Géraniol
Le géraniol est un alcool monoterpénique présent dans de nombreuses huiles essentielles, notamment l'huile de rose, le géranium, le citron et la citronnelle. Sa structure chimique en fait un agent antimicrobien et insectifuge naturel qui a conduit à son exploration dans le domaine de l'agriculture, offrant une alternative aux pesticides traditionnels.
Présentation
Le géraniol peut être utilisé dans diverses cultures, notamment les pommes de terre, les tomates et les concombres, pour lutter contre la maladie fongique : Botrytis cirenea. C’est également un insecticide efficace contre les insectes comme la pyrale et les pucerons, et peut-être utilisé contre les nématodes tels que Meloidogyne javanica. Il est également utile dans les élevages de volailles où il aide à lutter contre les poux rouges qui les parasitent.
Le géraniol est biodégradable et présente une faible toxicité pour les organismes non-cibles. Son utilisation peut donc réduire l'impact environnemental associé à l'agriculture conventionnelle. Le géraniol étant toujours en phase expérimentale, son utilisation n’a été démontrée que dans des champs ou serres contrôlées et pourra être sujette à des améliorations avec le temps.
Voici une courte liste de plantes qui le synthétisent naturellement :
- Géranium rosat : (Pelargonium sp). Il ne s'agit pas d'une espèce de géranium en particulier, mais de plusieurs du genre Pelargonium. Il appartient à la famille des Géraniacées.
- Sauge d'Espagne (Salvia lanvandulifolia).
- Citron de Ceylan (Cymbopogon nardus). Également connue sous le nom de citronnelle.
- Immortelle d'Italie (Helichrysum italicum). L'Immortelle d'Italie est une plante herbacée de la famille des Asteraceae considérée comme protégée dans plusieurs pays, mais cultivée comme plante médicinale.
- Roses (Rosa sp). Le géraniol se trouve également dans diverses espèces de roses, mais plus particulièrement dans Rosa gallica, Rosa damascena et Rosa centifolia.
- Laurier doux : (Laurus nobilis) : Enfin, le Laurier sauce contient également du géraniol.
Propriétés du géraniol en agriculture
- Insectifuge naturel : Le géraniol agit comme un répulsif naturel contre de nombreux insectes nuisibles tels que les pucerons et les coléoptères. Il agit également contre les poux rouges des volailles en détruisant la chitine qui constitue la carapace de l'insecte.
- Antifongique[1] : Son application peut contribuer à limiter la propagation des pathogènes fongiques en stimulant la réponse de défense des plantes contre ceux-ci. En effet, les plants de concombre traités au géraniol ont montré une augmentation des niveaux de concentration de myricétine, d'acide chlorogénique et de kaempférol rhamnoside, des composés importants liées aux réponses contre l'attaque de ces pathogènes fongiques.
- Nématicide : Le géraniol a des propriétés paralysantes et inhibe la différenciation et l'éclosion des œufs des nématodes du genre Meloidogyne espèce javanica.
Applications
- Agriculture Biologique : Le géraniol peut être utilisé pour protéger les cultures contre les ravageurs et les maladies sans compromettre la certification biologique.
- Agriculture urbaine : Dans le contexte de l'agriculture urbaine en expansion, le géraniol peut offrir une solution plus écologique pour la protection des cultures en milieu urbain, où la proximité des habitations soulève des préoccupations quant à l'utilisation de pesticides chimiques.
- Serres et cultures intérieures : Les propriétés du géraniol en tant qu'insectifuge en font une option attrayante pour la protection des cultures en serre et en intérieur, où la régulation des parasites peut être plus complexe.
- Agriculture conventionnelle : Les agriculteurs conventionnels peuvent choisir d'utiliser des produits biologiques dans le cadre de leurs pratiques agricoles.
Utilisation
- Identification des besoins : Avant d'appliquer le géraniol, il est essentiel d'identifier les ravageurs spécifiques ou les maladies que l'on souhaite traiter.
