FR2663815A1 - Composition et application comme agent antiappetant d'esters de saccharose. - Google Patents

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Jouy Nicolas
Bessiere Jean-Marie
Bordat Dominique
Fruchier Alain
Baccou Jean-Claude
Sauvaire Yves
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Universite Montpellier 2 Sciences et Techniques
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Universite Montpellier 2 Sciences et Techniques
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Abstract

La présente invention a pour objet une composition utilisée comme agent antiappétant contre les insectes ravageurs de cultures végétales dont les cycles biologiques comportent un stade dévoreur de feuilles. Cette composition est composée de molécules d'esters de saccharose avec des acides gras, dont seulement cinq des groupes hydroxy de la molécule de base de saccharose sont estérifiés et correspondent à des groupes acyles quelconques, identiques ou différents, suivant la formule générale suivante: (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

Composition et application comme agent antiappétant d'esters de
saccharose
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet une composition et une application comme agent antiappétant d'esters de saccharose.
Le secteur technique de l'invention est le domaine de l'agriculture.
Une des applications principales de l'invention est l'extraction ou la fabrication de molécules que l'on incorpore dans un agent de dilution pour être pulvérisé sur des cultures telles que légumières afin de repousser les insectes ravageurs de ces cultures.
Depuis toujours, les plantes subissent en effet l'assaut d'insectes qui s'en nourrissent mais disposent contre eux de systèmes de défenses propres comme toutes espèces végétales et animales qui développent et synthétisent elles-mêmes des moyens naturels contre ces prédateurs. Cependant, la sélection par l'homme de plantes à haut rendement économique a affaibli ces propriétés défensives propres et a provoqué l'extension de prédateurs alors bien nourris : pour combattre ceux-ci, qui dans certaines régions sont de véritable fléaux destructeurs, on a utilisé des pesticides et des insecticides de synthèse puissants tels que les produit chlorés, organophosphorés et même à base de mercure, qui ont permis de sauver de la famine des populations entières.Cependant, les végétaux, de mieux en mieux sélectionnés pour leurs propriétés alimentaires, ont perdu la plupart de leurs défenses naturelles et la résistance des insectes à ces pesticides s'est accru par le jeu naturel de la sélection génétique.
De plus, les insecticides apparaissent maintenant, et sont effectivement, un danger pour l'environnement : les problèmes posés à l'échelle mondiale par les pesticides classiques sont de plus en plus importants en toxicité, pollution, rémanence, accumulation...
L'opinion publique s'en émeut et de nombreux fabricants et laboratoires recherchent des molécules et des produits de substitution dont le but est plus antiappétant qu'insecticide, et qui ne soit pas polluant pour l'environnement ; les pesticides et aussi les herbicides restent en effet nécessaires pour maintenir les rendements des cultures actuelles.
Ainsi, depuis plusieures années, différents produits nouveaux sont étudiés et proposés dans ce domaine, mais certains sont toujours considérés toxiques, même s'ils le sont moins que les précédents, tel que celui enseigné dans la demande de brevet FR 2509580 déposée le 09/07/1982 par la société SANDOZ sous priorité d'un brevet anglais et intitulé "l-Phenyl-1,2,3 triazoles utilisables comme antiappétants et leur préparation" ; ce brevet a été déchu en 1986, bien qu'il soit un des seuls brevets publiés et connus à ce jour en France et revendiquant la fonction et l'application d'un produit comme agent antiappétant.D'autres molécules de synthèse portent plutôt sur les fonctions et les applications d'insecticides ou d'acaricides certaines de ces molécules sont associées à des familles de produits à base soit de saccharose, soit d'acide gras dans lesquelles se situent la présente invention. On peut citer par exemple
- la demande de brevet FR 2543555 déposée le 29/03/1983 par la société BEGHIN SAY et intitulée txanthate ou thiocarbamate de saccharose, application comme acaricide, procédé de synthèse décrivant une nouvelle famille de saccharose substitué donc par des xanthates ou des thiocarbamates et qui est annoncé comme ayant de surprenantes et excellentes propriétés acaricides, mais les composés de substitution ont déjà par eux mêmes cette propriété, et les produits ainsi obtenus sont toxiques ; de plus, ils ne sont pas cités comme antiappétant ou insecticide et ont donc une action limitée,
- le brevet FR 2447681 déposé le 31/01/1979 par la S.A.R.L
ARSENE VALERE décrit un procédé d'obtention d'associations stables de pyréthrine, qui est un insecticide en lui même et issu de substances naturelles, d'au moins d'une essence de type lavande ou citronnelle, et d'un ester d'acide gras et de polyol, pour obtenir justement un produit à action insecticide,
- le brevet US 85406277 déposé le 22/11/1977 par la société
PETERSON PURITAM inc. enseigne une émulsion eau-dans-huile pour différentes applications en aérosol, dont la préparation d'insecticide, et comprenant un ester partiel d'un acide gras et d'un polyalcool aliphatique saturé.
