et le dioxyde de soufre sont des polluants atmosphériques courants.


Dommages causés par l'ozone dans les cultures de cucurbitacées

Les petites taches blanches à bronzées sur les feuilles de la courge turban turban dans les photographies suivantes sont dues à l'ozone. Ils ont été enlevés le 6 août 2004.

Le tissu nécrotique entre les nervures (brun) de la feuille de pastèque ci-dessous est le résultat de dommages causés par une exposition à une concentration élevée d'ozone.

L'exposition à l'ozone a provoqué de petites taches blanches sur les feuilles de citrouille sur les photographies suivantes. Parfois, une partie du limbe d'une feuille n'est pas blessée en raison de la fermeture des stomates.

Début août 2008, lorsque l'ozone a atteint des concentrations suffisamment élevées pour causer des dommages, les plantes se flétrissaient généralement dans des conditions chaudes et sèches, puis les stomates ont été fermés, limitant l'afflux d'ozone dans les feuilles et donc très peu de dommages ont été observés.

Contacter

Margaret McGrath, professeure agrégée
Centre de recherche et de vulgarisation horticole de Long Island
Riverhead, NY 11901-1098
(631) 727-3595
Courriel: [email protected]

Opportunités de recherche

Chaque été et chaque automne, j'embauche des assistants de recherche pour m'aider à mener mes recherches. Intéressé? Contactez-moi: [email protected]

Faits saillants de l'actualité

Actualités du site

Podcast: Quel est le problème avec mes tomates?

Meg McGrath a parlé avec Margaret Roach des problèmes de tomates dans le balado populaire A Way to Garden de Roach.


Effets de la pollution atmosphérique sur les légumes

La combustion du charbon et d'autres combustibles fossiles donne lieu à divers polluants chimiques tels que le SO2 (dioxyde de soufre), NOx (oxydes d'azote tels que nitrite, nitrate, etc.), O3 (ozone) ainsi que divers autres hydrocarbures. L'ozone et le nitrate de peroxyacétyle (PAN) produits dans ces réactions peuvent devenir nocifs pour les plantes en fonction de la concentration et de la durée de l'exposition. L'ozone cause jusqu'à 90 pour cent des dommages causés par la pollution atmosphérique à la végétation aux États-Unis et influe négativement sur la croissance et le développement des plantes, entraînant une diminution du rendement. Les dommages causés par l'ozone aux pastèques sont courants dans la région médio-atlantique. Après l'ozone, le PAN est le deuxième polluant atmosphérique le plus phytotoxique.

Mouvement de polluants dans les plantes

La plupart des gaz polluants pénètrent dans les feuilles par les stomates, suivant la même voie que le CO2. Le NOx se dissout dans les cellules et donne naissance à des ions nitrite (NO2 -, qui est toxique à des concentrations élevées) et des ions nitrate (NO3 - qui entrent dans le métabolisme azoté de la plante comme s'ils étaient absorbés par les racines). Dans certains cas, l'exposition à la pollution, en particulier au SO2, provoque la fermeture des stomates, ce qui protège la feuille contre une nouvelle entrée du polluant mais arrête également la photosynthèse. Dans les cellules, le SO2 se dissout pour produire des ions sulfites, qui peuvent être toxiques, mais à de faibles concentrations, ils sont efficacement détoxifiés par la plante. La pollution atmosphérique par le SO2 peut en fait constituer une source de soufre pour l'usine.

Cultures affectées

La tomate, la pastèque, la courge, la pomme de terre, les haricots verts, les haricots verts, les haricots pinto, le tabac, le soja, le cantaloup, le melon, la luzerne, les betteraves, le tournesol, les carottes, le maïs sucré, les gourdes, les pois verts, les navets, les raisins, les pêches et les fraises sont certaines des cultures les plus sensibles aux dommages causés par la pollution atmosphérique. Les concombres, les citrouilles et les poivrons sont moins sensibles. La pastèque et la courge sont les plus sensibles des cucurbitacées suivies du cantaloup.

