Memoire Online - Caractérisation de la réserve utile des sols viticoles bourguignons dans le réseau de suivi des maladies du bois

Nous avons vu dans les résultats précédents que le système racinaire se développe bien suivant le contexte pédologique. Son organisation est sous l'effet des propriétés du sol, parmi lesquelles : la compacité, la charge en éléments grossiers, l'épaisseur et les caractères physico-chimiques et hydriques (hydromorphie et la teneur en carbonates de calcium).

L'épaisseur du sol et la présence d'un obstacle physique (éléments grossiers) influencent les densités racinaires totales (DRT). En effet, une faible profondeur due à une roche mère superficielle associée à une charge importante en éléments grossiers favorise le développement d'un système racinaire très puissant capable de prospecter un maximum de sol à la recherche des ressources nutritives et hydriques.

La densité racinaire des couches superficielles est différente de celle des horizons sous-jacents. Les résultats ont montré que l'essentiel de la biomasse racinaire se situe dans les horizons de surface (0 à 60 cm de profondeur). Au-delà de cette profondeur, la densité racinaire diminue progressivement pour atteindre un niveau très faible (Fig. 15).

D'après les résultats des analyses physico-chimiques (tableau 3), les horizons organo-minéraux et structuraux sont plus riches en matière organique que les horizons de profondeur. Sur la base de ces résultats on peut dire que la fertilité des horizons de surface est à l'origine d'un développement racinaire important qui permet d'assurer une bonne alimentation minérale. De l'autre côté, une faible teneur en matière organique dans les horizons profonds (généralement humides) associée à une faible colonisation racinaire dominée par les racines plongeantes, nous laisse penser qu'une grande partie des racines dans ces horizons assure l'essentiel de l'alimentation en eau. Ces résultats sont en accords avec les remarques de Choné (communication personnelle). Cet auteur attribue le rôle de la nutrition minérale aux racines développées dans les horizons de surface et le rôle de l'alimentation hydrique aux racines plongeantes. Les auteurs s'accordent à définir une couche de sol pour laquelle l'enracinement est maximum (Tournebize 2001). D'après Huglin et Schneider (1998), cette zone correspond à la couche la plus riche qui se situe dans les horizons de surface. Une différence de la concentration en éléments nutritifs est en fait à l'origine d'une colonisation racinaire préférentielle (Carbonneau 1984).

Lebon (1993); Curt et al. (1998) ont noté le rôle essentiel de l'enracinement profond dans les phénomènes de la régulation de l'alimentation hydrique notamment en périodes de fortes contraintes hydriques. Cependant un approfondissement du système racinaire pour puiser l'eau des horizons inférieurs présente l'inconvénient de prospecter des zones moins riches en éléments nutritifs (Tournebize 2001).

Le choix du porte greffe doit être raisonné en relation avec les propriétés du sol. Dans des sols caillouteux et moins épais (faible pourcentage de terre fine), il est préférable d'opter pour des portes greffes capables d'assurer une bonne couverture racinaire, afin de garantir une alimentation minérale et hydrique suffisantes et d'éviter les phénomènes de carences et de stress hydriques.

L'étude des propriétés hydriques illustre des comportements différents en relation avec le type de sol et de l'horizon. D'après les résultats des mesures de la teneur en eau sur des échantillons à structure non remaniée, l'humidité à la capacité au champ _Wcc (pF=2) est plus proche de celle du prélèvement W_p avec une légère supériorité pour _Wcc , particulièrement dans les horizons de surface qui se dessèchent très rapidement sous l'effet de l'évaporation du sol et du prélèvement racinaire (Fig. 11).

Nous avons comparé les résultats de la teneur en eau volumique à la capacité au champ _cc (cm³/cm³) et l'humidité de prélèvement _p (cm³/cm³) pour l'ensemble des échantillons étudiés (28 horizons) par un test statistique (ANOVA) (Fig. 16). Le test montre que la différence entre _cc et _p est non significative à 5% (P>0,05). Globalement, nous considérons que nos conditions de prélèvement sont proches de la capacité au champ et répondent bien aux exigences de prélèvement. De plus, la teneur en eau à pF=2 est représentative de la capacité au champ de nos sols.

Nos résultats sont similaires aux nombreuses études effectuées sur différents types de sols (Bruand et al. 1996; Bigorre 2000; Quentin et al. 2001; Morvan et al. 2004). Ces auteurs ont montré que l'humidité à la capacité au champ mesurée sur des échantillons à structure conservée correspond à une valeur de pF=2.

Teneur en eau volum ique (cm 3/cm 3)	0,5			F=2,43 P=0,125 NS (P>0,05)
	0,4	A	A
	0,3
	0,2

Figure 16: Comparaison entre la teneur en eau volumique à la capacité au champ ( _cc) et l'humidité volumique de prélèvement ( _p) (analyse de la variance ANOVA. NS, différence non significative).