Tous ces brevets portent en fait essentiellement sur l'utilisation de molécules naturelles ou de synthèse déjà connues en tant qu'insecticides ou acaricides, en association avec d'autres molécules ou produits émulsifiants pour obtenir un mélange qui est bien sûr lui aussi d'application insecticide ou acaricide, mais sans décrire et/ou revendiquer de nouvelles molécules à base de saccharose et/ou d'acide gras qui aient spécifiquement cette action et qui soient vraiment biodégradables. Par ailleurs, la littérature scientifique et de nombreuses demandes de brevets signalent de nombreuses molécules de types esters et/ou de procédé de purification ou de fabrication de celles-ci par synthèse, à partir également entre autres de saccharose, d'acides gras et de divers produits tels que des enzymes ou d'autres esters.Ainsi les esters de saccharose par des acides gras sont connus en soi en tant que produits naturels préexistants dans la nature et/ou en tant que produits de synthèse, mais aucun n'est cité à ce jour comme ayant en tant que tel des propriétés antiappétantes et s'accrochant suffisamment sur les couches superficielles des feuilles après pulvérisation, pour s'y fixer pendant une période assez longue et active, évitant d'avoir à pulvériser ces produits trop souvent : la plupart des insecticides connus sont souvent en effet lessivés par les pluies.
Or, le problème posé est de trouver des molécules qui soient compatibles et acceptables par l'environnement naturel et biodégradables, et qui puissent être utilisables avec des solvants pour des pulvérisations sur des cultures afin de protéger celles-ci contre les insectes et pendant une durée d'efficacité la plus longue possible, essentiellement par des caractéristiques antiappétantes ; il était tentant pour cela de revenir en fait à la source, et de rechercher dans les espèces végétales sauvages des molécules qui permettent la défense naturelle de ces végétaux, les extraire et/ou de les fabriquer par synthèse et de les utiliser ensuite dans une application de protection de cultures par pulvérisation extérieure certains fabricants ont développé cette stratégie pour chercher de nouveaux pesticides, moins persistants dans l'environnement, et peu nocifs pour l'homme. Une autre stratégie est d'incorporer dans les végétaux de nouvelles substances pour les rendre auto-résistants ceci peut être obtenu par croisement génétique ou par manipulation génétique et incorporation de gènes ; ces méthodes sont cependant très longues coûteuses et ne permettent pas à priori de protéger toutes les espèces. La présente invention peut répondre à ces deux stratégies bien que la première soit la plus rapide et la plus efficace à court terme, et est donc préférentiellement développée.
Ainsi, une solution au problème posé est une composition utilisée comme agent antiappétant contre les insectes ravageurs de cultures végétales dont les cycles biologiques comportent un stade dévoreur de feuilles laquelle solution est composée de molécules d'esters de saccharose avec des acides gras, dont seulement trois au moins à cinq au plus des groupes hydroxy de la molécule de base de saccharose sont estérifiés et transformés en des groupes acyles quelconques, identiques ou différents, les autres groupes hydroxy non estérifiés restant libres.
D'une manière préférentielle lesdits esters sont de formule générale telle que
Figure img00040001

dans laquelle ceux sont les trois hydroxy primaires qui sont libres et les cinq groupes R1 à R5 qui correspondent auxdits groupes acyles.