Symptômes

Ozone: L'ozone est considéré comme le polluant atmosphérique phytotoxique le plus nocif en Amérique du Nord. Les blessures sont plus probables par temps chaud et humide avec des masses d'air stagnantes. Les symptômes consistent en de petites taches ou des taches de forme irrégulière dont la couleur varie du brun foncé au noir ou du bronzage clair au blanc (figure 1). Les symptômes comprennent également des pointillés (petites zones pigmentées foncées d'environ 2 à 4 mm de diamètre), un bronzage et une rougeur. Ces symptômes surviennent généralement entre les nervures sur la surface supérieure des feuilles des feuilles plus âgées et d'âge moyen, mais peuvent également concerner à la fois la surface des feuilles pour certaines espèces et cultivars (figures 1 et 2). Le type et la gravité des blessures dépendent de la durée et de la concentration de l'exposition à l'ozone, des conditions météorologiques et de la génétique des plantes. Certains ou tous les symptômes peuvent survenir sur les légumes dans diverses conditions.

Les symptômes sur un cultivar peuvent différer des symptômes sur un autre. Avec une exposition continue à l'ozone, les symptômes de pointillé, de moucheture, de bronzage et de rougeur sont progressivement remplacés par la chlorose et la nécrose (figures 2d et e). Les premières lésions foliaires causées par l'ozone (figures 2b et c) peuvent ressembler à de graves blessures causées par les tétranyques. La présence d'acariens peut être confirmée en examinant le dessous de la feuille. Les populations d'acariens devraient être relativement importantes (> 45 / feuille) pour causer le type de lésion foliaire illustrée sur les figures 1b et c. Au fur et à mesure que l'exposition à l'ozone se poursuit, les taches peuvent fusionner pour former de plus grandes zones nécrotiques (figures 2d et e). En raison de l'effondrement des tissus induit par l'ozone, les feuilles sont sujettes à l'infection par des agents pathogènes tels que Alternaria sp (mildiou) et vieillira plus tôt. Les plantes exposées à des concentrations élevées d'ozone métabolisent moins de dioxyde de carbone, ce qui réduit la quantité de carbone disponible pour les microbes du sol. Par conséquent, l'enrichissement des sols et le traitement du carbone diminuent, entraînant une diminution de la fertilité des sols. Les symptômes des dommages causés par l'ozone peuvent apparaître d'un côté d'une plante ou d'une tige en fonction de la source de pollution et du microclimat (Fig. 3).

Le motif de blessure sur le feuillage est initialement observé sur les feuilles matures plus âgées près de la couronne ou du centre de la plante, progressant souvent avec le temps vers le feuillage plus jeune. Le jaunissement des centres de la plante en rangées de pastèque est assez distinctif et peut donner aux champs un motif manifestement rayé de bandes jaunes et vertes alternées. Ce type de blessure sur la pastèque peut être appelé «centre de dépérissement de la couronne». En revanche, les dommages sur les melons-mouches sont généralement beaucoup moins graves et sont visibles à un stade ultérieur du développement de la plante. Les plantes irriguées favoriseront un plus grand développement des symptômes si le cultivar est sensible par rapport aux plantes stressées par la sécheresse. Les dommages causés par l'ozone sur les pastèques apparaissent généralement du milieu à la fin de juillet avant la maturation des fruits. Les dommages causés par l'ozone sur les haricots apparaissent sous forme de bronzage sur la surface supérieure des feuilles et à mesure que le problème progresse, des lésions nécrotiques se forment qui fusionnent et deviennent brun rougeâtre.

Le dioxyde de soufre: Symptômes de dommages aux cultures causés par le SO2 et son sous-produit acide sulfurique entraîne généralement des taches sèches et papyracées généralement blanches, ocre ou de couleur paille et marginales ou entre les nervures (Fig. 4). Chez certaines espèces, les lésions chroniques provoquent des taches brunes à brun rougeâtre ou noires. Les surfaces supérieure et inférieure des feuilles sont affectées. Les nervures des feuilles restent vertes. Les plantes et les feuilles jeunes et d'âge moyen sont les plus sensibles. La sensibilité est la plus élevée pendant les jours avec un soleil éclatant et une humidité relative élevée.

