Journée Technique Viti-Oeno AREDVI · Contexte général • La vigne : une plante cultivée en...

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Sensibilité des cépages à la contrainte hydrique Journée Technique Viti-Oeno AREDVI 26 février 2008 Eric LEBON INRA - Montpellier SupAgro, UMR 759 LEPSE Ecophysiologie des Plantes sous Stress Environnementaux [email protected]

Transcript of Journée Technique Viti-Oeno AREDVI · Contexte général • La vigne : une plante cultivée en...

Sensibilité des cépages à la contrainte hydrique

Journée Technique Viti-Oeno AREDVI

26 février 2008

Eric LEBON INRA - Montpellier SupAgro, UMR 759 LEPSE Ecophysiologie des Plantes sous Stress [email protected]

Contexte général

• La vigne : une plante cultivée en conditions «sub-optimale»

-> Qualité technologique

• Ces conditions correspondent à une restriction progressive de l’alimentation en eau au cours du cycle

-> Contrainte hydrique modérée

Contexte général

• Les « deux » viticultures

Rheingau, Allemagne, Lat.50°N Colchagua, Chili,Lat.34°S

-> Choix de conditions pédoclimatiques particulières

-> Adaptation des techniques de culture

Contexte général

• Des systèmes de production vulnérables au changement climatique

-> Fréquence accrue d’épisodes de sécheresse sévère dans certaines zones où la vigne est traditionnellement cultivée en pluvial

Syrah Pic St Loup Août 2006

Contexte général

• Des systèmes de production vulnérables au changement climatique

-> Fréquence accrue d’épisodes de sécheresse sévère dans certaines zones où la vigne est traditionnellement cultivée en pluvial

-> Problèmes de partage de ressources en eau de plus en plus limitées dans certaines régions irrigués

Syrah Pic St Loup Août 2006 Talca, Chili Novembre 2007

Contexte général

• Les possibilités d’adaptation :

-> Évolution des techniques culturales (conduite, irrigation …)

-> Adaptation du matériel végétal (greffon, porte-greffe)

Contexte général

• Les possibilités d’adaptation :

-> Évolution des techniques culturales (conduite, irrigation …)

-> Adaptation du matériel végétal (greffon, porte-greffe)

Mécanismes impliqués dans le contrôle stomatiqueLes résistances à la sécheresse

Chateauneuf de Gadagne, Août 2003

Les résistances à la sécheresse

• Cépage tolérant à la sécheresse = Génotype capable de limiter ses pertes de rendement et de qualité en situation de stress hydrique

Les résistances à la sécheresse

• Cépage tolérant à la sécheresse = Génotype capable de limiter ses pertes de rendement et de qualité en situation de stress hydrique

• Cépage efficient pour l’utilisation de l’eau = Génotype capable de produire à un niveau de rendement et qualité tout en limitant ses besoins en eau

Les résistances à la sécheresse

• Cépage tolérant à la sécheresse = Génotype capable de limiter ses pertes de rendement et de qualité en situation de stress hydrique

• Cépage efficient pour l’utilisation de l’eau = Génotype capable de produire à un niveau de rendement et qualité tout en limitant ses besoins en eau

• Cépage résistant à la sécheresse = Génotype capable de survivre à une période de sécheresse extrême

Les résistances à la sécheresse

Tolérance

RésistanceEfficience

?

?

?

Les résistances à la sécheresse

Tolérance

RésistanceEfficience

?

?

?

• Des relations qui restent à expliciter chez la vigne

Mécanismes impliqués dans le contrôle stomatiqueBases de la tolérance à la sécheressechez la vigne

• Gestion d’un compromis entre photosynthèse et transpiration à l’échelle du cycle voire de plusieurs cycles successifs

CO2Eau

Bases de la tolérance à la sécheresse

Bases de la tolérance à la sécheresse

• Structure de la plante :

Pellegrino et al, Plant Soil 2004

1. Un enracinement profond qui maximise les quantités d’eau disponible

Soil water content (m3 m-3)0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Dep

th (c

m)

0

50

100

150

200

250

26/0404/09

e

26/0428/0518/0629/0611/0726/0709/0823/0804/09

Evolution saisonnière du profil d’humidité du sol. Syrah/110R, Aspères (30)

Bases de la tolérance à la sécheresse

• Structure de la plante :

