Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
2192~~Q
1
TITRE DE L'INVENTION
Méthode, composition et son utilisation pour traiter les entailles d'arbres
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne les industries sylvicoles
nécessitant l'entaillage des arbres, particulièrement dans le but d'en
récolter
la sève, telles que les industries acéricoles et celles relatives à la culture
des
bouleaux. L'invention porte plus particulièrement sur le traitement des
entailles d'arbres, notamment le contrôle de la croissance de micro-
organismes susceptibles d'infecter les entailles et la sève récoltée. La
présente invention se rapporte aussi à l'augmentation de l'écoulement et de
la qualité de la sève récoltée.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Dans les exploitations acéricoles de type artisanal, les érables
à sucre sont conventionnellement entaillés juste avant le début de
l'écoulement de la sève, lequel a lieu lors du dégel débutant à la fin du mois
de février.
Avec l'industrialisation des érablières, qui peuvent maintenant
atteindre jusqu'à 100 000 entailles, il devient impossible pour ces
acériculteurs de procéder à l'entaillage à la fin de février. L'entaillage des
érables à sucre commence donc en janvier, soit près de deux mois avant le
début des récoltes. Le contrôle de la contamination microbienne des
entailles est alors essentiel pour permettre un écoulement rentable de la
sève durant la saison des sucres. En effet, le développement de micro-
organismes du genre Pseudomonas à l'intérieur des entailles est
principalement responsable du phénomène de colmatage provoquant l'arrêt
prématuré de l'écoulement printanier de la sève des érables à sucre. Ainsi,
ces colonies bactériennes se développent lorsque la température leur est
2
favorable, soit lors du dégel ou par un temps particulièrement doux en hiver,
et sont responsables de la formation d'une substance gommeuse qui
empêche la sève de couler dans l'entaille. Le temps séparant l'entaillage et
l'écoulement de la sève est donc un facteur important influençant le
colmatage des entailles, et en cas de réchauffement de la température
durant cette période, la prolifération bactérienne devient plus importante. Au
début de la récolte, plusieurs entailles sont alors déjà colmatées et il en
résulte une diminution de la production d'eau d'érable ainsi qu'un arrêt
prématuré de l'écoulement de la sève. Cette prolifération bactérienne
affecte même la qualité du sirop d'érable produit, par la libération dans
l'eau
d'érable d'acides aminés, lesquels peuvent rendre le sirop plus foncé et donc
de moins bonne qualité.
Lorsque les températures sont plus chaudes à la fin de la
saison, une contamination fongique apparaît également au niveau des
tubulures et des récipients utilisés pour récolter et véhiculer la sève de
même que dans (entaille, accentuant ainsi le phénomène de colmatage.
II est connu, afin de pallier le colmatage, d'utiliser de la
paraformaldéhyde appliquée sous forme de comprimés insérés à l'intérieur
des entailles avant la coulée de la sève. La paraformaldéhyde permet de
contrôler la prolifération bactérienne, augmentant du même coup la
production de sève et la qualité du sirop produit. Elle pénètre faiblement le
tissu ligneux de l'arbre et présente une activité antimicrobienne tout en se
désintègrant lentement. Cependant, par son activité non-spécifique sur les
membranes, la paraformaldéhyde agit aussi en tuant les cellules du
parenchyme autour de l'entaille, favorisant le pourrissement et
l'augmentation du volume de tissu nécrosé, ce qui retarde la cicatrisation de
l'entaille de l'arbre durant l'année suivant le traitement. Par surcroît, une
exposition chronique à la paraformaldéhyde engendre une plus grande
susceptibilité de l'arbre aux agents pathogènes ainsi qu'un dépérissement
2L92~~0
3
pouvant aller jusqu'à provoquer son affaissement. De plus, elle ne se
volatilise pas et n'est pas détruite lors de l'ébullition de la sève dans la
fabrication du sirop. Les propriétés cancérigènes de la paraformaldéhyde
étant reconnues, des taux de résidus de paraformaldéhyde supérieurs à 2
ppm détectés dans le sirop d'érable et attribuables à une utilisation au-delà
des normes prescrites par le fabricant ont conséquemment mené le
gouvernement canadien à interdire son utilisation dans l'industrie acéricole
en 1990. Faute d'alternative, il est soupçonné que la paraformaldéhyde
continue d'être utilisée, puisque sa non-utilisation entraîne une baisse de
production de l'ordre de 25%.
II a été suggéré de remplacer la paraformaldéhyde par
l'éthanol, mais ce dernier s'évapore facilement et plus particulièrement par
temps chaud, ce qui le rend innefficace.
Aucun substitut adéquat de la paraformaldéhyde n'a été
proposé jusqu'à maintenant pour protéger les entailles d'arbres des
exploitations acéricoles.