Nitrate de peroxyacétyle (PAN): Provoque un effondrement des tissus sur la face inférieure des feuilles de la plupart plantes donnant des feuilles qui développent des bandes ou des taches de zones glacées, bronzées ou argentées (Fig. 5). Les feuilles atteintes vieillissent généralement prématurément. Sur certaines plantes, telles que le haricot Pinto, la tomate et le tabac, la blessure peut survenir sur toute la largeur du limbe. Le PAN est le plus toxique pour les petites plantes et les feuilles plus jeunes, mais les feuilles qui se forment et commencent à s'ouvrir et les feuilles les plus matures sont moins sensibles aux dommages causés par le PAN. La formation de PAN est bien documentée sur la côte ouest des États-Unis, avec des blessures survenant sur la végétation tout le long de la côte, cependant, on en sait peu sur la concentration de PAN dans l'est des États-Unis.

Oxydes d'azote (NO): Ces polluants jouent un rôle majeur dans la production d'ozone. Les NO contribuent probablement à un certain nombre d'effets environnementaux tels que l'eutrophisation dans les eaux côtières comme la baie de Chesapeake. L'eutrophisation se produit lorsque les plans d'eau subissent une augmentation des nutriments qui réduisent la quantité d'oxygène dans l'eau, produisant ainsi un environnement défavorable à la vie animale. On estime que 50 millions de livres d’azote parviennent dans la baie de Chesapeake par dépôt de NO sur le bassin versant de la baie (Cerco et Noel, 2004).

Éthylène: Se produit dans la trace (C2H4) quantités de propane, d'essence et de gaz naturel et est produit lorsque ces substances sont brûlées. Il est également présent dans la fumée de bois et de tabac. La pollution par l'éthylène influence les activités des hormones végétales et des régulateurs de croissance, qui affectent les tissus en développement et le développement normal des organes, sans causer de dommages aux tissus foliaires. Les dommages aux plantes à feuilles larges se produisent sous la forme d'un enroulement vers le bas des feuilles et des pousses (épinastie), suivi d'un retard de croissance. Dans les tunnels hauts, qui brûlent du propane, du kérosène ou utilisent des moteurs qui brûlent de l'essence, qui ont une ventilation médiocre ou inexistante, même des quantités infimes de ce polluant peuvent causer de graves dommages aux tomates. Les plants de tomates exposés à l'éthylène peuvent développer une torsion, une défoliation et une floraison.

Estimation des pertes de rendement: L'estimation de la perte de rendement due aux polluants atmosphériques sur le terrain est difficile et seules des approximations sont disponibles. Dans une étude californienne, les dommages causés par l'ozone aux cultures ont causé les plus grandes pertes de rendement (10 à 30%) dans le cantaloup, le raisin, l'oignon et le haricot. On a constaté que les rendements du sorgho et de la laitue n'étaient pour la plupart pas affectés par l'exposition à l'ozone. D'autres recherches ont montré que lorsque les concentrations quotidiennes moyennes d'ozone atteignent> 50 ppb (parties par milliard), les rendements de légumes peuvent être réduits de 5 à 15%.

La gestion: Bien qu'il n'y ait pas de traitement pour les dommages causés par l'ozone, il peut être possible de sélectionner certains cultivars qui sont plus tolérants à la pollution atmosphérique que d'autres. Peu de recherches ont été effectuées dans ce domaine, cependant, une étude sur la pastèque et l'ozone réalisée par Holmes et Schultheis (2001) en Caroline du Nord a montré que les cultivars sans pépins avaient tendance à être plus tolérants aux dommages causés par l'ozone que les cultivars ensemencés. Les 10 cultivars de pastèque les moins sensibles par ordre décroissant étaient: W5051, W5052, Millionaire, HMX913, EX4590339, Freedom, HMX8914, Revolution, Millenium et TRI-X 313. Les 10 cultivars les plus sensibles par ordre croissant étaient: SXW 5023, Variété 800, Stars-N-Stripes, Pinata LS, Athènes, WX8, Regency, ACX 5411, Starbrite et Variety 910.

Cerco, C. F. et M. R. Noel. 2004. Le modèle d'eutrophisation de la baie de Chesapeake de 2002. Région III de l'Agence américaine de protection de l'environnement. Bureau du programme de la baie de Chesapeake U.S. Army Corps of Engineers Engineer Research & Development Center Laboratoire environnemental EPA 903-R-04-004. Trouvé à: The 2002 Chesapeake Bay Eutrophication Model

Delucchi, M. A., J. J. Murphy, D. R. McCubbin, H. J. Kim. 1998. Le coût des dommages aux cultures causés par la pollution atmosphérique par l'ozone causée par les véhicules à moteur: rapport n ° 12 de la série: Le coût social annualisé de l'utilisation des véhicules à moteur aux États-Unis, d'après les données de 1990-1991. Institute of Transportation Studies, Université de Californie, Davis, rapport de recherche UCD-ITS-RR-96-03 (12).

