Brevet FR2733665A1 — publié le 19961108

L'invention concerne un procédé et un dispositif perfectionnés de culture de plantes agricoles (fruitières ou maraîchères), forestières ou ornementales. Ils sont notamment adaptés à la culture de la vigne. Dans le contexte actuel, il paraît crucial de trouver et de développer des systèmes de culture modernes qui permettent de profiter au mieux de toutes les possibilités offertes par l'industrie, tout en préservant et/ou en améliorant la qualité du produit. Différentes voies sont connues et développées pour modifier l'environnement des plantes et ainsi améliorer leurs qualités. Dans le cas particulier de la vigne, des techniques sont ainsi mises au point pour améliorer la qualité des vins obtenus. On peut notamment citer la taille (mode de conduite), les traitements chimiques de la plante et les traitements du sol. L'invention a également pour objet de modifier l'environnement de la plante mais utilise des moyens différents, basés sur la constatation suivante. Il est généralement reconnu qu'en viticulture, l'état de "souffrance" de la plante, impliqué par le terroir, le climat ou les pratiques culturales, est un gage de bonne qualité pour le vin qui sera obtenu. Cette constatation, issue de l'observation et de la tradition, souligne toute l'importance qu'il y a à définir les conditions de culture susceptibles de faire apparaître un "stress" sur la vigne et sur ses fruits au cours de leur maturation, et de conduire à un produit de meilleure qualité. Le terme de "stress" est utilisé ici dans son acception la plus large. Ainsi, on entend par "stress" la réponse ou la réaction physiologique du végétal à une modification intentionnelle, non létale, de son environnement. On a également pu constater que la quantité de lumière reçue par la vigne a une influence sur sa productivité. C e c i est dû au phénomène de photosynthèse mais également à l'influence de la lumière sur la fertilité des bourgeons. Il est donc possible de moduler la productivité, par l'apport de lumière. Ces constatations sont également valables pour d'autres types de plantes que la vigne. Ainsi, l'invention a pour objet un procédé perfectionné de culture de plantes, consistant à augmenter la quantité de rayonnement solaire reçu par la plante pendant une période donnée, de façon à augmenter le niveau de "contrainte thermique" de la plante, au cours de ladite période et/ou à moduler la productivité de la plante. Le procédé selon l'invention agit donc sur les microclimats radiatifs et thermiques, pour moduler l'état de "stress" et la productivité de la plante. Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, le procédé selon l'invention permet de renforcer le niveau de "stress" supporté par le végétal et ses baies ou fleurs pendant une période donnée. Pour la vigne, le "stress" se répercute sur certaines caractéristiques biochimiques des moûts et, d'une façon favorable, sur la qualité du vin. De façon préférée, le procédé consiste à modifier les caractéristiques optiques et radiatives de la surface du sol. Ceci est notamment obtenu en revêtant, au moins partiellement, le sol planté d'un matériau réfléchissant le rayonnement solaire, par exemple, dans une proportion comprise entre environ 60 et 100 %. Le matériau réfléchissant peut également être disposé autour de chaque plante, pour former une couronne plane ou légèrement tronconique, ou encore le long des rangs de la plante en formant un angle donné par rapport au sol. Cet angle peut notamment être choisi en fonction de l'orientation du terrain de plantation, de la direction des rangs et/ou de la direction générale du rayonnement solaire. Le matériau peut également présenter l'une des caractéristiques suivantes - le dit matériau est sous la forme de bandes, placées sous les plantes, - le matériau se présente sous la forme de panneaux réflecteurs relativement rigides. Lorsque le procédé selon l'invention est appliqué à la culture de la vigne, les caractéristiques suivantes peuvent se révéler avantageuses - la vigne est conduite de façon relativement haute, - un espace compris entre environ 20 cm et 1 m, selon le mode de conduite est laissé, entre les rameaux feuillés de la vigne et le matériau. Ces deux dernières caractéristiques permettent