- Formulation appropriée : Le géraniol est souvent disponible sous forme d'huile essentielle ou d'extraits (à 98% pur). Pour une utilisation agricole, il est formulé en solution liquide (biopesticides commercialisés et déjà préparés) ou en émulsion (huile essentielle ou géraniol 98% dans un solvant comme l’eau).
- Application foliaire : Une méthode courante d'application du géraniol consiste à vaporiser la solution directement sur les feuilles des plantes. Il est recommandé d'effectuer cette opération tôt le matin ou en fin de journée pour minimiser l'évaporation rapide du produit et maximiser son efficacité.
- Utilisation en système d'irrigation : Le géraniol peut également être intégré dans les systèmes d'irrigation, permettant une distribution uniforme sur l'ensemble de la culture. Cette méthode est particulièrement efficace pour les grandes exploitations agricoles.
- Fréquence d'application : La fréquence des applications dépend du cycle de vie des ravageurs ou des maladies ciblés. Des applications régulières peuvent être nécessaires pour maintenir une protection continue, tout en respectant les recommandations du fabricant pour éviter une sur-application.
- Dosage précis : Les recommandations de dosage varient en fonction du type de culture, de la concentration du produit et du stade de croissance des plantes. Quelques exemples sont mentionnés plus bas.
- Surveillance continue : Après l'application, il est important de surveiller attentivement l'efficacité du traitement et d'ajuster si nécessaire (ayant toujours été testé en phase expérimentale).
- Intégration dans une stratégie globale : L'utilisation du géraniol peut être plus efficace lorsqu'elle est combinée avec des rotations de cultures ou d'autres méthodes de lutte biologique.
A quelle concentration l’utiliser, comment le préparer et l’appliquer?
Géraniol sous forme d’huile essentielle pure ou d’extrait foliaire pur à 98%
L'huile essentielle peut être utilisée. Elle peut être diluée dans un solvant tel que l'eau (nanoémulsions : gouttelettes d’un liquide en suspension dans un autre liquide) pour atteindre la concentration souhaitée. Les concentrations démontrées comme efficaces dans les études (disponibles en référence) varient de 1 à 5% de géraniol. Pour savoir quelle quantité en mL d’huile essentielle est à incorporer par litre d’eau, il faut réaliser le calcul suivant, sachant que la densité de l’huile essentielle de géraniol est de 0,88 :
Volume d’huile essentielle à incorporer pour 1 L de solution = (Concentration voulue / densité ) x 10 (on multiplie par 10 car sinon il s’agit du résultat pour 100 mL de solution finale et non 1 L).
Par exemple si la concentration voulue de la solution est de 2,5% de géraniol, il faudra (2,5/ 0,88) x 10 = 28,4 mL de géraniol dans 1 L d’eau pure.
Pour 1 hectare de culture (approximativement 5000 plantes), il faut compter 52,7 L de préparation. Dans le pulvérisateur, il faut mettre 50 L d’eau pure et 500 mg de tensio-actif en poudre le plus souvent (sodium laureth sulfate par exemple). L’opération peut se faire en deux fois en cas de forte présence de mousse. Ensuite, dans un récipient à part ou dans l’incorporateur (avant aspiration), il faudra ajouter de l’huile végétale dans la même quantité que l’huile essentielle. Dans cet exemple, nous déciderons de créer une solution concentrée à 2% de géraniol, ce qui équivaut à 2/0,88 x 10 x 50 L = 1,1 L de géraniol. Il faut donc ajouter 1,1 L d’huile végétale (de préférence l’huile d’olive qui résiste bien aux fortes chaleurs et permettra une meilleure stabilité de la préparation) puis 1,1 L d’huile essentielle de géraniol ou de géraniol pur à 98%. Ensuite, rajouter 0.4 mg de tensio-actif à nouveau (le tensio-actif s’ajoute en plusieurs fois pour éviter que le produit ne mousse) et 500 mL d’eau. Enfin, il faudra dynamiser (agiter) le tout avant utilisation. Il faudra ensuite incorporer la préparation dans le pulvérisateur et traiter la parcelle de 1 ha.
