Les surfaces gazonnées constituent des écosystèmes importants de notre environnement urbain, mais leur écologie a été très peu étudiée au Québec. Le type d’entretien des pelouses peut influencer grandement la stabilité du milieu en affectant les interactions entre les communautés d’arthropodes. Ce projet de doctorat visait d’abord à caractériser les communautés d’arthropodes, et plus particulièrement les collemboles et les carabes. Par la suite, l’effet de différents programmes phytosanitaires sur les arthropodes a été évalué. Sur une période de trois ans, les arthropodes de deux surfaces gazonnées, une pelouse nouvellement établie et une pelouse établie depuis une dizaine d’années ont été échantillonnés. Quatre types d’entretien de pelouse ont été testés soit : i-entretien sans contrôle des organismes nuisibles (témoin), ii-entretien avec pesticides de synthèse, iii-entretien avec l’approche de lutte intégrée et iv-entretien écologique. Dans un autre volet, le potentiel des graminées endophytiques pour lutter contre un insecte nuisible, la punaise velue, a été évalué. À partir d’expériences au champ, la survie de ces graminées et de leur endophyte aux hivers québécois a d’abord été déterminée. Par la suite, des expériences en serres ont permis de déterminer le potentiel de différentes combinaisons de ray-grass endophytiques et de pâturin du Kentucky sur la survie de la punaise velue. Les résultats ont révélé que la diversité des arthropodes en général, et celle des collemboles et des carabes en particulier, était similaire dans les deux types de pelouses malgré une composition végétale différente. Aucune différence entre les quatre types d’entretien de pelouse n’a été détectée à moyen terme concernant l’abondance des arthropodes. Cependant, à court terme, l’application d’insecticides (diazinon et carbaryl) a entraîné une réduction des populations de collemboles et de carabes. Le ray-grass vivace et la fétuque élevée ont la capacité de survivre aux hivers québécois. Toutefois, alors que l’endophyte Neotyphodium lolii vivant en association avec le ray-grass vivace est demeuré à un niveau stable suite à deux hivers, l’association N. coenophialum -fétuque élevée n’a pas persistée. Les expériences en serres ont révélé que le ray-grass vivace endophytique ‘SR 4220’ n’a pas d’effet négatif sur la punaise velue. / Turfgrass lawns are important ecosystems in urban areas, but the ecology of cool-season lawns has not been extensively studied in Quebec. Turfgrass management may influence ecosystem stability and arthropod communities. The first objective of this thesis was to characterize arthropod communities associated with turfgrass in Québec, and more specifically Collembola and ground beetle assemblages. Second, the effect of different turfgrass management practices on arthropods was evaluated. In a three-year field study, arthropods were sampled in two turfgrass lawns: a newly established lawn and a 10-year old lawn. Four turfgrass management were tested: i-management without pest control (control), ii-management with chemical pesticides, iii-integrated pest management, and iv-ecological management. Another aspect of this thesis was the evaluation of the potential of endophytic turfgrasses for the control of the hairy chinch bug, an important insect pest in Québec. Overwinter survival of endophytes and their host plants was first tested in two ecologically different areas under natural conditions. Furthermore, the influence of different combinations of endophytic perennial ryegrass and Kentucky bluegrass on hairy chinch bug survival and development was determined under greenhouse conditions. The study indicates that the diversity of arthropods in general, and of Collembola and ground beetle in particular was similar for both lawns even if plant composition differed. After three years, no difference between the four turfgrass management practices was detected. However, short term effects following insecticide (diazinon and carbaryl) applications appeared for Collembola and ground beetles communities. Perennial ryegrass and tall fescue have the capacity to overwinter under Québec winter conditions. The endophyte Neotyphodium coenophialum found in tall fescue didn’t persist over time while the association N. lolii–perennial ryegrass remained stable after two winters. Greenhouse experiments revealed that endophytic perennial ryegrass ‘SR 4220’ did not negatively affect hairy chinch bug survival and development.

