[PDF] INFLUENCE DE LETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE

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DELOIRE, INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN, 1

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, REVUE INTERNET DE VITICULTURE ET OENOLOGIE, 2006, N° 19 INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN

A. DELOIRE

1 , H. OJEDA 2 , O. ZEBIC3

N. BERNARD

3 , J.J. HUNTER 4 , A. CARBONNEAU 1 1

Agro M - INRA, UMR 1083 " Sciences pour l'Oenologie et la Viticulture », 2 place P. Viala, F-34060

Montpellier, Cedex 1. Auteur de correspondance : deloire@ensam.inra.fr 2 INRA Unité Expérimentale de Pech Rouge, 11430 GRUISSAN, France. 3 SFERIS, 2 place P.Viala, F-34060 Montpellier Cedex 1. 4 ARC Infruitec-Nietvoorbij (The Fruit, Vine and Wine Institute of the Agricultural Research Council), Private Bag X5026, 7599 Stellenbosch, South Africa.

Introduction

L'eau est un facteur important et déterminant des terroirs viticoles. La teneur en eau de la vigne est un élément fondamental de sa croissance végétative et fructifère et de son fonctionnement physiologique et biochimique. L'évolution de l'état hydrique de la vigne au cours de son cycle de développement est un facteur clef de la compréhension des terroirs

viticoles. La qualité de la vendange, c'est à dire la qualité sanitaire du raisin, mais aussi

l'évolution biochimique de la baie (sucres, acidité totale, pH, composés phénoliques et aromatiques, potassium, azote,...) vont être déterminants pour le style de vin. Toutefois, au delà des variables climatiques eau et température, il faut rappeler que les facteurs suivants sont essentiels pour la maturation du raisin: - le système de conduite et partant l'architecture de la végétation {hauteur de la végétation et palissage (i.e. nombre de fils releveurs), distribution des rameaux sur le cordon, homogénéité du plan de palissage}, - l'équilibre surface foliaire exposée et production (SFE/P ;Kg/m2 - l'équilibre surface foliaire totale et nombre de grappes par rameau - les pratiques culturales (fertilisation, enherbement, interventions en vert, irrigation,...).

Il est important de pouvoir mesurer l'état hydrique de la vigne à l'échelle de la parcelle ou du

groupe de parcelles. Il existe de nombreuses techniques directes et indirectes (Hunter et archer 2001 ; Hunter et Myburgh, 2001 ; Gaudillère et al., 2002 ; Deloire et al., 2004). La technique de référence est incontestablement aujourd'hui le potentiel hydrique foliaire (Carbonneau, 1998 ; Hunter, 1998a, 1998b ; Choné et al., 2001 ; Ojeda et al., 2001 ; Williams et Araujo, 2002 ; Deloire et al., 2004), qui se mesure à l'aide d'une chambre à

pression (Scholander et al., 1965). Cette méthode a déjà été largement décrite par de

nombreux auteurs, dont ceux précités. Les différents types de potentiels hydriques foliaires

méritent néanmoins quelques rappels. Le potentiel hydrique foliaire de base : Le potentiel hydrique foliaire de base (phfb) a permis

d'établir de solides seuils de références, validés à l'échelle internationale (tableau 1). Le phfb

se mesure avant le lever du soleil, alors que les stomates de la plante sont fermés (figure 1).

Durant la nuit la plante a rééquilibré son état hydrique avec celui de la réserve en eau de la

fraction du sol exploitable par les racines fonctionnelles. Le phfb indique donc l'état hydrique

réel de la plante à un instant donné au cours de son cycle de développement (les unités de

mesures sont le bar ou le Mpa : 0,1 Mpa = 1 bar). Tableau 1 : Potentiels hydriques foliaires de base et état hydrique de la vigne (d'après

Carbonneau, 1998).