Une autre manière de réaliser la nanoémulsion a également été réalisée sur des cultures de concombre contre le Botrytis. Du géraniol commercial 98% (111 µL) a été dissous dans de l'éther diéthylique (3 mL pour faciliter la solubilisation), suivi de l'ajout de dodécyl sulfate de sodium (19,5 mg qui a un effet détergent et antifongique) et d’eau pure (30 mL) pour la préparation de la nanoémulsion lors de l’étude réalisée dans les cultures de concombre. Cette préparation a permis de traiter 3 plants seulement. Pour 1 ha de plants de concombre, il faudrait donc 185 mL de géraniol 98%, dans 5 L d’éther diéthylique avec 32,5 g de dodécyl sulfate de sodium et 50 L d’eau pure.
Ces nanoémulsions sont à vaporiser directement sur les feuilles des plantes.
Géraniol dans des produits déjà préparés et commercialisés
Des produits disponibles à base de géraniol sont également commercialisés et déjà prêts à l’emploi :
- Fongicides pour vignes (contre la pourriture grise) et fruits à pépins (contre Gloeosporiose et autres maladies de conservation)
- Cagenoleta (3,3% de géraniol).
- Eugeti (6,6% de géraniol).
- Trigemol (6,6% de géraniol).
- Mevalone (6,6% de géraniol).
Ces quatre biopesticides sont sous forme de capsules, qui une fois diluées avec de l'eau dans la cuve du pulvérisateur, forment une suspension (émulsion). Lorsqu'elle est pulvérisée, l'émulsion diluée permet une application uniforme et précise de l'ingrédient actif sur la culture, ce qui est essentiel pour une lutte efficace contre les ravageurs.
Voici les modalités à respecter quant à l’utilisation de ces fongicides :
| Dose max d’emploi | Nombre max d’application | Stade d’application | Délais avant récolte | Intervalle minimum entre applications | Espace minimum avant une zone aquatique |
|---|---|---|---|---|---|
| 4 L/ha | 4 | Min : 60 max : 89 | 3 jours pour les raisins de cuve et les fruits à pépins
7 jours pour les raisins de table |
7 jours | 5 m |
- Nématicide (Meloidogyne sp) pour les cultures de tomates, aubergine, poivrons, fraisier et cucurbitacées à peau non comestible
- Cedroz (contient 12,1% de géraniol) = nématicide (Meloidogyne sp) pour les cultures citées précédemment
L’application de ce produit se fait par système d'irrigation en goutte à goutte.
Voici les modalités à respecter quant à l’utilisation de ce nématicide :
| Dose max d’emploi | Nombre max d’application | Stade d’application | Délais avant récolte | Intervalle minimum entre applications | Espace minimum avant une zone aquatique |
|---|---|---|---|---|---|
| 9 L/ha | 6 | Min : 10 Max : 89 pour les cultures de tomates, aubergine, poivrons, fraisier et cucurbitacées à peau non comestible
Min : 00 Max : 89 pour les fraisiers |
1 jour(s) | 9 L/ha | 6 |
- Acaricide contre les poux rouges des volailles :
Ce produit agit immédiatement par contact et se pulvérise dans le bâtiment même en présence des animaux sur les parois à raison de 50 à 100 mL/m². Il peut être appliqué tous les 2 ou 3 mois et en cas de forte infestation, peut être renouvelé 8 jours après la première application.
Équipements de sécurité
Le géraniol provoque une irritation de la peau. D'un faible potentiel sensibilisant, il devient un sensibilisant plus puissant après métabolisation (c’est-à-dire lorsqu’il se dégrade dû à un mauvais stockage). Le géraniol extra et l'acétate de géranyle ne sont pas considérés comme des sensibilisants. Aucune donnée sur la toxicité chronique, la cancérogénicité ou la reprotoxicité chez l'homme n'est actuellement disponible (décembre 2023).
Avant d’utiliser le produit, il faut s’équiper de protection individuelle (EPI).
Coût
Le prix des biopesticides à base de géraniol se situe entre 20 euros pour 500 mL (pour le spray anti poux rouge des volailles) et 56 euros pour 1 L de géraniol pur à 98%. De l’huile essentielle à 96% pure est aussi disponible, pour 0.5 L le prix est de 139 euros.
