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Écophysiologie et gestion de l’eau en viticultureLa qualité des vins ainsi que leur typicité surtout en termes d’expression du terroir, sont liées à une maturité ache-vée du raisin, elle-même conditionnée en premier par le contrôle d’une contrainte hydrique modérée pendant la maturation du raisin. Plusieurs travaux scientifiques sous-tendent ce phénomène. En France parmi les premiers résultats de base, citons Gérard Seguin qui a mis en relation les capacités reconnues de grands crus en Bordelais (Médoc d’abord) et l’existence d’une contrainte hydrique progressive et sans excès ; elle est rendue possible dans un sol à faible capacité d’échange hydrique avec une réserve hydrique profonde, ce qui se traduit en général par un en-racinement à double étage (en surface et en profondeur près d’une réserve en eau comme une nappe phréatique).Également Alain Carbonneau qui a défini et quantifié la notion de contrainte hydrique modérée en montrant dans plusieurs dispositifs ses conséquences favorables sur la maturité du raisin et la qualité des vins : il s’agit pendant la maturation du raisin de contrôler une restriction hydrique compatible avec le maintien d’une photosynthèse relati-vement élevée et une réduction significative de la vigueur, de façon à favoriser le bilan de carbone et le flux de sucres vers le raisin, et surtout de stimuler les métabolismes secondaires (polyphénols, certains arômes).

Le degré de contrainte hydrique a été quantifié par le potentiel hydrique foliaire de base, et des seuils ont été établis.La figure 1 (reprise dans Carbonneau et al., 2007) permet de visualiser ces phénomènes. Plusieurs stratégies techniques permettent de contrôler une contrainte hydrique modérée pendant la maturation du raisin en application des résultats de l’écophysiologie de la vigne vis-à-vis de l’eau.

ContactsAlain Carbonneaucarbonne@supagro.inra.fr

Professeur de viticulture à Montpellier SupAgro

Hernan Ojeda ojeda@supagro.inra.fr

Directeur de l’Unité expérimentale

Inra de Pech Rouge

https://www1.montpellier.inra.fr/pechrouge

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Figure 1 - Réponses physiologiques de la plante entière – photosynthèse, vigueur, production, carbone disponible pour le raisin à l’intensité de la contrainte hydrique pendant la maturation, mesurée par le potentiel hydrique foliaire de base moyen de la période.

Stratégie 1 – Favoriser la croissance des racines vers la profondeur du sol par le système de culture 1.1) Préparation du sol La préparation du terrain avant plantation est un facteur connu depuis longtemps pour

conditionner le futur développement des racines, notamment en profondeur ; mais il est important de le rappeler d’emblée. Le choix de la technique est fonction de la nature du sol : défoncement avec une grande charrue s’il n’y a pas de risque de formation d’une semelle de labour notamment en sols meubles, ni de remontée d’horizons calcaires; plus généralement sous-solage avec une sous-soleuse munie de petits socs en triangle; ripage avec des rippers à grandes et longues dents dans le cas de sols pierreux (suivi généralement d’épierrage et de concassage), ou lorsque l’on cherche à favoriser en premier la profondeur de l’enracinement.

1.2) Entretien du sol Dans cette optique et indépendamment du problème de pollution des eaux, le désherbage chimique est à éviter car il tend à limiter l’enracinement en surface. Les labours classiques sont adaptés à la problématique, mais peuvent à l’opposé détruire trop de racines superficielles, et favoriser l’érosion. L’enherbement contrôlé en

intensité et durée de la concurrence apparaît comme la meilleure solution. En effet, il induit une concurrence entre les racines de la vigne et celles de l’herbe, avec pour conséquence à terme un meilleur développement des racines de la vigne en profondeur ; pour autant,

cette compétition induit une consommation supplémentaire d’eau et de minéraux : ceci peut être favorable en sol riche, mais doit être compensé par un complément d’irrigation et de fertilisation dans les autres situations. L’enracinement profond est connu en tout cas pour sécuriser l’alimentation en eau de la vigne en période sèche, et dans certains sols favoriser la qualité. L’avantage induit par l’augmentation du taux de matière organique des sols sur la capacité d’échange hydrique et minéral, n’est sans doute pas négligeable avec l’enherbement. Sous le rang, divers types de mulch peuvent apporter une économie d’eau par limitation de l’évaporation.

