Mémoire de Fin d'Etudes
Master 2 Mention Biologie Végétale (BV) Parcours : Gestion de la Santé des Plantes
Année universitaire 2019-2020
Les couverts végétaux en viticulture sous climat méditerranéen : Pilotage et gestion de la contrainte hydrique
Par : Florian CASTEL
Soutenu à Angers le : 09/09/2020
Maître de stage : Nicolas DUBREIL
REME R CIEM ENTS
Je remercie dans un premier temps l’ensemble de l’équipe pédagogique du master de biologie végétale de l’université d’Angers pour ses enseignements au cours de ces deux années de formation. Je remercie également l’ensemble des enseignants en agronomie de l’ESA, vos cours m’ont apporté des connaissances essentielles pour réaliser ce stage et rédiger ce rapport.
Je remercie tout particulièrement Mme Josiane LE CORFF, ma tutrice pour sa disponibilité et ses précieuses remarques.
Je souhaite remercier toute l’équipe du CIVAMBIO66 pour son accueil. Je remercie Nicolas DUBREIL, mon maître de stage pour l’attention et la confiance qu’il m’a accordées tout au long de ce stage.
Je tiens à remercier l’ensemble des membres du GIEE « les couvreurs de vignes » pour leur accueil et leur bonne humeur. Votre engagement pour une agriculture durable sublime votre magnifique métier.
Je remercie Gwendoline Leroy, ma compagne pour son soutien et le temps accordé à la relecture de ce mémoire.
Enfin, je tiens à remercier les services du CROUS qui œuvrent pour donner les mêmes chances d’accès et de réussite à tous les étudiants.
Merci à tous…
Table des matières
1 Introduction ... 1
1.1 Contexte et origine du stage ... 1
1.1.1 Filière viticole et défis agronomique ... 1
1.1.2 Le projet CONCERTO ... 2
1.2 Contexte agro-climatologique des Pyrénées-Orientales ... 2
1.2.1 Contexte climatique des Pyrénées-Orientales ... 2
1.2.2 Contexte agricole des Pyrénées-Orientales ... 3
1.3 Présentation du CIVAM BIO 66 ... 4
1.4 Présentation du GIEE “les couvreurs de vignes” ... 4
1.5 Synthèse bibliographique ... 5
1.5.1 Impact de la contrainte hydrique en viticulture ... 5
1.5.2 Enjeux des couverts végétaux et de l’agroécologie... 5
1.5.3 Les couverts végétaux et la réserve hydrique du sol ... 7
1.6 Problématique et objectifs du stage ... 8
2 Matériel et méthodes ... 9
2.1 Matériel végétal ... 9
2.1.1 La vigne ... 9
2.1.2 Les couverts végétaux ... 9
2.2 Dispositif expérimental ... 10
2.2.1 Placettes d’essais de couverts végétaux ... 10
2.2.2 Parcelles de référence vigne ... 10
2.3 Les outils de mesures et protocole d’utilisation ... 11
2.3.1 Les sondes tensiométriques WATERMARK ... 11
2.3.2 Estimation de la contrainte hydrique par la méthode des apex ... 11
2.3.3 Estimation du statut azoté de la vigne par pince DUALEX-FORCE A ... 12
2.3.4 Estimations de rendements ... 13
2.4 Traitement des données ... 13
3 Résultats ... 14
3.1 Analyse des données de précipitations en 2019 et 2020 ... 14
3.2 Résultats du suivi de mélanges ... 14
3.2.1 Période végétative et floraison ... 14
3.2.2 Quantité de biomasse produite et restitutions potentielles ... 14
3.3 Résultats du suivi de l’état hydrique du sol et de la vigne ... 15
3.3.1 Présentation des mesures tensiométriques obtenues par sonde WATERMARK 15
3.3.2 Présentation des mesures de contrainte hydrique obtenues par la méthode des apex 15
3.3.3 Présentation des mesures de NBI obtenues par pince DUALEX FORCE-A .... 16
4 Discussion ... 17
4.1 Particularités météorologiques du millésime 2020 ... 17
4.2 Impact des couverts végétaux sur l’équilibre hydrique du sol et de la vigne ... 18
4.3 Adapter le pilotage des couverts végétaux au climat ... 19
4.3.1 Réussir un semi précoce ... 19
4.3.2 L’importance de la destruction ... 19
4.4 Utilité des mélanges et choix des espèces ... 20
4.4.1 La complémentarité des espèces ... 20
4.4.2 L’étude de la période de croissance végétative de chaque espèce ... 21
4.5 Quels indicateurs pour faciliter le pilotage ... 21
5 Conclusion et perspectives ... 23
Glossaire
Capacité au champ :
La capacité au champ est la capacité de rétention maximale en eau du sol
Recherche participative :
Recherche conduite suivant un partenariat égal entre un partenaire académique (laboratoire, chercheur) et un partenaire de la société civile (associations, ONG, groupes d'habitants, etc.)
Agroécologie :
Ensemble de méthodes de production agricole respectueuses de l’environnement
Capacité au champ :
borne haute du réservoir correspondant à la quantité d’eau maximale que le sol peut stocker
Point de flétrissement :
borne basse du réservoir correspondant à la quantité d’eau restante dans le sol mais non disponible pour la plante
Réserve utile (RU) :
quantité d’eau que le sol peut absorber et restituer à la plante
Rognage :
opération de travail à la vigne qui consiste à couper l'extrémité des rameaux
Liste des abréviations
CIVAM : Centre d’Initiatives pour Valoriser l’Agriculture et le Milieu rural GIEC : Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat GIEE : Groupement d'Intérêt Economique et Environnemental
Liste des annexes
Annexe I : Carte des climats des Pyrénées-Orientales - Vigneau. 1987. Climat et climats des Pyrénées Orientales.
Annexe II : Suivi de la tensiomètrie du sol pour la saison 2018-2019 (Domaine des Schistes).
CIVAMBIO66.
Annexe III : Récapitulatif des analyses statistiques (R Core Team, 2018)
Liste des illustrations
Figure 1 Diagramme ombrothermique 1990-2019. (a) cumul des précipitations (b) cumul des précipitations significatives >10mm à Rivesaltes. (Infoclimat, 2020).
Figure 2 : Carte des Pyrénées-Orientales. Atlas des paysages du Languedoc-Roussillon.
(Folléa-Gautier, 2019).
Figure 3: Carte de modélisation de l'évolution du climat méditerranéen entre 1950 et 2099.
(Santillán et al., 2019).
Figure 4 : Carte agricole des Pyrénées-Orientales. (chambre d'agriculture Occitanie, 2017).
Figure 5: Schéma des objectifs des couverts végétaux en viticulture. CIVAMBIO66 issu de la formation avec F.Dargelos et E.Richard. 2019.
Figure 6 : Dessin Vitis vinifera. Köhler's Medizinal Pflanzen. 1897.
Figure 7 : Tableau des caractéristiques des espèces semées. Réalisé selon les observations du CIVAMBIO66 et (Thomas et Archambeaud, 2016).
Figure 8 : Carte des Pyrénées-Orientales avec répartition des placettes d’essais (rouge) et des parcelles expérimentales (Vert) du GIEE les couvreurs de vignes. 2020.
Figure 9 : Schéma d’une placette d’essais implantée sur les parcelles : Danjou , Schistes, Modat, pour la saison 2019-2020.
Figure 10 : Photographie du boitier et des sondes Tensiométriques WATERMARK.
CIVAMBIO66. 2019.
Figure 11 : Photographies des trois catégories d’apex. ApeX-Vigne (Pichon, 2020).
Figure 12 : Illustrations de présentation de l’application ApeX-Vigne. ApeX-Vigne (Pichon, 2020).
Figure 13 : Photographie de la pince DUALEX FORCE-A. CIVAMBIO66. 2019.