Fiscus, E.L., Booker, F.L., Burkey, K.O. 2005. Réponses des cultures à l'ozone: absorption, modes d'action, assimilation et répartition du carbone. Plant, Cell and Environment 28: 997.

Heagle, A.S. 1989. Ozone et rendement des cultures. Revue annuelle de phytopathologie 27: 397-423.

Holmes, G. J. et J. R. Schultheis. 2001. Susceptibilité des cultures de pastèque aux dommages causés par l'ozone. Tests B&C. vol. 109: 1-2. Les figures. 1 et 2, contribution de Gerald Holmes, NCSU.

Imprimeur de la Reine pour l’Ontario, 1991. Reproduit avec permission. Figures 3, 4 et 5.

Sikora, E. et A. H. Chappelka. 2004. Dommages causés par la pollution atmosphérique aux plantes. ANR-913 Le système d'extension coopérative de l'Alabama.


Qu'est-ce que la thérapie à l'ozone? Avantages et risques

La thérapie à l'ozone est une pratique de médecine alternative controversée qui utilise le gaz ozone pour lutter contre la maladie.

L'ozone est une forme d'oxygène. En médecine alternative, les praticiens de la thérapie à l'ozone utilisent des formes gazeuses ou liquides d'ozone pour traiter des conditions médicales et comme désinfectant topique.

Les gens pratiquent la thérapie à l'ozone dans des contextes médicaux depuis de nombreuses années. Cependant, son utilisation est maintenant controversée au milieu des problèmes de sécurité.

En 2019, la Food and Drug Administration (FDA) a mis en garde contre l'utilisation de la thérapie à l'ozone. C'est parce qu'il n'y a pas suffisamment de preuves pour conclure qu'il est efficace ou sans danger pour un usage médical.

Cet article donne un aperçu de la thérapie à l'ozone, y compris ses utilisations, les avantages proposés et les risques et effets secondaires possibles.

Partager sur Pinterest Certaines organisations de santé, y compris la FDA, s'inquiètent de l'innocuité de la thérapie à l'ozone.
Crédit d'image: James Mutter, 2015.

La thérapie à l'ozone fait référence aux pratiques médicales qui utilisent du gaz ozone.

Le gaz ozone est une forme d'oxygène. Ce gaz incolore est composé de trois atomes d'oxygène. Dans la haute atmosphère, une couche d’ozone gazeux protège la terre des rayons ultraviolets du soleil. Au niveau du sol, cependant, l'ozone est «un polluant atmosphérique nocif».

Le gaz ozone est nocif lorsqu'une personne l'inhale, ce qui entraîne une irritation des poumons et de la gorge, de la toux et une aggravation des symptômes de l'asthme. Une exposition élevée peut entraîner des lésions pulmonaires et peut être mortelle.

Cependant, certains chercheurs pensent que l'ozone peut avoir des effets thérapeutiques dans des contextes médicaux. Par exemple, un examen de 2011 rapporte que la thérapie à l'ozone a eu les utilisations suivantes:

  • traiter l'arthrite
  • lutter contre les maladies virales, telles que le VIH et le SRAS
  • désinfecter les plaies
  • activer le système immunitaire
  • traiter les cardiopathies ischémiques
  • traiter la dégénérescence maculaire
  • traiter le cancer

Les chercheurs explorent actuellement les effets de la thérapie à l'ozone sur le corps humain pour identifier les avantages thérapeutiques potentiels.

Jusqu'à présent, cependant, peu de recherches ont été menées sur la véritable efficacité et l'innocuité de la thérapie à l'ozone. Pour cette raison, les organisations officielles n'approuvent pas actuellement son utilisation.

Selon un rapport de 2005, il n'y a pas suffisamment de preuves pour recommander la thérapie à l'ozone pour le VIH ou d'autres maladies infectieuses, les maladies cardiaques, les cancers, les affections cutanées ou une gamme d'autres conditions.