d'optimiser les effets, sur la vigne, de la modification des propriétés optiques et radiatives. L'invention concerne également un dispositif perfectionné de culture de plantes, notamment mis en oeuvre dans le procédé précédent. Le dispositif consiste en un réflecteur de radiations solaires, lesdites radiations étant réfléchies dans une proportion comprise entre environ 60 et 100 %. Ce dispositif peut notamment prendre la forme de bandes d'un matériau réfléchissant le rayonnement solaire, lesdites bandes étant placées sous les plantes. Il peut également se présenter sous la forme de panneaux de matériau réfléchissant le rayonnement solaire, lesdits panneaux étant placés autour de chaque plante ou le long des rangs de plantes. Le matériau utilisé présente également, de préférence, les caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison: - résistance aux déchirures - perméabilité à l'air et à l'eau - souplesse - biodégradabilité - faible oxydabilité - adhérence au sol. Le matériau peut être réalisé sous différentes formes, par exemple, un film d'aluminium ou un film métallisé réfléchissant. Ce matériau peut être composite, notamment un film du type précédent appliqué sur un support constitué d'une matière synthétique (plastique, polypropylène, polystyrène, polyester, etc ...) ou naturelle (fibre végétale). Le matériau utilisé dans le dispositif selon l'invention peut également être réalisé sous la forme d'un support tel qu'il vient d'être décrit, sur lequel est projeté une couche de métallisation ou encore un revêtement ou enduit réfléchissant approprié. Ce matériau peut aussi prendre la forme d'un granulat, d'un paillage ou d'un feutre synthétique ou naturel, revêtu d'une matière réfléchissante. Les avantages du procédé et du dispositif selon l'invention vont être décrits plus en détail, au regard des résultats d'une étude qui a été menée pour la vigne, sur le cépage Syrah. L'influence sur la vigne des modifications environnementales provoquées par le procédé et le dispositif selon l'invention, a été examinée à différents niveaux physiologique, biochimique, technologique et sensoriel. 1. - Matériel végétal et protocole expérimental L'expérimentation a porté sur une parcelle de Syrah de la Station Expérimentale de Pech-Rouge (AOC Corbières, massif de la Clape, Aude). Les caractéristiques de cette parcelle sont indiquées dans le tableau 1. A l'intérieur de cette parcelle, on a déterminé de façon aléatoire deux séries de quatre blocs (ou rangs) de 20 souches chacun. Deux situations culturales modifiant le microclimat radiatif de la vigne ont été mises en place vers la fin du mois de juin (stade grappe fermée de Baggiolini). La première (situation A) est constituée par un film aluminisé, réfléchissant plus de 90 % du rayonnement solaire, et recouvrant le sol sous les souches de la première série, sur environ 60 cm de chaque côté du rang. Le sol n'est donc que partiellement recouvert par le film aluminisé. Celui-ci est constitué par une feuille d'aluminium fixée sur une couche de polystyrène expansé d'environ 2 mm. La seconde (situation N) est constituée par un film noir en polyéthylène, absorbant environ 95 % du rayonnement, et installé de la même façon. La réponse de ces deux situations, dans la gamme des rayons solaires, est comparée à celle obtenue pour la situation témoin sol nu (situation T). La situation N permet de disposer d'un témoin dit "inverse" par rapport à la situation A, puisque le revêtement utilisé absorbe le rayonnement solaire au lieu de le réfléchir. La réflectance correspondant à chaque situation est illustrée à la figure 1. Le revêtement de la situation N est classiquement utilisé dans la production maraîchère pour maintenir une certaine humidité dans le sol et éviter les mauvaises herbes. Il est également utilisé dans la culture de la vigne, pour démarrer la plantation. Les effets "stressants" des différentes situations ont été mesurés in situ, depuis l'installation des revêtements jusqu'à la vendange, par différentes méthodes physiques dont les principales ont été la radiothermométrie de surface pour les feuilles et les grappes, la thermométrie interne des grappes à l'aide de thermistances. Ces mesures ont été réparties à la fois sur des organes à l'ombre et sur