Figure 14 : Données de précipitations des années 2019 et 2020 vis-à-vis des normales saisonnières pour les mois de janvier à juillet à Rivesaltes. (Infoclimat, 2020).
Figure 15 : Données d’observation des essais de couvert présentant la période de croissance végétative et de floraison de chacune des espèces semées pour la saison 2019-2020.
Figure 16 : Mélange de référence sur la parcelle Danjou avant et après MERCI pour la saison 2019-2020.
Figure 17 : Estimation des restitutions des couverts végétaux sur les parcelles Danjou et Schistes selon la méthode MERCI pour la saison 2019-2020. CIVAMBIO66.
Figure 18 : Données tensiométriques de la modalité témoin (T30 et T60) et couvert (C30 et C60) pour la saison 2019-2020 sur la placette Schistes. Chaque point représente la moyenne de trois valeurs (trois répétitions) à une même date. La variabilité est représentée par les barres d’erreur (écart-types).
Figure 19 : Données tensiométriques de la modalité témoin (T30 et T60) et couvert (C30 et C60) pour la saison 2019-2020 sur la placette Danjou. Chaque point représente la moyenne de trois valeurs (trois répétitions) à une même date. La variabilité est représentée par les barres d’erreur (écart-types).
Figure 20 : Indices de croissance apex de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019- 2020 sur la parcelle Danjou.
Figure 21 : Indices de croissance apex de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019- 2020 sur la parcelle Schistes.
Figure 22 : Indices de croissance apex de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019- 2020 sur la parcelle Modat.
Figure 23 : Indice de statut azoté NBI (Nitrogen Balance Index) de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019-2020 sur la parcelle Danjou.
Figure 24 : Indice de statut azoté NBI (Nitrogen Balance Index) de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019-2020 sur la parcelle Schistes.
Figure 25 : Indice de statut azoté NBI (Nitrogen Balance Index) de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019-2020 sur la parcelle Modat.
1 Les couverts végétaux en viticulture sous climat méditerranéen :
Pilotage et gestion de la contrainte hydrique 1 Introduction
1.1 Contexte et origine du stage
1.1.1 Filière viticole et défis agronomique
La filière viticole représente un poids considérable dans l’économie mondiale et depuis des décennies la France fait partie des trois plus importants producteurs mondiaux de vin aux cotés de ses voisins européens, l’Espagne et l’Italie (ISVIN, 2020). En France, la viticulture couvre 3% des surfaces agricoles cultivées (intervin, 2020) et produit en moyenne 45 millions d’hectolitres de vin par an. Théoriquement la vigne n’a pas besoin de beaucoup de fertilité et est capable d’aller chercher l’eau et les éléments minéraux en profondeur. Les sols pauvres de coteaux pentus où la production d’autres cultures était difficile, ont ainsi été réservés à la vigne.
Le vide a longtemps été fait au pied des ceps et sur l’inter-rang à travers un désherbage ou un travail du sol intensif (Thomas et Archambeaud, 2016). Suite à ces années de monoculture intensive et aux effets du dérèglement climatique déjà perceptibles (Benavent et al., 2017), les viticulteurs observent les conséquences de l’appauvrissement de leurs sols : Baisse de la capacité au champ, baisse des rendements, érosion, sensibilité aux maladies, (van Leeuwen et Darriet, 2016). Les sols viticoles possèdent en général peu de matières organiques ou de mauvaise qualité du fait que les retours au sol sont limités à quelques feuilles et des bois de taille broyés (possédant un C/N élevé).
Ce contexte incite les viticulteurs à s’interroger sur l’avenir de la filière viticole. Ils sont de plus en plus nombreux à réfléchir à la résilience de leurs systèmes et à se mettre à la recherche de nouvelles pratiques plus vertueuses. Parmi ces pratiques, l’enherbement des vignes qu’il soit semé ou spontané apparaît comme une piste sérieuse mais la mise en place de couverts végétaux soulève de nombreuses questions concernant leur pilotage (choix des espèces et des variétés, dates et mode de semis et de destruction). Cela semble d’autant plus vrai en zone méditerranéenne où les ressources en eau sont fortement limitées. Or si les couverts végétaux peuvent aider à optimiser la gestion des ressources en eau, ils peuvent également représenter un risque de concurrence hydrique avec la culture de rente (Sastre et al., 2018). Les réponses à ces questions relatives au pilotage des couverts dépendent fortement du contexte de production viticole, en particulier du sol, du climat et des objectifs de production du viticulteur.
Figure 1 Diagramme ombrothermique 1990-2019. (a) cumul des précipitations (b) cumul des précipitations significatives >10mm à Rivesaltes. (Infoclimat, 2020).
Figure 2 : Carte des Pyrénées-Orientales. Atlas des paysages du Languedoc-Roussillon.
(Folléa-Gautier, 2019).
2 1.1.2 Le projet CONCERTO
Depuis près de 20 ans, une équipe de chercheurs de l’UMR System (INRA, CIRAD, Montpellier SupAgro, CIHEAM) travaille à la caractérisation des effets des couverts végétaux sur le fonctionnement de parcelles viticoles tropicales et méditerranéennes, notamment en relation avec l’utilisation des ressources du sol en eau et en azote. D’après « l’UMR system », l’utilisation des couverts végétaux reste peu diffusée en zone méditerranéenne en raison d’un manque de références locales et d’indicateurs techniques pour assurer le pilotage de l’enherbement. En tant qu’acteurs de terrain, le CIVAMBIO66 ainsi que le CIVAMBIO11 accompagnent depuis plusieurs années des groupes de viticulteurs en viticulture biologique intéressés par l’utilisation des couverts végétaux. En 2019 une rencontre entre les deux groupes et les chercheurs de l’UMR System a eu lieu, ce qui a permis de renforcer les liens et de faire émerger la volonté de co-construire ce projet sous forme de recherche participative (Projet CONCERTO : Concevoir et piloter des systèmes viticoles enherbés adaptés à la zone). En plus de développer l’utilisation des couverts végétaux localement, ce programme de recherche participative a pour ambition d’acquérir des indicateurs et résultats fiables et diffusables pour étendre ces pratiques à d’autres terroirs viticoles (Garcia, 2019).
1.2 Contexte agro-climatologique des Pyrénées-Orientales 1.2.1 Contexte climatique des Pyrénées-Orientales
Le climat méditerranéen se caractérise par une sécheresse estivale et des précipitations concentrées à l’automne et au printemps parfois sous forme d’épisodes intenses appelés épisodes méditerranéens (Vigneau, 1987). Ces caractéristiques climatiques s’appliquent aux Pyrénées-Orientales Figure 1 (infoclimat, 2020). Cependant à cela s’ajoutent certaines particularités propres à ce département situé entre mer et montagne, ce qui créé de nombreux microclimats annexe I. En effet les Pyrénées-Orientales marquent l’achèvement de la chaîne montagneuse des Pyrénées qui se jette dans la méditerranée Figure 2. Des vents forts (>130 j/an - >60 km/h) et un ensoleillement important (2600 h/an) sont d’autres caractéristiques du département (Folléa-Gautier, 2019). Situé au nord-ouest du bassin méditerranéen, le territoire se trouve dans un des «hot spots» du changement climatique identifiés par le Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC). Selon les scénarios, les températures seraient en hausse de 1 à 2 °C d'ici 2050 et de 2 à 4 °C en fin 2100 (Feraud, 2018; Van Leeuwen et Darriet, 2016). La Figure 3 présente trois indices agro-climatiques permettant d’évaluer l'adéquation du climat avec la culture de la vigne. Il s’agit de l’indice « Huglin Index » qui
Figure 3: Carte de modélisation de l'évolution du climat méditerranéen entre 1950 et 2099.
(Santillán et al., 2019).