Bien que l'ozone ait montré du succès contre le virus qui cause le VIH à l'extérieur du corps, aucune recherche à ce jour n'a montré son innocuité ou son efficacité chez les humains vivants.

Certaines recherches suggèrent que la thérapie à l'ozone peut combattre les maladies, y compris le cancer, en modulant la réponse du système immunitaire et en inversant les déficits en oxygène dans le corps.

Cependant, la médecine complémentaire et alternative pour le cancer (CAM Cancer) indique qu'il n'y a eu aucun essai contrôlé randomisé chez des personnes atteintes de cancer et très peu d'essais humains de thérapie à l'ozone pour quelque condition que ce soit.

La FDA n'autorise pas l'utilisation de l'ozone «[dans] toute condition médicale pour laquelle il n'y a aucune preuve de sécurité et d'efficacité.»

Cela signifie que les chercheurs doivent mener de nombreux autres essais avant de déterminer les véritables effets de la thérapie à l'ozone sur le corps humain et si elle présente ou non des avantages thérapeutiques.


4 raisons pour lesquelles vous devriez éviter les purificateurs d'air qui produisent de l'ozone

Non seulement l'ozone est potentiellement dangereux pour votre santé, mais il peut même ne pas fonctionner du tout. Voici quatre raisons pour lesquelles vous ne devriez jamais utiliser un purificateur d'air qui produit de l'ozone.

1. Les générateurs d'ozone peuvent ne pas fonctionner du tout

Certains fabricants suggèrent que l'ozone rendra inoffensifs presque tous les contaminants chimiques présents dans la maison en produisant une réaction chimique. Ceci est incroyablement trompeur car un examen approfondi de la recherche scientifique a montré que pour que de nombreux produits chimiques dangereux trouvés à l'intérieur soient éliminés, le processus de réaction chimique peut prendre des mois, voire des années. D'autres études ont également (PDF) noté que l'ozone ne peut pas éliminer efficacement le monoxyde de carbone ou de l'extérieur. S'il est utilisé à des concentrations qui ne dépassent pas les normes de santé publique, l'ozone appliqué à la pollution de l'air intérieur n'élimine pas efficacement les virus, les moisissures, les bactéries ou d'autres polluants biologiques.

2. La réaction chimique peut être dangereuse

Même si les générateurs d'ozone se sont avérés efficaces pour éliminer ces produits chimiques, il y a certains effets secondaires dont tout le monde doit être conscient. De nombreux produits chimiques auxquels l'ozone réagit donnent lieu à une variété de sous-produits nocifs. Par exemple, lorsque l'ozone était mélangé à des produits chimiques provenant d'un nouveau tapis dans un laboratoire, l'ozone réduisait de nombreux produits chimiques mais créait une variété de produits chimiques organiques dangereux dans l'air. Alors que les produits chimiques cibles étaient réduits, les sous-produits dangereux ont fait bouger le processus.

3. Les générateurs d'ozone n'éliminent pas les particules

Un troisième facteur à prendre en compte lors de l'examen des générateurs d'ozone est qu'ils n'éliminent pas les particules telles que la poussière ou le pollen de l'air. Cela inclut les particules qui sont principalement responsables des réactions allergiques. Pour lutter contre cela, certains générateurs d'ozone comprennent un ioniseur qui disperse les ions chargés négativement dans l'air. Dans des analyses récentes, ce processus s’est avéré moins efficace pour éliminer les molécules de poussière, de fumée, de pollen et de moisissures en suspension dans l’air que les filtres HEPA et les précipitateurs électrostatiques.

4. Il est impossible de prévoir les niveaux d'exposition

L'EPA note qu'il est de plus en plus difficile de déterminer la concentration réelle d'ozone produite par un générateur d'ozone car de nombreux facteurs différents entrent en jeu. Les concentrations seront plus élevées si des appareils plus puissants sont utilisés dans des espaces plus petits. Le fait que les portes intérieures soient fermées plutôt qu'ouvertes affectera également les concentrations. Des facteurs supplémentaires qui affectent les niveaux de concentration comprennent le nombre de matériaux et de meubles dans la pièce pour réagir avec l'ozone, le niveau de ventilation de l'air extérieur et la proximité d'une personne par rapport au dispositif générateur d'ozone.


