Le vin comme G x E : Effets de la température sur la vigne et le raisin

Abstract

A production system is sustainable if it meets four conditions: it is profitable, accounts for environmental and social expectations and ensures product safety. The challenges for sustainability in the vineyard and winery overlap partially. The latest Australian Wine Industry Environment Conference highlighted four aspects relevant to sustainability: profitability, water, energy and warming climate. In this paper, we narrow our focus to warming and its implications for yield and fruit traits as drivers of profit. Sustainability challenges and opportunities have a strong regional component as the likelihood of negative (or positive) impact of warming increases (decreases) from cool to hot regions; here we concentrate on the Barossa Valley of Australia, a region with median growing season temperature of 19.0 oC (1970-2000). We are interested in growing grapes, making wine and selling it. Viticulture, oenology and marketing provide theories and practices to support each of these activities. The concepts of “vintage” and “terroir” are useful in marketing but unsuitable to understand grapes. A phenotype-based framework is advanced that helps to understand environmental and technological influences on vine and fruit traits relevant to wine.

The phenotype comprises all components of an organism other than its DNA. Root depth, stomatal conductance and berry anthocyanins are all aspects of the vine’s phenotype and therefore depend on the genotype (G), the environment (E) and their interaction (GxE). Vineyard management (M) can affect the phenotype directly, e.g. pruning that shapes the canopy, or indirectly through modification of the environment, e.g. irrigation that changes soil water content. Likewise, the sense of smell or her approach to wine making are aspects of the winemaker’s phenotype that result from G and E, where E is defined in the widest sense as to include personal and social history, culture, education and so forth. Wine is hence the result of two interacting phenotypes, the fruit’s and the winemaker’s; wine is GxE twice. This could be extended by making explicit the phenotypes of the microorganisms involved in winemaking, which are also the result of G, E and M and their interactions.

Ambient temperature is a component of the environment that influences vine and fruit phenotypes. Against the backdrop of climate change, we make the distinction between gradual, long-term warming at typical rates of 0.01-0.02 oC/yr and heat stress events. Here we summarise a 6-yr project where we compared vines exposed to elevated temperature (approx. 2oC above ambient) with untreated controls in the Barossa Valley. The concept of phenotypic plasticity, derived from our framework, is applied to elucidate the effect of warming on juice pH and acidity. Warming was mostly neutral for yield and its effect smaller than expected for time of maturity. Elevated temperature decoupled sugars and anthocyanins in Syrah and Cabernet Franc; this was due to the shift in the onset of colouring on a TSS scale under elevated temperature. Elevated temperature also decoupled berry sensory traits. Adaptive viticultural and winemaking technologies to preserve the identity of Syrah would contribute to the sustainability of the wine sector in the Barossa Valley.

Keywords : sustainability, warming, Syrah, yield, phenology, wine balance, phenotype, terroir

Résumé

Alors que les concepts de millésime et de terroir sont précieux au marketing du vin, ils sont peu adaptés à la compréhension du comportement de la vigne ou du vin, notamment du fait que les vignes n’ont pas de capteurs sensibles à nos concepts de « sols », « années » ou « sites ». Définir un cadre d’analyse se basant sur le phénotype de la vigne et du vin peut aider à mieux comprendre les effets environnementaux observés.

Le phénotype d’un organisme englobe toutes les composantes de cet organisme à l’exception de son ADN. Des caractères comme la profondeur d’enracinement, la conductance stomatique ou la concentration en anthocyanes font tous partis du phénotype de la vigne et dépendent du génotype (G), de l’environnement (E) et de leur interaction (GxE). La conduite d’un vignoble (M) influence également le phénotype directement, par ex. via une taille, ou indirectement, par ex via une irrigation. Similairement, l’odorat ou le type de vinification choisi par un œnologue résultent de G et E, où E inclut le passé culturel et social de l’individu. Le vin est donc le produit de l’interaction de deux phénotypes, celui du fruit et celui de l’individu, et résulte donc d’une double interaction GxE. Ce postulat peut d’ailleurs être élargi aux micro-organismes impliqués dans la vinification, dont le phénotype dépend également de G, E et M et leurs interactions.

La température ambiante est un facteur influençant le phénotype du raisin comme du vin. Dans un contexte de changement climatique, il faut distinguer le réchauffement progressif, à long-terme de 0.01-0.02 oC/an, des stresses thermiques, plus ponctuels. Durant 6 ans, nous avons comparé des vignes exposées a des températures surélevées (environ + 2oC) à des témoins (température ambiante) dans la vallée de la Barossa en Australie. Dans notre cadre d’analyse, le concept de plasticité phénotypique est utilisé pour élucider les effets d’un échauffement sur le pH du jus de raisin. Dans notre étude, l’élévation de température n’a globalement pas eu d’effet sur le rendement, et a moins touché la date de maturité qu’initialement prévu. Le réchauffement a cependant découplé les sucres des anthocyanes pour le Syrah et le Cabernet Franc et a dissocié les caractères sensoriels du raisin.

Mots clés : réchauffement, Syrah, rendement, phénologie, équilibre du vin