D'un autre côté, l'inoculation d'antibiotiques et d'éléments
nutritifs est couramment utilisée pour traiter les plantes arborescentes. A
titre d'exemple, la tétracycline fût largement injectée dans les palmiers de
Floride affligés du "jaunissement mortel" ou "maladie de l'anneau rouge".
Autre exemple, le brevet américain N°4,645,682 accordé à Elmore
présente
une composition comprenant la streptomycine agricolé, un pigment, un agent
anti-transpirant et des minéraux en solution pour protéger l'herbe des
terrains de golf du stress infligé par les conditions climatiques. La
streptomycine agricole est ici utilisée à titre de fongicide, pour supprimer
les
champignons parasites qui prolifèrent sur l'herbe en milieu humide. D'autres
procédés connus pour corriger les carences en minéraux d'arbres fruitiers
incluent l'implantation de tablettes d'argile contenant un élément sous forme
concentrée à l'intérieur d'ouvertures pratiquées dans les troncs d'arbres.
2192~3~
4
Des pâtes à base de zinc et de bentonite sont également introduites dans
des ouvertures refermées à l'aide d'un bouchon. Le brevet américain N°
4,655,001 accordé à Lepp et al. décrit une structure de verre soluble
comprenant des substances nutritives minérales, tel que le zinc ou le cuivre
sous forme d'oxydes, lesquels sont ensuite libérés suivant la dissolution du
verre dans la sève.
L'utilisation d'antifongiques pour traiter les arbres à feuilles
caduques est également connue. Ainsi, l'injection d'une composition à base
de chlorure de mercure, de méthanol, de sulfate de fer et d'oxyde de zinc est
proposée par Freers dans son brevet américain N° 4,950,487 pour contrer
la maladie hollandaise de l'orme causée par Ceratocystis ulmi. On rapporte
également dans le brevet américain N° 4,342,746 une méthode
biologique
de contrôle du champignon parasite par l'injection d'une quantité appropriée
de Pseudomonas syringae, qui produit une substance antimycotique.
Merving, dans ses brevets américains N°~ 4,905,410,
5,010,684, 5,207,021, 5,459,961 et 5,485,698, décrit une capsule insérée à
l'intérieur d'une entaille préalablement pratiquée dans un arbre. Cette
capsule comporte une tige dans laquelle une cavité scellée contient un agent
chimique. La tête de la capsule est composée d'une matière frangible
formant des fentes de sorte que, suite à une force d'impact appliquée sur la
tête de la capsule, l'agent chimique est libéré dans la sève de l'arbre et ne
fuit pas à sa surface. La capsule alternative du brevet N° 5,341,594
permet,
par ses cavités séparées, de libérer des volumes d'un agent chimique ou
d'agents chimiques variés lors de différentes saisons.
Le brevet américain N° 3,691,683 décrit une cartouche
martelée à la surface de l'arbre, de sorte qu'une majeure partie de l'agent
chimique liquide contenu à l'intérieur de la cartouche se répand plutôt à la
surface de l'arbre et est ainsi gaspillé. Le brevet américain N°
4,833,824
accordé à Crononwett et al. présente un appareil permettant d'injecter un
2192~~~
liquide dans le tronc ou les racines d'un arbre à l'aide d'une cartouche
métallique.
II est à remarquer qu'aucune de ces méthodes ne permet
d'insérer à l'intérieur d'une entaille pré-existante une composition destinée
5 à protéger cette entaille, puisque ces méthodes visent spécifiquement à
empêcher un agent chimique de se disperser ailleurs que dans la sève.
OBJETS DE L'INVENTION
La présente invention a donc pour objet de proposer un
substitut à la paraformaldéhyde en acériculture ne présentant pas les effets
secondaires de la paraformaldéhyde et étant essentiellement inoffensif pour
les tissus de l'arbre.
La présente invention a aussi pour objet de proposer une
nouvelle composition ainsi qu'une méthode d'utilisation pour traiter les
entailles d'arbres. Cette utilisation vise plus particulièrement les arbres
cultivés dans le but d'en récolter la sève, tels que les érables à sucre et
les
bouleaux. La méthode peut impliquer l'utilisation d'une matrice absorbante
et déformable telle qu'une éponge.
Un autre objet de l'invention est de proposer une nouvelle
composition permettant de ralentir le processus de colmatage des entailles
des érables à sucre causé par la croissance de micro-organismes
susceptibles d'infecter les entailles d'arbres.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
La présente invention réside en une composition pour contrôler
la croissance de micro-organismes susceptibles d'infecter une entaille
d'arbre, tel qu'un érable à sucre ou un bouleau, ou la sève récoltée. La
composition inventive présente des activités antibactérienne et antifongique
sans affecter les tissus de l'arbre ou la sève récoltée suite à l'entaillage
de
CA 02192430 2002-03-13
6
l'arbre. Cette composition n'affecte pas les composantes inhérentes de la
sève.