1.3) Conduite de la planteLes effets combinés de la géomé-trie de plantation et de l’architecture de la végétation sur le développement des racines, en particulier vers la profondeur, ont été précisés récemment à l’issue des essais de systèmes de conduite en terroir sec sur Syrah au domaine Inra de Pech Rouge. Il convient à la fois de favoriser globalement la crois-sance des racines, en particulier au printemps lorsqu’elle est très active, et pour cela, il faut agir sur les bilans énergétique et hydrique en favorisant l’interception du rayonnement ou la Surface Foliaire Exposée (SFE); également planter large entre les rangs (3m et plus) afin d’obtenir des troncs puissants à par-tir desquels de grosses racines se ramifieront, sachant qu’une racine grosse dès le départ du tronc à une propension élevée à aller profond ; et en même temps stimuler la ‘plongée’ des racines vers la profondeur en rapprochant les ceps sur le rang(0,8-1,1m) ce qui induit une concurrence suffisante entre ceps,sachant que cette concurrence est plus rapide et plus intense sur le rang. En résumé, la croissance des racines vers le ré-servoir profond du sol est assurée par une géométrie de plan-tation ‘écartement large entre rangs et étroit sur le rang’ avec une architecture assurant une SFE relativement grande. À titre d’exemple, en 2003 dans l’essai mentionné ci-avant, la vigne large en Lyre, grâce à la puissance des racines, – avantage acquis à la fin du printemps – a mieux supporté la sécheresse que l’Espalier classique à densité plus élevée.

Stratégie 2 – Utiliser un porte-greffe à haute capacité d’ex-traction de l’eau dans le sol 2.1) Capacité d’extraction de l’eauUn phénomène central est que la tolérance à la sécheresse d’un porte greffe est liée à sa capacité élevée à extraire de l’eau en conditions restrictives dans un volume donné de sol ; les effets cumulés au cours des ans expliquent un bon enracinement dans le volume total exploitable du sol et davantage en profondeur de ces porte-greffe, sachant qu’il n’existe pas de type génétique ‘traçant’ ou ‘plongeant’ indépendamment du sol et de la sécheresse.

2.2) Morphologie des racinesIl est constaté que les génotypes à grosses racines ont des capacités meilleures que ceux à fines racines de colonisation de la profondeur du sol ; ceci se voit d’ail-leurs dans les vignes sauvages américaines qui ont servi de gé-niteurs pour la création de porte-greffe tolérants à la sécheresse (Vitis berlandieri surtout et Vitis rupestris). Cette observation est d’ailleurs en parfaite cohérence avec ce qui a été observé au niveau des effets de la géométrie de plantation. 2.3) Avenir de la sélection des porte-greffe : il paraît a priori difficile d’avoir des chances d’obtenir des porte-greffe plus tolérants à la sécheresse que le 110R ou le 140R, étant donné le haut niveau atteint par ces derniers et l’absence de réserve de géniteurs plus performants. S’ils s’avèrent insuffisants à résoudre le problème de l’adaptation à la sécheresse, en com-binaison avec un système cultural optimum, il convient d’envi-sager le recours à l’irrigation.

Stratégie 3 – Maîtriser une irrigation d’appoint favorable à la durabilité et à la qualité 3.1) Irrigation au goutte-à-goutte Dans des régions méditerranéennes tempérées comme le sud de la France, l’irrigation se conçoit comme un appoint, dans un double but de sécuriser selon les années à la fois la production et la typicité des vins.

