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)