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.
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6. D. BLANCO-WARD, J.M. GARCÍA-QUEIJEIRO,
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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.
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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
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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
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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
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