Dans une incorporation préférée, la présente invention divulgue
une composition comprenant au moins deux aminosides, tel que la
streptomycine agricole, la kasugamycine et leurs dérivés, ladite composition
comprenant de 3x10'2M à 3x10~M de streptomycine agricole ou ses dérivés
et de 3x10'2M à 3x10-6M de kasugamycine ou ses dérivés. Cette
composition peut être appliquée sous forme liquide ou solide au niveau de
l'entaille, de la sève et des tubulures et récipients utilisés pour recueillir
et
véhiculer la sève.
La présente invention réside aussi en une méthode de contrôle
de la croissance de micro-organismes susceptibles d'infecter les entailles
d'arbres ou la sève récoltée et comprend la préparation de la composition
sous forme liquide ou solide, tel qu'en comprimé, et son application à
l'entaille d'arbre. La forme liquide peut ëtre contenue dans une matrice
absorbante et déformable, telle qu'une éponge, laquelle est ensuite insérée
dans l'entaille d'arbre. Cette éponge est ensuite simplement retirée à l'aide
d'une pince à la fin de l'écoulement de la sève. Dans un autre mode
avantageux, la forme liquide est pulvérisée.
Suivant un autre mode de réalisation de la présente invention,
cette composition est appliquée dans les tubulures et les récipients servant à
recueillir et véhiculer la sève.
DESCRIPTION DES DESSINS
La Figure 1 illustre schématiquement l'ampleur de la
contamination microbienne, de l'intérieur des tubulures utilisées pour
recueillir
la sève lors de l'expérience sur le terrain;
La Figure 2 est un schéma illustrant la contamination
microbienne des tubulures correspondant aux lignes expérimentales 1,2,5,
10, 11 et 14 en fonction du temps;
219230
La Figure 3 illustre schématiquement la contamination
microbienne moyenne des entailles des lignes expérimentales 1, 2, 5, 10, 11
et 14 durant la saison des sucres de 1996;
La Figure 4 représente graphiquement la contamination
microbienne moyenne présente aux entailles des lignes 1, 2, 5 et 11; et
La Figure 5 exprime la croissance des diverses cultures
microbiennes exposées à trois concentrations différentes de streptomycine
agricole et/ou de kasugamycine, à leur température idéale de croissance.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
II est à noter que °micro-organisme" signifie ici tout micro-
organisme susceptible d'infecter l'entaille d'un arbre et la sève récoltée
suite
à l'entaillage de l'arbre. De même, "entaille" signifie enlever une partie de
l'écorce dans le but, par exemple, de permettre à la sève de s'écouler, ou de
faire des boutures. Les inventeurs, oeuvrant dans le domaine acéricole,
sont particulièrement concernés par le problème de la croissance de micro-
organismes au niveau des entailles des érables à sucre, lesquels peuvent
également infecter la sève récoltée suite à l'entaillage de l'arbre.
Les expériences relatées plus bas démontrent l'effet
avantageux de l'application d'une composition selon un mode de la présente
invention sur les entailles des érables à sucre.
EXEMPLE 1
Afin de comparer l'activité antibactérienne de certains
composés sur la croissance de différentes souches du genre Pseudomonas,
le principal micro-organisme responsable du processus de colmatage, les
inventeurs ont procédé à une série d'expériences en laboratoire utilisant
comme milieu de culture un bouillon nutritif contenant 8 g/L de
8
peptone/extrait de boeuf. Les souches bactériennes utilisées sont les
suivantes:
Pseudomonas aeroginus (ATCC No. 27853)
Pseudomonas sp. (ATCC No. 12120)
Pseudomonas saccharophyla (ATCC No. 15946)
La comparaison s'est effectuée entre les composés suivants:
1. Streptomycine agricole C2,H39N,0,2
2. Hydroxyde de cuivreCu(OH)z
3. Meltatox""~ C~H39NO3
4. Formaldhyde 37% CH20
5. Benzoate de sodium C,HSNa02
6. Gramine C"H"NZ
7. Hordenine C,H,SNO
8. Bupirimate"''~ C,3H2,N,O3
9. Ethirimol""~ C"H,9N30
10. Dimethirimol""~ C"H,9N30
Chaque souche bactérienne a d'abord été incubée à 31 °C dans
40 ml de milieu de culture durant 24 heures à l'aide d'un bain agitateur avec
contrôle de la température. 100 ~cl de chaque souche bactérienne fût ensuite
incubé dans 3 ml de milieu de culture en présence de 100 ~cl de chaque
composé à différentes concentrations. Les mesures d'absorbante ont été
prises à l'aide d'un spectrophotomètre visible Spectronic""~ ajusté à 490 nm
et calibré à l'aide d'un blanc contenant 3 ml de milieu de culture, la
concentration du composé correspondant et 100 ~cl d'eau distillée. Chaque
échantillon a été dupliqué et chaque expérience répétée trois fois, les
résultats exprimant la moyenne des trois répétitions.
