L'irrigation déficitaire régulée et ses applications sur cultures pérennes

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1 L'irrigation déficitaire régulée et ses applications sur cultures pérennes Pilotage de l'irrigation dans des systèmes de production fruitière économes en intrants : Vers des systèmes de cultures innovants en vergers de pêchers Gilles Vercambre, Daniel Plénet INRA - UR 1115 Plantes et Systèmes de culture Horticoles (PSH) Avignon

2 Contexte Prédominance de la qualité commerciale (aspect visuel, calibres) car forte influence sur la valeur marchande Calibre Diamètre (mm) B [61-67[ A [67-73[ Augmentation de la productivité des systèmes de culture intensification des facteurs et productivité du travail (Plénet et al, 2009) affranchissement des contraintes biotiques grâce à une protection phytosanitaire globalement très efficace AA [73-80[ Prix / kg logé 1, % 1, % 1,50 Prix moyen SNM juillet 2011 Évolution rapide du contexte réglementation sur les pesticides (Ecophyto 2018) verrous techniques : populations de bioagresseurs résistants demande de la «société» : fruits sains, bonne qualité gustative, pratiques agricoles à faible impact environnemental

3 Enjeux Concevoir des systèmes de culture à haute performance environnementale, économiquement viables et produisant des fruits de haute qualité (Production Fruitière Intégrée) Approche systémique : prise en compte de l ensemble des techniques et leurs interactions potentielles pour concevoir des systèmes cohérents par rapport aux objectifs Système de culture Choix de plantation Jeune verger Verger en production Système de conduite Variété et porte-greffe Densité de plantation Forme fruitière Conduite des arbres Aménagement Itinéraire technique annuel Taille de fructification et en vert Gestion de la charge en fruits Fertilisation Irrigation Protection verger, Temps Évaluation multicritères des performances Agronomique Technique Qualité des fruits Économique Environnementale Santé humaine,

4 Irrigation : un levier d action pour la Production Fruitière Intégrée en pêcher? Contexte de l irrigation du pêcher Besoins importants (climat méditerranéen et sols «légers») Matériels de micro-irrigation : gestion très précise Concepts de gestion hydrique régulée (RDI : Regulated Deficit Irrigation Mitchell, 1982) non utilisés car risques de pertes de calibres des fruits Objectifs : passer de la «gestion de l irrigation» à «piloter la conduite du verger grâce à l irrigation»

5 Alimentation hydrique Effets sur la croissance et la qualité des fruits et leur sensibilité aux monilioses Illustration : expérimentation 2008, Inra Avignon Variété : Nectarine Zephir Monphir, récolte 7/08/ modalités d irrigation (Quantité d eau apportée en % du témoin non limitant) Modalités % témoin ψ tige (MPa) Témoin 100% -1,10 Irrig. 57% 57% -1,37 Irrig. 39% 39% -1,75 Irrig. 17% 17% -2,11 Potentiel hydrique arbre Non limitant Stress monilinia spp.

6 Irrigation et croissance des fruits Diamètre des fruits Zephir 2008 Masse de fruit calibre -1 à la récolte Diamètre des fruits (mm) Début différenciation hydrique Témoin Irrig.57% Irrig.39% Irrig.17% Jour de l'année 17 juin 7 août fort impact sur la croissance des fruits réponse très rapide (7 jours) Diminution progressive rendement très forte répercussion sur la distribution des calibres La croissance des fruits répond très fortement à l irrigation => faible marge de manœuvre?

7 Irrigation et composition en sucres des fruits Saccharose (% MS) Sucrose (%MS) principale forme stockage dans la pulpe de pêche Glucose (%MS) Cinétiques - Augmentation saccharose - Diminution glucose et sorbitol avec la maturité 0 8/6 28/6 18/7 7/8 0 8/6 28/6 18/7 7/ Fructose (%MS) 8/6 28/6 18/7 7/8 Date Sorbitol (%MS) 8/6 28/6 18/7 7/8 Date Déficit hydrique augmente le caractère sucré en réduisant sa teneur en eau et en augmentant la proportion des sucres à pouvoir sucrant élevé Stress hydrique - Diminution saccharose - Augmentation glucose et fructose - Retard dans la diminution des teneurs