Discussion

Il a été démontré que l'exposition des plantes à des niveaux élevés d'ozone modifie les interactions entre les plantes et les insectes herbivores. Cependant, la durée de l'exposition et les interactions avec la température ambiante n'ont pas encore été considérées comme des facteurs affectant les interactions plantes-herbivores. Dans cette étude, des expositions plus longues à l'ozone ont affecté la qualité de Sinapis arvensis plantes plus fortement, avec des effets ultérieurs plus forts sur les interactions avec l'herbivore Pieris brassicae. P. brassicae les papillons évitaient les plantes exposées à l'ozone pour la ponte. Malgré un effet positif de l'exposition à l'ozone sur la survie des œufs, le nombre de chenilles écloses était plus faible sur les plantes exposées à l'ozone et les chenilles se comportaient moins bien lorsqu'elles se nourrissaient, en particulier à des températures ambiantes plus élevées, un scénario climatique susceptible de deviennent plus courants à l’avenir.

Augmenter la durée d'exposition des S. arvensis plantes à l'ozone a permis d'éviter ces plantes en P. brassicae papillons lors du choix des sites de ponte. Cela est probablement dû à des altérations des signaux chimiques produits par la plante, en particulier à des changements dans les produits chimiques de la couche limite des feuilles, qui sont souvent utilisés dans l'acceptation des plantes alimentaires 30. Notre étude est conforme à certaines autres études portant sur les effets d'origine végétale de l'ozone sur la préférence de ponte des insectes herbivores qui montrent que les insectes préfèrent pondre des œufs sur les plantes témoins 6,36. Dans d'autres études, l'exposition de la plante à l'ozone n'a eu aucun effet sur la préférence de ponte 11,35, mais, comme nous l'avons observé dans la présente étude, cela pourrait être une question de durée d'exposition. Dans les études où les plantes ont été présentées aux insectes pendant l'exposition, certains insectes avaient une préférence pour la ponte des œufs sur les plantes témoins 37 tandis que d'autres préféraient les plantes exposées à l'ozone 35.

Les plantes peuvent réagir à la ponte des œufs par une réponse hypersensible 32. Dans notre étude, la survie des œufs a été positivement affectée par l'ozone. Nous émettons l'hypothèse que l'exposition à un stress abiotique (ozone) avant le dépôt des œufs peut avoir inhibé une réponse de défense de la plante chez les plantes exposées à l'ozone, conduisant à un effet positif de l'ozone sur le taux de survie des œufs. Griese et al. 53 ont montré que l'expression ou la gravité de la réponse hypersensible n'augmente pas avec un nombre accru d'œufs pondus, mais les œufs pondus une seule fois y sont plus sensibles que les œufs pondus en grappes et les œufs pondus en grappes plus petites ont tendance à être plus sensibles que les œufs pondus en grappes plus grandes. Ceci est probablement dû au fait qu'ils sont plus vulnérables à la dessiccation. Bien que nous n'ayons pas spécifiquement enregistré la survie par grappe, il y avait une corrélation positive entre le nombre d'œufs par plante et le nombre moyen d'œufs par grappe (r = 0,75). Nous considérons qu'une sensibilité accrue des œufs en petits groupes à une réponse de défense peut être la raison pour laquelle, dans cette étude, le taux de survie des œufs était plus élevé sur les plantes avec plus d'œufs pondus sur eux. Malgré l'effet positif de l'ozone sur la survie des œufs, le nombre de chenilles par plante après l'éclosion était encore plus élevé pour les plantes témoins que pour les plantes exposées à l'ozone, montrant un effet global négatif de l'ozone.

