Influence of climate change on grape berry composition from 1960
Transcription
Influence of climate change on grape berry composition from 1960
IXe Congrès International des Terroirs vitivinicoles 2012 / IXe International Terroirs Congress 2012 Figure 1. Evolution of the cool night index over the study period. Figure 2. Relation between Winkler and Huglin indices. 4 CONCLUSIONS Although the time frame of this research is limited (12 years), certain trends on the studied climate attributes could be observed. Minimum temperatures tended to be higher in the last few years and rainfall amounts decreased. Huglin and Winkler index were highly correlated, thus, using one of them for classification purposes might be sufficient. l’écologie de la vigne. Ministère de l’Agriculture et de l’Industrie Alimentaire, Contança, 89-98. 5. J. TONIETTO, A. CARBONNEAU, 2004. Agric. Forest Meteorol. 124, 81-97. 6. D. BLANCO-WARD, J.M. GARCÍA-QUEIJEIRO, G.V. JONES, 2007. Vitis 46 (2), 63-70. 7. W.M. KLIEWER, 1973. J. Am. Soc. Hort. Sci. 2, 153-159. 8. T. TOMANA, N. UTSUNOMIYA, I. DATAOKA, 1979. J. Jap. Soc. Hort. Sci. 48, 261-266. 9. R DEVELOPMENT CORE TEAM, 2010. R: A language and environment for statistical computing, R Foundation for Statistical Compunting, Vienna, Austria. 10. R. CRUZ, A. LAGO, A. LAGE, M.E. RIAL, F. DÍAZ-FIERROS, S. SALSÓN, 2009. Evidencias e Impactos do Cambio Climático en Galicia, Xunta de Galicia, Santiago de Compostela, Spain, 19-58. REFERENCES 1. G.V. JONES, R.E. DAVIS, 2000. Am. J. Vitic. Enol. 51, 249-261. 2. W. KÖPPEN, 1931. Grundiss der Klimakunde, Berlin, Germany. 3. M.A. AMERINE, A.J. WINKLER, 1944. Hilgard 15, 493-673. 4. P. HUGLIN, 1978. Nouveau mode d’évaluation des possibilités héliothermiques d’un milieu viticole. In: Proceedings of the Symposium International sur Influence of climate change on grape berry composition from 1960 to 2010 in the Loire Valley, France Étienne NEETHLING1,*, Gérard BARBEAU1, Cyril BONNEFOY2, Hervé QUÉNOL2 1 INRA-UVV, 42, rue Georges Morel 49071 Beaucouzé. Laboratoire COSTEL, UMR6554 LETG du CNRS, Université Rennes 2 - Haute Bretagne, Rennes. * Corresp, author: E Neethling, Tel: 02 41 22 56 62, Fax: 02 41 22 56 65, Email: [email protected] 2 ABSTRACT Given the important relationship between environmental factors and grapevine growth, climate change is raising many questions concerning viticulture and the quality and typicity of wines. This study contributes to the analysis of climate change in the Loire Valley, aiming at a better understanding of the evolution in climate conditions during the vinegrowing season and the consequences on grape berry composition. We examined the structure and trends of climate variables and bioclimatic indices of six locations situated in the Loire Valley, Center West of France, from 1960 to 2010. Moreover, the evolution in berry composition was studied for the six main grape varieties cultivated in the Loire Valley, from 1970 to 2010. Results illustrated that the mean growing season temperature (Apr. to Sept.) has significantly increased by 1.3˚C to 1.8˚C throughout the region, with maximum temperatures increasing more significantly than minimum temperatures. Bioclimatic indices and temperature variables (mean spring and summer temperatures, number of days with maximum temperatures greater than 30°C) showed also significant increases. For all the locations, the Huglin Index evolved from a cool climate to a temperate climate. Growing Degree-Days increased by 250 to 350 units and these increases were strongly correlated with earlier harvest dates, since 1970. Finally, the trends in temperature variables and bioclimatic indices were significantly correlated with changes in grape berry composition. 