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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
3VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
4VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
5VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
6VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
7VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
8VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
9VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
Arrêt de croissance des apex (Chasselas)
10VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
Observation de la vigne
Symptômes de stress hydrique au champ
11VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
Sécheresse et canicule
Accidents physiologiques
thylloses, embolies,
perturbations de la maturation…
12VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
La notion de stress hydrique doit prend en compte:
La période d’apparition du stress, son intensité et sa durée
13VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
14VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
15VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
16VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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).
17VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
18VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
19VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
20VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
Alimentation hydrique
et teneur en sucres des raisins de Gamaret (terroirs vaudois 2009)
faible modéré fort
Niveaux de stress
21VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
22VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
23VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
24VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
25VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
26VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
27VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
28VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
29VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
30VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
31VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
32VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
33VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
non culture 0N Brome des toits 0/50N
mélange Schweizer 0/50N mélange OH 0/50N
34VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
35VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
36VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
37VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
38VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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
39VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
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)
40VITIPLUS / Canton de Vaud mai 2016
Agroscope
une bonne alimentation, un environnement sain
Merci de votre attention