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, REVUE INTERNET DE VITICULTURE ET OENOLOGIE, 2006, N° 19 phfb (Ȍ b, bars) Etat hydrique de la vigne

0 à -2 contrainte hydrique absente à légère

-2 à -4 contrainte hydrique légère à moyenne -4 à -6 contrainte hydrique moyenne à forte -6 à -8 contrainte hydrique forte à sévère < -8 contrainte hydrique sévère Le potentiel hydrique foliaire journalier : Au cours de la journée, la plante consomme de l'eau, elle transpire. Le potentiel hydrique foliaire journalier (phfj) permet de mesurer la dynamique d'assèchement de la vigne au cours de la journée (figure 1). Cette dynamique

d'assèchement (vidage des réservoirs de la plante) dépend principalement : (a) de la réserve

en eau du sol et donc de l'état hydrique de la plante au lever du soleil (c'est l'intérêt de

connaître le phfb) ; (b) de l'implantation du système racinaire ; (c) du système de conduite

(surfaces foliaires totale et exposée, respectivement SFt et SFE ou indice foliaire) ; (d) du cépage (comportement physiologique de type isohydrique ou anisohydrique) (Schultz,

2003) ; (e) des pratiques culturales ; (f) de l'évapotranspiration potentielle (ETP).

Le potentiel foliaire hydrique minimum : le phfj atteint au cours de la journée une valeur minimum (en valeur négative) qui est appelée potentiel hydrique foliaire minimum (phfm) (figure 1). Figure 1 : Modèle d'évolution journalière du potentiel hydrique foliaire et moments d'occurrence des potentiels hydriques foliaires de base (phfb) et minimum (phfm) d'une souche de vigne.

Résultats et discussion

La figure 2 compare des vignes de Merlot conduites à l'identique mais d'âge différent (7 ans

et 20 ans). Les cinétiques journalières des potentiels hydriques foliaires sont différentes alors

que les potentiels hydriques foliaires de base sont les mêmes, du moins à la période où la

mesure a été faite. Les jeunes vignes ont une dynamique journalière d'assèchement plus importante que les vignes adultes. Le potentiel hydrique foliaire minimum est atteint à 10h30 mn (Ȍf - 16 bars) pour les vignes jeunes et à 14h (Ȍf - 14 bars) pour les vignes adultes. Evolution journalière du potentiel hydrique foliaire

Temps solaire vraie

-5 -10 -15 -200 Bars

Potentiels hydriques foliaires de base (phfb)

(leurs valeurs dépendent de la réserve utile du sol en relation avec l'implantation du système racinaire )

Potentiels hydriques foliaires minimums

(leurs valeurs peuvent varier en fonction du phfb en interaction avec les conditions climatiques, le système de conduite, le cépage, etc.) midimatin après-midi nuitnuit DELOIRE, INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN, 3

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Le volume et l'implantation du système racinaire sont différents alors que les indices foliaires

et les rendements, dans cet exemple, sont très proches.

Ce résultat nous conduit à avoir une réflexion sur l'équilibre entre l'indice foliaire et la densité

du système racinaire. L'évolution de l'état hydrique de la vigne au cours de la journée doit se

raisonner en fonction : a) de la réserve utile du sol et de sa variabilité en relation avec son homogénéité / hétérogénéité au niveau du système racinaire, b) de l'implantation et de la fonctionnalité du système racinaire, c) de l'équilibre entre l'indice foliaire et le densité racinaire. Le suivi de l'état hydrique de la vigne en interaction avec l'indice foliaire et le rapport SFE/P notamment semble utile pour suivre l'évolution du système racinaire dans un type de sol donné. L'utilisation de ces indicateurs de fonctionnement de la vigne pourrait nous renseigner sur : a) le nombre d'année nécessaire à l'implantation du système racinaire dans un modèle de sol donné, b) l'équilibre entre l'indice foliaire et la densité des racines. Figure 2 : Cinétiques journalières des potentiels hydriques foliaires de vignes de Merlot

conduites à l'identique. Le facteur de variation étudié est l'âge de la vigne (7 ans pour Pont

de Vassal et 20 ans pour Le Chalet). Les indices foliaires et les rendements sont proches. Les fosses pédologiques montrent une différence dans l'implantation du système racinaire entre les deux situations. Cette étude montre que la consommation en eau de la vigne doit se raisonner en fonction de deux équilibres au niveau de la plante : l'indice foliaire et la densité du système racinaire. 10 cm 20 cm 30 cm
40 cm
50 cm
60 cm
70 cm
80 cm
90 cm

100 cm

profondeur >20mm5mm << 20mm< 5mm 10 cm 20 cm 30 cm
40 cm
50 cm
60 cm
70 cm
80 cm
90 cm

100 cm

profondeur blocage de photosynthèse

250 mg sucre/ baie330 mg sucre/ baie

La complémentarité des 2 potentiels La complémentarité des 2 potentiels hydriques pour piloter le vignoblehydriques pour piloter le vignoble -20-18-16-14-12-10-8-6-4-206 8 10 12 14 16 18 20heure