Stockage
Il est essentiel de conserver le produit dans son emballage d'origine hermétiquement fermé afin d'éviter toute contamination ou altération. Le géraniol doit être conservé dans un endroit frais, sec et bien ventilé, à l'abri de la lumière directe du soleil. Comme de nombreux composés chimiques, le géraniol est inflammable et doit être conservé à l'écart des sources de chaleur, des flammes ou des produits chimiques réactifs.
Avantages
Les avantages du géraniol sont multiples : il possède un large spectre d’efficacité (propriétés insecticides, fongicides, nématicides) et agit sur de nombreuses cultures sans effets toxiques pour l’environnement (pas de résidus s'il est utilisé avec les bons dosages et biodégradable). Le géraniol est également classé comme non dangereux pour les organismes aquatiques.
Limites
- Efficacité variable selon les conditions environnementales. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour optimiser les formulations et les méthodes d'application.
- Résidus potentiels : Le géraniol a une persistance et la possibilité de laisser des résidus sur les cultures peut varier en fonction de plusieurs facteurs :
- Dégradation : Le géraniol est dégradé plus rapidement dans l'environnement par des processus naturels tels que l'exposition à la lumière du soleil (dégradation photochimique) et les réactions chimiques avec l'air ou l'eau (oxydation).
- Dosage et fréquence d'application : Une utilisation ou une fréquence d'application excessive peut potentiellement conduire à une accumulation de résidus.
- Délai d'attente avant la récolte : Il est essentiel de respecter les délais recommandés par le fabricant pour permettre au produit de se décomposer et de minimiser la présence de résidus au moment de la récolte.
- Potentielle résistance[2] au géraniol : Bien qu’aucune étude n’ait encore prouvé que des cas de résistance existent concernant les différents cas décrits ci-dessous, cela ne signifie pas que cela est impossible. En effet, des études ont démontré le développement possible d'une résistance en utilisant des traitements répétés avec des biopesticides tels que l'huile de neem sur des populations de pucerons du pêcher.
Exemples d'utilisation
Lutte contre le mildiou dans les exploitations viticoles[3]
- Identification du problème : Le vigneron observe des signes de mildiou sur les feuilles des vignes, notamment des tâches brunâtres et un feutrage blanc caractéristique de ce type de maladie.
- Choix de la formulation : Le vigneron opte pour une formulation à base d'huile essentielle de géranium, riche en géraniol. Il choisit une solution émulsionnable (huile essentielles incorporées dans de l’eau pure avec d’autres ingrédients décrits plus haut) pour faciliter une application uniforme.
- Dosage : Concentration à 2% de géraniol dans la solution (soit 1,1 L de géraniol utilisé par hectare). Cette concentration est jugée suffisante pour lutter contre le mildiou tout en minimisant tout risque de phytotoxicité sur les vignes.
- Mode d'application : La solution de géraniol est appliquée par pulvérisation foliaire. Le vigneron effectue cette opération tôt le matin, lorsque les conditions météorologiques sont propices (absence de pluie, faible vent) pour maximiser l'adhérence du produit sur les feuilles.
- Fréquence d'application : Le vigneron établit un calendrier d'application en fonction du cycle de vie du mildiou et des conditions météorologiques. Il décide d'appliquer le géraniol toutes les deux semaines pendant la saison propice au développement du mildiou.
- Surveillance : Le vigneron surveille attentivement l'état des vignes après chaque application. Il prend des notes sur l'évolution des symptômes du mildiou et ajuste si nécessaire la fréquence d'application ou la concentration en fonction des observations.
- Intégration dans une stratégie globale : Le traitement au géraniol s'inscrit dans une stratégie plus large de gestion intégrée comprenant des pratiques culturales, une surveillance régulière et, si nécessaire, d'autres méthodes de lutte biologique.
Dissuasion de la ponte de la pyrale de l'aubergine[4]
Parmi les utilisations répertoriées, on trouve la dissuasion de la ponte de la pyrale des pousses et des fruits de l'aubergine (Leucinodes orbonalis). Il s'agit d'un lépidoptère ravageur que l'on trouve actuellement en Asie du Sud et du Sud-Est.