3 - 45 IXe Congrès International des Terroirs vitivinicoles 2012 / IXe International Terroirs Congress 2012 For the six main varieties cultivated in the Loire Valley, the berry composition changed significantly, with higher sugar concentrations and lower titratable acidity. Consequently, further warming during the 21st century will have important incidences on grapevine growth and berry composition and thus, adaptations to climate change are becoming crucial. Keywords: climate change, temperature, bioclimatic indices, Vitis vinifera, sugar concentration, titratable acidity, Loire Valley. 1 INTRODUCTION La physiologie de la vigne et la composition des raisins sont très liées au milieu physique [1, 2, 3, 4]. Pour cette raison, un changement climatique pose de nombreuses questions à la viticulture et par voie de conséquence sur la qualité et la typicité des vins [5, 6, 7]. Nous avons analysé l’évolution de la température et des précipitations au cours de la saison de croissance, entre 1960 et 2010. Par ailleurs, le changement de la composition des raisins des 6 principaux cépages cultivés en Val de Loire est étudié depuis 1970. L’étude permet de contribuer à une meilleure compréhension de l’influence d’un réchauffement climatique sur la viticulture. été évaluée par la valeur p, avec un niveau de confiance de 95%. Une analyse de régression linéaire multiple a été réalisée pour comprendre l’influence que l’évolution des variables de température et des indices bioclimatiques a eu sur la composition des raisins. 3. RÉSULTATS ET DISCUSSIONS 3.1 Évolution climatique La température moyenne de la saison de croissance de la vigne a significativement augmenté de 1960 à 2010. Elle a augmenté de 1.4°C à Nantes, de 1.8°C à Angers, de 1.8°C à Saumur, de 1.7°C à Tours, de 1.3°C in Romorantin et de 1.8°C à Bourges. Par ailleurs, les températures maximales ont augmenté plus vite que les minimales (11). La température moyenne du printemps et surtout celle de l’été ont augmenté d’une façon très significative. L’augmentation la plus forte au printemps a été celle de Saumur (+ 1.8°C), et en été celle de Bourges (+ 2.4°C). Le nombre de jours avec Tx>30°C a augmenté sur tous les sites ; Saumur présente la plus forte hausse (+ 17 jours). En revanche, aucune évolution significative des précipitations n’a été observée. 2 MATÉRIEL ET MÉTHODES 2.1 Données climatiques Les données climatiques de six stations météo ont été analysé (source : Météo France). Ces stations sont situées en Val de Loire, une région située à la latitude 47°N, dans le centre-ouest de la France. Les données quotidiennes de températures ont été utilisées pour calculer plusieurs variables et des indices bioclimatiques, entre 1960 et 2010, à savoir : i) Température moyenne, minimale et maximale de la saison de croissance (avril à septembre), ii) Températures moyennes saisonnières, iii) Nombre de jours avec une température maximale supérieure à 30°C (Tx>30°C) iv) Indice des degré-jours de Winkler (GDD) [8], v) Indice de Huglin (HI) [9], vi) Indice de fraicheur des nuits (CI) [10], vii) Amplitude thermique jour/nuit (DTR, aoûtseptembre). Les données mensuelles des précipitations ont été utilisées pour calculer l’évolution des sommes de pluviométrie pour la saison de croissance et les périodes du printemps et de l’été. 3.2 Évolution des indices bioclimatiques Les différents indices bioclimatiques ont fortement évolué depuis 1960. L’indice des degré-jours de Winkler (GDD) a augmenté dans tout le Val de Loire : de 268 à Nantes, de 345 à Angers, de 360 à Saumur, de 324 à Tours, de 251 à Romorantin et de 351 à Bourges. L’évolution de GDD a été significativement corrélée avec des dates de vendange plus précoces (11). Depuis 1970, la date de vendange du Cabernet franc a avancé de 15 jours en Chinon et de 16 jours en Bourgueil, alors que celle du Chenin blanc en Touraine a avancé