Figure 4 : Carte agricole des Pyrénées-Orientales. (chambre d'agriculture Occitanie, 2017)
3 renseigne sur la température subie par le végétal, le « Cool Night Index » qui renseigne sur la qualité potentielle du raisin et du vin et l'indice standardisé de précipitation et d'évaporation
« SPE Index » qui renseigne sur la disponibilité de l'eau pour la culture (Santillán et al., 2019 a).
1.2.2 Contexte agricole des Pyrénées-Orientales
A l’image de leur géographie, les Pyrénées-Orientales présentent un paysage agricole contrasté influencé par les éléments climatiques et la gestion de l’eau. S’y juxtaposent des cultures comme la vigne, des vergers (pêchers, abricotiers, pommiers, cerisiers, oliviers…) et du maraîchage en plaine Figure 4 (chambre d'agriculture Occitanie, 2017). Les massifs tels que le Canigou, le Madre, et le Carlit sont décrits comme « le château d’eau » des Pyrénées-Orientales.
De ces montagnes naissent les cours d’eau et les fleuves qui par leur vallée structurent le département et permettent aux agriculteurs d’irriguer leurs cultures. L’arboriculture et le maraîchage sont très dépendants de cette irrigation et à cet effet un vaste maillage d’aqueducs, barrages et canaux s’est développé depuis l’époque gallo-romaine. La vigne représente la première production agricole du département, avec 23 200 ha. Le département compte un grand nombre d'appellations telles que : Côtes du Roussillon, Côtes du Roussillon Villages, Banyuls, Collioure, Maury, Rivesaltes, Muscat de Rivesaltes (L’atlas des paysages du Languedoc- Roussillon, 2019). L’irrigation en viticulture est réglementée et en cas de sécheresse la filière viticole ne sera pas prioritaire vis-à-vis de l’activité arboricole et maraichère du département (Mercier, communication personnelle). Or les prévisions liées au réchauffement climatique évoquées précédemment, auraient pour effet d'augmenter les besoins en eau de la vigne de 7%
d’ici 2030 et de 10% d’ici 2050 (Feraud, 2018). Sans irrigation, nous pouvons nous attendre à une baisse généralisée des rendements et à la remise en cause des choix d'encépagement (TRNKA et al., 2011; Santillán et al., 2019 b). Paradoxalement, une augmentation de la fréquence des évènements pluvieux exceptionnels et l'aggravation des risques d'inondation en plaine sont également prévus. C’est pourquoi la mise en place de techniques culturales permettant d’économiser les ressources en eau et d’améliorer la résilience des agrosystèmes semblent être à l’ordre du jour pour garantir la pérennité des exploitations viticoles.
4 1.3 Présentation du CIVAM BIO 66
Le Centre d’Initiatives et de Valorisation de l’Agriculture et du Milieu rural (CIVAM) BIO 66 est une association qui fédère actuellement plus de 300 producteurs engagés en Agriculture Biologique dans les Pyrénées-Orientales. Il est l’organisme représentatif des professionnels de l’Agriculture Biologique vis-à-vis des pouvoirs publics, des collectivités territoriales et des chambres consulaires. Il est basé au 13 rue de Grande Bretagne à Perpignan et a pour missions :
• Promouvoir l’agriculture biologique et ses productions pour l’ensemble des filières du département (viticulture, arboriculture, maraichage, élevage…)
• La formation et le conseil des agriculteurs ayant choisi l’agriculture biologique ou en conversion à celle-ci.
• L’amélioration et l’innovation en matière de techniques culturales, conformes au règlement européen de l’agriculture biologique.
Pour cela une équipe de sept employés assurent son fonctionnement dont trois animateurs chargés de réunir les producteurs adhérents autour de questionnements techniques, pour répondre à des problématiques ciblées.
1.4 Présentation du GIEE “les couvreurs de vignes”
Nicolas Dubreil en charge de la filière viticole au sein du CIVAMBIO 66 anime un groupement d'intérêt économique et environnemental (GIEE) nommé « Les couvreurs de vignes ». Le GIEE est un outil mis en place en 2014 par le ministère de l’agriculture et de l’alimentation pour favoriser l’émergence de dynamiques collectives autour d’objectifs économiques et environnementaux au niveau local. C’est en 2016 que le GIEE « Les couvreurs de vignes » a été constitué par des viticulteurs adhérents du CIVAMBIO66 préoccupés par la dégradation de leurs sols viticoles. Le groupe a pour objectifs à travers la mise en place de couverts végétaux, d’anticiper au mieux les effets du changement climatique et de sécuriser leurs rendements. Ils visent la préservation et l’amélioration de leurs sols, et notamment d’assurer sa capacité de rétention en eau. Ils cherchent également à acquérir une certaine autonomie en matière de fertilisation pour réduire leur dépendance aux intrants. Pour atteindre ces objectifs ils ont engagé différentes actions telles que :
• L’identification de mélanges de couverts végétaux adaptés aux sols méditerranéens.
• L’analyse de l’impact des couverts sur l’état hydrique et la fertilité des sols méditerranéens.
Pour cela des essais ont été mis en place et de nombreuses formations avec des agronomes spécialisés ont été organisées. « Les couvreurs de vignes » ont aussi à cœur la diffusion de ces
5 techniques. Des partenariats ont été mis en place avec d’autres filières telles que les grandes cultures pour faciliter l’approvisionnement en semences de couverts végétaux (commandes groupées) ou avec l’élevage pour le pâturage des couverts. Mais ils ont conscience que seuls des résultats concrets sur des parcelles viticoles méditerranéennes permettront de véritablement essaimer ces pratiques agroécologiques.
1.5 Synthèse bibliographique
1.5.1 Impact de la contrainte hydrique en viticulture
La vigne (Vitis vinifera) en tant que plante, est constituée d’environ 70 à 80 % d’eau (Kotchi, 2004). Cette eau est à la base de fonctions physiologiques essentielles telles que la photosynthèse, la nutrition minérale ou encore la régulation thermique par évapotranspiration.
Plusieurs paramètres tels que le sol, les conditions météorologiques (précipitations, évapotranspiration) influencent la disponibilité en eau pour la plante (Van Leeuwen et al., 2003). Lors d’une forte contrainte hydrique, le potentiel hydrique de la plante diminue et provoque la fermeture des stomates avec pour conséquence de limiter les échanges gazeux indispensables à la photosynthèse (Medrano et al., 2003). Ainsi les symptômes du stress hydrique chez la vigne se traduisent principalement par une croissance végétative limitée ou stoppée, une perte de turgescence des organes, une réduction de la taille des baies et l’apparition de tâches chlorotiques sur le feuillage (Behboudian et singh, 2010; Carbonneau et al., 2015).
Précisons tout de même que la contrainte hydrique de la vigne peut être recherchée par le viticulteur en vue de l’élaboration du vin. En effet la contrainte hydrique subie par la vigne permet de concentrer le sucre et les composés phénoliques (tannins, flavonoïdes, anthocyanes) dans les baies. Par conséquent, la contrainte hydrique de la vigne impacte directement le goût du vin. Une forte contrainte hydrique produira des vins plus corsés et tanniques et à l’inverse, l’absence de contrainte hydrique produira des vins plus fruités (Keller, 2005; Deloire et al., 2006). La contrainte hydrique demande malgré tout d’être maîtrisée. Il faut pour cela être attentif au stade phénologique auquel elle intervient et à son intensité. Une contrainte hydrique non maitrisée causerait une perte de rendement importante (Ojeda et al., 2002).
1.5.2 Enjeux des couverts végétaux et de l’agroécologie
Les couverts végétaux ont eu au cours des années 1970 à 1990, des dénominations différentes (selon les services recherchés) telle qu’engrais vert ou CIPAN (Culture Intermédiaire Piège à Nitrates). Des chercheurs (Justes et Richard, 2017) ont proposé de réunir toutes ces dénominations sous le terme de cultures intermédiaires multi-services. En effet ces cultures sont connues pour produire des services écosystémiques. À ce titre, elles sont très rarement récoltées
6 et généralement enfouies ou laissées en surface du sol. Les services rendus dépendent à la fois des espèces semées, de leur mode de gestion, de la situation pédoclimatique et de la rotation dans laquelle elles sont insérées. La couverture des sols agricoles notamment par l’implantation des couverts végétaux fait ainsi partie des piliers de l’agroécologie.
