Présentation : Jean-Michel Legave
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Présentation : Jean-Michel Legave
Réponse phénologique des arbres fruitiers au réchauffement climatique en Europe Jean-Michel LEGAVE INRA, UMR Développement et Amélioration des Plantes, 2 place viala - 34060 Montpellier [email protected] Influences des composantes de la floraison sur la production de fruits • Epoque et étalement influences sur risque de gel, intensité de pollinisation, échelonnement de maturité des fruits • Intensité et qualité influences sur nombre, calibre et forme des fruits Constitution d’une base nationale de données phénologiques pour les arbres fruitiers et la vigne Fruit species: data recorded in sites located in m ain cropping basins V ine: data recorded in sites located in m ain vine yards C ham p agne n ation al d atab ase (at A vign on) L o ire v a lley A q u ita in e R h ô n e v a lle y L a n g u ed o c A njou B ourgogn e in clud in g m ainly dates of com m on p henological stages as: Stage ‘F1’ in apple or (10% of opened flow ers) A lsace B ordelais Stage C in v ine (bud break) R hôn e valley L an gu ed oc Plus récemment, une amorce de réseau européen spécifique aux arbres fruitiers 50°30’ - 43°50’ N ; 0°30’ W – 12° E Gembloux Angers Bergerac Sion Nîmes Meknès Trento Forli Principales séries chronologiques actuellement disponibles (base PhénoClim et échanges européens) Espèce Cultivar Origine Stade Floraison Période d'obsevation Nombre de données Pommier Golden delicious Angers Bergerac Nîmes Lunel Gembloux (B) Meknès (M) Trento (I) Forli (I) F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 1963-2008 1967-2002 1974-2008 1976-2008 1984-2008 1984-2008 1983-2008 1970-2008 Changins (CH) F2 1970-2003 46 33 35 33 25 25 26 39 262 34 Williams Angers Bergerac Changins (CH) Forli (I) F2 F2 F2 F2 1954-2008 1972-2003 1971-2003 1991-2008 54 32 33 18 137 Passe crassane Angers F2 1959-2008 50 Doy. du Comice Angers F2 1960-2008 41 Cerisier Burlat Bordeaux Changins (CH) F10 F100 1984-2007 1979-2003 24 25 Abricotier Hargrand Luizet Nîmes Changins (CH) F50 F100 1984-2007 1973-2003 24 31 Prunier Prune d'Ente Agen F100 1970-2007 37 Total F1 Golden Poirier Total F2 Williams Une tendance générale d’avancée de floraison, exemples concernant la date F1 de Golden Delicious Gembloux, CRA-W,Belgique 140 Angers, INRA France (47° 28 N; 0° 33 W) 140 (50° 34 N; 4° 41 E) 130 130 120 120 110 110 100 100 90 90 80 80 1963 1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007 1963 1967 1971 Nîmes, Ctifl France 140 1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007 1995 1999 2003 2007 Meknès, INRA Maroc (43° 50 N; 4° 21 E) (33° 54 N; 5° 33 W) 140 130 130 120 120 110 110 100 100 90 90 80 80 1963 1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007 1963 1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 Avancées de floraison similaires pour des stades phénologiques différents, exemples pour Golden Delicious en 2 sites (Changins en Suisse et Nîmes Ctifl) Changins: date E2 Changins: date F2 Balandran: date F1 Balandran: date F2 140 130 120 110 100 90 E2 F1 F2 80 70 60 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 Autres exemples d’avancée de floraison: date F100 pour 3 autres espèces en climat relativement froid (Changins) Poirier Williams Abricotier Luizet Cerisier Burlat 130 120 110 100 90 80 70 60 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 Analyse des avancées de floraison - comment décrire correctement les séries chronologiques: collaboration avec l’équipe Virtual Plants (Guédon et Legave, Ecological Modelling, sous presse) - comment expliquer la tendance observée en termes d’effets de la température: collaboration avec le centre de transfert de SupAgro (Legave et coll., 2008. J. Hort. Sci. & Biotechnology, 83, 76-84) Analyse statistique des séries par ‘change-point models’: un changement relativement abrupt des fluctuations de floraison vers plus de précocité, à la fin des années 80 (1988-1989), et non une évolution progressive A n g e r s 1 4 0 Golden Delicious 1 3 0 A n g e r s m e a n B