de 16 jours. Comme la date de la vendange est d’environ deux semaines plus précoce, la période de la maturation correspond désormais à une période plus chaude de l’année, qui pourrait influencer la composition des baies de manière très importante. L’indice de Huglin (HI) a augmenté de 282 à Nantes, de 356 à Angers, de 398 à Saumur, de 340 à Tours, de 309 à Romorantin et de 356 à Bourges. Par conséquent, les six sites ont évolué d’un climat froid, qui a caractérisé le Val de Loire jusqu’aux années 80, vers un climat tempéré, qui était alors celui de Bordeaux. En plus, l’indice de fraicheur des nuits (CI) a augmenté significativement de 0.9°C à Angers et de 1.1°C à Bourges ; l’amplitude thermique (DTR) a augmenté de 1.0°C à Nantes, de 1.5°C à Saumur et de 1.7°C à Romorantin (11). 2.2 Données de maturation L’évolution de la composition des raisins a été étudiée pour les six principaux cépages blancs et rouges du Val de Loire. Les cépages blancs sont le Melon, le Chenin blanc et le Sauvignon blanc, et les cépages rouges sont le Cabernet franc, le Gamay et le Grolleau noir. Les données de la maturation correspondent à la teneur en sucres et l’acidité totale, mesurer préalable de la date de vendange, depuis 1970. Pour chaque cépage, la moyenne de la teneur en sucre et la moyenne de l’acidité totale ont été calculées pour chaque millésime, à partir de plusieurs parcelles de référence dans une même région. Finalement, les variables climatiques, les indices bioclimatiques et les données de la maturation ont été analysés à l’aide de statistiques descriptives. La signification statistique de chaque tendance observée a 3.3 Évolution de la composition des raisins L’acidité totale a diminué, la teneur en sucre a augmenté et cette dernière s’est traduite par un degré alcoolique probable plus important depuis 1970. Cela a 3 - 46 IXe Congrès International des Terroirs vitivinicoles 2012 / IXe International Terroirs Congress 2012 été observé pour les six principaux cépages du Val de Loire (11, Tableau 1). Tableau 1. Évolution de la teneur en sucre et en acidité totale pour des principaux cépages blancs et rouges cultivés en moyenne vallée de la Loire. Région Anjou Anjou Anjou Anjou Saumur Saumur Bourgueil Chinon Cépage (nombre parcelles) Chenin blanc (8) Gamay (6) Grolleau noir (5) Cabernet franc (10) Chenin blanc (2) Cabernet franc (4) Cabernet franc (5) Cabernet franc (5) Série Teneur en sucre (g/L) Degré Alcoolique Probable Acidité Totale (g/L) 1981–2010 +38,2 g/L*** +2,3° -2,0 g/L** 1981–2010 +25,0 g/L** +1,5° -1,2 g/L** 1981–2010 +36,5 g/L*** +2,2° -2,0 g/L** 1981–2010 +46,6 g/L*** +2,8° -2,2 g/L** 1981–2010 +38,0 g/L*** +2,3° -3,0 g/L*** 1981–2010 +54,4 g/L*** +3,2° -2,0 g/L*** 1970–2010 +41,0 g/L*** +2,4° -2,8 g/L*** 1970–2010 +51,8 g/L*** +3,0° -2,7 g/L*** * p<0.05, ** p<0.01 et *** p< 0.001 respectivement Par exemple, la teneur en sucre a augmenté de 38.2 g/L et l’acidité totale a diminué de 2.0 g/L pour le Chenin blanc cultivé en Anjou, de 1981 à 2010 (Tableau 1). Cette évolution de la teneur en sucre s’est traduite par un degré d’alcool potentiel plus important à la vendange. Par exemple, pour le Chenin blanc cultivé en Anjou, le degré d’alcool potentiel a augmenté de 2.3°, depuis 1981. Les résultats des régressions multiples linéaires montrent que l’évolution de la composition des raisins est significativement corrélée avec les variables de température et les indices bioclimatiques (11). Par exemple pour le Cabernet franc à Chinon, 75% de la variabilité de la teneur en sucre et 67% de la variabilité de l’acidité totale ont été expliquées par les variables climatiques. Le réchauffement a donc eu une influence importante sur l’évolution de la composition des raisins. Cependant, il n’explique pas toute la variabilité et des études complémentaires