des organes exposés au soleil. La répercussion de ces effets "stressants" est également examinée des points de vue physicochimique et biochimique, à partir de prélèvements hebdomadaires représentatifs : fermeté des baies, composition des moûts (pH, acidités, sucres, acides aminés et organiques, polyphénols et caroténoides), activités enzymatiques. L'incidence technologique et sensorielle des effets culturaux est enfin examinée après microvinifications classiques en rouge. Des mesures annexes comme la productivité par souche et le poids des bois de taille ont aussi été réalisées. Les résultats des différentes mesures sont notamment donnés au regard des figures suivantes - la figure 1 représente la réflectance dans chacune des situations A, T et N en fonction de la longueur d'onde, - la figure 2 représente la somme cumulée des écarts de température entre la température des grappes à l'ombre (Tgo) et la température de l'air (Ta) à proximité des grappes, en fonction du temps, - la figure 3 représente, en fonction du temps, la concentration en sucres totaux, pendant la maturation, - la figure 4 représente, en fonction du temps, la concentration en acides aminés libres totaux, pendant la maturation et - la figure 5 représente, en fonction du temps, la concentration en caroténoïdes totaux, pendant la maturation. Sur les figures 1 à 5, les trois situations A, T et N sont représentées avec les symboles suivants : pour A, pour T et pour N. D'autre part, la date des différentes mesures est indiquée en abscisses pour chacune des figures. La mention VC permet de repérer la date de la véraison classique. - la figure 6 est un histogramme indiquant le rendement moyen par cep pour les années 1992 à 1994 pour chacune des situations A, N et T, - la figure 7 est un histogramme montrant le nombre moyen de grappes par cep, en 1994, pour chacune des situations A, N et T. Différents exemples, non limitatifs, de dispositifs selon l'invention sont illustrés par les figures suivantes - la figure 8 est une vue en coupe partielle, illustrant un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, mis en place dans une vigne, - la figure 9 est une vue de dessus du rang de vigne dont on a représenté la coupe sur la figure 8, - la figure 10 est une vue en coupe partielle, illustrant un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, mis en place autour d'un pied de vigne, - la figure 11 est une vue de dessus de la souche dont on a représenté la coupe sur la figure 10 et - la figure 12 est une vue en coupe partielle, illustrant un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, mis en place dans une vigne. 2. - Incidence sur la temsérature des baies et des grappes Les mesures de température réalisées tant sur les feuilles que sur (ou dans) les grappes indiquent l'efficacité du revêtement réfléchissant sur le niveau de stress thermique atteint par le végétal au cours de la période estivale. Si l'on se réfère à la figure 2, on constate que la pente générale des courbes représentant le cumul des écarts thermiques entre température de grappes à l'ombre (Tgo) et température de l'air à proximité des grappes (Ta) indique bien que la situation solarisée A est la plus stressante des trois situations examinées. La même conclusion a pu être formulée en ce qui concerne l'effet sur les feuilles. 3. - Incidence sur les caractéristiques biochimiques des raisins Trois des principales caractéristiques des moûts à la vendange, pour les années 92 et 93, sont données dans le tableau 2 : pH, acidité totale et sucres. On constate que la situation A, où l'on a renforcé la quantité du rayonnement solaire reçu ou encore provoqué une solarisation artificielle des souches, est celle qui induit le taux de sucres le plus important dans les baies au moment de la vendange. Le résultat se retrouve sur toute la période de maturation, comme le montre la figure 3. Par rapport à la situation N, on peut observer pratiquement un degré alcoolique potentiel en plus pour les raisins de la situation A. Si l'on se réfère à la figure 4, on constate que la situation A a également une incidence sur la concentration en acides aminés libres totaux, puisque celle-ci est augmentée par rapport aux situations T et N, pendant toute la durée de maturation. La