Les résultats des calculs de la réserve utile ont révélé notamment l'importance de l'épaisseur, de la charge en éléments grossiers et du type d'horizon. Les valeurs de RU les plus élevées sont enregistrées dans les sols profonds et faiblement chargés en éléments grossiers (tableau 3 et Fig. 12 et 14). Au niveau des horizons, les valeurs les plus élevées sont notées chez les horizons les plus proches de la surface dont la teneur en matière organique est plus importante par rapport aux horizons sous-jacents (Fig. 13; tableau 3).

Les réserves utiles prédites par la classe de pédotransfert de Bruand et al. (2004) sont toujours inférieures à celles mesurées au laboratoire sur des mottes à structure conservée. La figure 17 illustre les valeurs de la réserve utile prédite sous-estimées et surestimées ; d'après la figure, RU_p est généralement sous-estimée (RU_p< RU_m). Les valeurs surestimées (RU_p> RU_m) correspondent aux horizons organo-minéraux comme observé précédemment sur la figure 13. Le calcul de EMP et ETP (tableau 5) montre que la prédiction sous-estime la réserve utile pour

l'ensemble des parcelles (EMP<0) et la précision de l'estimation (ETP) est d'autant plus faible que le sol est plus profond.

Tableau 4 : Erreurs moyennes (EMP) et écarts types de prédiction (ETP) de la réserve utile.

Parcelle	EMP	ETP
CDc 3	-0,80	1,38
SLc1 P1	-6,78	13,56
Yc1 P1	-1,69	2,40
CDc 1	-1,54	3,44
CD 9	-1,65	3,69
CD 8	-2,13	3,69

Figure 17 : Relation entre réserves utiles mesurées (RU_m) et prédites (RU_p).

Pour comparer les valeurs de RU mesurées et prédites, nous avons fait un test ANOVA pour l'ensemble des échantillons étudiés (Fig. 18). D'après le test, la différence entre RU_m et RU_p est non significative à 5 % (P>0,05). En revanche, des différences ont été notées dans les horizons organo-minéraux (RU_m<RU_p) (Fig.13 et 17). ^Ceciest expliqué par une différence des teneurs en matières organiques entre les sols utilisés pour établir la base de données et nos sols viticoles. D'une manière générale, cette approche donne des valeurs proches de celles mesurées avec une légère sous-estimation (différence non significative).

A		A

Figure 18: Comparaison entre la réserve utile mesurée (RU_m) et prédite (RU_p) (analyse de la variance ANOVA. NS, différence non significative)

D'après les résultats obtenus par Morvan et al. (2004), qui ont testé plusieurs classes de pédotransfert de différentes origines géographiques, la classe de pédotransfert de Bruand et al. (2004) donne de meilleurs résultats que les autres. Ces résultats sont comparables aux nôtres, c'est-à-dire une légère sous-estimation de la réserve utile (EMP<0). Une autre étude effectuée par Al Majou et al. (2005) a montré que la prédiction donne des résultats différents en fonction du type d'horizon (sous-estimation pour les horizons organo-minéraux et sur estimation pour les autres horizons).

L'étude des propriétés hydriques des sols est longue et coûteuse à mesurer, c'est pourquoi des outils de prédiction ont été développés afin de les estimer à partir de la nature des constituants et de leurs propriétés. Néanmoins, cette approche prend un caractère régional et devient moins précise dès qu'on s'éloigne de son origine géologique et la prédiction devient moins bonne. Il est en effet très important de prendre en compte la gamme de sols sur laquelle elle a été définie, et leurs propriétés pédologiques notamment la teneur en matière organique. Ce paramètre est très variable d'un sol à l'autre. Les sols forestiers et de prairies contiennent des taux très importants par rapport aux sols cultivés et viticoles. De nombreuses études ont montré que la matière organique augmente la rétention d'eau autant à la capacité au champ qu'au point de flétrissement (Bauer et Black 1992 ; Saxton et Rawls 2005). Emerson (1995) a souligné que la matière organique accroît nettement la rétention de l'eau aux hauts potentiels et ne joue quasiment aucun rôle sur la rétention de l'eau au point de flétrissement. Ceci peut expliquer la raison pour laquelle RU_p est supérieure à RU_m dans les horizons de surface (différence de la teneur en matière organique entre nos échantillons et les sols sur lesquels la classe de pédotransfert a été établie).

La stratification en fonction de certains critères pédologiques et de l'usage du sol est malheureusement trop souvent mal prise en compte par les classes de pédotransfert. Une recherche plus approfondie sur des paramètres prenant en compte un découpage en fonction de propriétés pédologiques (matériau parental, minéralogie des argiles et caractéristiques de la fraction organique) et de l'usage du sol devrait permettre d'aboutir à une bonne précision de la prédiction (Bruand et al. 1996 ; Bigorre 2000 ; Bruand et al. 2003).

