Alimentation en eau de la vigne: impacts sur la ...

Département fédéral de l'économie,

de la formation et de la recherche DEFR

Agroscope

www.agroscope.ch I une bonne alimentation, un environnement sain

Mai 2016

Alimentation en eau de la vigne:impacts sur la physiologieet la qualité

V. Zufferey et J.-L. Spring

2VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016

PRESENTATION

Importance de l’eau pour la vigne

transferts d’eau dans la plante

effets sur la croissance, la photosynthèse, la transpiration…

accidents physiologiques (apoplexie, folletage, embolie…)

effets sur le potentiel qualitatif des raisins et vins

Indicateurs du stress hydrique

Impacts des techniques culturales hauteur du feuillage, surface foliaire exposée, densité de plantation…

entretien du sol, enherbement…

porte-greffe

sensibilité variétale/ effet terroir


ANNEES

18601880

19001920

19401960

19802000

2020

PR

EC

IPIT

AT

ION

S (

mm

)

200

400

600

800

1000

1200

Moyenne mobile SIONMoyenne mobile GENEVE

Précipitations annuelles, données Stations météorologiques

de SION et de GENEVE (1864-2015)


Précipitations annuelles, données Stations météorologiques

de Changins, Pully et Aigle (1986-2015)

Années

1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Pre

éc

ipit

ati

on

s a

nu

elles

(m

m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Moyenne mobile CHANGINS

Moyenne mobile PULLY

Moyenne mobile AIGLE


Prévisions pour les précipitations

en Suisse (horizon 2030-2050)

selon Frei, FOE Berne (2005)

-10% à -20% en été

statuquo printemps-

automne

+10% hiver

étéprint. automnehiver


Conséquences du réchauffement climatique

Augmentation de l’évapotranspiration

Diminution des réserves en eau du sol

Disponibilité de l’azote du sol?

Années

18601880

19001920

19401960

19802000

2020

Te

mp

éra

ture

mo

ye

nn

e (

°C)

14

15

16

17

18

19

20

Moyenne mobile SIONMoyenne mobile GENEVE

Températures moyennes

enregistrées de mai

à fin septembreDonnées météo suisse,

Stations météorologiques

SION et GENEVE

1864-2015

2003

1978

1947

1912

2015


Croissance foliaire et des rameaux

Croissance des baies, division cellulaire (après nouaison)

Croissance racinaire (?)…

Activité foliaire (photosynthèse, transpiration)

Accidents physiologiques (embolie, folletage des baies)

Développement des arômes (effet °C), anthocyanes (éclairement)

Accumulation des sucres dans les baies

Grossissement des baies après la véraison

très sensible

moins sensible

Pourquoi l’alimentation hydrique est-elle si importante?

Sensibilité de la vigne à la restriction en eau


Potentiel hydrique des rameaux (bars)

-15-10-50

Ta

ux

re

lati

fs (

%)

0

20

40

60

80

100

Photosynthèse

Croissance des rameaux

Poids des baies

humide sec

Stress hydrique

Croissance- Photosynthèse- poids des baies

à la véraisonRiesling, Geneva NY 2011


Arrêt de croissance des apex (Chasselas)


Observation de la vigne

Symptômes de stress hydrique au champ


Sécheresse et canicule

Accidents physiologiques

thylloses, embolies,

perturbations de la maturation…


La notion de stress hydrique doit prend en compte:

La période d’apparition du stress, son intensité et sa durée


Itinéraire hydrique souhaité

Débourrement-floraison: aucune contrainte hydrique

(bon développement végétatif, surface foliaire)

Nouaison-véraison: développement d’une contrainte hydrique modérée

(arrêt de la croissance, maintien de la photosynthèse)

Maturation: maintien de la contrainte modérée

(favorable à l’accumulation des sucres dans les baies

et organes de réserve, synthèse composés phénoliques)


Transferts de la sève brute et élaborée dans la baie

Photos, Rogiers et al. (2001)

Pré-véraison Post-véraison

Les baies sont alimentées:

par les vaisseaux du xylème (sève brute: eau et minéraux)

et par le phloème (sève élaborée: saccharose, acides aminés)