Suivant un mode d'obtention de la composition comprenant lesdits esters, on extrait les produits contenant ces derniers par tout moyen connu à partir de feuilles de Lycopersicon cheesmanii. on purifie lesdits produits par plusieurs opérations de fractionnement connus, et on dilue les produits finaux obtenus dans un solvant support dans un dosage correspondant à l'effet désiré.
Le résultat est une application nouvelle de cesdits esters comme agent antiappétant, et même, suivant la dose de dilution. comme agent insecticide ; ces esters peuvent être réalisés par synthèse chimique ou extraits donc d'origine naturelle telle que dans la plante citée précédemment ; ils sont ainsi soit naturels, soit reconstitués, mais dans tous les cas de part leur composition, ils sont compatibles avec l'environnement et biodégradables.Leur projection sur lesdites cultures à la surface des feuilles par pulvérisations foliaires peut se faire à différentes doses de préférence assez faible, de toute façon à une dose maximale de dilution de 500g/litre de mélange correspondant à une composition liquide comprenant lesdits esters et un solvant organique, et de préférence entre 10 et 60 g/litre : en effet, l'application principale est d'obtenir une fonction antiappétant qui ne détruise pas tous les insectes car certains d'entre eux constituent une faune auxiliaire utile susceptible de détruire, ou du moins de limiter la pullulation d'insectes ravageurs.
Un produit plutôt antiappétant, comme dans la présente invention, a donc plus d'intérêt qu'un produit insecticide pour la défense des cultures.
Dans certains cas, cependant, il peut être intéressant d'appliquer un produit insecticide : les esters décrit dans la présente invention peuvent être utilisés également comme agent insecticide, ce n'est en fait qu'une question d'adaptation des doses de concentration. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt. La description ci-dessous cite des exemples de tests d'application avec des esters de saccharose extraits de la plante Lycopersicon cheesmanii par comparaison à d'autres réalisées par synthèse et ne répondant pas à l'application suivant l'invention.D'autres tests sont envisageables avec d'autres esters de saccharose existants connus pouvant être extraits ou synthétisés, répondant aux définitions retenues dans les revendications, qui précisent la portée et l'étendue de cette invention pour l'application recherchée et la composition de produits et mélanges correspondants à cette application.
Le déposant a en effet trouvé, lors d'essais de recherche sur les plantes que l'une d'entre elles, citée ci-dessus et qui est une espèce de plants de tomates sauvages d'Amérique du Sud, poussant dans des conditions d'environnement très dures tels que dans des sols salés, résistait à des attaques massives de mouches serpentines américaines dites "Liriomyza trifolii" ; les larves de cette espèce, particulièrement prolifiques et souvent résistantes aux insecticides conventionnels, provoquent des mines sur le feuillage de différentes espèces de fleurs coupées (Gerbera, Chrysanthème), mais aussi de cultures légumières (laitue, tomate, aubergine, cucurbitacées, etc...).Elle est présente dans les serres en Europe (Hollande,
Finlande, Allemagne, France, Espagne, Roumanie, etc...) mais aussi en plein champ en Afrique (Kenya, Ethiopie, Sénégal, Ile de la Réunion,
Bénin, Afrique du Sud) en Amérique (USA, Canada, Nexique, Costa Rica,
Brésil, Vénézuéla) en Asie (Japon, Israël). Elle est absente du continent Australien.
Afin de déterminer précisément quelle est la nature du produit, contenu dans la plante ci-dessus, qui provoque la résistance de celleci contre ces mouches ravageuses, on procède à une extraction par immersion avec agitation des feuilles de L. cheesmanii dans un solvant organique tel que de préférence les alcools, notamment l'éthanol ou le dichlorométhane : on fractionne la solution liquide obtenue, dont le rendement d'extraction est de 0,11 à 0,13 % de la matière fraîche des feuilles, par chromatographie sur colonnes, en une dizaine de sous produits différents.On effectue de nouveaux tests avec des larves de la même espèce sur des feuilles d'un légume tel que sur des plants de haricots, dont les résultats sont donnés ci-après et sur lesquelles ont été pulvérisés ces sous produits ; on sélectionne celui qui donne un résultat équivalent à la solution d'origine, puis on refractionne et on recommence l'opération jusqu'à obtenir un sous produit composé de molécules de la même famille moléculaire, quiet alors identifiée, après donc au moins quatre étapes de fractionnement, comme étant des esters de saccharose par des acides gras à trois fonctions alcool libre : leur noyau central est identique mais les cinq groupements acyles d'acides gras sont très variés et leurs analyses montrent qu'ils peuvent être de différentes sortes, mais principalement de structure acétyl, valéryl et lauryl.