The Eurasian spruce bark beetle Dendroctonus micans is a major pest of spruce which is expanding its range in France, Turkey, England and Wales. Its monospecific predator Rhizophagus grandis has followed naturally the bark beetle into most areas and, since the 1960s, has also been mass-produced and successfully released within newly infested locations. <p>In this scope, the development of an effective trapping method would be very useful to assess the bark-beetle presence at previously uninfested sites, or predator establishment after release or natural spread. We demonstrated the efficiency of oxygenated monoterpenes-baited kairomone traps to monitor R. grandis in various epidemiological conditions, including areas localized behind or at the limit of the pest’s distribution, or in areas where artificial releases were performed. Because the predator is strictly species-specific, another exciting possibility offered by the kairomone trapping is the indirect monitoring of the pest itself in areas of unknown status (e.g. areas under colonization, or considered as at risk at medium- term).<p>R. grandis is also considered as one of the most valuable natural enemies to strike aggressive North-American Dendroctonus species. In this respect, R. grandis has been recently applied in a neo-classical biological program against the red turpentine beetle D. valens, which invaded China from North America in the late 1990’s. In laboratory tests conducted on pine logs in the laboratory, or on living pine trees in the field, we demonstrated that R. grandis adults can successfully enter and reproduce into D. valens galleries. <p>In Europe, R. grandis is the only species regularly found in the brood systems of D. micans, where adults and larvae attack the gregarious larvae of their prey. In such enclosed systems, R. grandis’ functional response is therefore influenced by various interrelated components, such as the prey density, the predator density, or the prey distribution. Measuring the predator’s success in terms of larval survival and growth rates, we demonstrated the time spent by R. grandis larvae to wound and kill their prey to be the main factor limiting their development. This factor may be considerably influenced by the proportions of diseased, wounded or molting prey rise in the brood system, for instance as a result of an increase in prey density, or due to the presence of conspecific adults (which wound their prey but do not consume them entirely). Furthermore, our tests suggest that no cannibalism or noticeable intraspecific competition occurred between R. grandis larvae, whereas some lighter mode of competition probably took place. <p>R. grandis also exhibits a reproductive numerical response to prey density, which mainly relies on the perception of chemical stimuli and inhibitors released in the bark beetle brood system. In the current study, we developed a non-destructive approach to follow the dynamics of volatile compound production, using sequential sample collection on SPME fibers. Our tests demonstrated that the larval activity of D. micans or D. valens strongly influences the release of some oxygenated monoterpenes. However, our attempts to correlate the relative quantities of some identified chemicals to offspring production were less successful as it concerns the identification of potential oviposition stimuli and inhibitors. <p>The problematic rose by the progression of D. micans, as well as detailed results of each of the described above studies are discussed in the two published papers and the three manuscripts forming this thesis. Bringing all these studies together, several perspectives are also presented in the general discussion. <p>/<p>Ravageur des épicéas, Dendroctonus micans est toujours en voie d’extension en France, en Turquie, en Angleterre et au Pays de Galles. Dans la plupart de ces zones, le dendroctone est accompagné de manière naturelle par son prédateur monospécifique, Rhizophagus grandis. Depuis les années 1960, le prédateur a également fait l’objet d’une production de masse et de programmes de lâchers dans les zones d’arrivée récente du scolyte.<p>Dans le cadre de la lutte biologique contre D. micans, les gestionnaires forestiers doivent donc estimer au plus tôt la présence du ravageur dans des zones jusque là indemnes, mais également vérifier l’établissement du prédateur par progression naturelle ou résultant d’introductions délibérées. Dans la présente étude, nous avons démontré l’efficacité de pièges d’interception appatés à l’aide de monoterpènes oxygénés pour la capture de R. grandis. Celle-ci s’est faite dans différentes conditions épidémiologiques, incluant notamment des zones situées en arrière du front de progression du scolyte et des zones où des lâchers artificiels ont été réalisés. Comme R. grandis est strictement inféodé au dendroctone, un autre avantage de la technique est la possibilité de réaliser un dépistage indirect du ravageur dans les zones où son statut est incertain (zones en cours de colonisation, ou considérées comme à risque à moyen terme).<p>Par ailleurs, R. grandis est également considéré comme un des meilleurs ennemis naturels potentiels pour lutter contre d’autres espèces de Dendroctonus aggressifs. Dans cette optique, R. grandis a été récemment utilisé dans un programme de lute biologique contre D. valens, ravageur invasif arrivé en Chine dans la fin des années 1990 en provenance d’Amérique du Nord. Nous avons démontré la capacité de R. grandis à s’introduire et à se reproduire dans les galeries de D. valens lors de tests de laboratoire, mais aussi sur des arbres vivants en pinèdes. <p>En Europe, R. grandis est strictement inféodé aux galeries de D. micans, où larves et adultes du prédateur s’attaquent aux larves grégaires du scolyte. Dans ce système clos, la réponse fonctionelle de R. grandis est influencée par plusieurs facteurs étroitement corrélés, la densité de proies, la densité de prédateurs, et la distribution des proies. En mesurant l’efficacité de prédation de R. grandis en termes de survie des larves et de taux de croissance, nous avons démontré l’influence sur leur développement du temps passé par les larves à blesser et à tuer leurs proies. Ce facteur est par ailleurs fortement dépendant de la proportion de larves malades, blessées ou en cours de mue au sein du système ;une proportion qui peut augmenter en réponse à une augmentation de la densité de proies, ou lorsque des adultes sont présents (ceux-ci blessent les proies mais ne les consomment pas entièrement). Enfin, nos tests suggèrent qu’il n’existe que peu de cannibalisme ou de compétition intraspécifique entre larves de R. grandis, tandis que des modes de compétition moins importants prennent vraisemblablement place.<p>R. grandis présente également une réponse numérique reproductive à la densité de proies disponibles, principalement basée sur la perception de stimuli et d’inhibiteurs présents dans les galeries du scolyte. Par la collecte de composés volatils présents dans ces systèmes à l’aide de fibres SPME, nous avons développé une méthode non-destructive pour suivre la dynamique de production des médiateurs chimiques. Nos tests ont démontré que l’activité des larves de D. micans ou D. valens influence fortement la dynamique de production de certains monoterpènes oxygénés. En revanche, il n’a pas été été possible de corréler les différents composés identifiés au nombre de larves de R. grandis présentes dans le système. <p>La problématique soulevée par la progression de D. micans, de même que les résultats détaillés de chacune des études décrites ci-dessus sont discutés dans les deux papiers publiés et les trois manuscrits formant cette thèse. Les différentes perspectives apportées par ce travail sont également présentées dans la discussion générale.<p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished