Phytosanitaire : Adjuvants, additifs pour doper le désherbage

Adjuvants pour herbicides : additifs pour doper le désherbage chimique

Prof. Mohamed BOUHACHE – Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Rabat

Pour plusieurs raisons, les agriculteurs ont tendance à faire des mélanges d’herbicides, fongicides, insecticides, adjuvants, acides aminés, engrais foliaires, etc. Certes, l’utilisation des adjuvants extemporanés a pour but l’amélioration des performances de désherbage chimique mais ne doit pas se substituer au bon positionnement et/ou aux bonnes conditions d’application d’un herbicide. Fréquemment, les adjuvants sont ajoutés aux herbicides de post-émergence. Parfois l’utilisation d’adjuvants est inutile et son mauvais choix conduit même à des résultats économiques et/ou environnementaux désastreux. La connaissance du type d’adjuvants est une étape incontournable pour choisir le produit qu’il faut pour la contrainte technique imposée.

Qu’est ce qu’un adjuvant ?

Etymologiquement, le mot Adjuvant vient du mot latin Adjuvare qui signifie aider. Bien que leur mise en vente sur le marché soit réglementée (homologation), les adjuvants ne sont pas des produits phytopharmaceutiques (pesticides) ayant un effet protecteur contre les ennemis des végétaux (ou bio-agresseurs) en général et des cultures en particulier. Mais ils restent des outils d’accompagnement des préparations phytosanitaires. En partant de ce constat, un adjuvant pourrait être défini comme étant ‘‘toute (s) substance (s) incluse(s) dans une formulation d’un herbicide ou ajoutée(s) dans la cuve (au moment de la préparation de la bouillie) pour renforcer les propriétés physiques, chimiques et biologiques d’un traitement phytosanitaire’’. Ainsi, il faut distinguer entre les adjuvants ajoutés à l’usine par le fabricant, appelés aussi les co-formulants, tels que les safeners (phytoprotecteurs ou antidotes), antigels, antioxydants, répulsifs, vomitifs, anticorrosifs etc., et les adjuvants extemporanés apportés par l’agriculteur lors de la préparation d’une bouillie (Photo 1). C’est cette dernière catégorie qui nous intéresse dans ce qui suit afin d’apporter quelques éléments de réponse nécessaires permettant d’aider l’agriculteur et/ou les opérateurs dans le domaine (agents de développement et d’encadrement) à choisir le bon adjuvant. D’autant plus, il faut admettre l’inexistence d’un adjuvant universel qui améliore les performances de tous les herbicides et sous toutes les conditions.

Clin d’œil sur l’historique des adjuvants

Beaucoup de personnes pensent que l’addition des adjuvants à la bouillie des pesticides est une pratique ou avancée technologique tout à fait récente. Déjà au 19^ème siècle des tentatives d’amélioration des performances de pesticides en ajoutant à la bouillie différentes substances (farine du blé, sucre, mélasse, résines du pin, savon, détergents domestiques, etc.) ont été signalées dans la littérature. Quelques repères de l’histoire du développement des adjuvants méritent d’être indiqués. En 1887 et 1888, l’utilisation des émulsions du Kérosène et des solutions de détergents, pour détruire les œufs des insectes, a été rapportée. De même, l’efficacité des insecticides à base d’arsenic a été améliorée en  ajoutant à la bouillie des détergents ou des suspensions de pâte et de farine. En 1895 et 1896, l’usage de colle et/ou résine comme adhésifs des insecticides et fongicides a été aussi signalé. Dans le cas des herbicides, des tentatives d’utilisation des adjuvants pour renforcer les performances des herbicides ont été faites à partir de 1930. Ainsi, l’efficacité de l’acide sulfurique (herbicide minéral) a été améliorée en ajoutant à la bouillie des surfactants.

Avec la découverte des herbicides organiques durant les années 40, les efforts en matière de recherche des adjuvants pour améliorer les performances de ces herbicides ont été multipliés et intensifiés. Ainsi, l’efficacité de dinitro-o-cryéslate (l’un des premiers herbicides organiques) a été améliorée en ajoutant le sulfate d’ammonium ou du bisulfate de sodium. Avant les années 60, l’utilisation des adjuvants pour herbicides est limitée au désherbage non sélectif des zones industrielles ou des terres incultes. Dès les années 50, la recherche scientifique (tests empiriques) avait démontré l’intérêt de l’utilisation des adjuvants dans le désherbage des cultures, mais cette pratique reste limitée. Les résultats obtenus (années 60) avec les huiles et les surfactants comme adjuvants des herbicides des familles des triazines et des substitués de l’urée a donné le coup d’envoi de l’adoption de cette technologie  dans le désherbage chimique de plusieurs cultures et sur de larges superficies. Au-delà des années 70, des recherches sur la relation entre la structure, la fonction et le mode d’action des mouillants ont été multipliées.