A titre de confirmation et de démonstration de l'activité antiappétante des esters de saccharose extraits des feuilles de
Lycopersicon cheesmanii contre la mouche L. trifolii qui est citée ci ci-dessus comme étant à l'origine de la mise en évidence de la présente invention, on relève les résultats ci-après conformément à la procédure d'essai suivante
- on pulvérise 3 ml d'une solution à 35 mg.ml-l d'esters de saccharose extraits suivant le procédé ci-dessus dans le dichlorométhane, sur 3 plants de haricots au stade de premières feuilles. Les plants sont placés dans une cage avec 30 femelles de L.
trifolii pendant 20 heures, en salle de culture. Au bout de ces 24 heures de parasitage, les femelles sont éliminées. Un témoin est constitué de 3 plants de haricots pulvérisés uniquement avec le solvant (dichlorométhane) et parasités dans les mêmes conditions. Les mines formées sont comptées 4 jours après et leurs nombres comparés au témoin Plusieurs répétitions sont effectuées et donnent le résultat suivant
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Plus généralement, on retient, en application comme agent antiappétant contre les insectes ravageurs de cultures végétales dont les cycles biologiques comportent un stade dévoreur de feuilles, des esters de saccharose avec des acides gras dont seulement trois au moins et cinq au plus des groupes hydroxy de la molécule de base de saccharose sont estérifiés et transformés en des groupes acyles quelconques identiques ou différents, les autres groupes hydroxy restant libres. Ces esters sont utilisés comme agent antiappétant contre les insectes ravageurs de cultures végétales dont les cycles biologiques comportent un stade de dévoreurs de feuilles.
Préférentiellement et sans se restreindre aux molécules spécifiques citées et identifiées précédemment, ces esters comportent cinq groupes acyles quelconques de C2 à C24 qui sont considérés actifs de la même façon, compte tenu de la grande variété de composés naturels trouvés dans les feuilles de L. cheesmanii.
Parmi les groupes acyles saturés possibles, on peut citer, outre ceux ci-dessus : le propyl, le butyryl, le valéryl, le capryl, l'isovaléryl, le palmityl, le stéaryl, le lignocéryl, le nervonyl, et parmi les groupes acyles insaturés l'oléyl, le linoélyl et le linolényl.
Tous les esters de saccharose convenant pour l'invention sont substitués sur les groupes hydroxy secondaires.
D'autres essais ont été alors effectués pour confirmation avec des solutions du sous produit final purifié contenant ces molécules et extrait des feuilles du L. cheesmanii, pulvérisé sur le feuillage de différentes espèces potagères (choux, haricot, tomate, courgette), afin de connaître les effets éventuels produits sur quatre autres espèces de ravageurs particulièrement importants. Au cours des essais, il est à noter qu'aucun signe de phytotoxicité du produit n'est apparu sur les espèces maraîchères traitées. La quantité de produit déposé sur les feuilles lors des tests était de l'ordre de 57 microg/cm2.
Parmi les quatre autres différents tests effectués, on peut citer les deux exemples de tests suivants avec d'une part la coccinelle Henosepilachna réticulata qui est un insecte polyphage sur cultures maraîchères et dont les ravages sont désastreux dans les pays africains de la zone équatoriale (Zaïre, Congo, Gabon) où la consommation des feuilles de cucurbitacée est importante, et d'autre part la teigne des crucifères Plutella xylostella qui est un ravageur inféodé au chou, au navet et au cresson, présente sur tous les continents,notamment en Martinique, au Gabon, en Thaïlande, en
Indonésie et au Japon, et devenant de plus en plus résistante aux insecticides conventionnels.