figure 5 montre les effets de la situation A sur les caroténoïdes totaux. On constate des différences sensibles entre les quantités synthétisées ou dégradées, selon le type de situation et le stade de maturation. Il y aurait dans le cas de la situation solarisée A, une synthèse accrue de caroténoïdes en début de maturation (+ 11 %) et une dégradation plus importante de ceuxci en fin de maturation (+ 20,5 %). Ceci montre que les raisins obtenus dans le cas de la situation A devraient présenter plus de précurseurs aromatiques que les raisins obtenus dans les situations T et N. 4. - Incidence sur la comPosition des vins et sur leur qualité Les analyses ont été effectuées en Mars 93 pour les vins 92 et en Octobre 93, après fermentation malolactique, pour les vins 93. Les principaux résultats sont présentés dans le tableau 3. L'analyse de la composition polyphénolique des vins 93 a été reprise d'une façon détaillée en Mars 94. Les résultats principaux sont indiqués dans le tableau 4. La composition qualitative en tanins appréciée à partir des différents indices, dont quelques uns ont été mentionnés dans le tableau, ne paraît pas sensiblement modifiée dans la situation solarisée A par rapport à la situation témoin T. Cependant du point de vue quantitatif, il y aurait + 18 % d'anthocyanes et + 26 % de tanins dans le cas de la situation solarisée A, par rapport à la situation témoin T (contre + 6 % et + 12 %, dans le cas de la situation N). Des dégustations des différents vins obtenus par minivinifications ont été régulièrement effectuées. Les résultats correspondant aux descripteurs sensoriels classiques (couleur, intensité olfactive, qualité olfactive, astringence et persistance) ont été regroupés dans le tableau 5. Les valeurs moyennes obtenues par test de Student-Newman-Keuls à 5 %, sont classés dans le tableau, par notes décroissantes de haut en bas. Une même accolade regroupe des valeurs non significativement différentes. Le tableau 5 montre que les vins obtenus par solarisation renforcée (situation A) se distinguent de ceux obtenus par les autres situations T et N. Une astringence et des caractéristiques aromatiques supérieures ont été notées pour les vins de la situation A, ce qui est bien en accord avec les résultats des analyses biochimiques. 5. - Incidence sur la productivité de la vigne Les figures 6 et 7 montrent que la situation solarisée A a tendance à augmenter le rendement et la productivité de la vigne. Comme le suggère la figure 6, cette augmentation serait la conséquence des conditions imposées à l'environnement de la vigne pendant l'année précédente. On constate, en effet, peu de différences de rendement la première année. Par contre, des différences nettes apparaissent ensuite, surtout en 93, année à plus faible rendement moyen. L'effet sur la productivité en termes de nombre de grappes par souche, est illustré par la figure 7. Les effets de la situation A sont également constatés sur la productivité, en terme de poids moyen de sarments récupérés par souche au moment de la taille (tableau 6). En conclusion, les résultats obtenus dans le cadre de cette expérimentation portant sur le cépage Syrah, montrent et confirment qu'il est possible, par usage de revêtements de sol particuliers, d'agir artificiellement sur le microclimat de la vigne et de modifier ainsi les caractéristiques et la qualité des moûts et des vins produits. En particulier, un revêtement réfléchissant le rayonnement solaire provoque indiscutablement une modification du microclimat radiatif du cep se traduisant par un "stress", notamment thermique, au niveau de ses grappes. Cette modification de l'environnement que l'on a imposée à la vigne se traduit par des modifications au niveau de la physiologie générale de la plante, de sa productivité, de la biochimie et de la composition des moûts : plus de sucres, plus de polyphénols et plus de molécules aromatiques notamment. Les vins obtenus présentent des caractéristiques sensorielles améliorées. Le procédé et le dispositif selon l'invention trouveront notamment application pour la culture de la vigne dans des zones septentrionales, comme l'Alsace ou la Champagne, où les conditions radiatives peuvent être considérées comme limitantes. Ils trouveront également application