seraient nécessaires pour étudier la part prise par l’évolution concomitante des pratiques viticoles. Ces études permettront de signaler l’influence d’atténuation que les pratiques viticoles pourront avoir dans un futur changement climatique. froid à un climat tempéré. Le comportement de la vigne a été influencé par ces changements climatiques, ce qui s’est traduit par une avancée des dates de vendange, accompagnée d’une diminution de l’acidité totale et une augmentation de la teneur en sucre des raisins, pour les principaux cépages cultivés en Val de Loire. En conclusion, la poursuite du réchauffement au cours du 21ème siècle aura une incidence importante sur le comportement de la vigne, la composition des raisins et la qualité des vins produits. Dans un souci de préservation de la qualité et la typicité des vins des différentes appellations d’origine, des adaptations des pratiques agroviticoles et œnologiques au changement climatique sont essentielles. REMERCIEMENTS Cette étude s’inscrit dans le projet international ANRTERVICLIM de CNRS. Nous remercions Météo France pour les données climatiques ainsi que tous les organismes qui ont mis à disposition leurs données de suivis de maturation, notamment le Laboratoire de Touraine (37-Tours), l’Association Technique Viticole (49-Doué La Fontaine, Anjou), la SICAVAC (41Sancerre) et la Chambre d’Agriculture de LoireAtlantique (44-Vertou, Muscadet). CONCLUSION Les températures de la saison de croissance de la vigne ont augmenté de 1960 à 2010 en Val de Loire. La température moyenne a augmenté de 1.3˚C à 1.8˚C, avec le réchauffement le plus fort à Saumur. Les maximales ont augmenté plus que les minimales. La température moyenne du printemps, celle de l’été et le nombre de jours avec une température supérieure à 30°C ont subi une hausse. En revanche, aucune évolution significative des précipitations n’a été observée. Les différents indices bioclimatiques ont fortement augmenté. Selon l’indice de Huglin, la région viticole du Val de Loire a évolué d’un climat RÉFÉRENCES 1. J. BRANAS, 1974. Viticulture. Ed. Déhan. Montpellier, 990 p. 2. F. CHAMPAGNOL, 1984. Eléments de physiologie de la vigne et viticulture générale. Ed. Dehan, Montpellier, 352 p. 3. A. CARBONNEAU, C. RIOU, D. GUYON, J. RIOM, C. SCHNEIDER, 1992. Agrométéorologie de la vigne en France. Office des Publications Officielles des Communautés Européennes, Ed. Luxembourg, 165 p. 3 - 47 IXe Congrès International des Terroirs vitivinicoles 2012 / IXe International Terroirs Congress 2012 4. V.A. CAREY, E. ARCHER, G. BARBEAU, D. SAAYMAN, 2008. J. Int. Sci. Vigne Vin, 42 (4): 185201. 5. G.V. JONES, M.A. WHITE, O.R. COOPER, K. STORCHMANN, 2005. Climatic Change. 73 (3): 319343. 6. L.B. WEBB, P.H. WHETTON, E.W.R. BARLOW, 2008. Climate Research 36: 99-111. 7. C. VAN LEEUWEN, B. BOIS, N. CELLIE, O. TREGOAT, J.P. ROBY, 2009. Rev. Fr. d’Œnol. 235 (avril/mai): 10-14. 8. A.J. WINKLER, J.A. COOK, W.M. KLIEWER, L.A. LIDER, 1974. General Viticulture, 2nd ed. University of California Press, California, 710 p. 9. P. HUGLIN, 1978. Nouveau mode d’évaluation des possibilités héliothermiques d’un milieu viticole. In : Symposium International sur l’écologie de la vigne, 1. Constança, Ministère de l’Agriculture et de l’Industrie Alimentaire, 89-98. 10. J. TONIETTO, 1999. Les microclimats viticoles mondiaux et l’influence du mésoclimat sur la typicité de la Syrah et du Muscat de Hambourg dans le sud de la France. Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l’Institut national Agronomique Montpellier, 216 p. 11. E. NEETHLING, G. BARBEAU, C. BONNEFOY, H. QUÉNOL, 2012. (Accepted in Climate Research). Spatial variability of temperature and grapevine growth at terroir scales in the context of climate change Étienne NEETHLING1, Sylvie SICARD1, Gérard BARBEAU1, Cyril BONNEFOY2, Hervé QUÉNOL2 1 INRA-UVV, 42, rue Georges Morel 49071 Beaucouzé. Laboratoire COSTEL, UMR6554 LETG du CNRS, Université Rennes 2 - Haute Bretagne, Rennes. * Corresp, author: E Neethling, Tel: 02 41 22 56 62, Fax: 02 41 22 56 65, Email: [email protected] 2 ABSTRACT Confronted to greater market competition, economic crisis and lower wine consumption, a global climate change pose further questions at the viticultural sector. Climate change is however not homogenous and local factors such as the topography lead to significant differences in temperatures at fine scales. Consequently, a better understanding of the local climate and its influences on vine growth at plot scales are necessary. The aim of the study was to analyze the spatial variability of temperature in relation to the local environment, soil properties and grapevine phenology and berry composition. Temperature sensors were installed within the vineyards of the AOC Coteaux du Layon, a region situated along the Layon River and characterized with a rich pedological and topographical diversity. Temperature data obtained during the 2011 vintage was studied and the grapevine growth of 10 plots of Chenin blanc was analyzed. Results illustrated a strong spatial variability in temperature. Greater temperature ranges were observed at the bottom of the valley, with a higher frost risk during spring. In contrast, the highest elevations were characterized with more moderate temperature ranges. The spatial variability of temperatures was reflected on the bioclimatic indices. The greatest accumulations in growing degree-days were observed in sensors situated on the South facing slopes at mid-elevation. The vineyards located on these South-facing slopes illustrated also earlier phenological stages with higher sugar concentrations and lower titratable acidity during ripening. Moreover, this variability in grapevine phenology and berry composition was further explained by the thermal capacity of the vineyard soils. As adaptation to climate change is essential, our results show that it is necessary to conduct studies at terroir scales in order to better understand the spatial variability of local climate and its influence on grapevine growth and grape quality. Keywords: Coteaux du Layon, temperature, phenology, berry composition, plot-scale variability, climate change. 1 INTRODUCTION Confrontés depuis plusieurs années à l’intensification de la concurrence des autres pays producteurs de vins, les viticulteurs français se défendent en mettant en valeur la spécificité de leurs terroirs, définis principalement par les facteurs environnementaux et les pratiques [1]. Aujourd’hui, le changement climatique implique une vulnérabilité encore plus grande des systèmes de production et interroge la filière viticole en termes de renouvellement des thématiques de recherche sur le changement climatique [2]. En Val de Loire, à l’échelle de la région, un réchauffement significatif a été démontré au cours des 50 dernières années [3, 4]. Ce réchauffement a conduit à une avancée des stades phénologiques et à une évolution importante de la composition des baies des principaux cépages cultivés [4]. Cependant aux échelles locales, des facteurs tels que la topographie, l’environnement paysager, l’occupation et la nature du sol ont des effets importants sur la variabilité du climat [3]. Il ressort que la variabilité spatiale de la température à une échelle fine sur une année est du même ordre de grandeur que la variabilité spatiale à l’échelle de la région. Il est donc nécessaire de conduire des études à l’échelle plus fine des terroirs viticoles afin d’acquérir une meilleure compréhension du climat local et de son influence sur la vigne. Cette approche permettra de mieux définir les conséquences 3 - 48