Une première expérience consistait à comparer l'activité
antibactérienne sur la croissance de Pseudomonas aeroginus des dix
composés mentionnés ci-dessus à des concentrations de 300 ~cM, 150 ~cM,
219230
9
80 ~cM, 60 ~cM et 30 uM suite à une incubation de 24 heures à 31 °C.
L'absorbante a ensuite été mesurée à 490 nm, une plus faible mesure
d'absorbante indiquant une plus faible opacité de la solution et, par
conséquent, une plus faible concentration bactérienne. En d'autres mots,
plus la valeur d'absorbante est faible, moins il y a de bactéries. Les
résultats obtenus sont illustrés au Tableau 1.
10
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2I924~~
11
Les résultats présentés au Tableau 1 illustrent clairement
l'efficacité antibactérienne supérieure de la streptomycine agricole. La
streptomycine est classée parmi les aminosides, ou aminoglucosides. Ces
composés, qui contiennent un noyau hexose, ou aminocyclitol, relié par lien
glycosidique à au moins deux sucres aminés, interfèrent avec la synthèse
protéique des organismes procaryotes qui y sont susceptibles. De façon
surprenante, l'activité antibactérienne de la formaldéhyde est moins
performante que celle de la streptomycine agricole, comme d'ailleurs celle
de l'hydroxyde de cuivre, du Meltatox""~, de l'hordenine et de la gramine, et
ce indépendamment de la concentration utilisée. En ce qui a trait au
benzoate de sodium, bien qu'il semble moins actif, son activité
antibactérienne est quand même significative.
Cette première expérience a ensuite été reprise avec la
streptomycine agricole, la formaldéhyde à 37%, l'hydroxyde de cuivre et la
gramine à une concentration unique de 3,0 x 10~ M. Les résultats obtenus
sont représentés au Tableau 2.
TABLEAU 2
A,~ d'une solution comprenant 100 u1 de Pseudomonas aeroginus
en présence de 300 NM des composés retenus
Streptomycine agricole 0.05
Formaldhyde 37% 0.13
Hydroxyde de cuivre 1.03
Gramine 1.15
Tmoin 1.61
Ces résultats illustrent plus précisément la supériorité d'un
aminoside tel que la streptomycine agricole en termes d'activité
2~92~~~
12
antibactérienne puisque cette dernière est deux fois plus efficace que la
formaldéhyde.
Les cinq produits qui se sont révélés les plus efficaces lors de la
première expérience, soit la streptomycine agricole, l'hydroxyde de cuivre,
la gramine, la formaldéhyde et le Meltatox""~, ont été retenus en vue
d'évaluer leur activité antibactérienne à une concentration de 3,3x10 M, sur
trois souches différentes de Pseudomonas, soit Pseudomonas aeroginus,
Pseudomonas sp. et Pseudomonas saccharophyla. Le Meltatox""~ et la
gramine ont été mélangés au benzoate de sodium afin de voir si leur activité
antibactérienne n'en serait pas augmentée. Afin de vérifier l'effet de la
température sur l'activité de ces différents composés envers la croissance
microbienne, chaque souche a été incubée durant 24 heures à trois
températures différentes, soit 15°C, 20°C et 31 °C. Les
résultats obtenus
sont illustrés au Tableau 3.
2I~2~~~
13
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2I924~Q
14
Ces résultats démontrent clairement que la streptomycine reste
très efficace et présente une activité antibactérienne nettement supérieure
à celle des autres composés évalués, et ce indépendamment de la souche
bactérienne exposée et de la température d'incubation. L'efficacité
antibactérienne de l'hydroxyde de cuivre diffère selon les souches
bactériennes exposées. Ainsi, il agit de façon plus marquée sur
Pseudomonas sacchorophyla et il semble que son efficacité envers la
croissance de cette souche soit meilleure à haute température. Quant au
mélange gramine-benzoate, il s'avère moins efficace contre la croissance de
ces souches bactériennes.
La comparaison de ces résultats à ceux obtenus à l'aide de la
formaldéhyde est surprenante. En effet, la formaldéhyde présente des
résultats nettement inférieurs à ceux obtenus avec la streptomycine agricole.