Potentiel hydrique foliaire (bars)

Le chaletPont de vassal

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, REVUE INTERNET DE VITICULTURE ET OENOLOGIE, 2006, N° 19 Figure 3: Exemple de distribution équilibrée du système racinaire de la vigne. Le volume de sol disponible est complètement occupé par les racines primaires (épaisses) et secondaires (fines). C'est le type de sol et sa teneur en eau qui dicte la distribution du système racinaire. Les relations entre les potentiels, le phfb et le phfm, ne sont pas tout à fait linéaires (Carbonneau, 2002 ; Carbonneau et al., 2003). C'est pour cela qu'il faut associer les deux types de potentiels pour raisonner de façon fiable l'évolution hydrique de la plante et comprendre les conséquences des contraintes hydriques sur sa physiologie (photosynthèse, allocation du carbone aux fruits,...) et sur la dynamique globale de maturation des baies. Des indicateurs de fonctionnement de la vigne et de sa maturation en relation avec son état hydrique sont en cours d'élaboration et de validation (Hunter et Deloire, 2005). Le tableau 2 en association avec la figure 4 montrent les relations entre les seuils des potentiels hydriques foliaires de base et le fonctionnement global de la vigne (Bernard et al.,

2004 ; Deloire et al., 2004 ; Ojeda et al., 2002). La contrainte hydrique de la vigne doit se

raisonner : (i) en terme de période de survenue au cours du cycle végétatif (i.e :

débourrement - floraison ; floraison - véraison et véraison - maturation) ; (ii) de durée ; (iii)

et d'intensité (d'où l'importance d'avoir des seuils de références). Suivant l'intensité de la

contrainte hydrique, sa période de survenue et sa durée, les conséquence sur le développement de la plante et du fruit, sur les relations " vigne-raisin » et sur la dynamique de maturation ne seront pas les mêmes (Morlat, 1989 ; Van Leeuwen et Seguin, 1994 ; Carbonneau A., 2002 ; Ojeda et al, 2002 ; Deloire et al., 2004, Hunter et al., 2004). Les fonctions métaboliques principales de la vigne seront soient stimulées, soient normales, soient inhibées (tableau 2 et figure 4). C'est par la connaissance précise de l'impact de la contrainte hydrique sur la physiologie de la vigne et sur la biochimie de la baie que l'on peut alors : - diagnostiquer l'influence du terroir sur la vigne (i.e. les relations " sol-vigne- raisin ») - proposer alors des solutions techniques pour économiser l'eau de la plante ou au contraire réduire la vigueur. - proposer des itinéraires d'irrigation en fonction d'objectifs de production et de style de vin DELOIRE, INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN, 5

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, REVUE INTERNET DE VITICULTURE ET OENOLOGIE, 2006, N° 19 Tableau 2 : valeurs seuils des potentiels hydriques foliaires de base ( b, en bars) et conséquences possibles sur le fonctionnement de la vigne. Il faut noter que suivant les cépages, les seuils peuvent varier (Bernard et al., 2004). b (bars) Croissance végétative Croissance de la baie photosynthèse Maturation de la baie

0 à - 3 normale normale normale normale

-3 à -5 réduite normale à réduite normale à réduite normale ou stimulée

-6 à -9 réduite à inhibée réduite à inhibée réduite à inhibée réduite à inhibée

-9 inhibée inhibée inhibition partielle ou totale inhibition partielle ou totale Les relations possibles entre l'état hydrique de la vigne, principalement de nouaison à

maturité, et les styles de vin sont proposées par le tableau 3 et la figure 4. Ces résultats sont

complémentaires de ceux décrits par Ojeda et al. (2004). La gestion des apports d'eau à la

vigne doit être décidée en fonction d'objectifs de production préalablement définis et par

rapport à un style de vin souhaité. La mesure directe et en " continue » de l'état hydrique de

la vigne permet d'ajuster les apports d'eau au fur et à mesure du développement du végétal

et de ses raisins et en fonction de la dynamique de maturation du fruit, ceci afin de se rapprocher au mieux des objectifs de production. Le contexte doit bien sur être pris en compte pour interpréter l'état hydrique de la plante et ajuster les interventions culturales (événements climatiques, pratiques culturales, cépages, ...). Tableau 3 : style de vin rouge et état hydrique de la vigne : il s'agit d'un exemple avec le cépage Syrah. Classification des styles de vin Principales caractéristiques du vin

1 Végétal, faible concentration, acidité élevée.

2 Fruité*, faible concentration, équilibré.

3 Fruité*, concentration moyenne, équilibré.

4 Fruité*, concentration moyenne à forte,

équilibré.