Réseau de vaisseaux périphériques et de l’axe central


Les phases de la croissance des baies

Phase I: phase de croissance herbacée

(5-6 semaines) multiplication cellulaire

Phase II: phase de ralentissement

10-15 jours, peu avant la véraison

Phase III: reprise de la croissance

(grandissement cellulaire)

Jours après la floraison

0 25 50 75 100

Po

ids

de

s b

aie

s

(g)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Absence de stress hydrique

Stress hydrique modéré

Stress hydrique élevé

I

II

III

Zufferey et Smart (2004)

Syrah

Absence de stress hydrique

Stress hydrique élevéStress hydrique modéré


Phase I: croissance herbacéePollinisation provoque le départ de la croissance de l’ovaire

suivie ou non de la fécondation (apyrénie, parthénocarpie)

1 à 4 pépins en général

Période floraison-nouaison:

Abondance du pollen dans l’air,

la température,

Alimentation en eau

stress hydrique ( ↓ taux de nouaison et de la fertilité pour l’année suivante)

Période nouaison-véraison:

Stress hydrique: ↓ poids des baies ( ↓ multiplication cellulaire).


Phase II: peu avant la véraisonRalentissement de la croissance des baies

Inversion de l’équilibre hormonal (accumulation d’ABA)

L’eau parvient par le xylème à la baie (jusqu’à la véraison)

Après la véraison: la voie phloémienne est privilégiée

Phase III: reprise de la croissance par grandissement cellulaire

Enrichissement en sucres= moteur de l’accroissement en volume

Saccharose déchargé dans la vacuole de la baie,

→ diminution du potentiel osmotique → afflux d’eau

Afflux de sucres maximal?, butoir? Élasticité des pellicules…

2 possibilités:

↑ [sucres] et ↓volume (conditions très sèches et chaudes, Australie, Californie)

↓ [sucres] et ↑volume (fortes pluies en fin de maturation après période sèche,

déséquilibre de l’alimentation en eau des baies)


Avant la véraison

La sève brute transite par le xylèmeLa croissance des baies sensible au stress hydrique: bien connectées au xylèmeLes baies peuvent transmettre l’eau aux feuilles

Après la véraison

La croissance des baies est moins sensible au stress hydrique: “les baies sont protégéesdes variations hydriques de la plante”Les baies ne transmettent pas l’eau aux feuilles(l’inverse est possible, pluies en fin de maturation)

YGRAPPES= -10 bars

YGRAPPES= -20 bars

Les baies accumulent des sucres

Chute du potentiel osmotique

YFEUILLES= -15 barsYFEUILLES= -15 bars

Selon A.Lakso (2011)


En fin de maturation des raisins

Afflux de sucres neutralisé ?

Teneur en sucres maximale ou butoir ? Élasticité des pellicules…

La sur-maturationDiminution du volume de la baie, flétrissement et forte concentration en sucres

Facteurs externes et physiologiques

Terroirs à restriction hydrique, air sec, vent desséchant…

Limitation des flux d’eau par le phloème

Transpiration de la baie > afflux d’eau (phloème)

(reflux d’eau vers la plante)

Jours après floraison

0 20 40 60 80 100 120

Tra

ns

pir

ati

on

(m

g/h

eu

re/b

aie

)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5 JourNuit


Alimentation hydrique

et teneur en sucres des raisins de Gamaret (terroirs vaudois 2009)

faible modéré fort

Niveaux de stress


Alimentation hydrique et types de vins recherchés

Vins blancs aromatiques

Contrainte hydrique légère (à modérée) et progressive

vers la fin de la période véraison-maturité (favoriser la photosynthèse et l’accumulation des sucres et des précurseurs aromatiques)

Vins rouges fruitésContrainte hydrique modérée et progressive dès la véraison

Vins plus concentrés, structurés, vins rouges de garde

On cherchera à atteindre une contrainte modérée (à forte) et progressive

à partir de la véraison et durant la maturation(favoriser la réduction de la taille des baies, favoriser la concentration et la synthèse des composés phénoliques,

anthocyanes)