Conscients des retombés technique, économique et environnementale des adjuvants, les opérateurs de l’agriculture moderne accordent une place de choix aux adjuvants dans toute utilisation des herbicides. Ainsi, le nombre, la nature et la quantité des adjuvants commercialisés actuellement à traves le monde en témoignent.

Type d’adjuvants

La classification des adjuvants est relativement compliquée et peut être faite sur la base de leur composition chimique, origine (minérale ou végétale) ou  fonction (utilisation ou rôle). Pratiquement, cette dernière base reste la plus admise, la plus utilisée et la moins confuse pour distinguer les types d’adjuvants. Généralement, les adjuvants peuvent être regroupés en deux grandes catégories : les adjuvants activateurs et les adjuvants utilitaires. Les adjuvants modificateurs de la pulvérisation sont inclus dans la deuxième catégorie. Les adjuvants  de la première catégorie restent les plus recherchés et/ou utilisés par les agriculteurs. Ils sont ajoutés à la bouillie pour réduire la dose ou améliorer l’activité d’un herbicide, le plus souvent en augmentant l’absorption de l’herbicide par les mauvaises herbes traitées (Tableau 1).

Quant aux adjuvants utilitaires, ils modifient les caractéristiques physiques et chimique de la bouillie afin d’élargir les conditions d’utilisation d’un herbicide. Cette catégorie renferme plusieurs adjuvants : agents de compatibilité, humectants, antidérive, anti-moussants, démoussants, moussants, stabilisants, dispersants, adhésifs, agents tampons, acidifiants, alourdisseurs, colorants etc. La catégorie des adjuvants activateurs extemporanés comprend trois grands groupes d’adjuvants présentant une action biologique : les tensio-actifs, les huiles et les engrais azotés.

Tensio-actifs (mouillants)

Les tensio-actifs (surfactants = surface active agents) ou mouillants sont de loin les adjuvants les plus utilisés et les plus importants. Comme leur nom l’indique, ils agissent sur les tensions de surface (interfaciales) qui s’établissent quand un liquide est en contact avec un autre liquide ou un solide. Dans le cas de l’utilisation d’un herbicide, les tensions suivantes sont mises en jeux: tension superficielle de la bouillie, tension interfaciale bouillie-cuticule (surface des feuilles) et tension interfaciale eau/solvant (ou eau/huile) dans les émulsions. En présence d’un tensio-actif, ces tensions sont abaissées et les gouttelettes de bouillie sont plus étalées en réduisant l’angle de contact (Photo 2). Cet étalement augmente l’adhésion des gouttelettes à la surface foliaire et réduit les risques de lessivage. A l’échelle de la plante entière, l’action des tensio-actifs se traduit par une rétention plus élevée des gouttes d’où le nom d’effet mouillant.

Généralement, l’effet des mouillants sera d’autant plus significatif que la plante qui reçoit la pulvérisation est peu mouillable. Certaines plantes, comme les dicotylédones, sont naturellement très mouillables alors que les graminées le sont en général peu. Les mouillants auront donc moins d’intérêt avec les herbicides anti-dicotylédones. Certains mouillants peuvent aussi faciliter la pénétration d’un herbicide dans la plante. Les concentrations de mouillants utilisés dépassent rarement 0,1 à 0,5 % (Volume/Volume) et sont modulable selon l’adjuvant et l’herbicide. Au-delà de 1%, une baisse de l’efficacité du traitement (à cause d’égouttage) et même une phytotoxicité due au mouillant, peuvent être observées. Les mouillants sont utilisés dans le cas de mauvaises conditions ou de réduction de volume de bouillie ou de dose (herbicides très efficaces). Ils sont préconisés pour les traitements de post-émergence.

Photo 2 : Effet de l’adjuvant mouillant sur l’étalement d’une gouttelette sur la surface d’une feuille

(Les adjuvants, Association Française pour les adjuvants, Non daté)