pour la culture d'autres plantes, notamment les plantes agricoles (fruitières ou maraîchères), forestières ou ornementales. Comme indiqué précédemment, le dispositif utilisé dans la situation A réfléchit plus de 90 % du rayonnement solaire. Cependant, on peut estimer qu'un dispositif réfléchissant environ 60 % du rayonnement permettrait déjà d'obtenir des résultats intéressants sur la qualité du vin obtenu. C'est pourquoi une gamme de réflectance d'environ 60 à 100 % peut être retenue. De même, le dispositif utilisé dans la situation A est placé directement sur le sol. Un tel dispositif est illustré aux figures 8 et 9. Il est constitué par des bandes 1, 2 d'un matériau réfléchissant, placées sur le sol 3 de chaque côté du rang de vignes 4, et sensiblement parallèlement à ce dernier. Ces bandes peuvent être relativement souples. Ce dispositif est mis en place après la plantation de la vigne. En variante, un dispositif de ce type peut être constitué par des bandes d'un matériau réfléchissant, de largeur sensiblement double de celles des bandes 1 et 2. Ce dispositif, non illustré, est installé sur le sol avant la plantation de la vigne, les plants étant de préférence placés dans la partie centrale des bandes. Les propriétés optiques et radiatives peuvent être modifiées en plaçant le dispositif différemment, en particulier autour de chaque plante ou encore le long des rangs de plantes. On peut se référer aux figures 10 et 11 qui illustrent un dispositif constitué par une bande ou panneau 5, présentant la forme d'une colerette ou d'une couronne, placé(e) autour d'un pied de vigne 6. De préférence, la couronne 5 est légèrement tronconique, comme illustré sur les figures. Cette disposition assure une meilleure focalisation du rayonnement réfléchi vers la vigne. La couronne 5 peut alors être placée sur un support 7 disposé sur le sol et être relativement rigide. Dans le mode de réalisation de la figure 12, le dispositif 8 selon l'invention comporte un panneau 10 incliné, placé d'un côté de chaque rang de vignes 4 et formant un angle o( par rapport au sol 3. Ce panneau incliné sera de préférence, réalisé en un matériau relativement rigide. Les flèches de la figure 12 indiquent la direction générale des rayons solaires, direction qui détermine l'orientation des panneaux. En effet, l'angle o Le panneau incliné 10 peut être seul, mais il peut également être associé à un panneau 9, sensiblement plan et placé sur le sol. Ce panneau 9 est alors situé entre le rang de vignes 4 et le panneau incliné 10. Cette variante de réalisation est plus particulièrement destinée à une utilisation en serre ou dans des régions très septentrionales où le soleil est relativement bas, quelle que soit l'heure de la journée. Le dispositif est alors, de préférence, orienté dans la direction Est-Ouest. De façon avantageuse, l'angle que fait le dispositif par rapport à la surface du sol est choisi pour optimiser les propriétés optiques et radiatives, compte tenu notamment de l'orientation du terrain de plantation. La largeur des bandes qui ont été utilisées dans l'expérimentation mentionnée ci-dessus, n'est pas non plus limitative. Celle-ci pourra être définie, de façon appropriée, dans chaque cas. Les propriétés optiques du matériau utilisé dans le procédé et le dispositif selon l'invention sont primordiales. Il est également souhaitable que ce matériau présente certaines propriétés mécaniques. Il est tout d'abord intéressant lorsque ce matériau se présente sous forme de bandes qu'il puisse être présenté en rouleaux et que sa pose puisse être réalisée par l'intermédiaire de machines existantes. Ce matériau résiste de préférence aux déchirures. En particulier, le dispositif selon l'invention peut être maintenu en place pendant plusieurs années ou encore être retiré puis réutilisé, s'il est relativement onéreux. Il est alors nécessaire que la surface réfléchissante s'oxyde faiblement. On peut également envisager un dispositif utilisé seulement une année. Il est alors intéressant que le matériau constitutif soit biodégradable. Il est, enfin, préférable que le dispositif soit perméable à l'eau et à l'air pour ne pas perturber l'infiltration des pluies et la croissance des plantes. La période pendant laquelle le procédé et le