Utilisation du cuivre et de l'huile de parafine pour diminuer la nucléation de la glace et protéger du gel un vignoble en Californie du Nord

USE OF COPPER AND STYLET OIL TO CONTROL ICE NUCLEATING BACTERIA
AS A FROST PROTECTION STRATEGY IN A NORTHERN CALIFORNIA VINEYARD

Abstract
Frost occurs in vineyards when temperatures fall below 0 degrees Celsius and ice nucleating bacteria are present to catalyze the formation of ice crystals on green tissues. It has been shown in the laboratory that in the absence of these bacteria, plant tissue can supercool to as much as 6 degrees C below freezing (0 degrees C). There are at least 6 genera of bacteria that are known to nucleate ice, but Pseudomonas syringae is most commonly associated with frost events in studies on other crops. In this study, we investigated the relative efficacy of fixed copper compounds alone or with paraffinic oil (Stylet Oil) to control ice nucleating bacteria on grape vine tissue and reduce the potential for freezing damage. A replicated trial covering 1.5 ha in a Syrah vineyard in Ukiah, Mendocino County, we compared sprays of cupric hydroxide (2.1 kg/ha); cupric hydroxide (2.1 kg/ha) plus “Stylet” paraffinic oil (6.0 l in 300 l water per ha) and an unsprayed control. These treatments were applied to grape vines in sub plots with the presence or absence of vineyard floor vegetation, a known source of ice nucleating bacteria that can contaminate emerging green grape vine tissue, for a total of 6 treatments replicated 3 times. In the laboratory, frost susceptibility of the plants was estimated by measuring the supercooling point of detached leaves and shoots in test tubes immersed in a chilled ethanol bath. Bacterial populations were determined for each treatment by washing leaves in a phosphate buffering solution and plated on a 10% TSA media. Grape shoots exhibited substantial supercooling ability compared to other crops such as almond and pear, and most likely are not a good substrate for ice nucleating bacterial growth. Ice nucleating bacteria carried by wind from weeds in adjacent areas probably contaminate new grape vine tissue as it emerges from dormancy. There were no frost events in the vineyard plots in 2014. In the lab tests, freezing temperature of the leaves treated with copper or copper/paraffin oil was significantly lower than the control treatments by between - 1.0 to -1.5oC. Bacterial populations on untreated shoots were nearly always higher than those treated with copper or copper/stylet oil. There appeared to be little difference between vines growing in plots with or without vegetation. Copper sprays can be useful to reduce freezing damage if no other method of frost damage prevention is available, and are considerably less costly than either sprinkler frost protection or wind machines.

Keywords : frost protection, nucleating bacteria, copper, stylet oil

Résumé

Le gel affecte la vigne quand la température baisse en dessous de 0C et des bactéries sont présentes pour catalyser la formation de cristaux de glace sur les tissus végétaux. En l'absence de ces bactéries, le tissu végétal peut peut supporter des températures en dessous de -6 °C. Au moins six espèces de bactéries favorisent la nucléation de la glace. Pseudomonas syringae est le plus souvent associée au gel dans des études sur d'autres cultures. Nous avons étudié l'éfficacité des composés de cuivre seuls ou associés à l'huile de paraffine “Stylet” pour contrôler la nucléation de la glace par les bactéries sur la vigne et réduire le risque de dégats du gel. Dans une vignoble de Syrah de 1,5 hectares à Ukiah, Mendocino County, nous avons comparé les traitements par pulvérisations d'hydroxyde de cuivre seul (2,1 kg / ha) et par hydroxyde de cuivre (2,1 kg / ha) associé à l’huile de paraffine (6,0 L dans 300 L d'eau par ha), et un contrôle non traité. Les traitements ont été réalisés sur des vignes avec et sans couvert végétal. Toutefois, il n’y a pas eu d’épisode de gel en 2014. En laboratoire, la sensibilité au gel des plantes a été estimée dans un bain d'éthanol froid. En laboratoire, les feuilles traitées avec du cuivre ou du cuivre associé à l’huile de paraffine ont subi sans dégats des temperatures significativement plus basses de -1.0, à -1.5 oC a celles des traitements de contrôle. Les populations bactériennes des pousses non traitées étaient presque toujours plus élevées que celles traités avec du cuivre ou du cuivre associé à la paraffine. Il semble y avoir peu de différence entre les vignes sur les parcelles avec ou sans végétation. La pulvérisation de cuivre peut être une solution pour réduire les dégats du gel si aucune autre méthode de prévention du gel n’est disponible. Les traitements sont beaucoup moins coûteux que l’arrosage par aspertion ou la protection antigel par éolienne.

Mots-clés : protection contre le froid, bactéries glaçogènes, cuivre, huile de paraffine