Tous les tensio-actifs sont constitués de deux parties : une partie hydrophile (soluble dans l’eau) et une partie lipophile (soluble dans les lipides). L’absence ou la présence  et la nature de la charge électrique portée par la partie hydrophile permettent de distinguer quatre classes de mouillants : non-ionique, anionique, cationique et amphotérique. Les mouillants non-ioniques n’ont pas de charge électrique, sont hydrophiles, compatibles avec la majorité des pesticides, biodégradables et beaucoup utilisés. Les mouillants organosiliconés sont les derniers découverts de cette classe. Ils sont caractérisés par une grande capacité de  réduction de la tension, une résistance aux pluies, étalement et absorption (y compris pénétration stomatale). Ils sont utilisés à des concentrations très faibles (0,05%) comparativement aux autres mouillants non-ioniques (0,25%). Les mouillants ioniques possèdent des groupes fonctionnels qui portent soit une charge négative (anionique) ou positive (cationique) une fois dissouts dans l’eau. Ils sont compatibles avec les herbicides ayant des charges électriques opposées ce qui augmente la solubilité des herbicides polaires dans l’eau. De même, ils peuvent interagir avec les contaminants ou composés ioniques contenus dans l’eau de bouillie, et par conséquent, la fonction du mouillant est affectée. En outre, les mouillants cationiques sont relativement toxiques pour les plantes et sont beaucoup recommandés pour les bouillies à base du glyphosate. De ce fait, les mouillants non-ioniques sont largement utilisés en agriculture. Les mouillants amphotériques ont la capacité d’être anionique ou cationique selon le pH de la bouillie. Ainsi, ils ont une fonction similaire à celles des mouillants non-ioniques. Dans la pratique, cette classe de mouillants n’est pas beaucoup utilisée.

Huiles

Elles constituent le deuxième groupe des adjuvants le plus utilisé en protection phytosanitaire des plantes. Elles augmentent l’efficacité de nombreux herbicides en favorisant principalement la pénétration des herbicides non polaires (liposolubles) dans les plantes traitées. Elles sont utilisés dans le cas ou les conditions météorologiques sont défavorables (sécheresse) ou sur les plantes ayant développé une cuticule épaisse. Les huiles peuvent être d’origine minérale (raffinage du pétrole) ou végétale.  Les huiles n’augmentent pas la rétention, mais elles favorisent l’étalement des gouttelettes (sur feuilles peu mouillables) ce qui explique leur effet pénétrant. Leur utilisation est plus intéressante pour les herbicides anti-graminées de post émergence. La quantité d’huile à utiliser varie avec l’herbicide mais en général 1 à 2 L/ha ou 0,5 à 1,5% (v/v) est préconisée. Généralement, les préparations d’huiles (adjuvants) contiennent un émulgateur (émulsifiant ou surfactant) pour faciliter leur solubilité dans l’eau. Ainsi, la quantité d’huile varie de 80 à 99% tandis que celle de l’émulgateur oscille entre 1 et 20%. Les huiles concentrées (minérale ou végétale) sont des préparations qui renferment plus de 15% de surfactant. Les huiles émulsifiées sont plus efficaces que les huiles non transformées à cause de la réduction de leur viscosité et la facilité de leur manipulation. De même, ces huiles transformées bénéficient des atouts des surfactants avec qui elles sont combinées. L’effet des huiles sur les herbicides dépend de la solubilité de ces derniers dans l’eau ou les lipides : l’efficacité du glyphosate (très hydrosoluble) est réduite par l’ajout d’huiles adjuvantes. Les huiles végétales estérifiées (huile méthylée du tournesol, soja, cotonnier et du lin) ont les mêmes performances que les huiles pétrolières concentrées.

Engrais azotés

En plus de leur effet nutritionnel primordial, les engrais azotés (urée, nitrate d’ammonium et sulfate d’ammonium) sont considérés aussi comme adjuvants activateurs qui améliorent l’activité biologique de certains herbicides. Ces fertilisants sont caractérisés par une forte affinité pour l’eau et capacité de piéger et retenir l’humidité de l’air. Ainsi, l’intérêt de ces produits hygroscopiques est de pouvoir conserver, dans une atmosphère sèche, une bonne activité aux herbicides. Effectivement, en prolongeant le temps de desséchement des gouttelettes sur la feuille traitée et en gardant sa cuticule humide (humectation), l’herbicide a de forte chance de pénétrer à l’intérieur de la plante traitée. Cependant, le mécanisme de cette pénétration reste mal connu ou expliqué. A côté de leur rôle activateur, les engrais azotés sont aussi utilisés comme adjuvants utilitaires. Généralement, ils sont utilisés pour corriger la qualité d’eau de bouillie (dureté, alcalinité et pH). Les sels d’ammonium sont beaucoup profitables pour les herbicides polaires, acides faibles, sulfonylurées et imidazolinones. Au Tadla, il a été démontré que l’efficacité du glyphosate sur la morelle jaune (feuilles poilues) est améliorée en ajoutant le sulfate d’ammonium (SA) à la bouillie (Tableau 1). La quantité de sulfate d’ammonium à ajouter est calculée sur la base de l’analyse de l’eau selon la fomule suivante : SA= 0,5K⁺+ 1Na^+- + 3Ca⁺⁺ + 3Mg⁺⁺. Dans des conditions difficiles, il a été démontré dernièrement l’effet bénéfique de l’association des huiles et engrais azotés sur l’efficacité de certains herbicides (de type ALS) utilisés pour le désherbage des céréales.