L’agroécologie est définie comme « une approche systémique d’un agrosystème qui implique le recours à un ensemble de techniques en synergie. C’est grâce à cette approche systémique que les résultats techniques et économiques peuvent être maintenus ou améliorés tout en améliorant les performances environnementales » (agriculture.gouv, 2020). Dès 2012, le ministre de l’agriculture Stéphane Le Foll affirmait vouloir « positionner la France comme le leader de l’agroécologie » (Ministère de l’Agriculture, 2016). Cette affirmation a été reprise lors de l’édition 2020 du Salon International de l’Agriculture par Didier Guillaume ministre de l’Agriculture. L’initiative « 4 pour 1000 » lancée lors de la COP 21 en 2015, visant à stocker du carbone dans les sols agricoles encourage également les agriculteurs à mettre en place des couverts végétaux (4p1000.org, 2020). De même, l’évolution de la législation avec l’interdiction programmée du glyphosate en 2021, incite les viticulteurs « conventionnels » à rechercher des alternatives au désherbage chimique. Le désherbage mécanique étant lui aussi de plus en plus controversé. Ce contexte semble profiter aux couverts végétaux dans l’ensemble des filières agricoles (Ayuso et al., 2018). En viticulture, la moitié du vignoble français serait aujourd’hui enherbée (enherbement spontané ou semé) (Ambiaud et Grosman, 2016) avec cependant une grosse variation entre les régions.
Les principaux services rendus par les couverts végétaux concernent (Lu et al., 2000) :
• La gestion des ressources en eau (de manière qualitative et quantitative)
• L’amélioration et la préservation de la qualité des sols (par sa protection physique et sa fertilisation)
• La réduction du recours aux produits phytosanitaires et la préservation de la biodiversité (par la réduction du salissement par les mauvaises herbes et la création d’un équilibre entre les pathogènes/ravageurs et les auxiliaires des cultures)
Bien que le programme de recherche participative tienne compte de l’ensemble des services rendus par les couverts végétaux Figure 5, le CIVAMBIO66 s’intéresse pour le moment plus spécifiquement à l’impact des couverts sur la gestion de la contrainte hydrique et la fertilisation azotée. Ainsi les différentes missions de ce stage s’axeront sur ces deux paramètres. Et en raison de la spécialité du master qui est la « Gestion de la santé des plantes », seuls les résultats concernant la gestion de la contrainte hydrique de la vigne
Figure 5: Schéma des objectifs des couverts végétaux en viticulture. CIVAMBIO66 issu de la formation avec F.Dargelos et E.Richard. 2019.
7 seront abordés dans la suite de ce mémoire. La gestion des couverts végétaux nécessite souvent d’effectuer des compromis afin d'optimiser leurs avantages. Pour cela il faudra tenir compte des objectifs visés, des conditions pédoclimatiques (ou de la disponibilité des semences) pour décider du mélange semé. Les trois principales familles intégrant les mélanges sont généralement les crucifères, les graminées et les légumineuses. Chaque plante (espèces, variétés) est sélectionnée pour des caractéristiques qui lui sont propres telles que sa vitesse de croissance, la structure de ses racines, sa résistance au froid, sa capacité à fixer l’azote atmosphérique ou à produire de la biomasse (Lu et al., 2000).
1.5.3 Les couverts végétaux et la réserve hydrique du sol
L'infiltration correspond au mouvement gravitationnel de l'eau dans le sol. Le taux auquel cela se produit est connu sous le nom de taux d'infiltration. L’amélioration de l’infiltration de l’eau dans le sol optimise la recharge des réserves hydriques, ce qui impacte directement la productivité agricole (Valipour, 2015). Comme le précisent (Wang et al., 2008), l’eau est l’un des principaux facteurs limitants de la croissance des végétaux. De nombreuses études ont démontré que l’implantation de couverts végétaux permettait d’augmenter significativement le taux d’infiltration de l’eau dans le sol (par rapport à un sol laissé à nu) (Kemper et Derpsch, 1981; Valipour, 2016). Les études de (Kemper et Derpsch, 1981; Haruna, 2018) rapportent que les couverts végétaux peuvent augmenter l’infiltration d’eau dans le sol de 80 % à 629 % selon la nature du sol et du couvert implanté. D’après (Wu et al., 2016) l’association entre les légumineuses et les graminées optimise l’infiltration en raison de la complémentarité de leur structure racinaire (pivotant et fasciculé). Plusieurs propriétés du sol affectent l’infiltration de l’eau : la structure (porosité), la texture (argileux, limoneux ou sableux), le taux de matière organique ou sa teneur en eau initiale. Les couverts végétaux interviennent sur ces propriétés du sol de différentes manières Figure 5. Premièrement ils améliorent la macroporosité par l’action des racines (Auler et al., 2014) et par l’activité de la faune du sol qu’ils abritent (Stinner et House, 1990). Deuxièmement les couverts végétaux augmentent la teneur en matières organiques du sol par leur enfouissement ou la décomposition des racines ce qui influencerait également la structure du sol et augmenterait l’infiltration (Villamil et al., 2006; Sainju et Singh, 2008). La couverture végétale permettrait également d’atténuer l’impact des gouttes de pluie sur le sol et ainsi, d’éviter l’imperméabilisation de la surface du sol (croûte de battance). En plus de leur impact positif sur l’infiltration de l’eau dans le sol, les couverts végétaux peuvent former selon le mode de destruction employé, un paillage sur le sol permettant d’intercepter le
8 rayonnement solaire, refroidissant ainsi le sol et ralentissant l'évaporation (Lu et al., 2000).
1.6 Problématique et objectifs du stage
Ce stage de 6 mois au sein du CIVAMBIO 66 a pour problématique : « Les couverts végétaux en viticulture sous climat méditerranéen : pilotage et gestion de la contrainte hydrique. ».
Lors des essais de 2018-2019, le GIEE a observé une concurrence hydrique des couverts sur la vigne dès le mois de mars. Ce stage vise donc à identifier les leviers techniques permettant de profiter des couverts végétaux pour optimiser la recharge en eau du sol à l’automne tout en évitant la concurrence hydrique au printemps. Pour y parvenir, nous tenterons de répondre et d’argumenter autour des questions suivantes (formulées par les membres du GIEE) essentielles au pilotage des couverts végétaux : Quelles espèces faut-il implanter ? Quand et comment faut-il semer et détruire les couverts ? Quels impacts les couverts ont-ils sur l’équilibre hydrique du sol et de la plante ? Sur quels indicateurs se baser pour faciliter le pilotage ? Pour y répondre nous assurerons le suivi et l’analyse des résultats obtenus à travers les essais mis en place par le GIEE pour la saison 2019-2020. Nous discuterons de la composition et du comportement des différents mélanges testés par le CIVAMBIO 66. Nous analyserons l’évolution de l’état hydrique du sol et de la vigne au cours du cycle de culture.
Figure 6 : Dessin Vitis vinifera. Köhler's Medizinal Pflanzen. 1897.
Figure 7 : Tableau des caractéristiques des espèces semées. Réalisé selon les observations du CIVAMBIO66 et (Thomas et Archambeaud, 2016).
9 2 Matériel et méthodes
2.1 Matériel végétal 2.1.1 La vigne
Dans ce mémoire nous nous intéressons à la vigne domestique (Vitis vinifera L. subsp. sativa).
