Contrôle de la transpiration et réponses physiologiques de la vigne sous stress hydrique

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1 Contrôle de la transpiration et réponses physiologiques de la vigne sous stress hydrique Thierry Simonneau, Nathalie Ollat, Eric Lebon, Anne Pellegrino

2 L assimilation du carbone: clef de voûte pour une production durable Détoxification Croissance, maintenance des structures Elaboration de la production Respiration sucres

3 L assimilation du carbone: clef de voûte pour une production durable CO 2 Croissance, maintenance des structures Respiration Détoxification Elaboration de la production Photosynthèse sucres

4 L eau: monnaie d échange pour l acquisition du carbone sucres sucres Les surfaces foliaires: pour l interception du rayonnement nécessaire à la photosynthèse

5 L eau: monnaie d échange pour l acquisition du carbone CO 2 sucres sucres Les surfaces foliaires: pour l interception du rayonnement CO 2 CO 2 nécessaire à la photosynthèse CO 2 sucres sucres Les stomates: Pour l entrée du CO 2 atmosphérique

6 En situation de sècheresse, 100 % (irrigué) la croissance est ralentie très tôt CO 2 0 % 100 % la photosynthèse diminue plus tard Dessèchement du sol 0 % 100 % Pellegrino et al., 2006

7 Pourquoi limiter la transpiration? L EVIDENCE : éviter l épuisement rapide de la ressource

8 Pourquoi limiter la transpiration? L EVIDENCE : éviter l épuisement rapide de la ressource

9 Pourquoi limiter la transpiration? L EVIDENCE : éviter l épuisement rapide de la ressource Potentiel hydrique (MPa)

10 MAIS AUSSI : ne pas trop exposer la plante à la sécheresse de l air Potentiel hydrique (MPa)

11 D autant plus que l augmentation de température aggrave la sécheresse de l air! Sècheresse de l air (VPD, kpa) T ( C)

12 La plante se comporte comme 30 une mèche pour l eau 20 T ( C)

13 La demande évaporative met l eau sous tension.

14 Potentiel hydrique (MPa) feuilles tiges racines

15 Chaque matin, la tension de l eau augmente avec la transpiration Potentiel hydrique (MPa) feuilles tiges racines

16 -100 La tension se relâche la nuit dans la plante qui s équilibre (presque) avec le sol Potentiel hydrique (MPa) feuilles tiges racines

17 Matinée Potentiel hydrique (MPa)

18 Midi Potentiel hydrique (MPa)

19 Nuit Potentiel hydrique (MPa)

20 Potentiel hydrique (MPa) Les vaisseaux du xylème facilitent le transfert d eau limitent les chutes de potentiel hydrique. Brodersen et al., 2010

21 Potentiel hydrique (MPa) Tension faible: vaisseaux remplis

22 Potentiel hydrique (MPa) Tension forte: cavitation puis embolie Brodersen et al., 2010

23 Potentiel hydrique (MPa) La déshydratation s emballe Brodersen et al., 2010

24 Potentiel hydrique (MPa) Chaque soir, la vigne serait capable de restaurer les vaisseaux embolisés Brodersen et al., 2010 Zufferey et al., 2011

25 Potentiel hydrique (MPa) Des zones de forte résistance, vulnérables.

26 Potentiel hydrique (MPa) Système racinaire peu vigoureux Forte résistance

27 Potentiel hydrique (MPa) Système racinaire 1/ puissant Résistance diminuée

28 Potentiel hydrique (MPa) Système racinaire 1/ puissant 2/ dynamique Résistance diminuée Dessèchement retardé

29 Potentiel hydrique (MPa)

30 Potentiel hydrique (MPa)

31 Potentiel hydrique (MPa) 1/ contrôle local (déshydratation des feuilles)

32 Potentiel hydrique (MPa) 1/ contrôle local (déshydratation des feuilles) ABA 2/ contrôle à distance : (déshydratation des racines -> ABA)

33 Application : l irrigation localisée alternée Maintient l hydratation Limite la transpiration ABA

34 Application : l irrigation localisée alternée Différences non significatives Fernandes de Oliveira et al., 2013

35 Des résultats controversés: Irrigation rationnée Irrigation alternée (50% ETc) Rendement (kg/pied): 3,10 3,62 Nb de grappes (/pied): Poids d 1 grappe (Kg): 0,23 0,23

36 La caractérisation à grande échelle en conditions contrôlées (plates-formes) Bordeaux et Montpellier

37 La caractérisation à grande échelle en conditions contrôlées (plates-formes)

38 sécheresse sécheresse Anisohydrique «Optimiste» Isohydrique ou presque «Pessimiste» Variables Chardonnay Falanghina Cab. Sauvignon Montepulciano Kekfrancos Manto Negro Merlot Lambrusco Sangiovese Riesling Portugais bleu Tempranillo Sémillon Syrah Touriga nacional Marselan Viognier Ekigaina Grenache Mourvèdre Chaves et al., 2010 Prieto et al., 2010

39 Pas d indicateur physiologique unique pour la tolérance à la sécheresse Rechercher des indicateurs intégrés du fonctionnement. H 2 O CO 2 L efficience d utilisation de l eau g d eau transpirée g de biomasse accumulée Biomasse Proche de ce qui nous intéresse in fine Facilement estimable ( 13 C des moûts)

40 Variabilité génétique de l efficience d utilisation de l eau entre cépages et porte-greffes. Carignan Syrah Grenache Tomas et al., 2014

41 Variabilité génétique de l efficience d utilisation de l eau entre cépages et porte-greffes. Carignan Syrah peut être liée à : des différences de pertes d eau la nuit (pas de photosynthèse -> diminue l efficience), des différences de régulation de transpiration à midi quand le coût en eau est élevé. Grenache Tomas et al., 2014

42 Les feuilles ombrées -> seulement 5% de la photosynthèse globale -> mais 20% des pertes d eau! L efficience de transpiration (WUE) dépend fortement 4.0 Lyre WUE (mol CO 2 mol H 2 O -1 ) Lyre SC VSPl VSPh du % Sunlit de feuilles leaf area éclairées/ombrées / Total Leaf Area Prieto, Lebon SC VSPl VSPh

43 CONCLUSIONS et PERSPECTIVES Connaissance de plus en plus complète des réponses physiologiques de la vigne à la sécheresse Des outils (plates-formes) pour les caractériser Des approches qui combinent porte-greffe ET greffon Un effort de modélisation entamé pour intégrer les réponses élémentaires et prédire la résultante selon le climat

44 Dessèchement CONCLUSIONS et PERSPECTIVES Etendre l analyse des trajectoires hydriques optimales -> réseaux d essais pluriannuels + composantes du rendement et qualité Ojeda, 2013