Trambouze et al, Agri.For.Met 2001

2. Un couvert discontinu :-> Transpiration potentielle réduite-> Couplé à l’atmosphère -> rôle central du contrôle stomatique dans l’ajustement de la transpiration

Juin Juillet Août

TR=TP=2 à 3.5mm.j-1

TR=1 à 2 mm.j-1

Evolution de la transpiration potentielle

et réelle au cours de deux cycles végétatifs

Syrah/R110, Roujan (34)

0

10

20

30

40

50

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120 140 160 180 200 220 240 260

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Profondeurde sol (m)

Fraction d’eau transpirable du sol(FTSW)

Pluviométrie (mm)

joursD’après Lebon et al . FPB 2003

Déf

icit

hydr

ique

cr

oiss

ant

Bases de la tolérance à la sécheresse

Fraction d’eau transpirable du sol (FTSW)

• Réponses au déficit hydrique :

Bases de la tolérance à la sécheresse

1 Régulation des surfacestranspirantes

1. Adaptation sur le long terme

• Réponses au déficit hydrique :

2 Régulation de l’ouverture stomatique

Bases de la tolérance à la sécheresse

1 Régulation des surfacestranspirantes

• Réponses au déficit hydrique :

2. Adaptation sur le court terme

Différences de sensibilité dans la réponse des fonctions de production au déficit hydrique

Fraction d'eau transpirable

0.00.20.40.60.81.0

Vale

ur r

elat

ive

par

rapp

ort

à un

e vi

gne

bien

irri

guée

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Adaptation des structures

1Déficit hydrique croissant

Croissancedu rameau principal

Croissancedes entrecoeurs

Bases de la tolérance à la sécheresse• Réponses au déficit hydrique :

d’après Lebon et al . AOB 2006

Fraction d'eau transpirable

0.00.20.40.60.81.0

Vale

ur r

elat

ive

par

rapp

ort

à un

e vi

gne

bien

irri

guée

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2Déficit hydrique croissant

Croissancedu rameau principal

Croissancedes entrecoeurs

Conductance stomatique

Adaptation des structures

1

Régulation stomatique

2

Bases de la tolérance à la sécheresse• Réponses au déficit hydrique :

Différences de sensibilité dans la réponse des fonctions de production au déficit hydrique

d’après Lebon et al . AOB 2006

Fraction d'eau transpirable

0.00.20.40.60.81.0

Vale

ur r

elat

ive

par

rapp

ort

à un

e vi

gne

bien

irri

guée

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Croissancedu rameau principal

Croissancedes entrecoeurs

Déficit hydrique croissant

Conductance stomatique

Photosynthèse

Adaptation des structures

1

Régulation stomatique

2

Bases de la tolérance à la sécheresse• Réponses au déficit hydrique :

Différences de sensibilité dans la réponse des fonctions de production au déficit hydrique

d’après Lebon et al . AOB 2006

Fraction d'eau transpirable

0.00.20.40.60.81.0

Vale

ur r

elat

ive

par

rapp

ort

à un

e vi

gne

bien

irri

guée

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Croissancedu rameau principal

Croissancedes entrecoeurs

Déficit hydrique croissant

Conductance stomatique

Photosynthèse

Adaptation des structures

1

Régulation stomatique

2

Bases de la tolérance à la sécheresse• Réponses au déficit hydrique :

Différences de sensibilité dans la réponse des fonctions de production au déficit hydrique

d’après Lebon et al . AOB 2006

Quelle variabilité génétique pour ces traits?

Quelle variabilité génétique pour ces traits ?

• En l’absence de contrainte hydrique -> forte variabilité de la conductance stomatique maximale (Gsmax), de la photosynthèse maximale (Anmax) et de l’efficience d’utilisation de l’eau (WUEi)

D’après Bota et al Ann. appl. Bot 2001

Mesures des échanges gazeux sur 22 cultivars (origine Baléares) cultivés en pots en

l’absence de contrainte hydrique

Stomatal conductance (mol.m-2.s-1)0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Ass

imila

tion

(µm

ol C

O2

m-2

s-1

)

4

6

8

10

12

14

16

18

20

ALeArg

Bat

Boa

Cal

Cap

Esc

Esp

Fog

GarGir

Gru

Mal

ManMao

Mol

Mon

Pre

Qui

Sab

ChaCab

Assimilation (µmol CO2 m-2.s-1)4 6 8 10 12 14 16 18 20

WU

Ei (

µmol

CO

2 m

ol H

2O-1

)30

40

50

60

70

80

90

ALe

Arg

Bat

BoaCal

Cap

Esc

Esp

Fog GarGir

Gru

MalMan

MaoMol

Mon

Pre

Qui

SabCha

CabChar.Cab S.