Lorsque le géraniol dilué (28 mL d’huiles essentielles incorporés par litre d’eau pure, pour une solution finale concentrée à 2,5 % de géraniol) est pulvérisé sur la plante avant la ponte du papillon, ce qui correspond à la période de floraison et de fructification de l'aubergine, on observe une réduction notable de la ponte sur la plante (> 90 %). Le géraniol est un moyen de dissuasion de l'oviposition (l’odeur perturbe le comportement des femelles).
Inhibiteur de la croissance fongique du Botrytis sur concombre[5]
Une autre utilisation connue du géraniol est l'inhibition de la croissance de la " pourriture grise " Botrytis cinerea sur les plants de concombre, où il a été utilisé dans deux types de formulations : l'une est un spray de géraniol dilué (solution à 2,5 % de géraniol, soit 29 mL de géraniol concentré à 98 % par litre d’eau), et l'autre est sous la forme de nanoémulsions de géraniol (solution à 1 % de géraniol, soit 10 mL d’huile essentielle par litre d’eau). Les deux ont été préparées pendant l'étude expérimentale et appliquées par pulvérisation sur toute la plante. La concentration efficace pour inhiber la pourriture grise pour la préparation de nanoémulsion de géraniol est beaucoup plus faible que celle du géraniol dilué uniquement et était efficace pendant une plus longue période de temps. La formulation sous forme de nanoémulsion serait un choix plus favorable.
Pour un hectare de culture, il faudrait donc réaliser une nanoémulsion de 50 L, comprenant 568 mL d’huile essentielle de géraniol, 50 L d’eau pure ainsi que 500 mg de tensio-actif comme le sodium laureth sulfate et également 568 mL d’huile végétale comme l’huile d’olive.
Effet du géraniol sur le nématode Meloidogyne javanica [6]
Une autre étude a montré que le géraniol a un fort effet toxique sur les nématodes à galles Meloidogyne javanica qui affectent les plants de tomates. Un produit à 98 % de géraniol a été testé à différentes concentrations après dilution dans de la terre en pot afin d'observer l'effet toxique sur les nématodes. Il s'est avéré qu'il avait un effet paralysant et qu'il inhibait la différenciation et l'éclosion des œufs de nématodes pour des concentrations de 0,5 % (5,1 mL de géraniol à 98 % / 1 L d’eau pure) à 1 % de géraniol (11,5 mL de géraniol à 98 % / 1 L d’eau pure).
Le nématicide Cedroz (qui contient 12,1 % de géraniol) peut être utilisé s’il s’agit de cultures de tomates, aubergine, poivrons, fraisier et cucurbitacées à peau non comestible et éviterait à l’agriculteur de devoir préparer son produit. En utilisant ce produit, il faut 9 L /ha, le nombre d’applications maximal est de 6 par an et l’intervalle entre chacune d’elles est de 5 jours.
Géraniol utilisé pour la protection des prunes contre la pourriture brune : Monilinia fructicola après la récolte [7]
Un article rapporte que le géraniol semble très prometteur dans l'amélioration de l'efficacité des enrobages comestibles pour préserver la qualité des prunes (Prunus salicina Lindl.) pendant le stockage. Incorporé dans des enrobages à une concentration de 0,2 % (ce qui équivaut à 2 mL de géraniol 98 % par litres d’enrobages) composés d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) et de gomme arabique (GA), le géraniol a démontré sa capacité à réduire de manière significative l'incidence et la gravité de la pourriture brune (Monilinia fructicola), une maladie post-récolte courante. Dans la même étude, il s'est également avéré qu'il maintenait la fermeté du fruit et retardait les changements de couleur sans compromettre la maturité interne et la qualité des prunes.