L'effet de l'ozone sur les performances des chenilles était également négatif, mais uniquement pour des expositions plus longues et uniquement lorsque les chenilles étaient élevées à des températures ambiantes plus élevées. Cela donne lieu à deux hypothèses non mutuellement exclusives: (1) des températures plus élevées intensifient la réponse des plantes à l'ozone avec des conséquences sur leur valeur nutritionnelle et / ou sur leur niveau de toxicité, affectant donc le développement des chenilles ou (2) des températures plus élevées le taux métabolique des chenilles, conduisant les chenilles qui ont des poids similaires à l'éclosion à diverger plus rapidement, et donc à montrer une réponse indirecte à l'ozone. Dans tous ces cas, le poids plus faible des chenilles élevées sur des plantes exposées à l'ozone pendant 5 jours peut signifier que les chenilles deviennent des pupes plus légères et plus faibles ou que les chenilles mettront plus de temps à se nymphoser, et donc que leur cycle de vie sera élargi. Ce dernier était le cas dans une étude de Jondrup et al. 39, où ils ont observé que les chenilles élevées sur des plantes sensibles à l'ozone exposées à l'ozone atteignaient le même poids final, mais mettaient plus de temps à se nymphoser que les chenilles élevées sur les plantes témoins. D'autre part, Couture et al. 10 ont observé que les chenilles présentaient une croissance réduite lorsqu'elles étaient nourries de feuillage d'arbres poussant dans des conditions d'ozone élevées. À Khaling et al. Les deux phénomènes se sont produits: les chenilles élevées sur des plantes exposées à l'ozone ont mis plus de temps à se pupifier et les chrysalides étaient plus légères. Si le poids réduit des chenilles élevées sur des plantes exposées à l'ozone, illustré ici, se traduit par un stade de chenille plus long, ainsi que le fait que le stade d'œuf était également plus long pour les œufs pondus sur des plantes exposées à l'ozone, les herbivores auront des cycles de vie plus longs. . Par conséquent, le nombre de générations produites par an peut diminuer et le risque de prédation ou de parasitisme pendant la phase de développement peut augmenter. Les effets d'origine végétale de l'ozone sur les performances des chenilles ne sont pas globalement négatifs: Bolsinger et al. 38 ont montré un taux de croissance relatif plus élevé des chenilles lorsqu'elles sont élevées sur des plantes exposées à l'ozone et à Jackson et al. 27 ont observé une tendance à une croissance accrue des chenilles nourries avec des plantes cultivées dans des conditions d'ozone élevées. Kopper et al. 54 ont observé que l'ozone n'avait aucun effet sur les performances des chenilles élevées sur les arbres poussant dans des conditions d'ozone élevées et Jondrup et al. 39 n'a également observé aucun effet de l'ozone sur les chenilles élevées sur des lignées résistantes et de type sauvage. Lorsqu'elles sont associées à des informations sur l'état nutritionnel de l'hôte, certaines études suggèrent que les modifications du poids des chenilles sont liées à des changements dans la teneur en azote des feuilles de l'hôte, que l'effet de l'ozone soit négatif 5,9,10,12 ou positif 27 . Fait intéressant, dans les tests sans choix, les chenilles consommaient des quantités similaires de matériel végétal quel que soit le traitement de la plante 39 ou consommaient plus de matériel végétal exposé à l'ozone que le matériel végétal témoin 14,36, ce qui pourrait indiquer un mécanisme pour compenser la réduction de la valeur nutritionnelle . Cependant, dans les tests d'alimentation à double choix, les herbivores ont également consommé plus de matériel végétal exposé à l'ozone 3,5, ce qui suggère que les changements d'appétence peuvent être la raison de la consommation modifiée.

Dans cette étude, les papillons ont pondu plus d'œufs sur les plantes témoins que sur les plantes exposées à l'ozone, les mêmes plantes qui ont plus tard conduit à une meilleure performance des chenilles. Ceci est en accord avec l'hypothèse de préférence-performance 55 qui stipule que les femelles choisissent des sites de ponte qui maximisent l'aptitude de leur progéniture. Ce faisant, et ayant des adultes assez mobiles, P. brassicae peut être en mesure d'échapper aux effets néfastes de l'ozone sur son développement tant qu'il existe une variabilité à petite échelle des dommages causés par l'ozone. En revanche, ne pouvant pas bouger, les plantes ne peuvent pas échapper à l'ozone. Ils souffrent de stress à la fois d'exposition à l'ozone et d'herbivorie. Nous n'avons pas testé les préférences alimentaires, mais si Khaling et al. Les résultats de 5 sur l'augmentation de la consommation de matériel végétal exposé à l'ozone seraient appliqués dans cette situation, le fait que, comme nous l'avons observé, les plantes exposées à l'ozone avaient moins de chenilles après l'éclosion, peut ne pas être suffisant pour compenser l'augmentation consommation. Dans notre cas, l'exposition à l'ozone semble être une mauvaise affaire à la fois pour la plante et pour l'herbivore. Mais même si l'un d'entre eux serait favorisé par l'exposition, les altérations des interactions plantes-herbivores peuvent affecter l'organisation des réseaux trophiques, perturbant l'équilibre des écosystèmes.