e r g e r a c jour calendaire B e r g e r a c m e a n N îm e s 1 2 0 N îm e s m e a n 1 1 0 1 0 0 9 0 8 0 1 9 7 6 1 9 8 1 1 9 8 6 1 3 0 1 9 9 1 1 9 9 6 2 0 0 1 A A B B C C Williams jour calendaire 1 2 0 1 1 0 1 0 0 9 0 8 0 7 0 1 9 7 2 1 9 8 2 1 9 9 2 2 0 0 2 n g e r s n g e r s m e a n e r g e r a c e r g e r a c m e a n h a n g in s h a n g in s m e a n Étroite coïncidence avec les augmentations de températures à la fin des années 80: relativement brutales, notamment en période de besoins en chaleur post-dormance Température moyenne durant la phase de croissance active des ébauches florales pour Golden Delicious T° Nîmes T° Bergerac T° Angers 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 Modélisation des dates de floraison pour expliquer les avancées de floraison Modélisation de la date F1 pour Golden Delicious, variables d’entrée: dates observées sur 3 sites (Angers-Bergerac-Nîmes) durant la période 1976-2002 Modèle séquentiel: sous-modèle froid 7 fonctions froid sous-modèle chaud X 3 fonctions chauds date de début effets froid date fin date F1 de dormance Paramètres de sortie : date début froid et paramètres fonctions Variables simulées : date fin dormance, date F1, durée fin dormance à F1 Utilisation d’un logiciel très convivial, le ‘Pollenoscope’ Durée moyennes simulées de levée de dormance et de croissance florale en différents sites, avant et après réchauffement (depuis1988) : 2 effets opposés attendus Levée de dormance Croissance florale jusqu'au stade F1 Nîmes 1988-2002 Nîmes 1974-1987 Forli 1988-2002 Forli 1973-1987 Bergerac 1988-2002 Bergerac 1973-1987 Angers 1988-2002 Angers 1973-1987 Gembloux 1988-2002 Gembloux 1973-1987 0 50 100 150 Nombre de jours à partir du début de la levée de dormance 200 Cohérence avec les augmentations de T°: plus marquées durant la croissance florale (besoins en chaleur satisfaits plus rapidement) Temperature moyenne Gembloux Angers Bergerac Forli Nîmes 1,5 1,6 4,9 7,4 11,4 14,8 16,7 16,6 13,8 9,9 5,7 3,4 4,5 5,4 7,3 9,5 12,8 16,7 18,9 18,5 16,2 12,0 7,7 5,7 4,8 6,3 8,2 10,5 14,1 18,0 20,4 19,8 17,5 13,1 8,2 5,9 3,3 5,2 9,2 13,1 18,0 22,2 25,0 24,1 21,1 15,3 8,6 4,8 5,7 7,1 9,6 12,1 15,8 20 22,9 22,3 19,6 14,3 9,6 6,8 9,0 11,3 12,2 14,2 13,8 3,4 3,9 6,5 8,4 12,9 14,9 17,3 17,6 13,9 10,6 5,9 3,6 6,3 6,9 9,2 10,5 15,0 17,3 19,6 20,1 16,4 13,1 8,4 6,3 6,4 7,3 10,0 11,6 16,5 18,8 21,0 21,5 17,5 14,4 9,0 6,7 4,3 6,4 10,8 13,7 18,9 22,9 25,4 25,8 20,7 16,0 9,5 4,9 7,7 8,8 11,6 13,2 17,7 20,9 24 24,1 19,4 15,8 10,4 7,7 Moy annuelle 9,9 12,4 13,4 15,0 15,1 augmentation depuis 1988 0,9 1,1 1,2 0,8 1,3 1973 - 1987 J F M A M J J A S O N D Moy annuelle 1988 - 2002 J F M A M J J A S O N D Un effet secondaire du réchauffement sur la levée de dormance (retard) expliquerait certaines différences d’avancée de floraison Date moyenne du stade F2 du poirier Wiliams (jour calendaire) Date moyenne du stade F1 de Golden Delicious (jour calendaire) 1975-1988 (14 ans) Gembloux Changins avancée 121 - 122 120 -121 Trento Angers 1989-2002 (14 ans) 111 - 112 9 jours 111 - 112 115 - 116 Bergerac 108 - 109 100 - 101 106 - 107 97 - 98 9 jours Nîmes 101 - 102 93 - 94 8 jours 94 - 95 1989-2002 (14 ans) avancée Changins 115-116 104 - 105 11 jours Angers 104 - 105 94 - 95 10 jours Bergerac 101 - 102 91 - 92 10 jours 7 jours Forli Meknès 1975-1988 (14 ans) Avancée de floraison plus réduite pour le pommier (plus exigeant en froid) et plus réduite en climat plus doux (Angers, Nîmes) Des différences phénologiques entre régions qui se modifieraient depuis le début des années 2000: effet sur la dormance intensifié en régions méridionales ? Evolution de la moyenne mobile (5ans) de la date F1 pour Golden Delicious dans différentes régions européennes Anjou Valais suisse Haut Adige Wallonie Emilie-Romagne Languedoc Nîmes Languedoc Lunel 140 120 110 100 90 -0 7 03 -0 5 20 01 20 99 -0 3 -0 1 19 97 -9 9 19 95 19 93 -9 7 -9 5 19 91 -9 3 19 89 19 87 -9 1 -8 9 19 85 -8 7 19 83 19 81 -8 3 19 79 -8 1 19 77 -7 9 19 75 -7 7 19 73 -7 5 19 71 -7 3 19 69 -7 1 19 67 -6 9 19 65 -6 7 19 63 -8 5 80 19 Jour calendaire 130 