De ce fait, l’apport hydrique doit être limité en, quantité et bien positionné dans le temps afin d’éviter les effets d’une trop forte sécheresse. La technique qui permet le mieux d’atteindre ces objectifs est l’irrigation au goutte-à-goutte, ou la micro-aspersion dans des sols très filtrants ou à l’opposé trop compacts.La période du début des irrigations doit normalement se situer après la croissance annuelle des racines qui se termine après la nouaison vers la ‘fermeture de la grappe’, soit en moyenne vers le milieu de juillet dans la région. Ce faisant, il est intéressant de noter que le développement des racines est très peu, voire pas du tout, affecté par ce mode d’irrigation ; en effet, la présence d’un ‘bulbe’ sous les goutteurs n’est pas observée ; ce phénomène n’apparaît que lorsque l’irrigation est la source en eau principale, voire unique, sous climat subdésertique et pour des sols assez riches en éléments fins ;dans ces situations d’ailleurs, la présence d’un bulbe est un avantage puisqu’il permet une grande économie de l’eau et des fertilisants (expérience de la viticulture en Israël notamment).Il faut aussi rappeler que c’est en premier la concentration de la solution nutritive qui explique la concentration des racines près des goutteurs.

3.2) Pilotage de l’irrigationLa première information à acquérir est celle de l’évolution saisonnière, avec un rythme hebdomadaire souhaitable, du bilan hydrique potentiel du vignoble, en particulier l’indice de sécheresse IS proposé par Tonietto et Carbonneau. Ainsi la tendance de l’évolution du risque de sécheresse est connue, ce qui permet notamment de définir la période des irrigations envisageables. Pour autant, et considérant que la mesure des seuils de potentiel hydrique foliaire de base qui délimitent la plage de contrainte hydrique modérée est précise, et surtout si l’on cherche à l’affiner en fonction du type de produit, l’utilisation de ce seul modèle de bilan hydrique est risquée. Elle doit être validée, au moins dans des situations références, par des mesures de potentiel hydrique foliaire de base ou d’une autre variable étalonnée sur la précédente. La figure 1 présente sur l’échelle des abscisses, les valeurs moyennes repères du potentiel hydrique foliaire de base pour la période de la maturation du raisin, sachant qu’aux vendanges le niveau de sécheresse peut être plus important qu‘à la véraison.

3.3) Décision en fonction du type de produitOjeda a proposé, sur la base des acquis précédents, un modèle de décision du pilotage saisonnier de l’irrigation en fonction du type de produit (jus de raisin, raisin de table, vin blanc à caractère de fraîcheur, vin rouge à consommer rapidement, vin de garde).La figure 2 présente ce modèle où l’on note le parcours hydrique conseillé en fonction du type de produit, avec les repères de potentiels hydriques foliaires de base ou de tige.

Stratégie 4 – Réserver des cépages tolérants à la séche-resse aux terroirs de base secs4.1) Tolérance à la sécheresse des cépagesLa tolérance à la sécheresse des cépages repose sur des stratégies différentes.Les grands types de réponses issus de ces divers travaux sont :

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1 Le comportement de type ‘évitement’ : l’Aïren – cépage blanc de la Mancha – adapte son cycle de développement en le concentrant en dehors de la période de grande sécheresse ; il peut éventuellement le terminer dès l’atténuation de la contrainte ; également les cépages très précoces (raisin de table notamment) peuvent mûrir leurs raisins avant l’arrivée de la grande sécheresse.

2 Le comportement de type ‘adaptation’ autrement appelé ‘iso-hydrique’ : la régulation de la surface foliaire notamment est relativement précoce et rapide, ce qui permet à court terme une meilleure ‘tenue’ à la sécheresse ; ce comportement est appelé ‘adaptatif ’; les génotypes qui ne possèdent pas cette capacité sont de type ‘peu adaptatif ’ ou autrement appelé ‘aniso-hydrique’.

3 Le comportement de type ‘tolérance’ : les métabolismes primaires (régulation stomatique et photosynthétique) et/ou secondaires (polyphénols) sont maintenus actifs sur une gamme relativement large de contrainte hydrique ; on peut ici considérer trois classes : ‘robuste’ lorsque la tolérance est la plus élevée possible, ensuite ‘moyen’, enfin ‘sensible’. Il est nécessaire de combiner les deux classes d’adaptation avec les trois classes de tolérance afin de classer correctement des cépages référence. Ceci donne :

‘Adaptatif – Robuste’ : Carignan (la maturité optimale n’est acquise que sous stress hydrique et thermique relativement élevé), Marselan (les métabolismes secondaires notamment sont maintenus actifs sous sécheresse).