Dans l'ensemble, la direction et la force de la réponse des herbivores aux plantes exposées à l'ozone semblent varier d'un système plante-insecte à l'autre. Cette variabilité peut être causée par (1) une sensibilité différente à l'ozone entre les espèces végétales, les variétés ou les stades de croissance, (2) la sensibilité différente des herbivores aux changements que l'ozone déclenche dans la plante ou (3) différents niveaux d'exposition à l'ozone testés. Le degré de sensibilité d'une plante à l'ozone détermine le niveau d'exposition qui provoque des changements mesurables dans la plante qui modifient l'interaction de la plante avec ses herbivores. Dans cette étude, la plante et l'herbivore étaient suffisamment sensibles pour que les effets de l'ozone puissent être observés sur le cycle de vie de l'herbivore aux niveaux d'ozone étudiés. Nos résultats suggèrent également que les effets de l'ozone sur les interactions plantes-insectes sont cumulatifs, puisque l'ozone a affecté la ponte et les performances des chenilles lorsque les plantes ont été exposées pendant 5 jours, mais pas lorsque les plantes ont été exposées pendant 1 jour. Cependant, Agathokleous et al. 56 ont proposé qu'une plante ne réagisse pas linéairement à l'ozone. La réponse d’une plante à l’ozone pourrait également suivre un modèle hormétique, les faibles doses étant bénéfiques pour les plantes et les effets néfastes ne pouvant être observés que lorsque la dose d’ozone dépasse la NOAEL (niveau sans effet nocif observé). Dans la présente étude, les effets néfastes sur les interactions plante-insecte observés pour une exposition de 120 ppb d'ozone, 6 h / jour pendant 5 jours révèlent que ce niveau d'ozone est au-delà de la NOAEL pour ce système plante-herbivore.

Nos résultats indiquent que des concentrations relativement faibles d'ozone affectent les interactions plantes-herbivores. L'AOT40 (exposition à l'ozone accumulé au-dessus d'un seuil de 40 ppb) est un indice défini par l'Union européenne (UE) pour la protection de la végétation. Elle est déterminée en calculant la somme de la différence entre les concentrations horaires supérieures à 40 ppb et 40 ppb sur une période donnée à partir de valeurs horaires mesurées entre 8 h 00 et 20 h 00 CET. Dans la directive sur la qualité de l'air ambiant 57, l'UE a indiqué 6000 µg / m3.h (

3000 ppb.h) comme objectif à long terme à atteindre. Dans nos traitements de 5 jours, l'AOT40 calculé est

2300 ppb.h, un niveau bien en deçà de l’objectif de l’UE. Cependant, comme le montrent nos résultats, ce niveau d'exposition était déjà suffisant pour provoquer des effets néfastes sur les plantes (lésions visibles) ainsi que pour affecter les interactions plante-herbivore (ponte et performance des chenilles). Cela souligne la nécessité de revoir la législation européenne sur la qualité de l'air, car elle ne tient actuellement pas compte de l'effet néfaste de l'exposition aiguë à l'ozone, qui semble être important au moins pour les plantes annuelles comme celle que nous avons utilisée. Surtout, nos données indiquent que des pics d'ozone plus fréquents combinés à des températures plus élevées, comme prévu pour un avenir avec un réchauffement climatique et une pollution de l'environnement continus, renforceront les effets négatifs de l'ozone sur les interactions plantes-herbivores.

En résumé, nous avons montré qu'exposer S. arvensis à l'ozone affecte plusieurs paramètres du cycle de vie de son herbivore P. brassicae. Our results reveal that a more severe exposure to ozone, especially when combined with higher temperatures, strengthens the effects of the pollutant on plant-herbivore interactions. Because plants vary in their sensitivity to ozone and herbivores vary in their susceptibility to changes in the plants, the alterations in plant-herbivore interations may vary in strength and direction between plant-herbivore systems, affecting the organisation of food webs and possibly disturbing the balance of ecosystems. This accentuates the need to implement measures to reduce the emission of precusors that could lead to ozone peaks such as the ones tested here, particularly in parts of the world where the use of fossil fuels is still increasing.