Intensification du retard de levée de dormance dans un passé récent (2003-2007) : la modélisation suggère des évolutions contrastées suivants les régions Retard moyen estimé de levée de dormance par rapport à la période 1973 -1987 (15 ans) 1988 -2002 (15 ans) 2003 -2007 (5 ans) Wallonie 1,0 2,2 Emilie Romagne 1,4 5,9 Anjou 4,3 4,7 Languedoc 6,1 7,1 Quels impacts sur l’époque de floraison dans une perspective d’intensification d’un retard de levée de dormance par réchauffement automnal et hivernal ? Equilibre des effets sur la dormance et la croissance florale avant 1988 Equilibres observés 2000-01 et 2006-07 en région Méditerranéenne, des Nouvel équilibreavec depuis 1988 d’étalements inédits de floraison (nouveaux impacts du Intensification des effets dans le réchauffement) même rapport Avancée de floraison accrue Davantage d'influence de l'effet sur la dormance Avancée réduite + étalements ? Autant d'influence de l'effet sur la dormance 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Conséquences défavorables d’une avancée de floraison associée à un retard de levée de dormance • Risque biologique de gel printanier: accru si accentuation de l’avancée, moins à craindre en cas de dormance plus tardive Mais ce risque demeure: mars 2008 ! • Accroissement des étalements de floraison à échelle de l’arbre ou de la gamme variétale en un site donné: à partir d’un certain seuil de ralentissement de satisfaction des besoins en froid (échelle arbre ou gamme) Cas en 2001, 2007 (abricotier, cerisier, pommier,…) Conséquences sur la pollinisation (concordance), la conduite du verger (traitements), l’étalement de maturité (hétérogénéité) • Bouleversement des spécificités régionales des gammes variétales : décalages de floraison modifiés entre régions par modification des différences régionales de durée de dormance Cas en 2007 (abricotier Valence / Nîmes) Quelle urgence à s’adapter aux effets sur la floraison et comment ? • Constat actuel: des symptômes légers / ponctuels (avancée floraison, dormance retardée, étalements de floraison, avortement floral) Quelles échéances pour des symptômes plus sévères et plus fréquents ? S’appuyer sur la modélisation: prédictions à long terme • L’adaptation variétale doit être engagée Conclusion • Des effets du réchauffement sur la floraison sont désormais décelables, soit sous forme de tendances (valeurs moyennes), soit sous forme d’événements ponctuels inédits • Certains effets apparaissent défavorables à la production et doivent conduire à des adaptations essentiellement d’ordre génétique • Les observations sur les effets et impacts doivent se poursuivre pour affiner les objectifs majeurs et critères à soumettre aux sélectionneurs • Aux adaptations concernant la floraison s’ajoutent celles concernant le développement du fruit, la résistance aux parasites,…, la tâche est donc considérable et nous impose de la poursuivre dans la cadre de collaborations nationales (‘PhénoClim’) et internationales Merci pour votre attention Pour en savoir plus: Domergue M., Legave J.M., Calleja M., Moutier N., Brisson N., Seguin B., 2004. Abricotier, pommier, olivier : réchauffement climatique et conséquences sur la floraison. Arboriculture Fruitière 578: 27-33. Legave J.M., 2005. Suivre et analyser l'évolution de l'époque de floraison des arbres fruitiers dans le contexte du réchauffement climatique. INRA Mensuel 125:5-7 Gleizer B., Legave J.M., Berthoumieu J.F. and Mathieu V., 2007. Les arboriculteurs face aux changements climatiques. Evolution de la phénologie florale et du risque de gel printanier. Infos-Ctifl, 235: 37-40. Legave J.M., Farrera I., Alméras T. and Calleja M., 2008. Selecting models of apple flowering time and understanding how global warming has had an impact on this trait. Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 83: 76-84. Legave J.M., 2008. Vulnérabilité et adaptation des arbres fruitiers face au réchauffement climatique. Colloque international Agriculture Biologique et changement climatique, France, Clermont Ferrand, 17-18 avril 2008, 6 p. (support CD, Edit. Enita Clermont/ AbioDoc)