Impacts du terroir

et des techniques culturales

Terroirs

Systèmes de conduite- Orientation des rangs, densité de plantation

- Hauteur de la haie foliaire (surface foliaire)

Rendement

Entretien du sol (enherbement…)

Matériel végétal (porte-greffe/cépage)


RESERVE UTILE DES SOLS

Etude des terroirs viticoles vaudois

0 50 100

150

200

250

Pro

fon

deu

r d

u s

ol

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

GR > 5mm

R 1-5mm

r < 1mm

0 5 10 15 20

Racines/m2 RU (mm)

(RU) entre 50 et 300 mm


Terroirs vaudois 2001- 2003 (La Côte)

Suivis hydriques de la vigne,

Chasselas

180 210 240 270 300

Date (n° jour)

180 210 240 270 300

Po

ten

tie

l h

yd

riq

ue

de

ba

se

(bars

)

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

RU < 100 mm

RU 100-150 mm

RU > 150 mm

180 210 240 270 300

2001 2002 2003

FAIBLE

MODEREE

FORTE

NULLE


Etude des terroirs viticoles vaudois

Potentiel hydrique de base moyendurant la saison (bars)

-6-5-4-3-2-10

Po

ids

de

s b

aie

s (

g)

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0 200120022003

Potentiel hydrique de base moyendurant la saison (bars)

-3-2-1

Bo

is d

e t

ail

le p

ar

sarm

en

t

(g/m

ètr

e lin

éaire)

40

60

80

100

120 saison 2001saison 2002

Alimentation en eau de la vigne:

effets sur la vigueur et le poids des baies

Chasselas


Potentiel hydrique de base (bars)

-7-6-5-4-3-2-10

So

nd

ag

e (

°Oe)

65

70

75

80

85

La Côte

Bonvillars

Chablais

ALIMENTATION EN EAU ET SUCRES DES BAIES

Terroirs vaudois 2003

CONTRAINTE FAIBLE MODEREE FORTE


Orientation des rangsL’orientation E-O expose des feuilles à l’éclairement saturant

de manière très longue (plan SUD du palissage)

Densité de plantation élevée → tendance à augmenter les risques de stress hydrique

(surtout sur sol peu profond, réserve hydrique faible)

Hauteur de feuillage (surface foliaire exposée) importante→ consommation plus rapide de la réserve hydrique du sol

par évapotranspiration plus élevée

→ Potentiels hydriques foliaires plus négatifs (= stress hydrique)

Essai de hauteur de feuillage, Leytron, interligne 1.2m (mi-août)

Chasselas H = 80 cm: -6.0 bars (potentiel hydrique de nuit)

Chasselas H = 120 cm: -6.8 bars


Rendements importants (essais >1.5 kg/m2)

→ augmentent la sensibilité au stress hydrique

(uniquement si le déficit hydrique est élevé)

Essais à Leytron Chasselas et Gamay

1 et 2 grappes/rameau (6-12 grappes/cep)

→ Rapport feuille-fruit équilibré

(1 à 1.4 m2 SFE/kg raisin)

Chasselas


Entretien du sol,

Couverture herbeuse

Type d’enherbement

L’enherbement valorise les pluies d’automne et d’hiver

(reconstitution des réserves en eau du sol,

lutte contre l’érosion, favorise la structure des sols)

Pendant le cycle végétatif:

- Concurrence pour l’eau et l’azote avec la vigne

- Assèche les horizons de surface et peut limiter la minéralisation de l’azote

- Peut réduire la croissance végétative, redistribution du système racinaire

→ interactions complexes entre l’état hydrique et l’alimentation azotée


Gestion de l’enherbement

Choisir des types d’enherbement peu concurrentiels pour l’eau

Exemple Orge des rats

10 juin15 janvier

Septembre à Changins!15 juillet


Po

ten

tiel h

yd

riq

ue d

e b

ase

(bars

)