‘Adaptatif – Moyen’ : Cinsaut (le comportement est voisin du précédent mais apparaît un peu moins tolérant ; ceci peut être compensé par une bonne valorisation de l’humidité de l’air).

‘Adaptatif – Sensible’ : Grenache (l’état hydrique est assez bien maintenu mais la maturité est médiocre par réduction d e s m é t a b o l i s m e s secondaires sous stress)

‘Peu adaptatif – Robuste’ : Syrah (des pertes de feuilles peuvent être importantes, la surface foliaire totale restant cependant suffisante, mais la maturité et la qualité sont maintenues sur une large gamme de contrainte hydrique) ; cette catégorie comprend probablement (ou bien ce pourrait être la suivante ‘Peu adaptatif – Moyen’) : Muscat d’Alexandrie, Chardonnay, Cabernet Sauvignon, Sauvignon.

‘Peu adaptatif – Moyen’ : Mourvèdre (il accuse des pertes de feuilles importantes et sa tolérance apparaît moindre que celle de la Syrah ; il peut valoriser l’humidité de l’air ; à l’opposé le grossissement des baies est excessif en l’absence de contrainte), Merlot (il est moins performant que Syrah ou Cabernet-Sauvignon).

‘Peu adaptatif – Sensible’ : Ekigaïna, Ugni blanc, Sémillon (ici le comportement manifeste une perte importante de feuilles et n’est pas assorti du maintien d’uneactivité métabolique suffisante ; le risque de stress sévère est grand).

4.2) Définition de la tolérance globale à la sécheresseIl est important de pouvoir définir une méthode de mesure de la tolérance à la sécheresse qui puisse s’appliquer aux diverses stratégies d’adaptation observées au vignoble. L’idée est de ne considérer que le bilan sur le cycle au moyen de variables relativement faciles à enregistrer, ceci quel que soit le parcours hydrique pendant le cycle (cf. 6 types différents présentés ci-avant). Le critère de la puissance a été retenu ; il s’agit de l’estimation de la quantité de matière sèche ‘MS’ produite dans la partie végétative (50% du poids des bois de taille ‘B’) et dans la partie productrice (20% du poids de récolte ‘P’), soit : MS = 0,5B + 0,2P. Afin de caractériser la tolérance globale à la sécheresse, il faut mesurer la puissance MS, d’une part en l’absence de contrainte hydrique pendant le cycle (MSmax), et d’autre part avec le niveau de contrainte considéré comme limité dans un vignoble donné (MSsec). La tolérance globale à la sécheresse ‘TS’ se définit ainsi : TS = (MSmax - MSsec) / Msmax.

4.3) Valeur viticole et œnologiqueAu final, il est de toutes façons nécessaire d’effectuer un bilan plus ciblé de la valeur viticole et œnologique de chaque cépage, en particulier dans le contexte du changement climatique. Divers éléments de la qualité et de la typicité des vins peuvent être retenus en fonction des cépages et des vignobles. C’est ainsi par exemple qu’au vu des résultats de cette dernière décennie, le choix de la Syrah avec une éventuelle irrigation d’appoint, s’avère être une meilleure stratégie que celui du Grenache dont on attend une adaptation automatique : en effet, pour un niveau de production analogue, les vins de Syrah présentent un potentiel polyphénolique significativement meilleur, de même que leurs profils aromatiques si un niveau de sécheresse modérée a pu être contrôlé pendant la maturation.

Figure 2 - Différents stratégies possibles d’irrigation en fonction de la période végétative et du type de produit recherché : (A) moût concentré, jus de raisin, vins de table et jeunes vignobles en formation; (B) vins légers, fruités; (C) vins jeunes de qualité, équilibrés mais avec prédominance du fruit sur la structure et (D) vins de qualité, concentrés, équilibrés et aptes pour le vieillissement.

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