L’utilisation du glyphosate dans le maïs (Zea mays) ensemencé avec du ray-grass italien (Lolium multiflorum) en culture intercalaire est une pratique usuelle pour maîtriser les mauvaises herbes avant le semis du ray-grass. Il est pour le moment le seul herbicide sécuritaire pour l’implantation du ray-grass intercalaire, mais nuit aux bonnes pratiques de gestion des herbicides. Des essais aux champs ont été mis place en 2014 et 2015 pour évaluer la tolérance du ray-grass italien à divers herbicides résiduels dans le maïs. Selon les résultats obtenus, les herbicides résiduels qui se comparent à un traitement de glyphosate et à un désherbage à la main sont majoritairement des traitements de postlevée. Le traitement dicamba + glyphosate est le plus sécuritaire parmi les herbicides résiduels évalués, et ce, pour les deux années. Les traitements les moins prometteurs sont les herbicides résiduels dont la matière active est le s-métolachlore ou le pyroxasulfone. Suite à une analyse de chacun des traitements en fonction de leur spectre d’action, mode d’action et d’absorption, les traitements contre les dicotylédones sont les plus compatibles avec une culture intercalaire de ray-grass. / The use of glyphosate for interseeding with Italian ryegrass (Lolium multiflorum) in corn (Zea mays) is a common practice to control weeds before planting ryegrass. It is currently the only safe herbicide for ryegrass interseeding, but harmed good management practices herbicides. Fields studies were conducted in 2014 and 2015 to determine the tolerance of Italian ryegrass at different residual herbicides in corn. According to the results, residual herbicides that are comparable to a glyphosate treatment and a hand weeding are mostly post-emergent treatments. Treatment dicamba + glyphosate is the best residual herbicides for two consecutive years. The least promising treatments are residual herbicides with s-metolachlor or pyroxasulfone as active ingredient. After an analysis of each treatment for their spectrum of control, mode of action and absorption, treatments against broadleaf weeds seem to be the most compatible with interseeding ryegrass in corn.

Le tarsonème du fraisier Phytonemus pallidus Banks (Acari : Tarsonemidae) est un acarien ravageur invisible à l’œil nu et de plus en plus préoccupant en fraisière en raison des pertes de rendement considérables qu’il occasionne. Le retrait récent de l’insecticide/acaricide endosulfan nécessite la recherche de solutions de remplacement. La lutte biologique à l’aide d’acariens prédateurs (Acari : Phytoseiidae) fait partie de celles-ci, mais aucune recherche n’avait encore été réalisée en champ sous les conditions du Québec afin de valider sa faisabilité. Les objectifs de cette étude étaient : (1) évaluer l’efficacité de trois espèces d’acariens phytoséiides, Neoseiulus cucumeris Oudemans, N. fallacis Garman et Amblyseius andersoni Chant, à contrôler le tarsonème du fraisier en conditions de fraisières commerciales; (2) évaluer le rendement et la qualité des fruits en lien avec cette méthode de lutte; (3) examiner l’effet possible de ces prédateurs sur d’autres ravageurs en fraisière et (4) mieux comprendre la dynamique de population du tarsonème du fraisier sous notre climat. Nos résultats démontrent que N. cucumeris offre une bonne efficacité, mais qu’il est très sensible au froid et trop dispendieux pour une utilisation en champ. En 2017, lorsqu’un plafond de coût fut fixé (1000-ha), aucun des trois prédateurs n’a pu réduire de façon significative le nombre de tarsonèmes. Le suivi des populations de ce ravageur au champ a permis la confirmation de certains faits connus, tout en permettant l’acquisition de connaissances nouvelles et essentielles sur sa phénologie. À la lumière des résultats obtenus, les trois phytoséiides ont offert un contrôle insuffisant du tarsonème du fraisier en champ dans les conditions expérimentées. Le tarsonème du fraisier demeure un problème très complexe et beaucoup de recherches supplémentaires sont nécessaires. / The cyclamen mite Phytonemus pallidus Banks (Acari: Tarsonemidae) is a major pest in strawberry production, causing serious yield losses. Due to the recent phase-out of endosulfan in Canada, alternative treatments are required. Biological control with predatory mites (Acari: Phytoseiidae) is promising, but its effectiveness under the conditions in Eastern Canada’s strawberry fields remains unknown. The aim of this study was to (1) assess the potential of three phytoseiid mite species: Neoseiulus cucumeris Oudemans, N. fallacis Garman and Amblyseius andersoni Chant to control cyclamen mites in commercial strawberry fields in the province of Québec; (2) measure the effect of this control method on fruit yield and quality; (3) evaluate predatory mite effects on other pests in the field and (4) monitor field populations of cyclamen mites. In 2016, our results showed that N. cucumeris was able to effectively suppress cyclamen mites but was too expensive for commercial use and appeared to be too cold-sensitive to maintain adequate control throughout the season in this region. In 2017, with an upper limit on the biocontrol cost (1000/hectare), none of the predator species achieved effective control. Monitoring cyclamen mite populations in the field has confirmed some well-known facts on this pest and has led to the acquisition of new and essential knowledge on its phenology. Based on these results, all three phytoseiid mites provided insufficient control of cyclamen mites under the in-field conditions tested. Control of the cyclamen mite remains a very complex issue and further research is needed.