Quelle variabilité génétique pour ces traits ?

Predawn leaf water potential (MPa)

-1.5 -1.0 -0.5 0.0

Max

imal

sto

mat

al c

ondu

ctan

ce (m

mol

m2

s-1)

0

100

200

300

400

500

Syrah Grenache

Predawn leaf water potential (MPa)

-1.5 -1.0 -0.5 0.00

100

200

300

400

500

MarselanEkigaina

D’après Prieto 2007 (np)

Syrah/Grenache Marselan/Ekigaïna

• En situation de contrainte hydrique -> variabilitésignificative du contrôle stomatique et de la photosynthèse

Quelle variabilité génétique pour ces traits ?

Predawn leaf water potential (MPa)

-1.5 -1.0 -0.5 0.0

Max

imal

sto

mat

al c

ondu

ctan

ce (m

mol

m2

s-1)

0

100

200

300

400

500

Syrah Grenache

Predawn leaf water potential (MPa)

-1.5 -1.0 -0.5 0.00

100

200

300

400

500

MarselanEkigaina

D’après Prieto 2007 (np)

Syrah/Grenache Marselan/Ekigaïna

• En situation de contrainte hydrique -> variabilitésignificative du contrôle stomatique et de la photosynthèse

Quelle variabilité génétique pour ces traits ?

Predawn leaf water potential (MPa)

-1.5 -1.0 -0.5 0.0

Max

imal

sto

mat

al c

ondu

ctan

ce (m

mol

m2

s-1)

0

100

200

300

400

500

Syrah Grenache

Predawn leaf water potential (MPa)

-1.5 -1.0 -0.5 0.00

100

200

300

400

500

MarselanEkigaina

D’après Prieto 2007 (np)

Syrah/Grenache Marselan/Ekigaïna

• En situation de contrainte hydrique -> variabilitésignificative du contrôle stomatique et de la photosynthèse

Quelle variabilité génétique pour ces traits ?

D’après Prieto 2007 (np)

Syrah/Grenache Marselan/Ekigaïna

• En situation de contrainte hydrique -> variabilitésignificative du contrôle stomatique et de la photosynthèse

Cépage

Syrah Marselan Grenache Mourvèdre Ekigaina

Con

duct

ance

sto

mat

ique

(mol

m2 s

-1)

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

Conductance stomatique à Ψbase=–0.6MPa

-> Un « essai » de typologie du comportement des cépages (Schultz, 2003)

Stratégie de type « Évitement » ou « Comportement isohydrique »

- Sensibilité stomatique au dessèchement du sol accrue - Limitation de la transpiration- Economie en eau favorable

mais- Photosynthèse réduite (T°foliaire excessive, faible conductance

stomatique)

1

Cépage « type » = Grenache, Marselan, Ekigaina (?)

Quelle variabilité génétique pour ces traits ?

-> Un « essai » de typologie du comportement des cépages (Schultz, 2003)

2 Stratégie de type « Tolérance » ou « Comportement anisohydrique »

- Sensibilité stomatique au dessèchement du sol plus faible limitée- Maintien d’un niveau de transpiration et photosynthèse significatif en

situation de contrainte hydrique élevéemais

- Risque de se trouver en situation de contrainte extrême (mortalité ?)

Cépage « type » = Syrah, Mourvèdre (?)

Quelle variabilité génétique pour ces traits ?

Quels liens avec la qualité ?

Conclusion

1. Changement climatique impose une réflexion sur l’évolution de l’encépagement

-> Besoin « urgent» de références

2. Bien définir la notion de « résistance » à la sécheresse -> « Tolérance » dans la plupart des cas

3. Mécanismes de tolérance bien identifiés mais relations entre eux mal connues-> Stratégies d’adaptation des cépages à

expliciter

4. Lien avec la production (Rdt, qualité) à faire

Merci de votre attention !