-6

-5

-4

-3

0

Lenta

Hordeum murinum

Trifolium subterraneum

Trifolium repens

Bromus tectorum

16.0

7.20

03

1.08

.200

3

23.0

8.20

03

Moye

nne

Gestion de l’enherbement

Essai avec des enherbements peu concurrentiels

Alimentation en eau en période de sécheresse (2003)

Essai sur Chasselas

à Changins, 2003

Influence sur la concurrence en eau(Potentiel hydrique de base)


Essais d’enherbement, Chasselas /3309, Leytron

(J.-L. Spring)

Non culture

Brome des toits (bromus tectorum), 0N/50 N

Enherbement permanent mélange Schweizer 0N/50N

Enherbement permanent mélange OH 0N/50N

Résultats préliminaires:

→ stress hydrique plus marqué avec enherbement permanent Schweizer

(fétuque rouge 50%, pâturin des prés 20% et autres ray-grass…)

→ concurrence pour l’azote, croissance plus faible, faible vigueur

→ Bon comportement du brome des toits (peu concurrentiel pour l’eau)


non culture 0N Brome des toits 0/50N

mélange Schweizer 0/50N mélange OH 0/50N


Espèces peu concurrentielles pour l’enherbement.

Contrainte hydrique. Leytron 2013 - 2014

Delt

a C

13

-26

-25

-24

-23

-22

-21

0

2013

2014

NC0N

Brome50N

Schw.0N

Schw.50N

OH0N

OH50N

Brome0N

Contrainte hydriquemodérée

Contrainte hydrique forte

Contrainte hydriquefaible


Matériel végétal

Résistance des porte-greffes à la sécheresse

SECHERESSE HYDROMORPHIE

3309C résistance faible faible

5BB résistance moyenne à faible tolérant

5C résistance moyenne assez tolérant

Fercal résistance moyenne à faible tolérant

161-49 résistance moyenne faible

41B résistance moyenne à faible faible

Riparia résistance faible faible

101-14 faible moyenne

SO4 moyenne à faible assez tolérant

Gravesac moyenne assez tolérant


Po

ten

tie

l h

yd

riq

ue

de

nu

it (

ba

rs)

Suivis de l’alimentation hydrique de différents porte-greffesPinot noir, 2007-2010, Leytron


Stress faible

Stress modéré

Stress faible

Alimentation en eau

Relation entre les valeurs de potentiels hydriques

et le rapport isotopique C13/C12

divers porte-geffes, Pinot noir 2006-2010, Leytron


Sensibilité des cépages à la sécheresse

Les cépages blancs (Chasselas, Arvine, Sylvaner…)

- sensibles à la restriction en eau

- régulation stomatique, diminution de la photosynthèse

- perturbation dans la maturation des raisins (faible accumulation des sucres)

- défoliation marquée

- pertes aromatiques

- perte de typicité des bouquets, astringence, amertume en bouche

- diminution d’accumulation d’azote dans les raisins, et organes de réserves?

Les cépages rouges (Pinot, Gamay, Humagne, Cornalin…)

- moins sensibles de manière générale à la sécheresse

- maintien plus marqué de la photosynthèse

- contrainte modérée favorable à l’accumulation des sucres

et des composés phénoliques, notamment des anthocyanes

- vins plus structurés, vins de garde…

- si sécheresse trop forte: tanins durs et astringents


Considérations générales

Avec des précipitations annuelles supérieures à 700 mm,

l’irrigation de la vigne n’est indiquée que dans des cas très particuliers

(jeunes vignes sur sols très secs, sols avec très faible réserve en eau

<70-100mm, conditions climatiques hors norme)

Les cépages blancs (Chasselas) sont sensibles à la sécheresse

avec des conséquences sur l’alimentation minérale (azote des raisins)

et la qualité des vins

Les cépages rouges semblent supporter un stress relativement marqué

(qualité des vins)

La résistance à la sécheresse dépend également du niveau de rendement

Sur vignes en production attendre jusqu’à ce que des symptômes

clairs de restriction se manifestent (arrêt de croissance,

position des feuilles et des vrilles…) mais avant le jaunissement des feuilles

Les quantités apportées ne doivent couvrir au maximum que les besoins de

7 à 10 jours (30-40 mm)


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