Le blanc du fraisier (Podosphaera aphanis) est particulièrement nuisible chez les variétés à jour neutre puisque son cycle est favorisé par le climat présent en août et septembre, occasionnant ainsi, un usage abondant de fongicides. Dans une optique de lutte écologique, le silicium (Si) se démarque par ses propriétés prophylactiques chez plusieurs végétaux. Bien que le Si semble stimuler la résistance des fraisiers (Fragaria × ananassa Duch) au P. aphanis en culture hors-sol, il reste que son efficacité dans un contexte de production commerciale au champ demeure ambigüe. Dans ce projet, l'objectif était d'évaluer l'effet d'amendements en Si sur l'intensité du blanc du fraisier et sur les rendements dans un système de production en champ. Le contenu en Si dans les feuilles, l'intensité de la maladie et les rendements étaient les variables étudiées. Deux types d'amendements ont été évalués : le silicate de potassium, une formulation soluble appliquée en fertigation deux fois par semaine en 2015, et trois doses de silicate de calcium (wollastonite), une forme solide incorporée à la plantation en 2016. De plus, chaque traitement en Si a été mis en interaction avec trois cultivars. En 2015, la silice soluble n'a donné aucune augmentation significative du contenu en Si chez tous les cultivars testés, résultat concordant avec les données de rendements qui se sont avérées similaires chez les témoins et les plants traités. Également, en 2016, pour chacun des cultivars, les contenus en Si dans les plants n'ont pas été influencés par les trois doses de silicate de calcium. Par conséquent, aucun effet n'a été observé tant au niveau des rendements que de la répression du blanc. Nos résultats illustrent bien l'intérêt de valider la disponibilité d'acide silicique lors d'applications de fertilisants à base de Si expliquant ainsi les résultats contradictoires, parfois véhiculés, quant aux bénéfices du Si en agriculture.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / Bien que la notion de durabilité environnementale soit reconnue dans le milieu agricole, il existe peu d'outils permettant d’en faire un diagnostic à l’échelle de la ferme. L’objectif de ce projet était de développer un ensemble d'indicateurs de durabilité environnementale pour les fermes québécoises spécialisées en grandes cultures. Parmi les indicateurs développés pour les fermes laitières québécoises (méthode DELTA), 16 ont été adaptés aux fermes en grandes cultures après consultation d’experts. Des entrevues réalisées auprès de 31 agriculteurs ont permis de s’assurer que ces indicateurs s’adaptaient à la diversité des pratiques culturales du Québec. Les indicateurs ont ensuite été pondérés selon leur contribution à l'atteinte d’objectifs de durabilité environnementale préalablement définis. Un graphique en bandes mobiles a été créé afin d’aider les agriculteurs à interpréter les résultats. Finalement, un questionnaire d’appréciation a permis de valider cet ensemble d’indicateurs directement auprès des usagers et confirme leur intérêt pour un tel outil.