5 Equilibré/déséquilibré, forte concentration,

alcooleux, confiture.

6 Astringent, déséquilibré, très alcooleux.

* Fruité : dans ce cas les notes fruits rouges sont ressorties, contrairement à d'autres situations, les notes florales de violette notamment n'ont pas été relevées.

Le tableau 3 se lit en interaction avec les figures 4, 5 et 6. Il présente les différents " style de

vin » possibles en fonction de l'état hydrique de la vigne de nouaison à maturité. La recommandation est de ne pas avoir de contrainte hydrique du débourrement à floraison ( b = 0 à -2 bars). Le style de vin sera en partie déterminé par le niveau de la contrainte

hydrique de nouaison à véraison et de véraison à maturité (figures 5 et 6). Il s'agit avant tout

d'une base de travail établie à partir de quelques cépages noirs, notamment la Syrah. DELOIRE, INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN, 6

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, REVUE INTERNET DE VITICULTURE ET OENOLOGIE, 2006, N° 19 Figure 4 : Exemple de relations possibles entre les seuils du potentiel hydrique foliaire de base, la croissance et le métabolisme de la vigne et du raisin et le style du vin (cf tableau 3).

La contrainte hydrique doit se raisonner en terme seuils de référence, de durée et de période

de survenue (stades phénologiques). Le style de vin va être fortement influencé par le vécue

hydrique de la plante et de ses raisins au cours du millésime. (vert : métabolisme normal;

orange ; métabolisme ralenti ; rouge : métabolisme inhibé ; F-V : floraison-véraison ; V-M :

véraison-maturation). La figure 5 propose des relations possibles entre l'état hydrique de la vigne, mesuré de

véraison à maturation, et un " style de vin » potentiel. La contrainte hydrique va modifier le

métabolisme de la baie, mais aussi son volume et partant le rapport pellicule/pulpe (rapport

3/R). Il en résulte une augmentation de la concentration du vin, comme cela a déjà été

largement démontré et publié par ailleurs. Les relations entre contrainte Les relations entre contrainte hydrique, vigne, raisins et vins hydrique, vigne, raisins et vins croissancecroissance végétative végétativecroissance croissance de la baie de la baie F

F--V VV V--MMphotosynthèse

photosynthèsematuration maturation du raisin du raisin de 0 à de 0 à --3 bars3 bars de de --3 à 3 à --6 bars6 bars de de --6 à 6 à --9 bars9 bars au au--delà de delà de --9 bars9 bars

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style du vinstyle du vin 1

2 - 3 - 4

4 - 5 5 - 6 DELOIRE, INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN, 7

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, REVUE INTERNET DE VITICULTURE ET OENOLOGIE, 2006, N° 19 Figure 5 : Relations possibles entre l'état hydrique de la vigne (mesuré par les potentiels hydriques foliaires de base durant la maturation du raisin) et le " style de vin ». La pratique de l'irrigation contrôlée (IC) permet de gérer (au moins partiellement) les rendements et la qualité de la vendange, dans un contexte donné (figure 6). Dans les zones

où l'irrigation n'est pas possible, on devra accepter l'évolution naturelle de l'état hydrique du

vignoble et ses conséquences sur la qualité de la vendange et le style de vin, qui changera

d'une année à l'autre en fonction des caractéristiques agro-climatiques de la parcelle (effet

millésime). Toutefois il sera possible d'intervenir sur les itinéraires culturaux pour limiter la

consommation en eau de la plante (équilibre surface foliaire exposée sur rendement, adaptation du système de conduite, choix du porte-greffe,...) et pour limiter l'épuisement de la réserve en eau du sol (pas d'enherbement, griffage du sol,...). Les relations entre contrainte Les relations entre contrainte hydrique, vigne, raisins hydrique, vigne, raisinset vinset vins

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de 0 à de 0 à --3 bars3 bars de de --3 à 3 à --6 bars6 bars de de --6 à 6 à --9 bars9 bars au au--delà de delà de --9 bars9 bars fruitéfruité corsécorsé tannique tannique DELOIRE, INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN, 8

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Figure 6 : Déférents modèles d'évolution de l'état hydrique d'un vignoble en fonction du

degré de contrainte hydrique, de la période d'occurrence (état phénologique) et du style de

vin rouge (références en tableau 3). Quelles sont les techniques/outils de mesures de l'eau dans un sol ou dans la plante, et qui permettent de prendre des décisions sur les itinéraires culturaux et l'irrigation ?