Le premier exemple de test avec la coccinelle H. réticulata s'est effectué sur des feuilles de courgettes suivant le procédé et les relevés suivants
- on pulvérise 3 ml d'une solution à 35 mg.ml-l d'esters de saccharose dans le dichlorométhane, sur des feuilles de courgettes excisées dont la tige trempe en permanence dans un récipient d'eau. La surface des feuilles totalise environ 350 cm2. Chaque feuille est disposée dans une boîte transparente aérée placée en salle de culture.
Chaque feuille reçoit soit des larves âgées d'environ 10 jours d'H.reticulata, soit des adultes d'H.reticulata. Un témoin est constitué de feuilles de courgettes, pulvérisées uniquement avec le solvant (dichlorométhane) et parasitées dans les mêmes conditions. Le pourcentage de surface de feuille dévorée est mesuré et comparé aux dégâts sur témoin après 24 heures et 48 heures.Plusieurs répétitions sont effectuées et donnent les résultats suivants :
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Le deuxième exemple de test avec la teigne P. xylostella s'est effectué sur des feuilles de choux suivant le procédé et les relevés suivant :
- on pulvérise 3 ml d'une solution à 35 mg.ml-1 d'esters de saccharose dans le dichlorométhane, sur des feuilles de choux excisées. La surface des feuilles totalise environ 350 cm2. Chaque feuille est disposée dans une boîte transparente aérée placée en salle de culture. Chaque feuille reçoit 20 larves de P. xylostella âgées de 9 jours environ. Un témoin est constitué de feuilles de choux pulvérisées uniquement avec le solvant (dichlorométhane) et parasitées dans les mêmes conditions. Le pourcentage de surface de feuille dévorée est mesuré et comparé aux dégâts sur témoin après 24 heures et 48 heures.Plusieurs répétitions sont effectuées et donnent les résultats suivants
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D'autres tests ont été effectués avec la noctuelle de la tomate "Héliothis armigera" dont la chenille est défoliatrice puis s'attaque au fruit et qui cause de gros dégâts dans les cultures de tomates sous serres (Europe) ou de pleins champs (Afrique). Une autre espèce H.zéa occasionne les mêmes dégâts sur le continent américain.
De même, des tests ont été conduits avec la pyrale africaine du choux Crocidolomia binotalis Zeller, qui est présente uniquement sur le choux et dont la chenille dévore le limbe des feuilles ne laissant que les nervures. Elle est également présente en Extrême-Orient où elle occasionne des dégâts aux cultures de Petsaï (Choux chinois).
Les résultats de ces différents essais ont été particulièrement concluant comme pour les deux cités en exemple précédent. En effet, s'il a été observé une diminution de 80 à 90 % des mines de L.
trifolii sur le feuillage des plants traités, la diminution également des dégâts observés sur la surface de feuille dévorée par les chenilles de C. binotalis, et de H. armigéra est de l'ordre de 70 % au cours des premières 24 heures, proche de 90 % au bout de 48 heures.
L'utilisation des insecticides est un facteur important d'amélioration de la productivité des cultures. Malheureusement, les problèmes liés à la surconsommation des pesticides traditionnels sont nombreux comme déjà évoqué précédemment : pollution de l'environnement (sol et air), résidus trop importants dans les récoltes, développement d'un marché de pesticides "pirates", voire interdits, (surtout dans les pays en voie de développement), résistance de plus en plus importante de certaines espèces de ravageurs.C'est pourquoi, la recherche et l'utilisation de molécules d'origine naturelle à des fins antiappétantes et insecticides est des plus souhaitables, particulièrement en cultures maraîchères : les molécules suivant l'invention répondent à cette application avec les conditions de biodégradabilité voulue, qu'elles soient donc extraites de la feuille de L. cheesmanii, qui est à l'origine de son extraction et de ces preuves d'efficacité, qui ont été trouvées d'une manière surprenante et inconnue à ce jour, ou d'autres feuilles de plantes sources, notamment les solanacées : l'extraction du produit peut être réalisée par tout procédé connu physique, notamment par presse, mais également par immersion desdites feuilles dans un solvant organique avec agitation, et on purifie par plusieures extractions liquides-liquides.