Tableau 1 : Effet du sulfate d’ammonium et de la dose du glyphosate sur le contrôle de la morelle jaune dans une jachère (Zaki, 1997)

Humectants, acidifiants et antidérives

Parmi la catégorie des adjuvants utilitaires et modificateurs, il est à signaler que les humectants, acidifiants et antidérives restent les adjuvants les plus ajoutés à la cuve lors de la préparation de la bouillie par les agriculteurs.

Les humectants sont des produits hydrosolubles qui maintiennent l’hygrométrie des gouttelettes déposées sur la surface des feuilles traitées. D’où on assiste à une minimisation de la cristallisation des matières actives et une maximisation de la vitesse de leur absorption. Ils agissent principalement en augmentant le temps de biodisponibilité d’un herbicide sur une feuille traitée. Effectivement, les matières actives cristallisées à la surface d’une feuille ne pénètrent pas dans la plante. Les produits à base de glycérol ou glycérine, propylène glycol (PG), diéthylène glycol (DEG) et polyéthylène glycol (PEG) sont très utilisés dans la composition des adjuvants humectants. Les fertilisants azotés sont aussi de bons humectants (et moins chers) et dont leurs services ne devraient pas être négligés.

Les acidifiants sont des substances qui agissent sur le pH d’une bouillie. Effectivement, ce dernier pourrait avoir un effet sur la solubilité, stabilité et l’absorption d’un herbicide (voir l’article sur la qualité d’eau de bouillie : Agriculture du Maghreb N° 78 du Décembre 2014). Ainsi, il est recommandé d’ajuster le pH de la bouillie à un niveau qui garantit la meilleure sélectivité et le maximum d’efficacité d’un herbicide utilisé. Cet objectif est atteint en utilisant des adjuvants acidifiants tels que l’acide sulfurique, acide phosphorique, acide citrique, sulfate d’ammonium ou des mouillants ayant cette fonctionnalité.

Les antidérives agissent sur les caractéristiques physiques de la bouillie pour limiter la dérive d’un herbicide. Cela revient à empêcher, lors de la pulvérisation, la formation des gouttelettes très fines (< 100 à 150 µ). Les gouttelettes ayant cette taille sont sensibles à la dérive. Elles sont facilement déviées de leurs trajectoires et atterrissent hors la parcelle à traiter et sur les cultures avoisinantes. Ainsi, les anti-dérives affectent la viscosité de la bouillie, et par conséquent, à la sortie de la buse on aura des gouttes assez grosses, lourdes et homogènes. Des produits à base de polymères d’acrylamide (polyacrylamide), polysaccharides (gommes) et polymères vinyliques sont largement utilisés pour réduire la dérive, et par conséquent, minimiser la perte de produits herbicide et la pollution de l’environnement (Photo 3). Il est à rappeler que la dérive de la bouillie pourrait être causée par le matériel de traitement utilisé (type et calibrage).

Photo 3: Effet d’adjuvant limitant la dérive sur la trajectoire des gouttelettes

(Les adjuvants, Association Française pour les adjuvants, Non daté)

Ce qu’il faut retenir 

Connus depuis fort longtemps, les adjuvants sont des additifs apportés (par l’agriculteur) pour améliorer les performances d’un herbicide ou réduire sa dose. Cependant, ils ne devraient en aucun cas remplacer les bonnes conditions de traitement. Ils sont des moyens d’optimisation des traitements phytosanitaires car ils permettent de lever les contraintes techniques imposées par des situations limitantes. Ainsi, trois avantages motivent les agriculteurs à mettre en œuvre les adjuvants extemporanés : avantages techniques (levée de facteurs limitants), technico-économique (régularité de l’efficacité, limitation de perte du produit, réduction de dose,) et technico-environnemental (limitation de la dérive, forte rétention sur la cible).

Généralement, les adjuvants peuvent être regroupés en deux grandes catégories : les adjuvants activateurs (mouillants, huiles et engrais azotés) et les adjuvants utilitaires (humectants, anti-dérives et acidifiants). La première catégorie améliore l’activité d’un herbicide, le plus souvent en augmentant l’absorption de l’herbicide par les mauvaises herbes traitées. Quant à la deuxième catégorie elle modifie les caractéristiques physico-chimiques de la bouillie afin d’élargir les conditions d’utilisation d’un herbicide.

Dans le prochain numéro seront présentés les aspects relatifs à l’action des adjuvants, leur toxicité, les critères de leur choix et les adjuvants disponibles sur le marché marocain.