Son activité antibactérienne est de loin inférieure à celle de la
streptomycine
agricole, particulièrement en ce qui a trait à Pseudomonas aeroginus et
Pseudomonas sp. II est également à remarquer que la formaldéhyde ne
présente plus aucune activité antibactérienne contre la croissance de ces
souches à 31 °C. Le mélange Meltatox"'~-benzoate présente une activité
antibactérienne seulement suite à l'exposition de la souche saccharophyla
au mélange. En ce qui a trait à la température, elle n'affecte pratiquement
pas son efFcacité.
L'activité antibactérienne d'une composition comprenant la
streptomycine agricole, l'hydroxyde de cuivre et le benzoate de sodium
présents en quantités équimolaires a par la suite été évaluée à l'aide d'une
étude de cinétique de croissance de trois souches bactériennes. Trois
concentrations différentes de la compos~ion ont été testées, soit 3,3x10'3 M,
3,3x10 M et 3,3x10~5M. La cinétique de croissance s'est effectuée sur 144
heures à 20°C et les lectures de densité optique ont été prises à
chaque 48
heures, soit à t=48 heures, 96 heures et 144 heures. Après 96 heures, les
~~192~~~
résultats des différents échantillons ont été validés par ajout connu de 100
~cl de bactéries. Les résultats obtenus sont illustrés au Tableau 4.
TABLEAU 4
A,~ de trois solutions
comprenant des souches différentes de Pseudomonas
exposées à la composition testée
Pseudomonasl aeroginus sp. saccharophyla
concentration
48 hres 3,3 x 10-3 M 0,0000 0,0000 0,0000
3,3 x 10~ M 0,0000 0,0000 0,0250
3, 3 x 10~ M 0,1450 0, 3600 0, 5150
tmoin 1,0200 0,6500 0,1325
96 hres 3,3 x 103 M 0,0000 0,0000 0,1050
3, 3 x 10~' M 0, 0000 0, 0000 0, 0400
3,3 x 10~ M 0,1900 1,7400 0,6350
tmoin 1,2250 0,7150 1,8500
144 h 3, 3 x 10'3 M 0, 0000 0, 0000 0, 0000
res
3,3 x 10'' M 0,5950 0,0150 0,1000
3, 3 x 10-5 M 0, 8100 0, 3600 1,1600
tmoin 1,3500 0,9050 1,3700
Le choix judicieux des composés de la composition inventive lui confère
plusieurs avantages, soit une grande efficacité, tant contre la croissance des
bactéries que des champignons microscopiques, par la streptomycine
agricole, des propriétés antifongiques supplémentaires apportées par
l'hydroxyde de cuivre et des propriétés bactériostatiques par le benzoate de
sodium. Les résultats obtenus démontrent clairement l'efficacité de la
composition à une concentration de 3,3 x10'" M, et ce durant six jours
consécutifs, malgré le fait qu'il y ait eu ajout de bactéries au quatrième
jour.
Les trois souches bactériennes ont finalement été exposées à
trois concentrations différentes de la composition, soit 3,3x10-3 M,
3,3x10° M
2~9~~~
1s
et 3,3x10'5 M, et incubées dans l'eau d'érable durant 48 heures à 31
°C. Le
spectrophotomètre a été calibré avec 3 ml d'eau d'érable, 100 ~cl du mélange
à la concentration correspondante et 100 ~cl d'eau distillée. Les résultats de
l'expérience sont illustrés au tableau 5.
TABLEAU 5
A4~ démontrant l'effet de la composition inventive
sur la croissance de trois souches de Pseudomonas
incubées dans l'eau d'érable
Pseudomonas 3,3x103
M 3,3x10
M 3,3x10
M Tmoin
aeroginus 0 0 0,15 0,18
sp. 0 0 0,24 0,27
saccharophyla0 0 0, 34 0, 33
Les résultats exprimés ci-dessus illustrent clairement l'absence
totale de croissance de toutes les souches bactériennes exposées à une
concentration de 3,3x10 M de la composition. On constate cependant une
activité antibactérienne plus faible lors d'une diminution de la concentration
à 3,3x10-5 M.
CONCLUSION
De façon surprenante, il a été découvert que l'activité
antibactérienne d'un mélange de plusieurs de ces composés était supérieure
à celle obtenue à l'aide de chacun des composés pris seuls. II s'agit donc
d'une découverte importante qui confère à la composition inventive une
efficacité inégalée dans l'art antérieur ainsi qu'un très large spectre.
Les résultats des essais in vitro démontrent que l'activité
antibactérienne de la streptomycine agricole sur les micro-organismes
21921 ~~
pouvant affecter les entailles d'arbres et la sève récoltée est supérieure à
celle de la formaldéhyde à plusieurs niveaux. En effet, il a été démontré que
la streptomycine agricole présente un spectre d'activité, envers les
différentes souches de Pseudomonas, correspondant aux besoins d'une
exploitation acéricole et ce, sur une échelle de température plus vaste que
celle de la formaldéhyde.