8 Irrigation et économie de la production Rendement / Efficience / Maladie / Revenu

9 Un modèle d «arbre virtuel» pour expliciter l élaboration de la croissance et la qualité des fruits Modélisation croissance et fissures cuticulaires Irrigation Éclaircissage X Fonction épidémiologique Fissures cuticulaires f(vitesse croissance pulpe vs peau) Surface fissure (cm 2 ) Irrigation normale très faible charge Stress hydrique forte charge Jours après floraison Probabilité d infection 1,0 0,6 0,2 0, x 10 3 Densité conidies M. laxa % fruits infectés Gibert et al Plant pathology, 58: Irrigation et éclaircissage : contrôle possible des risques de monilioses

10 QualiTree : un modèle de culture arbre L arbre est composé de différents compartiments : Poids sec fruits [g] Les processus physiologiques Poids sec pousse feuillée [g] Un modèle d «arbre virtuel» pour expliciter l élaboration de la croissance et la qualité des fruits Rameaux mixtes (RM) décrits sont : Racines : Carbone : Vieille racine Photosynthèse Stockage/remobilisation Racines fines Vieux Allocation bois du carbone Gourmands Respiration Croissance Eau : Transpiration Transfert de l eau dans l architecture RM rameau Pousse feuillée Fruits = + + Jours après floraison

11 Gestion de l irrigation au sein des itinéraires techniques pour réduire l usage des pesticides Irrigation x manipulation de l architecture Conduite des arbres s inspirant du concept MAFCOT Pommier J.M. Lespinasse et P.E. Lauri, 1996

12 Prototypage (OptiPêche) : conception de règles de gestion couplant conduite de l arbre et irrigation Conduite en Branches Fruitières Création d un puits de lumière Arrachage manuel précoce des pousses dans les zones de réitération Pilotage irrigation Règles de gestion Application de rationnements hydriques contrôlés selon les stades de développement du fruit X Branche fruitière bois > 2 ans portant les rameaux fructifères basées sur un indicateur plante : fluctuations micrométriques des troncs Navarro et Plénet, 2005 Huguet J.G. et al., 1992 Améliorer la qualité des fruits, augmenter les performances environnementales et préserver les performances économiques

13 Irrigation x conduite (OptiPêche) : effets sur les dégâts de monilioses sur fruits X En l absence d une protection fongicide anti-monilioses 2 modalités d irrigation : ETP (non limitante) et Régulée 2 conduites : conduite actuelle (Taille courte) et branches fruitières (BF) % de fruits infectés à la récolte moyenne 2003 à 2005 Optimisation irrigation (régulée vs ETP) - 38% de fruits infectés Manipulation architecture (BF vs taille courte) - 51% de fruits infectés OptiPêche : Irrigation régulée + Conduite Branche Fruitière - 70% de fruits infectés Essai factoriel, INRA Gotheron , variété Nectaross Mercier V., Bussi C., Plénet D., Lescourret F., Crop Protection, 27:

14 Irrigation x conduite (OptiPêche) : Évaluation multicritères des performances Expérimentation sur règles de décision dans 7 vergers de producteurs en % du témoin (gestion du producteur) Augmentation des performances agronomiques et économiques Augmentation qualité fruits (+0,9 % Brix) Réduction eau d irrigation (-120 mm) Augmentation efficience utilisation de l eau

15 Conclusion En pêcher, l irrigation est un levier d action important pour : améliorer la qualité des fruits réduire la sensibilité aux maladies de conservation Intérêt d associer les règles de gestion de l irrigation et de conduite des arbres pour cumuler des effets partiels permettant de répondre aux enjeux actuels Conception de systèmes de culture innovants incite à : re-questionner la recherche et les savoirs techniques hiérarchiser les processus grâce à la modélisation élaborer des outils et des indicateurs précis de pilotage

16 Merci pour votre attention Remerciements Gotheron et PSH : D. Bancel, C. Bussi, F. De Bruyne, H. Gautier, C. Gibert, L. Gomez, J. Hostalery, V. Mercier, P. Rouet, S. Sérino, V. Serra, K. Traverse Collègues des Unités Expérimentales de Gotheron et Avignon Partenaires de l expérimentation et du développement agricole Ph. Blanc (SERFEL), P. Guinet (AgroRessources), B. Hucbourg (GRCETA Basse Durance), C. Hilaire (CTIFL), E. Navarro (Terroir de Crau) Partenaires financiers région PACA (OptiPêche), Ministère MEEDDM (contrat Pesticides), Europe (contrat Irriqual), Agence Nationale Recherche (Gédupic)