Le sol :

- La méthode du bilan hydrique (Riou et Payan, 2001) basée sur les flux d'eau au niveau du réservoir sol, est une approche intéressante pour caractériser globalement le millésime dans une région de production donnée. Cette méthode est difficilement envisageable pour le pilotage de l'irrigation d'un vignoble, en effet on estime seulement une partie des flux d'eau, la précision d'une telle approche n'est pas suffisante dans cette optique. - Les tensiomètres et autres systèmes permettant de mesurer la teneur en eau du sol sont bien sûr utilisables (Tron et al., 2000 ; Laurent et Ruelle, 2002), mais il ne faut pas oublier que l'on mesure la teneur en eau du sol, la contrainte hydrique au niveau de la plante dépend de l'implantation et de la capacité du système racinaire à utiliser cette ressource.

La vigne :

La filière viticole s'est longtemps basée sur l'empirisme et sur l'expérience pour estimer l'état

hydrique de la vigne, la gestion raisonnée de l'irrigation ne peut s'en satisfaire. L'observation des conséquences de la contrainte hydrique sur la vigne, comme la nécrose des apex ou la couleur des feuilles, ne permet pas d'agir de manière précoce et ne permet en aucun cas de

quantifier le stress hydrique de façon fiable et chiffrée. Or la qualité du pilotage de l'irrigation

et la pertinence du conseil sur les itinéraires culturaux passent par une nécessaire quantification de la contrainte subie par la plante. Les méthodes basées sur des mesures au niveau de la vigne, sont à privilégier, car elles estiment la contrainte réellement subie par la plante (Itier, 1996 ; Van Leuwen et al., 2001).

La méthode de référence est celle des potentiels hydriques foliaires largement décrite dans

le présent article. débourrement floraison - nouaison véraison maturitéPotentiel hydrique foliaire de base (MPa) 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1

Degré de la

contrainte hydrique absente à légère légère à moyenne moyenne àforte sévère

Période végétative

forte à sévère 1 2 3 4 5 6 DELOIRE, INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN, 9

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, REVUE INTERNET DE VITICULTURE ET OENOLOGIE, 2006, N° 19 Néanmoins, les potentiels hydriques foliaires ne sont pas toujours faciles à mettre en oeuvre

en routine (prix de l'équipement, temps de mesure, technicité,...). A ce titre il est nécessaire

de trouver des techniques permettant de mesurer l'état hydrique de la vigne, basées sur les

potentiels hydriques foliaires (mesures de référence), qui soient fiables et faciles d'utilisation

pour et par les professionnels de la filière viticole. La recherche appliquée au niveau international continue d'oeuvrer pour développer de nouveaux outils de mesure de l'état hydrique d'une plante ou d'un couvert végétal (multispectrale,...). Le choix d'un outil ou d'une combinaison d'outil dépendra des moyens dont dispose l'entreprise et des objectifs de production.

Conclusion

La mesure de l'état hydrique de la vigne permet au plan scientifique de comprendre le fonctionnement physiologique, biochimique et moléculaire de la plante et du raisin.

Au plan appliqué, cette mesure permet :

- de réaliser un zonage hydrique des terroirs viticoles avec le suivi de l'état hydrique de la vigne, - de suivre des parcelles en fonction du millésime et d'en assurer la traçabilité, - de connaître les conséquences des itinéraires culturaux sur l'eau de la vigne, - d'établir par parcelle et par cépage les dynamiques de maturation du raisin, - de piloter l'irrigation (où, quand, combien). Le style de vin et les rendements sont fortement dépendants de l'état hydrique de la vigne en interaction avec le climat et notamment la température (Bonnardot et al., 2002 ; Bonnardot,

2002 ; Hunter et Bonnardot, 2002 ; Vaudour, 2003). Il est aujourd'hui possible dans un terroir

donné (à l'échelle de la parcelle ou du groupe de parcelles) et dans un contexte cultural

précis, de piloter les apports d'eau ou d'adapter les pratiques culturales pour répondre à des

objectifs de production définis. DELOIRE, INFLUENCE DE L'ETAT HYDRIQUE DE LA VIGNE SUR LE STYLE DE VIN, 10

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