EXEMPLE 2
L'efficacité de cette composition fut évaluée en fonction de
posologies et de modes d'application variés. Diverses concentrations (Q) de
la composition comprenant la streptomycine agricole , l'hydroxyde de cuivre
et le benzoate de sodium dans des proportions équimolaires ont d'abord été
préparées sous forme liquide et sous forme solide, pressées en comprimés
dans un moule à pression de 5 tonnes équivalant à 875 psi. Les
préparations testées sont les suivantes:
Q, = 25 mg de composition + 400 mg CaC03 + 325 mg Ca(OH)2;
QZ = 100 mg de composition + 650 mg CaC03;
Q3 = 250 mg de composition + 500 mg CaC03;
Q, = 500 mg de composition + 250 mg CaC03;
QS = 750 mg de composition;
Qs = 250 mg de composition sans Cu(OH)2 + 500 mg CaC03;
Q, = 25 mg composition sans Cu(OH)2+ 400 mg CaC03+ 325 mg Ca(OH)2
Une concentration de 0,05 M du mélange fut ensuite diluée dans
une solution comprenant 80% d'eau et 20% d'éthanol à 70% non dénaturé.
L'étude sur le terrain a eu lieu du 19 février 1996 au 19 avril
1996 sur le site de l'érablière appartenant à Gestion Cadapp Inc. et située
dans le rang des Chutes à Ham-Nord, Québec. Ä cet effet, on a utilisé 140
érables à sucre d'un diamètre moyen de 41,6 cm répartis sur 14 lignes
comprenant chacune 10 entailles, chaque arbre étant équipé d'un
2192~~~
18
chalumeau en nylon et d'une chute de 5/16 en polyuréthanne. Chaque ligne
fut dupliquée et soumise à l'action d'un seul produit. Les traitements se
répartissent selon les lignes suivantes:
1. témoin
2. 250 mg de formaldéhyde en comprimé
3. 2 ml d'éthanol 70% non dénaturé
4. 1 ml de composition sous forme liquide
5. composition sous forme liquide avec éponge
6. composition sous forme liquide et comprimé Q, (25 mg)
7. comprim Q, (25 mg)
8. comprim QZ (100 mg)
9. comprim Q3 (250 mg)
10. comprim Q4 (500 mg)
11. comprim QS (750 mg)
12. comprim Qg (25 mg sans Cu(OH)~
13. comprim Q, (250 mg sans Cu(OH)~
14, ponge seule (rsultat valid par ajout connu
le 328 jour)
L'entaillage
a eu lieu
le 19 fvrier
1996. Les
produits
sous forme
de comprims
taient insrs
dans (entaille
avant l'installation
du chalumeau
et la forme liquide était vaporisée dans (entaille. Pour les lignes 5 et 14,
une
éponge d'un diamètre de 1 cm et d'une longueur de 5 cm imbibée de la
forme liquide était insérée dans l'entaille. L'échantillonnage a eu lieu du 11
mars au 19 avril 1996; l'expérience a donc duré 40 jours. A l'aide de 2 500
pieds de tubulures de 5/16 en polyéthylène, 21 collectes à la tubulure ont été
effectuées, soit les jours 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 14, 15, 16, 19, 21,
24, 26,
30, 32, 34 et 40 et neuf collectes à (entaille ont eu lieu, soit les jours 18,
24,
26, 30, 32, 34, 36, 38 et 40. La récolte d'échantillonnage d'eau d'érable à
la fin de la tubulure de chaque ligne a eu lieu comme suit: 1 ml d'eau
d'érable était recueilli dans une éprouvette stérile contenant 3 ml de milieu
z192~
19
de culture. Suite à leur incubation durant 24 heures dans un bain agitateur
avec contrôle de température à 31 °C, fabsorbance a été mesurée à 490
nm
à l'aide d'un spectrophotomètre visible Spectronic-70""~ calibré avec un blanc
comprenant 3 ml de milieu de culture et 1 ml d'eau distillée. Les
prélèvements ont été effectués sur 5 entailles par ligne et les résultats
expriment la moyenne de ces cinq entailles. La technique de prélèvement
est la suivante: un papier Whatman""~ stérile de 1 cm de diamètre était
introduit à l'intérieur de l'entaille, à environ 1,5 cm de profondeur, à
l'aide
d'une pince à sourcils stérile. Le papier saturé en eau d'érable était ensuite
retiré et inséré dans une éprouvette stérile contenant 3 ml de milieu de
culture. L'éprouvette était ensuite incubée durant 24 heures à 31 °C.