La fusariose de l’épi est une maladie fongique des cultures céréalières au Québec. Les objectifs de ce projet étaient de vérifier l’influence de quatre facteurs (météorologie, cultivar, date de semis, fongicide) sur les rendements et la qualité du blé et d’évaluer les performances de neuf modèles à prédire l’incidence de cette maladie. Pendant deux ans, à quatre sites expérimentaux au Québec, des essais de blé de printemps et d’automne ont été implantés pour amasser un jeu de données météorologiques, phénologiques et épidémiologiques. L’application d’un fongicide a réduit la teneur en désoxynivalénol des grains dans neuf essais sur douze et a augmenté les rendements dans sept essais. De plus, les modèles prévisionnels américains et argentins ont eu de meilleures performances que les modèles canadiens et italiens quand leur seuil de décision était ajusté et que le développement du blé était suivi au champ. / Fusarium head blight (FHB) is a fungal disease of cereal crops in Quebec. The objectives of this project were to check the influence of four factors (weather, cultivar, seeding date, fungicide application) on wheat yield and quality, and to evaluate the performance of nine forecasting models of FHB. During two years, at four experimental sites in Quebec, trials of spring and winter wheat have been implemented to establish a set of meteorological, phenological and epidemiological data. A fungicide application reduced deoxynivalenol content in grains in nine out of twelve trials and increased yields in seven trials. In addition, the American and Argentinean forecasting models performed better than the Canadian and Italian models when their decision threshold was adjusted and the development of wheat was observed in the field.

Les pollinisateurs sont essentiels au maintien des écosystèmes naturels ainsi que pour la production d’une grande majorité de fruits et de légumes. Ils sont cependant globalement en déclin et de multiples facteurs sont mis en cause dont les changements climatiques, les maladies et parasites, la perte d’habitats naturels ainsi que l’augmentation des proportions de monocultures et de cultures intensives dans le paysage. Un gradient d’intensité agricole important parcourt le Sud du Québec d’ouest en est, d’agriculture très intensive à l’ouest vers un mode de production plus extensif à l’est. Dans ce contexte particulier, il devient intéressant de voir comment les bourdons, pollinisateurs essentiels de plusieurs cultures économiquement importantes à la région, réagissent et s’adaptent à un tel gradient. Pour tester l’importance des composantes du paysage sur les bourdons, plusieurs niveaux d’organisations ont été évalués, soit 1) les individus, 2) les colonies et 3) les communautés. Pour les niveaux des individus et des colonies, une expérience ayant eu lieu dans le Sud du Québec au printemps/été 2016 a été effectuée en installant 80 colonies commerciales de Bombus impatiens dans 20 paysages différents et étalés dans le gradient. Les paysages ont été caractérisés sur place, à un rayon de 1 km des colonies avec l’utilisation d’orthophotos et les catégories suivantes ont été formées (cultures intensives, cultures extensives, cultures à fleurs, forêts, milieu urbain et milieu aquatique). Hebdomadairement, l’activité des ouvrières à la colonie était évaluée et durant la saison, quatre ouvrières par colonie ont été capturées, mesurées et ont eu leur charge pollinique identifiée au niveau taxonomique le plus bas. Les résultats montrent que la taille des ouvrières n’est pas influencée par le contexte paysager. Leur quête alimentaire, quant à elle, semblait affectée, puisque les ouvrières présentes dans les paysages plus intensifs faisaient moins de va-et-vient à l’entrée de la colonie et ne transportaient pas les mêmes espèces de pollen que celles présentes dans les milieux plus extensifs. Les colonies, quant à elles, étaient suivies hebdomadairement et à chacune des visites, leur poids était mesuré. À la fin de leur vie, le poids final du nid, le nombre de reines produites ainsi que la présence d’Aphomia sociella étaient notés. Les colonies placées dans des paysages avec une plus grande proportion de cultures intensives ont vécu semaines de moins et atteint un poids final et maximal moins important que les colonies placées dans des paysages plus extensifs. La proportion de cultures à fleurs a eu, quant à elle, un effet positif sur la longévité ainsi que sur les poids maximal et final des colonies. Le nombre de reines produites ainsi que la probabilité d’être déprédaté par A. sociella ne semblait pas être lié au paysage. Pour évaluer les communautés, 40 fermes situées dans le même gradient d’intensité agricole ont été échantillonnées de 2006 à 2016. Un total de 4726 reines bourdons, représenté par 13 espèces a été capturé à l’aide de pièges-fenêtre jaunes. Le paysage, décrit également par orthophotos, mais à 500 m de rayon cette fois, a influencé partiellement les communautés. Les proportions de cultures intensives, de cultures à fleurs ainsi que de forêts dans le paysage ont chacune influencé l’abondance et l’occurrence de quelques espèces, mais leurs effets n’étaient pas majeurs dans l’explication de l’assemblage des communautés. Ce sont les traits fonctionnels des espèces, particulièrement la taille des reines