Originaire du sud-est de l’Europe et de l’Asie centrale, la vigne est une liane qui produit son fruit, le raisin sous forme de grappe Figure 6. Les principaux cépages utilisés dans les vignobles suivis au cours de ce stage sont : Muscat d’Alexandrie, Vermentino, Mourvédre, Syrah, Grenache, Maccabeu, Carignian.
2.1.2 Les couverts végétaux
Dans le cadre de ce stage, les plantes entrant dans la composition des couverts végétaux sont issues de trois familles : Poacées, Fabacées, Brassicacées. Le choix des plantes utilisées pour les différents essais s’est fait selon les semences disponibles localement et les caractéristiques associées à chaque espèce (architecture aérienne et racinaire, résistance au froid, précocité, biomasse…) Figure 7. Pour la saison 2019-2020 les plantes semées étaient les suivantes : la féverole (Vicia faba L.), le pois fourrager (Pisum sativum L.), la gesse (Lathyrus sativus L.), le trèfle incarnat (Trifolium incarnatum L.), le trèfle écailleux (Trifolium squarrosum L.), la moutarde blanche (Sinapis alba L.), le colza fourrager (Brassica napus L.), le radis fourrager (Raphanus sativus L.), le seigle forestier (Secale cereale L.), l’avoine (Avena sativa L.), l’orge (Hordeum vulgare L.).
Figure 8 : Carte des Pyrénées-Orientales avec répartition des placettes d’essais (rouge) et des parcelles expérimentales (Vert) du GIEE les couvreurs de vignes. 2020.
Figure 9 : Schéma d’une placette d’essais implantée sur les parcelles : Danjou , Schistes, Modat, pour la saison 2019-2020.
10 2.2 Dispositif expérimental
2.2.1 Placettes d’essais de couverts végétaux
Le dispositif expérimental comprend 3 placettes d’essais de couverts végétaux. Ces placettes se situent toutes dans la partie nord du département, le long de la vallée de l’Agly Figure 8 sur le territoire des communes de Cassagne, Estagel et Espira de l’Agly. Ces placettes correspondent à des parcelles de vigne en jachère appartenant à des membres du GIEE « les couvreurs de vignes » et mises à disposition du CIVAM pour l’expérimentation. Sur ces placettes, différents couverts végétaux (mélange ou monospécifique) ont été semés à la mi-septembre Figure 9. Les semences des couverts végétaux utilisées au sein du GIEE sont achetées chaque année sous forme d’une commande groupée mais chaque viticulteur décide de la composition de son mélange. Les placettes d’essais de couverts végétaux permettent ainsi au CIVAM d’essayer différentes associations d’espèces ou d’effectuer des semis monospécifiques. A partir de ces essais, nous pouvons observer le comportement des couverts végétaux (précocité, biomasse, taux de recouvrement…). Ces observations sont ensuite diffusées aux viticulteurs qui les utilisent pour décider de la composition de leur futur mélange. Sur ces placettes sont également réalisées, des essais de destruction (broyage, roulage, fauchage), des estimations de restitution et de biomasse produite. Pour cela, un mètre carré du couvert est récolté puis pesé selon la Méthode d'Estimation et Restitution des Cultures Intermédiaires (MERCI). Cette méthode développée par la chambre d’agriculture de Nouvelle-Aquitaine (Minette, 2010) est associée au service de fertilisation rendu par les couverts végétaux et ne sera pas détaillée dans ce rapport.
Des données seront simplement présentées pour donner une idée de la biomasse produite. Un suivi de la dynamique de l’état hydrique du sol entre la modalité « sol nu » (témoin) et
« couverte » (couvert de référence) à l’aide de sondes tensiométriques est également implanté sur ces placettes.
2.2.2 Parcelles de référence vigne
Le dispositif expérimental comprend également un réseau de neuf parcelles de vigne réparties sur l’ensemble du département. Des tournées de suivi bimensuelles sont réalisées sur ce réseau.
Sur chaque parcelle, une modalité semée (couverte) en inter-rang avec un mélange poacée/fabacée/brassicacée est comparée avec un témoin (sol nu) travaillé correspondant à l’itinéraire classique dans la région. Trois parcelles du réseau situées à proximité des placettes d’essais de couverts végétaux, font l’objet d’un suivi approfondi (méthode des apex, statut azoté). Sur ces parcelles, sont implantés des cépages différents (Muscat d’Alexandrie, Vermentino) et les pratiques culturales peuvent diverger d’une parcelle à l’autre (date de semis,
Figure 10 : Photographie du boitier et des sondes Tensiométriques WATERMARK.
CIVAMBIO66. 2019.
11 type de semoir utilisé, date et type de destruction). Ainsi les résultats ne pourront donc être interprétés que parcelle par parcelle en comparant les deux modalités mises en place. Ces parcelles permettent d’observer l’impact des couverts végétaux d’inter-rang sur la vigne. Des profils de sols y sont réalisés de manière ponctuelle pour observer le comportement des racines des couverts et de la vigne.
2.3 Les outils de mesures et protocole d’utilisation 2.3.1 Les sondes tensiométriques WATERMARK
Pour évaluer la disponibilité en eau du sol des modalités « couverte » et « sol nu » nous avons utilisé des sondes tensiométriques WATERMARK Figure 10. Ces sondes sont très utilisées pour le pilotage de l’irrigation en agriculture. Elles ne mesurent pas directement la quantité d’eau présente dans le sol mais sa disponibilité pour la plante. Autrement dit, les sondes tensiométriques mesurent la force (en cbars) que la racine doit déployer pour extraire l’eau du sol. Les valeurs des tensions mesurées sont comprises entre 0 cbars lorsque le sol est saturé en eau à 200 cbars lorsque le sol est totalement desséché (Gabriel et Nedellec, 2020). Dans le cadre de ce stage, des sondes tensiométriques ont été placées sur les placettes d’essai de mélange pour la modalité « sol nu » et « couvert de référence ». Pour chacune de ces modalités, trois points de mesure ont été répartis sur la bande de culture. Chaque point de mesure comprend une sonde placée à 30 cm de profondeur et une à 60 cm de profondeur comme préconisé par le constructeur (WATERMARK). En 2019 des sondes avaient été disposées dans les parcelles de référence vigne, mais certaines d’entre elles ont été détruites par le passage d’engins. Il a été ainsi décidé qu’à présent seules les placettes d’essais mélanges seraient équipées de sondes tensiométriques.
Le relevé des sondes se fait manuellement tous les quinze jours environ à l’aide d’un boitier électronique. Dans le cadre de cette expérimentation, les sondes tensiométriques nous permettent de suivre la dynamique de l’état hydrique d’un sol nu ou couvert. Elles nous permettent ainsi de mettre en évidence les effets positifs ou négatifs d’une couverture végétale sur l’équilibre hydrique du sol.
2.3.2 Estimation de la contrainte hydrique par la méthode des apex
La mesure du potentiel hydrique foliaire (chambre à pression) est la méthode de référence permettant d’estimer la contrainte hydrique de la vigne (Lebon et al., 2003) cependant celle-ci n’est pas évidente à mettre en place (mesures à l’aube, matériel coûteux…). Il a été démontré que la production de phytomères par la vigne était un processus physiologique très sensible au
Figure 11 : Photographies des trois catégories d’apex. ApeX-Vigne (Pichon, 2020).
Figure 12 : Illustrations de présentation de l’application ApeX-Vigne. ApeX-Vigne (Pichon, 2020).
Figure 13 : Photographie de la pince DUALEX FORCE-A. CIVAMBIO66. 2019.
