Towards integrated management of the pests and pathogens of cassava in Africa

Abstract

Studies on pathogenic agents of cultivated plants are generally organised on a binomial basis with examination of a host plant and specific parasites or pests. As cassava in Africa has few important pests and they display a limited range of biological features and relations with the host, it was feasible for ORSTOM (L'Institutfrançaise de recherche scientifique pour le developpement en coopératon) researchers to study each of them over a period of 25 years in Côte d'lvoire, Congo and Togo and such work is currently in progress in Benin and France. The diseases and pests concerned are African cassava mosaic disease and its whitefly vector (Bemisia tahaci), cassava bacterial blight caused by Xanthomonas campestris pv manihotis, cassava mealybug (Phenacoccus manihoti), and cassava green mite (Mononychelus progresivus). Research initially concerned only specific cassava-pathogen or cassava-pest combinations, without attention being paid to the system as a whole, despite obvious epidemic convergences resulting from a common environment, analogies between effects on the host plant and probable interactions between the various pests of the same crop. A biocenotic approach was developed to integrate the various research activities. It is aimed at analysis of the functioning of plant-pathogen and plant-pest systems and enables the design and evaluation of options for integrated management. 'Transversal' comparisons of cassava parasite models cover pathogenic agents (pests and diseases) and their variability, their biological cycles and the climatic factors affecting them, relations with the host (genetic variability, physiology and crop management), the effect of entomophagous species and entomopathogens on phytophagous pests and the integration potential of modelling. The ORSTOM studies show the complexity of the ecology of pathogenic agents and pests in the cassava biocenosis. The extent of the cassava cropping area and the variety of production situations, the variability of pests (phytophagous and entomophagous organisms) and diseases and the many interactions between the factors regulating epidemic mechanisms leads to a complex mosaic whose structure is described. The various sequences of analysis of a system of parasite constraints are shown in matrix form (variability of pathogenic agents, vectors and phytophagous organisms, host-parasite relation modes, epidemiology and population dynamics, modelling) for the various organisms investigated to date. The analysis reveals the fundamental achievements and gaps in knowledge and also the most appropriate areas for combining approaches. The body of knowledge assembled at different sites, during different periods and concerning a variety of organisms and the analysis of this knowledge show that it is not necessary at this stage to collect new information but to make a synthesis (modelling) that will open up original lines of research with combinations of approaches and solutions.

Key Words: Cassava, pests and diseases, epidemiology and population dynamics, life cycles, host-parasite relations, natural enemies, vectors, modelling, integrated pest management, Africa

Les travaux sur les agents pathogènes des plantes cultivées s'organisent le plus souvent selon une approche binomiale qui prend en compte une plante et un parasite ou une plante et un ravageur. Dans le cas du manioc en Afrique, pour des ennemis peu nombreux et qui offrent une palette très diverse de traits biologiques et de relations avec la plante, les recherches ont été conduites depuis près d'un quart de siècle par les chercheurs de l'ORSTOM (L'Institut française de recherche scientitique pour le  developpement en coopératon) en Côte d'lvoire, au Congo et au Togo et sont actuellement poursuivies au Bénin et en France. Il s'agit de la mosaïque africaine du manioc et de son insecte vecteur Bemisia tabaci, de la bactériose vasculaire dont l'agent est Xanthomonas campestris pv manihotis, de la cochenille du manioc Phenacoccus manihoti, et de l'acarien vert, Mononychellus progresivus. Les travaux se sont d'abord attachés aux seuls couples manioc-maladie ou manioc-ravageur, sans considérer le système parasitaire dans son ensemble en dépit de convergences évidentes dues à un environnement common, à des analogies d 'effet sur la plante hôte et à des interactions probables entre les différents ennemis de la même culture. Nous avons ici élaboré une approche biocénotique qui permet d'intégrer différentes actions de recherche, orientée vers l'analyse du fonctionnement des systèmes plante-parasites et plante-ravageurs et qui permet de formuler et d'évaluer les options de gestion intégrée de cette biocénose parasitaire. La comparaison "transversale" des modèles parasitaires du manioc aborde successivement les agents pathogènes (maladies et ravageurs) et leurs variabilités, leurs cycles biologiques et les facteurs environnementaux qui les conditionnent, les relations avec la plante (variabilité génétique, physiologie et conduite de la culture), l'incidence des entomophages et entomopathogènes sur les phytophages et les perspectives d 'intégration offertes par la modélisation. Les études menées par l'ORSTOM mettent en évidence la complexité de l'écologie des ravageurs et des agents pathogènes de la biocénose manioc. L'étendue de l'aire de culture du manioc, la diversité des situations de production, la variabilité des parasites (maladies, phytophages etentomophages), la multiplicité des modes de relation entre la plante et ses satellites (parasites, phytophages, entomophages et vecteurs ), le foisonnement des interactions entre les facteurs qui règlent les mécanismes épidémiques, font que la connaissance se présente sous l'aspect d'une mosaïque dont nous faisons apparaître la structure. Nous avons représenté de façon matricielle les différentes séquences d'une analyse d'un système de contraintes parasitaires (variabilité des agents pathogènes, des vecteurs et des phytophages; modalités des relations hôte-parasite; épidémiologie et dynamique des populations; modélisation) en regard des différents organismes jusqu'ici etudiés. L'analyse révèle à la fois les acquis fondamentaux et les lacunes de la connaissance, mais aussi les domaines privilégiés d 'une intégration des démarches. La masse des connaissances, obtenues dans des sites différents, à des périodes différentes et sur des organismes variés, ainsi que l'analyse qui en est faite, montre qu'il n'est pas nécessaire à ce stade de recueillir de nouvelles informations, mais de réaliser une synthèse (modéllsation) qui ouvrira des voies de recherche originales dans le sens de l'intégration des approches et des solutions à apporter.

Mots Clés: Manioc, parasites et ravageurs, épidémiologie et dynamique des populations, cycles biologiques, relations hôte-parasite, ennemis naturels, vecteurs, modélisation, gestion intégrée, Afrique