dispositif selon l'invention sont utilisés n'est pas limitée à la période estivale, comme dans l'expérimentation exposée ci-dessus. On peut notamment envisager de les utiliser pendant les périodes de débourrement et de floraison. Le procédé et le dispositif selon l'invention présentent les intérêts déjà reconnus pour les systèmes de paillages actuellement utilisés en agriculture ou en horticulture (notamment film polyéthylène noir, films polyesters divers) pour leurs effets thermiques, hydriques et biologiques dans les premières couches du sol. Enfin, le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent présenter un intérêt pour la protection de l'environnement, car ils peuvent conduire à une plus faible utilisation des désherbants, des phytosanitaires et autres pesticides, dans la mesure où ils limitent la pousse de l'herbe entre les rangs et où ils peuvent également avoir une action sur le comportement des parasites et des agents responsables des maladies des plantes. TABLEAU 1 Lieu-dit Le Planas Année de plantation 1974 Porte-greffe 110 R Mode de conduite Nature du sol Guyot simple Nature du sol Argilo-calcaire dérivé sur marnes et marno-calcaires à orbitol ines Altitude 60 m Couche géologique Crétacé inférieur Clansagésien Surface plantée 0,5 ha Densité de plantation 2,25 x 1,50 m Orientation des rangs NO-SE Rendement par pied Environ 2 kg Engrais 400 Kg/ha/an TABLEAU 2 A T N pH 92 3,29 3,24 3,24 93 3,28 3,24 3,28 Acidité totale g/l 92 5,30 6,36 6,20 93 5,50 5,60 5,40 92 192,3 178,5 173,5 Sucres g/l 93 192,0 183,0 178,0 TABLEAU 3 A T N Alcool % vol. 92 10,40 10,15 10,25 93 11,80 10,50 11,20 AT g/l 92 2,85 2,85 2,80 93 4,30 4,50 4,30 AV g/l 92 0,26 0,28 0,27 93 0,23 0,27 0,29 pH 92 3,83 3,89 3,85 93 3,68 3,62 3,69 IPT 92 42,10 40,20 39,80 93 60,70 53,50 53,80 IC 420 + 520 92 6,01 5,79 5,70 93 11,40 9,70 8,90 IC 420+520+620 92 6,90 6,60 6,48 93 13,00 11,10 10,20 N Total mg/l 92 285 232 269 93 TABLEAU 4 A N T Anthocyanes totales mg/l 640 577 543 Anthocyanes libres mg/l 459 410 382 Procyanidines g/l 3,39 2,99 2,68 DO 280 (*dil.) 57,40 49,80 47,60 Folin Ciocalteu 266 226 211 IC'420+520+620 6,45 5,31 4,71 TABLEAU 5 Couleur Intensité Qualité Astringence Persistance olfactive olfactive Marron A A A N N T N A IT IN ITN IN T T A Violet TABLEAU 6 A N T 93 788 609 737 94 540 430 490 REVENDICATIONS 1. Procédé perfectionné de culture de plantes, consistant à augmenter la quantité de rayonnement solaire reçu par la plante pendant une période donnée, de façon à augmenter le niveau de "stress" thermique de ladite plante, au cours de ladite période et/ou à moduler la productivité. 2. Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel les caractéristiques optiques et radiatives de la surface du sol sont modifiées. 3 Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, selon lequel on revêt, au moins partiellement, le sol planté d'un matériau réfléchissant le rayonnement solaire, notamment sous forme de bandes. 4 Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, selon lequel on dispose un matériau réfléchissant autour des plantes ou le long des rangs de plantes. 5. Procédé conforme à l'une des revendications 3 ou 4, selon lequel ledit matériau réfléchit le rayonnement solaire dans une proportion comprise entre 60 et 100%. 6. Procédé conforme à lune des revendications 1 à 5, selon lequel ladite période est la période estivale. 7 Procédé conforme à lune des revendications 1 à 6 appliqué à la culture de la vigne. 8. Dispositif perfectionné de culture de plantes, consistant en un réflecteur de radiations solaires, lesdites radiations étant réfléchies dans une proportion comprise entre 60 et 100%. 9. Dispositif conforme à la revendication 8, selon lequel il présente la forme de bandes (1, 2) ou de panneaux (5, 8), ces derniers se présentant notamment sous la forme de couronne ou de panneau incliné (10). 10. Dispositif conforme à l'une des revendications 8 ou 9, réalisé en un matériau résistant aux déchirures, perméable à l'eau ou à l'air, souple, biodégradable, faiblement oxydable, et adhérant au sol. 11. Dispositif conforme à l'une des revendication 8 à 10, prenant la forme d'un film métallisé réfléchissant, ou d'un support en matière synthétique ou végétale comportant un revêtement réfléchissant.