Géraniol utilisé pour lutter contre l'acarien rouge de la volaille, Dermanyssus Galunae [8]
La toxicité du géraniol pour Dermanyssus gallinae a été étudiée in vitro en laboratoire. Il s’agit de l'ectoparasite le plus nuisible économiquement pour les poules pondeuses en Europe car il cause des cas d’anémie (poule affaiblie et stressée), la transmission de maladies (salmonelle par exemple) et une production perturbée (diminution de la ponte, décoloration du jaune, œufs tâchés).
L'exposition de D. gallinae à des concentrations de 0,5, 1 et 2 % de géraniol sur une période de 24 heures a entraîné une mortalité de 100 % de D. gallinae à toutes les doses utilisées. Puisque l'efficacité in vivo du géraniol contre D. gallinae n'a pas été évaluée, il est possible que les résultats ne soient pas les mêmes selon les variables environnementales. La concentration en géraniol devra donc probablement être ajustée pour avoir des effets.
Dans l'expérience, ils ont utilisé du géraniol "FulltecInsect Killer Concentrate 30% Geraniol", concentré à 3 % de géraniol par litre. « Stop Poux Repell », qui se présente sous forme de spray, a une action ovicide, larvicide et adulticide. Il agit immédiatement par contact, est biodégradable et se pulvérise dans le bâtiment même en présence des animaux sur les parois à raison de 50 à 100 mL/m². Il peut être appliqué tous les 2 ou 3 mois et en cas de forte infestation, peut être renouvelé 8 jours après la première application.
- ↑ Santra HK, Banerjee D. Antifungal activity of volatile and non-volatile metabolites of endophytes of Chloranthus elatior Sw. Front Plant Sci. 2023 May 17;14:1156323. doi: 10.3389/fpls.2023.1156323. PMID: 37265637; PMCID: PMC10229785.
- ↑ Myriam Siegwart, Benoit Graillot, Christine Blachere Lopez, Samantha Besse, Marc Bardin, Philippe C. Nicot, and Miguel Lopez-Ferber, Resistance to bio-insecticides or how to enhance their sustainability: a review, Front Plant Sci. 2015; 6: 381. Published online 2015 Jun 19. doi: 10.3389/fpls.2015.00381
- ↑ Pérez-Álvarez, Sofia Marinozzi, Teresa Garde-Cerdán, Gianfranco Romanazzi, Influence on grape aromatic compounds of natural fungicides used for the control of downy mildew, First published: 08 February 2022, https://doi.org/10.1002/jsfa.11814
- ↑ Rituparna Ghosh, Dennis Metze, Surhud Sant, Maroof Shaikh, Ashish Deshpande, Dnyaneshwar M. Firake, Sagar Pandi, Chemical ecology of Himalayan eggplant variety's antixenosis: identification of geraniol as an oviposition deterrent against the eggplant shoot and fruit borer, 2023, https://doi.org/10.1111/nph.18877
- ↑ Nathalie N. Kamou, Natasa P. Kalogiouri, Panagiota Tryfon, Anastasia Papadopoulou, Katerina Karamanoli, Catherine Dendrinou-Samara, and Urania Menkissoglu-Spiroudi, Impact of Geraniol and Geraniol Nanoemulsions on Botrytis cinerea and Effect of Geraniol on Cucumber Plants’ Metabolic Profile Analyzed by LC-QTOF-MS, 2022, doi: 10.3390/plants11192513
- ↑ Nasiou E, Giannakou IO. Effect of geraniol, a plant-based alcohol monoterpene oil, against Meloidogyne javanica. European Journal of Plant Pathology. 2018 Nov 15;152:701-10.
- ↑ Asgarian ZS, Palou L, Souza RF, Quintanilla PG, Taberner V, Karimi R, Pérez-Gago MB. Hydroxypropyl Methylcellulose and Gum Arabic Composite Edible Coatings Amended with Geraniol to Control Postharvest Brown Rot and Maintain Quality of Cold-Stored Plums. Foods. 2023 Aug 7;12(15):2978.
- ↑ George DR, Biron JM, Jolly G, Duvallet G, Sparagano OA. Toxicity of geraniol solution in vitro to the poultry red mite, Dermanyssus galinae. Parasite. 2009 Dec;16(4):319-21. doi: 10.1051/parasite/2009164319. PMID: 20092065.