12 stress hydrique (Moriana et Fereres, 2002). En effet le stress hydrique affecte la photosynthèse en induisant la fermeture des stomates. Certains auteurs considèrent que l’observation de la croissance des pousses peut révéler un stress hydrique avant même que des changements dans le potentiel hydrique foliaire ne soient détectés (Grimplet et al., 2007). C’est pourquoi l’IFV (Institut Français de la Vigne et du Vin) a développé « la méthode des apex ». La « méthode des apex » est basée sur l’observation de l’extrémité des rameaux (apex) pour caractériser la croissance de la vigne. Elle consiste à observer une cinquantaine d’apex en les classant selon trois catégories (pleine croissance (P), croissance ralentie (R) ou arrêt de croissance (C)) Figure 11. Un indice de croissance est ensuite calculé selon la formule (IC=100/3 x (1-%P + %R +2%C). Le relevé bimensuel de ces observations permet de caractériser la dynamique de croissance de la vigne (Payan, 2020). Cette méthode présente l’intérêt d’être non destructive et simple à mettre en place, elle est utilisée depuis plusieurs années par les principaux acteurs des organisations techniques professionnelles du pourtour méditerranéen. En 2019 l’IFV et l’institut Montpellier SupAgro ont développé l’application mobile ApeX-Vigne (Pichon, 2020) Figure 12 pour faciliter la collecte et le suivi des observations. L’application ApeX-Vigne a été utilisée dans le cadre de ce stage pour tenter de mettre en évidence une différence de contrainte hydrique entre la modalité « couverte » et « témoin ».
2.3.3 Estimation du statut azoté de la vigne par pince DUALEX-FORCE A
La chlorophylle joue un rôle essentiel dans la photosynthèse et par conséquent dans le développement de la plante. La pince DUALEX-FORCE A est un capteur optique qui permet de mesurer la teneur en chlorophylle et en flavonols des feuilles Figure 13. La chlorophylle est mesurée par analyse du flux de lumière transmis à travers la feuille. Les polyphénols tels que les flavonols et anthocyanes sont mesurés par analyse de l’effet d’écran qu’ils causent sur la fluorescence chlorophyllienne. La chlorophylle est un indicateur de la croissance de la vigne (métabolisme primaire) et les flavonols sont des indicateurs de l’état de contrainte de la plante (métabolisme secondaire). L’indicateur d’état azoté NBI (Nitrogen Balanced Index) est obtenu en faisant le rapport entre la quantité de chlorophylle par rapport à la quantité de flavonols. En effet lorsqu’une vigne est en croissance, son métabolisme primaire est actif : synthèse de chlorophylle, au détriment des flavonols. En revanche, lorsque la vigne se trouve en carence azotée, elle oriente son métabolisme vers la production de métabolites secondaires tels que les flavonols. Les mesures sont non destructives et sont réalisées tous les dix jours du stade floraison à la véraison. L’échantillonnage est réalisé sur 60 feuilles par modalité. Pour déterminer le statut azoté de la vigne, il est important d’échantillonner des feuilles matures pour
13 éviter des variations liées à l’âge des feuilles. En effet, les jeunes feuilles immatures sont d’abord riches en flavonols (protection contre les ravageurs) puis, la surface des feuilles s’agrandit entraînant une dilution des flavonols tout en synthétisant activement de la chlorophylle : le rapport NBI de ces feuilles augmente. Les feuilles matures (F5 depuis l’apex) ont une taille stable et sont ainsi adaptées à la mesure du statut azoté. Chaque feuille reçoit deux mesures, une sur la face supérieure pour mesurer la chlorophylle et une sur la face inférieure pour mesurer la teneur en flavonols. Un NBI inférieur à 6 est jugé faible et indique une carence en azote (FORCE-A, 2020).
Dans le cadre de ce stage, la mise en place d’un suivi du statut azoté de la vigne répond à deux objectifs : Premièrement cela permet de rechercher une différence significative entre le statut azoté de la modalité « couverte » et « témoin ». Deuxièmement ce suivi vient compléter la
« méthode des apex » qui fait l’hypothèse que le facteur limitant de la croissance de la vigne est l’eau. Or une carence en azote pourrait également influencer la croissance des apex, il est donc recommandé (Gaudillère et al., 2002; Pellegrino et al., 2005) de coupler « la méthode des apex » au suivi du statut azoté de la vigne.
2.3.4 Estimations de rendements
En toute fin de stage, une estimation de rendements sera réalisée pour les modalités « couverte » et « témoin ». Pour cela nous réaliserons la pesée de la vendange sur les 40 premiers ceps de chaque modalité. Un prélèvement de 200 baies sera également réalisé pour calculer le poids de 100 baies et les échantillons seront envoyés au laboratoire d’analyse œnologique (Azote des moûts).
2.4 Traitement des données
Pour le traitement des données, des tests statistiques seront réalisés avec le logiciel R (R Core Team, 2018). Des tests paramétriques (Student) seront privilégiés lorsque les conditions d’applicabilités (normalité et homoscédasticité) seront respectées. Dans le cas contraire des tests non-paramétriques (Wilcoxon-Mann-Whitney) seront réalisés.
Figure 14 : Données de précipitations des années 2019 et 2020 vis-à-vis des normales saisonnières pour les mois de janvier à juillet à Rivesaltes. (Infoclimat, 2020).
Figure 15 : Données d’observation des essais de couvert présentant la période de croissance végétative et de floraison de chacune des espèces semées pour la saison 2019-2020.
14 3 Résultats
3.1 Analyse des données de précipitations en 2019 et 2020
La Figure 14 présente les cumuls mensuels de précipitations en 2019 et 2020 pour les mois de janvier à juillet. En 2019 les trois premiers mois de l’année ont été particulièrement secs et en deçà des normales saisonnières. Le mois d’avril 2019 fut plus arrosé (au-delà des normales) et les mois suivants suivent globalement les normales saisonnières. Avec 139 mm de précipitations, le mois de janvier 2020 fut anormalement humide. Au contraire le mois de février 2020 fut anormalement sec. Avec un cumul de précipitation de 223 mm pour ces sept mois, l’année 2019 est présentée comme référence d’une année sèche. Les précipitations du printemps 2020 fut nettement au-delà des normales saisonnières, avec un pic de précipitations (209 mm) au mois d’avril. On remarque un retour à la normale dès le mois de mai 2020. Les cumuls de précipitations de ces sept premiers mois de l’année nous font remarquer que 2020 (499 mm) s’impose comme une année anormalement humide en vue des normales saisonnières.
3.2 Résultats du suivi de mélanges 3.2.1 Période végétative et floraison
La Figure 15 présente les cycles végétatifs ainsi que les périodes de floraison de chacune des espèces semées sur les placettes d’essais (espèces ayant levé). Les espèces sont classées par famille (Fabacées, Brassicacées, Poacées). Toutes les espèces ont été semées à la mi-septembre.
L’espèce la plus précoce pour lever est le seigle et la plus tardive, le trèfle squarrosum. La majorité des espèces lèvent dès le mois d’octobre. La moutarde et le radis fourrager sont les plus précoces à entrer en floraison et le trèfle squarrosum a la floraison la plus tardive. La majorité des Fabacées sont en floraison entre le mois de mars et d’avril.
3.2.2 Quantité de biomasse produite et restitutions potentielles
La Figure 16 est une photographie du couvert de référence, prise le 11 mars 2020. Cette photographie a été prise lors de l’estimation des restitutions par la méthode MERCI. Il est intéressant d’associer à cette photographie la Figure 17 qui présente les résultats des estimations de restitutions par la méthode MERCI. Ces résultats renseignent notamment sur la quantité de matière fraîche et sèche produite par le couvert végétal, ainsi que sur les restitutions potentielles en azote et le rapport carbone/azote du couvert.
Figure 16 : Mélange de référence sur la parcelle Danjou avant et après MERCI pour la saison 2019-2020.
