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Conception d'une diète pour l'élevage de Cydia Pomonella en utilisant les eaux usées des industries agroalimentaires comme substituts de certains agents nutritifs.

Gnepe, Jean Robert (2011). Conception d'une diète pour l'élevage de Cydia Pomonella en utilisant les eaux usées des industries agroalimentaires comme substituts de certains agents nutritifs. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 331 p.

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Résumé

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Le carpocapse de pomme (CP), Cydia pomonella (L) est le principal ravageur des pommes et des autres vergers dans les régions tempérées. Les méthodes traditionnelles de contrôle contre ces insectes sont dominées par les insecticides chimiques qui ont un impact néfaste sur la santé et l'environnement. Face à cela, le contrôle biologique par le virus granulose (Baculovirus) s'est avéré le plus efficace contre le CP, sans affecter les organismes bénéfiques et la biodiversité. Ce bioinsecticide est produit en infectant, par des granulovirus, des larves du CP élevées sur des diètes spécifiques et commerciales. Cependant, le coût de production de la diète est très élevé à cause du prix des composants synthétiques et semi-synthétiques qui entrent dans sa composition. Cela, limite la production de ce Baculovirus. Face à ce problème, les boues municipales et les eaux usées d'industries agroalimentaires (industrie d'amidon, industrie de jus de pomme et micro-brasserie) peuvent être utilisées comme agents nutritifs alternatifs à certains ingrédients actifs (Farine de soja, germe de blé et extrait de levure) de la diète standard afin de réduire son coût de production. Les résultats de la caractérisation de ces différents rejets ont permis de sélectionner et de choisir les boues d'industries de pommes (POM) (45 ± 11 g/L ST; 22.0 ± 0.03g/L glucides; 11.3 ± 1.3 g/L protéines; 2 ± 0.2 lipides) et les eaux usées de micro-brasserie (EMB) (65 ± 15 g/L ST; 25.5 ± 5.5 g/L glucides; 16.9 ± 2.1 g/L protéines; 6 ± 1.6 g/L lipides) comme les rejets qui ont fourni le potentiel nutritif le plus élevé et dont la teneur en métaux lourd ne présente aucun risque (car très faible) pour les larves élevées sur les diètes produites. Néanmoins, le potentiel nutritif et la rhéologie des rejets ont été améliorés par des prétraitements d'hydrolyse et de lyophilisation, afin de résoudre le problème de la viscosité et des tailles des particules rencontrées au sein des diètes produites à partir des rejets. Le remplacement des ingrédients standards par les rejets choisis s'est effectué sur la base de masse sèche de la concentration des nutriments (protéines, glucides, lipides et minéraux) apportés dans les diètes produites sans modifier leur quantité et surtout sans affecter la texture, la structure et la rhéologie de la diète. Pour obtenir une meilleure diète pouvant rentabiliser l'élevage de C. pomonella dans les conditions standards de l'industrie (25 °C, 50 % et 16h:8), l'optimisation de la production de la diète à partir des rejets (EMB et POM) hydrolysés ou non, et des ingrédients remplaçables (farine de soja, germe de blé et extrait de levure) a été réalisée par la méthodologie de la réponse en surface (MRS) et le logiciel STATISTICA ANOVA. Les résultats obtenus ont montré que les diètes EMBH+FS et POMH+FS avec les rejets hydrolysés (à pH initial, 30 min et à 100 °C) ont fourni les meilleurs résultats en élevage de carpocapse (93% d'éclosion des oeufs, 80% de survie des larves et obtention de 53% d'adultes pour la diète EMBH+FS; et 80% d'éclosion, 70% larves et 35% d'adultes pour la diète POM+FS) par rapport à la diète contrôle (90% d'éclosion, 80% larves et 44% d'adultes). Ces résultats sont excellents vis-à-vis du bilan de masse nutritive obtenu sur EMBH+FS (4 mg glucide, 3 mg protéine et 1,1 mg lipide assimilés) et sur POMH+FS (3 mg glucide, 2 mg protéine et 0,8 mg lipide assimilés); et surtout à cause de la rhéologie des diètes EMBH+FS (397 mPa.s et 87 µm) et POMH+FS (235 mPa.s et 156 µm) qui a été beaucoup réduite par rapport à la diète contrôle (105 mPa.s et 186 µm) pour rentabiliser l'élevage du carpocapse de pomme. En définitive, la substitution de un ou plusieurs ingrédients (farine de soja, germe de blé et extrait de levure) de la diète standard, par les rejets agro-industriels (EMB et POM) disponibles en tout temps, économiques et riches en nutriments, peut réduire le coût de la diète et contribuer à valoriser de façon utile et économique les rejets agroindustriels (les boues et les eaux usées). Ceci peut réduire aussi le coût de production du granulovirus sur le marché, améliorer la lutte biologique contre le carpocapse de pomme et limiter l'utilisation des insecticides chimiques.