Les
lectures en densité optique ont été prises à l'aide d'un spectrophotomètre
ajusté à 490 nm et calibré à l'aide d'un blanc composé de 3 ml de milieu de
culture et de 1 ml d'eau distillée. Chaque ligne était équipée d'une chaudière
de 25L en plastique. Le débit de chaque ligne était régulièrement mesuré.
Un évaporateur multi-compartimentai fut utilisé, permettant ainsi que la
récolte de chaque ligne soit bouillie séparément (les 14 compartiments sont
indépendants) en fonction des jours et des lignes afin de pouvoir doser les
résidus du produit en fonction du temps et des différentes concentrations.
Les résultats obtenus sont exposés au Tableau 6.
2192~~~
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- 21
La Figure 1 illustre graphiquement la contamination microbienne
moyenne affectant les tubulures des lignes expérimentales durant
l'expérience, comparativement à la ligne 1 témoin. Les lignes 2, 5, 10 et 11
présentent les meilleurs résultats. Les comprimés de 500 mg et 750 mg et
la forme liquide de la composition avec éponge sont aussi performants que
la formaldéhyde. L'utilisation de la composition inventive en industrie est
donc très avantageuse par rapport à l'utilisation de la formaldéhyde, puisque
l'aminoside compris dans la composition affecte la synthèse protéique des
organismes procaryotes susceptibles sans affecter les tissus de l'arbre,
contrairement à la formaldéhyde, qui agit sur les membranes de façon non-
spécifique et tue les cellules composant les tissus de l'arbre.
Les écarts types élevés de chaque ligne découlent de la
géométrie non rectiligne de la tubulure. En effet, lorsque l'écoulement de la
sève est plus faible, l'eau stagne dans les dépressions de la tubulure et
fermente suite à son exposition au soleil. Par la suite, lorsque le débit
d'écoulement de la sève augmente, l'eau d'érable lessive les bactéries
localisées dans l'entaille vers la tubulure. Ainsi, en se référant au Tableau
7,
on note qu'aux jours 15, 16 et 21, une forte augmentation de la croissance
des micro-organismes coïncide avec les plus grosses coulées de la saison
1996. Une application de la composition au niveau des tubulures de même
qu'au niveau des récipients utilisés pour recueillir et récolter la sève
permet
donc le contrôle de la croissance microbienne à ces endroits particuliers.
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22
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La Figure 2 met particulièrement en parallèle les tubulures de la
ligne témoin (T1) et celle de la ligne témoin avec éponge (T14). La
contamination plus élevée de T14 pourrait s'expliquer par le fait que l'éponge
peut servir de point d'encrage aux microorganismes. Cependant, lorsque
T14 est aspergé de 1 ml de la composition au 32e jour, on observe une
baisse instantanée de la contamination. Cet effet semble par contre de
courte durée. Ces résultats indiquent clairement l'importance de traiter les
entailles avant le début de la coulée. En effet, une fois l'entaille colonisée
par les micro-organismes, il est d'autant plus difficile de l'aseptiser par la
suite.
Afin de valider les résultats obtenus aux tubulures, des
prélèvements ont aussi été effectués dans l'entaille. Les traitements 1, 2, 5,
10, 11 et 14 ont été échantillonnés entre le 18e et le 40e jour.
TABLEAU 8
Résultats ~A490~ aux entailles en fonction du temps
T ~ ~ E1 ~ E2 I E5 ~ E10 I E11 I E14
Jrs
6 13 0.782 0.050 0.071 0.682 0.071 0.616
16 1.204 0.075 0.072 0.308 0.080 1.253
6 17 1.021 0.084 0.036 0.503 0.088 0.113
7 18 0.993 0.137 0.134 0.296 0.164 0.873
16 19 0.977 0.104 0.105 0.684 0.108 0.047
9 20 1.149 0.226 0.197 0.293 0.345 0.788
12 21 0.631 0.182 0.231 0.764 0.239 0.228
13 22 0.988 0.502 0.167 0.339 0.502 0.534
16 23 1.549 0.336 0.408 0.613 0.353 0.306
AVG 1.033 0.188 0.158 0.498 0.217 0.642
STD 0.245 0.139 0.107 0.181 0.144 0.385
~~9~~~0
24
La Figure 3 illustre graphiquement ces résultats. On constate
que les traitements E5 (forme liquide avec éponge) et E11 (comprimé 750
mg) présentent des activités antibactériennes comparables à celle de la
formaldéhyde (E2). Une contamination de E14 (éponge) inférieure à celle
de E1 (témoin) est attribuable à la vaporisation de la composition sous forme
liquide au 328 jour.