I1 peut être envisagé également de la reproduire de manière synthétique en lui gardant ses qualités d'efficacité et de biodégradabilité par synthèse chimique à partir de saccharose. Ces produits contenant les molécules d'esters de saccharose suivant la présente invention peuvent être utilisés également en mélange avec des produits susceptibles d'avoir une action synergique. De même, il est judicieux d'exploiter les propriétés surfactantes de ces esters de saccharose en les associant avec d'autres insecticides ou acaricides afin de mieux fixer ces derniers à la surface des feuilles des plantes traitées par pulvérisation.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Composition utilisée comme agent antiappétant contre les insectes ravageurs de cultures végétales dont les cycles biologiques comportent un stade dévoreur de feuilles caractérisée en ce qu'elle est composée de molécules d'esters de saccharose avec des acides gras, dont seulement trois au moins à cinq au plus des groupes hydroxy de la molécule de base de saccharose sont estérifiés et transformés en des groupes acyles quelconques, identiques ou différents, les autres groupes hydroxy non estérifiés restant libres.
2. Composition suivant la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits groupes acyles d'acides gras sont des groupes linéaires ou ramifiés de C2 à C24.
3. Composition suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que lesdits esters de saccharose comportent cinq groupes acyles.
4. Composition suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la formule générale desdits esters de saccharose est la suivante
Figure img00120001
dans laquelle ce sont les trois hydroxy primaires qui sont libres et les cinq groupes R1 à R5 qui correspondent auxdits groupes acyles.
5. Composition suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisée en ce que lesdits esters de saccharose comportent principalement des groupes acétyl, valéryl et lauryl.
6. Procédé d'obtention de la composition suivant l'une quelconque des revendications 3 et 5 caractérisé en ce que l'on extrait les produits contenant lesdits esters de saccharose par tout moyen connu à partir de feuilles de L. cheesmanii, on purifie lesdits produits par plusieurs opérations de fractionnement connus, et on dilue les produits finaux obtenus dans un solvant support dans un dosage correspondant à l'effet désiré.
7. Procédé d'obtention de la composition suivant la revendication 6 caractérisé en ce qu'on effectue l'extraction desdits produits par immersion desdites feuilles dans un solvant organique avec agitation, et on purifie par plusieurs extractions liquideliquide.
8. Application d'esters de saccharose par des acides gras, dont seulement trois au moins à cinq au plus des groupes hydroxy de la molécule de base de saccharose sont estérifiés et transformés en des groupes acyles quelconques identiques ou différents, les autres groupes hydroxy restant libres, caractérisé en ce que ces esters sont utilisés comme agent antiappétant contre les insectes ravageurs de cultures végétales dont les cycles biologiques comportent un stade dévoreur de feuilles.
9. Application d'esters de saccharose suivant la revendication 8 caractérisé en ce que ces esters comportent cinq groupes acyles de
C2 à C24.
10. Application d'esters de saccharose suivant la revendication 9 caractérisée en ce que ces esters sont de formule générale telle que
Figure img00130001
dans laquelle ce sont les trois hydroxy primaires qui sont libres et les cinq groupes R1 à R5 qui correspondent auxdits-groupes acyles.
11. Application d'esters de saccharose suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisée en ce que lesdits esters comportent principalement des groupes acétyl, valéryl et lauryl.
12. Application d'esters de saccharose suivant l'une quelconque des revendications 8 à 11 caractérisée en ce que lesdits esters sont pulvérisés sur lesdites cultures à une dose maximale de dilution de 500 g/litre de mélange correspondant à une composition comprenant lesdits esters et un solvant organique.
13. Application d'esters de saccharose suivant l'une quelconque des revendications 8 à 12 caractérisée en ce que ces esters sont utilisés comme agent insecticide.
14. Application d'esters de saccharose suivant la revendication 12 caractérisée en ce que lesdits esters sont pulvérisés à une dose comprise entre 10 et 60 g/litre.
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