Figure 17 : Estimation des restitutions des couverts végétaux sur les parcelles Danjou et Schistes selon la méthode MERCI pour la saison 2019-2020. CIVAMBIO66
15 3.3 Résultats du suivi de l’état hydrique du sol et de la vigne
3.3.1 Présentation des mesures tensiométriques obtenues par sonde WATERMARK Les Figures 18 et 19 présentent l’évolution de la tensiomètrie du sol pour les placettes du domaine Danjou et Schistes au cours de la saison 2019-2020. Les premiers relevés tensiométriques ont eu lieu le 15 octobre, soit un mois après le semis des couverts végétaux.
Nous pouvons remarquer que le premier relevé a fourni des valeurs assez élevées, cela est probablement attribuable à un mauvais contact entre la sonde et le sol. Les valeurs du second relevé semblent confirmer une bonne implantation des sondes. Nous observons pour les deux graphiques, un schéma oscillatoire entre le mois d’octobre 2019 et d’avril 2020. Ceci s’applique à l’ensemble des modalités testées, exception faite du témoin à 60 cm pour le domaine des schistes qui conserve une faible tension. Entre mi-février et mi-avril, nous remarquons un léger détachement entre la modalité couverte et le témoin. L’assèchement du profil débute à la mi- mai pour atteindre progressivement des valeurs limites (199 = décrochage) autour du 20 Juillet.
Dans l’ensemble la modalité témoin 60 cm semble conserver une tension sensiblement plus faible que les autres, tout en suivant la même dynamique. Ces données ont été analysées statistiquement par un test non paramétrique de Wilcoxon. Aucune différence significative entre les modalités n’a été révélée par le test.
3.3.2 Présentation des mesures de contrainte hydrique obtenues par la méthode des apex Les Figures 20, 21 et 22 présentent l’évolution des indices de croissance (apex) au cours du temps, de la modalité couverte et du témoin pour les parcelles expérimentales du domaine Danjou, Schistes et Modat. Ces données s’étendent du stade floraison de la vigne (8 juin) au stade véraison (20 juillet), sur laquelle quatre relevés ont été effectués. Un dégradé de couleur présente le degré de contrainte hydrique selon l’interprétation de l’IFV (ApeX-vigne). Nous pouvons remarquer qu’aucune des parcelles ne présente de réelle contrainte hydrique.
Cependant la dynamique des trois graphiques tend vers une contrainte hydrique modérée en fin de suivi. Il est important de signaler ici que ces parcelles ont toutes été concernées par un ou plusieurs rognages, ce qui est susceptible d’avoir influencé les résultats. Pour le domaine Danjou, les deux modalités semblent suivre la même dynamique de croissance. Le témoin semble plus poussant que la modalité couverte pour le domaine des Schistes et inversement pour le domaine Modat. Ces données ont été analysées statistiquement par un test paramétrique de Student. Aucune différence significative entre la modalité couverte et le témoin n’a été révélée par le test.
Figure 18 : Données tensiométriques de la modalité témoin (T30 et T60) et couvert (C30 et C60) pour la saison 2019-2020 sur la placette Schistes. Chaque point représente la moyenne de trois valeurs (trois répétitions) à une même date. La variabilité est représentée par les barres d’erreur (écart-types).
Figure 19 : Données tensiométriques de la modalité témoin (T30 et T60) et couvert (C30 et C60) pour la saison 2019-2020 sur la placette Danjou. Chaque point représente la moyenne de trois valeurs (trois répétitions) à une même date. La variabilité est représentée par les barres d’erreur (écart-types).
16 3.3.3 Présentation des mesures de NBI obtenues par pince DUALEX FORCE-A
Les Figures 23, 24 et 25 présentent l’évolution de l’indice NBI (Nitrogen Balance Index) au cours du temps pour les parcelles du domaine Danjou, Schistes et Modat. Les données du domaine Danjou ont été collectées par le CIVAMBIO66. En revanche celles du domaine des Schistes et Modat ont été collectées par un technicien de la chambre d’agriculture du 66. Cela explique que les données n’ont pas été collectées aux mêmes dates ni à la même fréquence. Le NBI supérieur à 6, indique l’absence de stress azoté pour l’ensemble de ces 3 parcelles. Le NBI semble légèrement supérieur pour la modalité témoin pour l’ensemble des parcelles. Une analyse statistique a été réalisée à l’aide d’un test non paramétrique de Wilcoxon pour chacune des parcelles entre la modalité couverte et le témoin. A l’issue du test aucune différence significative n’a été relevée entre la modalité couverte et le témoin.
Figure 20 : Indices de croissance apex de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019- 2020 sur la parcelle Danjou.
Figure 21 : Indices de croissance apex de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019- 2020 sur la parcelle Schistes.
Figure 22 : Indices de croissance apex de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019- 2020 sur la parcelle Modat.
17 4 Discussion
4.1 Particularités météorologiques du millésime 2020
Nous avons décidé de mettre en avant les données de précipitations des 7 premiers mois de l’année 2020 en raison de son caractère particulièrement humide et de l’impact que cela a eu sur l’ensemble de nos résultats. Ces résultats sont présentés par la Figure 14 sous forme de cumuls mensuels de précipitations. Cette figure expose également les données de précipitations de l’année 2019 ainsi que les normales saisonnières. En effet le millésime 2019 fut particulièrement impacté par la sécheresse, ce qui a contribué à renforcer la volonté du GIEE de se pencher sur cette problématique. Or nous pouvons voir que le millésime 2020 fut particulièrement humide. Cela tend à appuyer l’hypothèse d’un dérèglement climatique et d’une augmentation des phénomènes extrêmes présentée en introduction. Après un mois de janvier humide, le mois de février s’est montré particulièrement sec. Cela a probablement conforté les viticulteurs dans l’idée de détruire les couverts végétaux dès le mois de mars pour éviter d’entrer en concurrence hydrique avec la vigne. Seulement on observe dès le mois de mars que les précipitations s’intensifient avec un pic au mois d’avril (209 mm). Cela nous conduit à atteindre un cumul de précipitation de 499 mm en juillet 2020 (l’équivalent d’une année entière en conditions normales d’après info-climat) au lieu de 298 mm d’après les normales saisonnières.
Ainsi nous sommes forcés de constater que l’année 2020 est d’ores et déjà une année anormalement humide, sans même tenir compte des précipitations automnales (saison habituellement la plus humide).
Il est essentiel de tenir compte de ces conditions d’humidité exceptionnelles pour interpréter les résultats. En effet l’ensemble des résultats présentés dans ce mémoire ont directement été impactés par ces conditions météorologiques inattendues. Ce millésime s’est révélé être très mal adapté pour une problématique portant sur le stress hydrique. Epargné par la sècheresse, le millésime 2020 a subi une pression mildiou très importante alors que le département a la réputation d’être particulièrement épargné par cette maladie dépendante de conditions humides. D’après les membres du GIEE, cela a tout de même permis de faire ressortir d’autres services rendus par les couverts comme la portance du sol en condition humide. Les inter-rangs semés, plus portants que les inter-rangs nus, auraient ainsi permis le passage du tracteur pour l’application des traitements antifongiques au moment le plus adéquat.
Signalons également que ces précipitations printanières abondantes ont impacté positivement la croissance végétative de la vigne, ce qui a conduit les viticulteurs à effectuer plusieurs rognages pouvant impacter les données collectées par la méthode des apex.
Figure 23 : Indice de statut azoté NBI (Nitrogen Balance Index) de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019-2020 sur la parcelle Danjou.
Figure 24 : Indice de statut azoté NBI (Nitrogen Balance Index) de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019-2020 sur la parcelle Schistes.
Figure 25 : Indice de statut azoté NBI (Nitrogen Balance Index) de la modalité témoin et couvert pour la saison 2019-2020 sur la parcelle Modat.