Abstract

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The codling moth (CM), Cydia pomonella (L.1758), is a principal pest of the orchards in the temperate regions. The traditional pest control methods have been mostly dominated by the chemical insecticides which resulted in adverse impacts on environment and health. At this juncture, biological control using baculovirus proves to be the most optimal method against the CM larvae, without affecting other beneficial organisms and biodiversity. This bioinsecticide is produced by infecting granulovirus, a natural entomopathogen of CM larvae which is cultivated on a commercial diet. However, the production cost of the diet is higher due to the use of synthetic and semi-synthetic ingredients which make up its constitution. This limits the baculovirus production on an economical scale. In order to confront this problem, agro-industrial wastes (starch industry wastewater-SIW, brewery wastewater-BWW and apple pomace sludge- POM) and municipal waste (wastewater sludge-WWS) can be used as alternative nutrients agents of certain active components (soya flour, wheat germ and yeast extra ct) of standard diet to reduce its production cost. The results showed that POM (45 ± 11 g/L ST; 22.0 ± 0.03g/ L carbohydrates; 11.3 ± 1.3 g/L proteins; 2 ± 0.2 lipids) and BWW (65 ± 15 g/L ST; 25.5 ± 5.5 g/L carbohydrates; 16.9 ± 2.1 g/L proteins; 6 ± 1.6 g/L lipids) possessed higher nutrient content (Ct, Nt, proteins, carbohydrates and lipids) were lower in toxic elements (metals and gas), viscosity and particle size as compared to SIW and WWS. In order to further increase the nutrition al potential and improve the rheological ability of these wastes, pre-treatment was effectuated by hydrolysis and freeze-drying. The pre-treatment reduced the viscosity and particles size of alternative diets. The replacement of standard components by wastes based on dry mass of the concentration of nutrients (proteins, carbohydrates, lipids and minerals) resulted in excellent diet without affecting the taste, the structure and the rheology of the diet. The hydrolysis pre- treatment process for effective breeding of C. pomonella larvae was tested on diets optimized (BWWH+SF and POMH+SF) by the response surface methodology using STATISTICA ANOVA software. The industry standard conditions used for larval breeding were 25 °C, 50 % and 16h:8. The obtained results showed that the diet BWWH+SF (93 % hatching, 80 % larvae and 53 % adults) and POMH+FS (80 % hatching, 70 % larvae and 35 % adults) with the hydrolyzed wastes (in pH initial, 30 min and in 100 °C) supplied the best results breeding of codling moth larvae compared to control diet (90 % hatching, 80 % larvae and 44 % adults). These results demonstrate the nutrient mass balance obtained for BWWH+SF (4 mg carbohydrate, 3 mg protein and 1.1 mg lipids) and POMH+SF (3 mg carbohydrate, 2 mg protein and 0.8 mg lipids); and especially due to improved rheology of BWWH+SF diets (397 mPa.s and 87 µm) and POMH+SF (235 mPa.s and 156 µm) as compared to control diet (105 mPa.s and 186 µm) to make breeding of the codling moth profitable. Later, the replacement of one or several ingredients (soya flour, wheat germ and yeast extract) of standard diet, by the agro-industrial wastes (BWW and POM) which are economical and rich in nutrients, can reduce the cost of the diet. This can to lead to possible decreased cost of production of the granulovirus and improve the biological control against the codling moth by limiting the use of chemical insecticides.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Tyagi, Rajeshwar Dayal
Co-directeurs de mémoire/thèse: Brar, Satinder Kaur
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: diète; élevage; Cydia Pomonella; eaux usées; industries agroalimentaires; boue; carpocapse; bioinsecticide; larve; viscosité; rhéologie; tailles des particules; agroindustriel; nutriments; hydrolyse; activité enzymatique
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 09 oct. 2013 20:22
Dernière modification: 18 nov. 2015 21:18
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1564

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