La Figure 4 représente graphiquement la contamination de
l'entaille en fonction du temps pour les 6 traitements étudiés. Les résultats
attribuables à L2 (paraformaldéhyde), L5 (forme liquide avec éponge) et L11
(comprimé 750 mg) sont significativement différents de ceux du témoin (L1).
On y constate une vitesse de croissance microbienne beaucoup plus faible
que chez le témoin. Cette figure compare également les témoins L1 et L14
(éponge). La contamination de l'entaille est sensiblement la même jusqu'au
328 jour où L14 est vaporisé de la composition sous forme liquide. On
constate alors une diminution instantanée de la contamination bactérienne,
identique à celle observée dans les tubulures.
CONCLUSION
Ces résultats confirment qu'une composition comprenant un
aminoside tel que la streptomycine agricole, l'hydroxyde de cuivre et le
benzoate de sodium, sous forme liquide, appliqué à l'aide d'une éponge, ou
sous forme de comprimé, avec le carbonate de calcium comme adjuvant, est
efficace dans le contrôle de la croissance microbienne dans l'entaille des
érables à sucre. L'utilisation de cette composition permettra de contrôler
cette contamination sans affecter les tissus de l'arbre, contrairement à la
formaldéhyde.
2192~~~
- 25
EXEMPLE 3
La kasugamycine, utilisée pour contrôler Pseudomonas sur les
kiwis, est, comme la streptomycine agricole, un aminoside qui présente
également des propriétés antifongiques. De plus, la structure de la
kasugamycine indique qu'elle formera des métabolites non toxiques lors de
la transformation de la sève en sirop. L'efficacité de la kasugamycine et de
la streptomycine agricole dans le contrôle de la prolifération de micro-
organismes dans les entailles d'érables à sucre fût donc évaluée sur trois
souches ATCC de Pseudomonas aeroginus, Pseudomonas sp. et
Pseudomonas saccharophila et une culture de souches sauvages prélevées
dans des entailles au printemps de 1996. Cette culture renferme donc, en
plus des micro-organismes du genre Pseudomonas, des champignons
microscopiques et des moisissures. Des concentrations de 3,2X10'3 M,
3,2X10" M et 3,2X10'5 M de kasugamycine et de streptomycine ont été
dissoutes dans un tampon acétate 50mM à pH=6.5. 3mL de bouillon de
culture, 100 ~cL de bactéries et 100 ~cL de diverses concentrations de chaque
aminoside fût incubé dans une éprouvette stérile durant 24 heures, à
22°C
et 31 °C. Le synergisme des aminosides a été déterminé en substituant
le
100 ~L d'aminoside par 50 ,uL de chacun d'eux. L'incubation à 31 °C et
à
22°C a duré 24 heures. II est à noter que 31 °C est la
température idéale
pour la croissance des trois souches commerciales. On ignore la
température idéale pour la croissance de la culture de souches sauvages
mais on observe qu'elle se reproduit rapidement à 22°C et même à
10°C.
La croissance des micro-organismes a été déterminée en mesurant la
densité optique à 490 nm. Les résultats obtenus, présentés à la figure 5,
sont exprimés à l'aide du ratio de l'expérimental sur le témoin, lequel ne
contient pas d'aminoside, et expriment les moyennes de deux expériences
effectuées en duplicata ainsi que l'écart type.
26
En se référant à la Figure 5, on peut constater qu'à 31 °C et à la
concentration la plus faible, soit 3,2X10-3 M, la streptomycine agricole est
plus efficace que la kasugamycine pour contrôler la croissance des
Pseudomonas d'origine commerciale. En ce qui a trait à la culture
comprenant les souches sauvages, les champignons microscopiques et les
moisissures, l'activité de la kasugamycine est nettement supérieure à celle
de la streptomycine agricole. De plus, la synergie des ingrédients
découverte a été confirmée lors de l'incorporation des deux aminosides dans
la même composition. Les résultats obtenus sont en effet nettement
supérieurs à ceux obtenus à l'aide des aminosides utilisés séparément. La
présence simultanée des deux aminosides à une concentration aussi faible
que 1,6X10-3 M est nettement plus efficace que chacun des aminosides
utilisés séparément, même à une concentration dix fois plus élevée.
CONCLUSION
Par leur effet synergique, l'incorporation de différents aminosides
dans une même composition permet l'obtention de résultats nettement
supérieurs aux mélanges évalués jusqu'à maintenant et à ceux de l'art
antérieur. Les résultats obtenus justifient donc leur utilisation en
sylviculture.
II va de soi que la présente invention fût décrite à titre purement
indicatif et qu'elle peut recevoir plusieurs autres aménagements et variantes
sans pour autant dépasser le cadre de la présente invention tel que délimité
par les revendications qui suivent.