ainsi que leur site de niche qui influençait leur présence dans le paysage. Les résultats présentés dans cette thèse apportent encore plus d’évidences quant à l’impact du paysage, particulièrement les conséquences négatives des cultures intensives, sur des pollinisateurs essentiels, les bourdons. / Pollinators are essential to natural ecosystems and crop production. However, they are in decline and many causes are possible: climate changes, diseases, parasites, loss of natural habitats, loss of floral resources, landscape homogenization and agricultural intensification. In southern Québec, a west-east gradient, from intensively managed landscapes in the west to a more extensive production in the east is present. In this context, it is quite interesting to see how pollinators, such as bumble bees, cope with such an important agricultural gradient. To test the importance of agricultural landscape composition on bumble bees, we investigated three different levels of organization: 1) individual, 2) colonies and 3) communities. To evaluate the impact of the landscape on the individuals and colonies levels, we placed 80 colonies of Bombus impatiens on 20 different sites in the gradient during the spring and summer of 2016. Landscapes were characterized within 1 km from the colonies using orthophotos and the landscape components were categorized following: intensive crops, extensive crops, flowering crops, forests, urban areas and aquatic environment (lakes, rivers). Each week, we counted the number of workers entering and exiting colonies and a total of four workers per colony were captured, measured and had their pollen load identified. Worker size was not influenced by the landscape. However, their foraging behavior seemed affected since the ins and outs of workers dropped in more intensive landscape. Furthermore, pollen species collected by workers were different in more intensive landscapes compared to those of more extensive landscapes. For the colony level, each one had its weight taken every week and at its death, its final weight, the number of queens produced and the presence of Aphomia sociella were noted. Colonies placed in the landscape with a high proportion of intensive crops gained less weight and lived almost two weeks less than colonies in more extensive landscape. The proportion of flowering crops in the landscape had the opposite effect by increasing both the weight and the life expectancy of colonies. The number of queens produced and the probability of being predated by A. sociella were not linked to landscape composition. At the community level, another study took place from 2006 to 2016 on 40 farms from the same agricultural gradient. A total of 4726 bumble bee queens were captured using yellow window traps. The landscape was described again using orthophotos and the same categories, but at a 500 m radius instead. The proportions of intensive and flowering crops as well as the proportions of forests each influenced the abundance and occurrence of some species, but they were not the most important variables explaining the bumble bee community structure. The functional traits were, in fact, more important to explain the abundance of species, where smaller and underground nesters species were more abundant, in all the landscapes. The results presented in this thesis bring even more evidence that landscape has an important impact on bumble bees at every level. Furthermore, we highlight once more that intensive cropping systems are truly detrimental to bumble bee persistence in agroecosystems.

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L'imagerie optique biomédicale est confrontée aux phénomènes d'absorption et de diffusion de la lumière par les tissus qui atténuent et brouillent le signal au cours de sa propagation. La Tomographie de Cohérence Optique (OCT) filtre les photons balistiques par interférométrie en lumière temporellement incohérente. En particulier, l'approche Plein Champ atteint une résolution de 1 µm, mais sa profondeur de pénétration ne dépasse pas 1 mm. Il est donc impossible d'imager les organes internes in vivo et in situ : il faut pour cela disposer d'un instrument doté d'un endoscope, ce qui n'avait pas été réalisé à ce jour. Nous proposons un système d'OCT Plein Champ avec endoscope flexible qui repose sur le couplage de deux interféromètres, l'un extérieur à la sonde et l'autre situé à l'extrémité de la sonde en contact avec le tissu. Ainsi la sonde est entièrement passive et le signal interférométrique qui la traverse n'est pas perturbé par l'environnement. Sa flexibilité lui permettrait d'imager des organes internes comme le colon. Cependant l'utilisation d'un faisceau de plusieurs milliers de fibres optiques fait apparaître un signal d'interférence parasite dû aux phénomènes de couplage inter-coeurs et inter-modes. Des solutions sont proposées pour s'en affranchir et permettre l'imagerie d'échantillons de tissus. En imagerie par endoscopie rigide deux systèmes sont comparés, avec un ou deux interféromètres, et une sonde composée de lentilles à gradient d'indice. Cette sonde peut imager directement au contact des zones comme la peau, ou en pénétrant l'organe à la manière d'une aiguille, par exemple dans le sein. Elle est assez performante pour être utilisée in vivo sur la peau.