Le problème des sols caillouteux ou, de façon générale, à éléments grossiers est toujours posé. Ils ne sont que rarement étudiés tant la mesure de leurs propriétés de rétention en eau fait l'objet des contraintes méthodiques (Bruand et al. 2003). Dans des sols viticoles de type Calcosol, Rendosol, Calcisol et Colluviosol généralement à forte charge en éléments grossiers, la pratique la plus fréquente pour déterminer leur réserve utile est de considérer les éléments grossiers sans effet sur la rétention en eau, car ils n'ont pas de porosité pour retenir l'eau ou bien l'eau retenue n'est plus accessible pour les plantes. Les travaux de Coutadeur et al. (2000); Cousin et al. (2003), sur des Calcosol caillouteux ont montré que la non prise en compte de la phase caillouteuse dans les calculs de la réserve utile conduit à des surestimations de 22 à 39% de la RU. De même, sa prise en compte en tant que phase inerte sous estime la RU de 8 à 34%. Ces auteurs ont conclu que l'existence d'une fraction fine à la surface et entre les éléments grossiers participe à la rétention en eau du sol.

Le rôle de l'aspect méthodologique est non négligeable pour étudier les propriétés hydriques des sols. Des mauvaises conditions de prélèvement et de conservation des échantillons peuvent modifier défavorablement les résultats obtenus. En plus, une période suffisante pour établir l'équilibre entre les échantillons et le potentiel appliqué est nécessaire. Cette dernière est très variable d'une texture à l'autre. Elle peut aller de 3 jours à plus

d'une semaine parfois pour les sols à forte teneur en argile, car l'eau énergiquement retenue dans les micropores s'élimine très lentement.

Le modèle de bilan hydrique utilisé a permis de suivre le vécu de la vigne au cours de la saison 2010 (Fig. 19).

La FTSW représente la partie de la réserve utile disponible pour la vigne, elle reflète l'évolution du stock d'eau qui se vide suite à des prélèvements par évapotranspiration et se remplit par des apports extérieurs sous forme de pluie.

plante FTSW au cours de la saison 2010 (janvier-fin août). Les données climatiques sont obtenues à partir des stations météos Figure 18: Bilan hydrique modélisé selon le modèle de Lebon et al. (2003). Suivi de la fraction d'eau du sol utilisable par la de : Rully (SLc1 P1), Beaune (CD9, CDc 1 et CD 8), Dijon/Longvic (CDc 3) et Chablis (Yc1 P1).

D'après les résultats, le niveau de la contrainte subie par la vigne varie d'un type de sol à l'autre en relation avec sa réserve utile. Dans les sols avec une RU>90 mm (CDc3, SLc1 P1, CDc 1, CD 9 et CD 8), FTSW est toujours à un niveau supérieur à 40% (contrainte nulle), sauf durant la fin du mois de juillet et durant le mois d'août où, il apparaît une contrainte faible pour les parcelles CDc 3, CDc 1, CD 9 et CD 8. Les sols avec une faible réserve en eau (RU<50 mm) (sols peu profonds et chargés en éléments grossiers) sont les plus exposés à l'épuisement de leur stock d'eau, ceci se traduit par une faible quantité d'eau disponible pour la plante. La parcelle Yc1 P1 (RU=41,68 mm) est le cas le plus extrême. Une contrainte faible est apparue à partir du mois de juin et évolue vers une contrainte forte au début de juillet (FTSW<7%). Une quantité de pluie (27,1 mm) durant la deuxième semaine permet de diminuer l'intensité de la contrainte (contrainte faible).Vers la fin de juillet et jusqu'à mi-août, une contrainte forte est réapparue (FTSW=0), elle est accentuée par l'absence de pluie.

Globalement dans les sols profonds et avec une charge négligeable en éléments grossiers, la vigne ne subit aucune contrainte hydrique (SLc1 P1: FTSW>40 %). Une faible contrainte (21%<FTSW<40%) à la fin de la saison est enregistrée dans les sols profonds avec une charge en éléments grossiers faible à moyenne (CDc 1, CDc 3, CD 8, CD 9). La vigne subit une forte contrainte (FTSW<0%) dans le sol caillouteux et peu profond, cette situation est aggravée par une faible quantité de pluie durant cette période (Yc1 P1).

Le régime hydrique de la vigne joue un rôle essentiel sur le développement végétatif et sur la maturation du raisin (Bois 2007); une alimentation hydrique déficiente réduit sa production végétative. Les auteurs sont unanimes qu'une contrainte hydrique modérée est favorable à une production de qualité, car il induit un arrêt de développement végétatif au profit de la production et l'accumulation des sucres et polyphénols (Van Leeuwen et Seguin 1994 ; Tregoat et al. 2002; Van Leeuwen et al. 2004).

Comme évoqué dans les parties précédentes, ce modèle de bilan hydrique repose sur un fonctionnement de type réservoir. Les limites actuelles d'un tel modèle résident toutefois dans l'absence de la prise en compte des flux hydriques liées aux remontées capillaires, des mouvements souterrains notamment dans les horizons de colluvionnement (bon drainage) et des pertes par ruissellement de la surface. La transpiration de la végétation intercalaire est également non intégrée dans ce modèle.

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3. Discussion des résultats 3.1. Système racinaire