18 4.2 Impact des couverts végétaux sur l’équilibre hydrique du sol et de la vigne
A travers nos recherches bibliographiques, nous avons souligné l’action des couverts végétaux sur différents paramètres en lien avec l’équilibre hydrique du sol et de la vigne. Si les couverts végétaux peuvent faciliter l’infiltration de l’eau dans le sol ou encore en limiter l’évaporation par la formation d’un mulch, ils peuvent dans certains cas entrer en concurrence avec la vigne pour l’accès aux ressources en eau. Précisons tout de même que dans certains cas le viticulteur peut rechercher une concurrence pour contenir la croissance de la vigne et par exemple favoriser le développement des fruits ou limiter celui des maladies cryptogamiques. A l’aide des sondes tensiométriques et de la méthode des apex, nous avons tenté de mettre en évidence la dynamique de l’équilibre hydrique du sol et de la vigne au cours d’une saison de culture. Nous avons ainsi pu comparer la modalité couverte au témoin pour observer l’impact des couverts sur cet équilibre. Dans notre cas, les données collectées ne semblent pas confirmer d’effet positif du couvert sur l’infiltration de l’eau dans le sol. En effet contrairement à ce que nous pouvions attendre, les pluies automnales et hivernales n’ont pas abaissé la tension du sol de la modalité couverte de façon significativement différente par rapport au témoin. Quant au schéma oscillatoire des Figures 18 et 19, il semble rythmé par les épisodes de précipitations entre les mois d’octobre et d’avril 2020.
Bien qu’aucune différence significative ne soit ressortie de ces analyses, les Figures 18 et 19 font apparaître une tendance à l’asséchement plus marquée pour la modalité couverte. En effet si la différence n’est pas frappante à trente centimètres de profondeur, la tensiomètrie semble plus faible pour le témoin à soixante centimètres. Ceci va également dans le sens des observations réalisées lors des profils de sol. Pour finir on observe un asséchement progressif du profil qui atteint un état de sécheresse extrême à la fin du mois de juillet. En raison du caractère humide de la saison 2019-2020, il est très intéressant de comparer ces données tensiométriques à celles de la saison 2018-2019 (très sèche) annexe II. En effet 2018-2019 avait montré un état de sècheresse extrême du sol dès le mois de mars. Pour la saison prochaine il serait intéressant de réaliser des bilans hydriques à partir de données de précipitations et d’évapotranspiration de la vigne et du couvert. Pour finir, signalons que les données tensiométriques ont été collectées sur des essais de couvert non détruit et ne prennent donc pas en compte l’atténuation de l’évaporation de l’eau par le mulch. Pour remettre correctement ces données tensiométriques dans leur contexte, il est important de les rapporter aux Figures 18 et 19 qui renseignent sur la biomasse produite par le couvert végétal.
19 4.3 Adapter le pilotage des couverts végétaux au climat
4.3.1 Réussir un semi précoce
Le climat méditerranéen est caractérisé par une période estivale particulièrement sèche avec l’essentiel des précipitations à l’automne et au printemps Figure 1 Ainsi pour optimiser les ressources en eau du sol le défi sera ici, de capter un maximum d’eau quand il y en a et l’économiser lorsqu’elle se fait rare. C’est donc à l’automne et au printemps qu’il faudra assurer l’infiltration de l’eau dans le sol par l’action des couverts pour en réapprovisionner la réserve hydrique (dans la limite de la réserve utile du sol). Pour cette raison il serait dans l’idéal nécessaire de semer le plus tôt possible après les vendanges (fin août- septembre). Certains viticulteurs émettent même l’idée de semer avant les vendanges. De cette manière le couvert pourra s’installer en profitant d’une photopériode encore confortable en cet fin d’été et développer autant que possible son système racinaire et aérien. Bien sûr en raison de la charge de travail que représente la période des vendanges, cela implique d’avoir anticipé les semis en ayant au préalable préparé les semences et le sol si nécessaire. Ce mémoire n’a pas pour fonction de discuter des aspects techniques du semis, mais d’une manière générale rappelons que les semoirs utilisés par la majorité des viticulteurs ne présentent pas la technicité des semoirs utilisés en grandes cultures. Ainsi le semis d’un mélange de semences impliquera des compromis concernant la précision des profondeurs de semis. En règle générale la profondeur de semis augmente avec la taille de la graine semée (Féverole = 7cm, colza=0.5 cm). Dans notre cas, en fonction du semoir disponible et du mélange il faudra bien souvent optimiser la profondeur de semis pour tenter de répondre à la diversité des graines semées.
4.3.2 L’importance de la destruction
Dès le mois de février la croissance du couvert végétal s’intensifie. C’est donc sur cette période que les viticulteurs cherchent à produire un maximum de biomasse à partir du couvert dans un optique de fertilisation. À cette période la vigne est encore en dormance et elle débourrera au mois de mars. Elle ne risque donc pas de subir une quelconque concurrence de la part du couvert. En revanche dès le mois de mars la consommation hydrominérale de la vigne reprend en même temps son cycle végétatif, il y a alors un risque de concurrence de la part des couverts.
Lors de la saison 2018-2019 les suivis tensiométriques ont montré que dès le mois de mars la tension du sol pouvait tendre vers des valeurs extrêmes avec de gros risques de concurrence des couverts envers la vigne. C’est pourquoi les membres de GIEE ont pour la majorité, décidé de détruire les couverts végétaux très précocement (dès le mois de mars) comparativement à ce
20 qui est préconisé ailleurs en France. La saison 2019-2020 a montré que lors de certaines années plus humides il serait possible de repousser cette date de destruction et de continuer à produire de la biomasse. Cela dit ne pouvant pas prévoir à l’avance si une saison sera particulièrement humide ou sèche il est compréhensible que les viticulteurs fassent le choix de détruire leurs couverts relativement tôt pour écarter tout risque de concurrence envers la vigne.
Il existe plusieurs moyens techniques de détruire un couvert végétal. L’outil le plus utilisé au sein du GIEE reste le gyrobroyeur mais d’autres outils comme des rouleaux spécialement conçus pour les couverts végétaux (rolofaca) ont été essayés. L’outil utilisé pour détruire le couvert a son importance étant donné qu’il va déterminer la forme sous laquelle sera restitué le couvert. Un gyrobroyeur sera très agressif et produira un broyat très rapidement dégradé et assimilable par les plantes. En revanche les rouleaux coucheront simplement les plantes et formeront un mulch beaucoup plus long à se dégrader. Les essais réalisés avec des rouleaux se sont révélés peu convainquants et n’ont pas permis de tuer le couvert végétal, ce dernier a ainsi poursuivi son alimentation hydrique et poursuivi l’assèchement du profil. En broyant leurs couverts végétaux, les viticulteurs du GIEE n’obtiennent pas de mulch et ne peuvent donc pas profiter des services évoqués en introduction (refroidissement du sol, atténuation de l’évaporation).
4.4 Utilité des mélanges et choix des espèces 4.4.1 La complémentarité des espèces
A travers nos recherches bibliographiques, nous avons démontré l’intérêt de privilégier les mélanges aux couverts monospécifiques pour en tirer un maximum de services. La composition des mélanges repose principalement sur trois familles : les poacées, les brassicacées et les crucifères. Ces différentes espèces vont se compléter par la structure de leur système aérien et racinaire et par leur capacité à mobiliser les éléments du sol. Nous avons pu vérifier par nos essais que la complémentarité des organes aériens de chaque plante au sein des mélanges offrait une végétation plus dense que pour un semi d’une seule espèce. La plupart des fabacées ayant besoin d’une espèce tutrice pour s’élever, il est intéressant de les associer avec une poacée (exemple : seigle et gesse). Lors de nos essais nous avons également pu observer que les brassicacées avaient la capacité de coloniser rapidement le terrain dès la levée. Celles-ci sont en effet connues pour mobiliser rapidement l’azote assimilable présent dans le sol et ainsi permettre de limiter l’installation de la flore adventice. Les brassicacées et des poacées, très habiles pour capter les éléments du sol, vont également permettre d’optimiser la fixation