L’OCT plein champ est une technique d’imagerie permettant de faire de la microscopie des milieux diffusants à une profondeur donné à l’aide d’un système interférométrique. L’un des principaux objectifs qui ont motivé le développement de l’OCT plein champ ces dernières années a été de pouvoir fournir au chirurgien, durant les opérations des images similaires aux coupes histologiques mais en temps réel. Actuellement, les diagnostiques effectué à partir des images d’OCT plein champs donne de bon résultats, notamment dans le cas de certaine pathologie mammaire. Cependant, la différence majeure entre les coupes histologiques et les images d’OCT plein champs est qu’en OCT plein champ le contraste est uniquement un contraste morphologique et que dans certain cas, ce contraste seul ne suffit pas pour faire le diagnostic. Au cours des travaux de recherche décrits dans cette thèse nous nous sommes attachés à développer de nouvelles approches tomographiques, conduisant à de nouvelles formes de contraste susceptible d’enrichir les images d’OCT plein champ pour une meilleure qualité du diagnostic. Plus précisément, nous avons travaillé sur la détection optique et photo-thermique de nanoparticules d’or par OCT plein champ et la cartographie des propriétés mécaniques par trois méthodes dans le but de développer de nouveaux types de contrastes qui pourront permettre d’améliorer le diagnostic. / Full Field OCT (FF-OCT) is an imaging technic use to do microscopy inside scattering media at a given depth using an interferometric setup. One of the main objectives that motivated the development of FF-OCT was to provide during surgery to the surgeon images similar to histological slices but in real time. Currently, diagnostic made from FF-OCT images gives good results, especially in the case of some breast disease. However, the major difference between the histological and FF-OCT is that FF-OCT has only a morphological contrast and in some cases, this contrast is not enough to make the diagnosis. In the research described in this thesis we are committed to developing new tomographic approaches, leading to new forms of contrast may enhance images of FF- OCT for a better quality of diagnosis. Specifically, we worked on the optical and photothermal detection of gold nanoparticles by FF-OCT and the mechanical properties mapping by three methods in order to develop new types of contrasts that will help improve the diagnosis.

La détection des mauvaises herbes en temps réel permettrait de faire des économies d’herbicides. Actuellement, les technologies de détection en temps réel ne permettent pas de différencier les mauvaises herbes de la culture de façon rapide et précise. Il serait cependant possible d’utiliser l’entre-rang, là où la culture est absente, dans le maïs et dans le soya pour estimer les mauvaises herbes. L’objectif de cette recherche est de vérifier si le recouvrement, la biomasse et le dénombrement des mauvaises herbes sur l’entre-rang sont représentatifs de ceux sur le rang suite à une perturbation. Les perturbations testées incluaient le passage du semoir, de la roue de tracteur, d’une roue plombeuse et d’une dent. Dans le maïs, le couvert de mauvaises herbes est inférieur sur l’entre-rang alors que dans le soya il est légèrement supérieur dans l’entre-rang. L’entre-rang non perturbé lors du semis dans le soya et l’entre-rang perturbé par la roue de tracteur dans le maïs pourraient être utilisés pour détecter le couvert de mauvaises herbes sans générer de biais par rapport au rang. / Site-specific weed management using real time detection can reduce herbicide use. At present, this technology is not able to discriminate weeds and crop plants with enough precision and speed to be implemented. However, in corn and soybean, the inter-row, where there is no crop, could be use to detect weeds. The goal of this research is to determine if weed cover, biomass and density on rows and interrows are equivalent after different disturbances. Tested disturbances included planter, tractor wheel, press wheel and tooth. In corn, there are fewer weeds in the undisturbed inter-row than on the row while the opposite is observed in soybean. The undisturbed inter-row in soybean and the tracked interrow in corn could be used to detect weeds without underestimating weed cover.