Vitiforesterie : Etat de l’art des connaissances scientifiques
La vitiforesterie, une pratique agroécologique associant arbre et vigne. Mais quels impacts agronomiques sur la vigne ? Quels effets sur le climat ? Et quelles interactions avec la biodiversité ?
L’agroforesterie est définie comme une pratique qui apporte des bénéfices multiples, permettant une agriculture plus durable. A l’heure actuelle, ces bénéfices, ainsi que les inconvénients, sont peu étudiés en viticulture. Cependant, les scientifiques qui s’intéressent au sujet ont dégagé des grandes tendances concernant l’influence de la vitiforesterie sur le microclimat de la parcelle, le comportement agronomique de la vigne et la biodiversité.
Vitiforesterie : quels impacts sur le microclimat du vignoble
Généralement, différents rôles sont attribués aux arbres :
- Parasol : création d’une zone d’ombre qui réduit de 20 à 30% l’évapotranspiration du sol et la transpiration des organismes vivants,
- Parapluie : réduction de la force des précipitations et donc de l’érosion du sol,
- Eponge : facilitation de l’infiltration de l’eau et retenue dans le sol pour la restituer à d’autres organismes (effet d’ascenseur hydraulique),
- Climatiseur et brumisateur : favorisation de la bonne circulation et humidification de l’air (par son évapotranspiration), diminuant la température ambiante,
- Créateur d’eau : contribution au mécanisme de condensation (rosée matinale),
- Radiateur : accumulation de la chaleur pendant la journée pour la restituer la nuit à une distance de 4 fois sa hauteur, limitant ainsi la baisse de température nocturne.
L’agroforesterie en viticulture apparait comme un levier majeur pour enrayer les conséquences du changement climatique. Actuellement, il existe une seule étude sur les impacts microclimatiques de la vitiforesterie. Cette étude décrit les premières tendances sur des vignobles agroforestiers localisés dans le Sud-Ouest de la France.
L’arbre aux multiples intérêts microclimatiques
Vitiforesterie et microclimat : Cycle de l’eau
La vitiforesterie agit sur le recyclage de la ressource en eau de la parcelle par l’humification de l’air et du sol via les phénomènes d’évapotranspiration et de condensation. Les pics de chaleur au cours de l’année sont plus modérés.
A plus grande échelle, le relief donné à la parcelle favorise l’apport d’humidité sous toutes ses formes, notamment par condensation et évapotranspiration, induisant potentiellement moins de problèmes de sécheresse que pourrait subir la vigne, causés par le changement climatique.
Impact de la vitiforesterie sur le cycle de l’eau à la parcelle
Vitiforesterie et microclimat : Captation de la lumière et ombrage
Selon l’orientation spatiale considérée, l’arbre exerce une influence différente.
Au Nord de l’arbre, un déficit de lumière est observé. Ce déficit a pour effet positif de réduire les pics de chaleur dans cette zone. En revanche, il a pour effet négatif de réduire le potentiel de photosynthèse, entraînant des conséquences agronomiques sur la vigne. De plus, la durée d’humectation est plus importante dans cette zone, ce qui est un avantage du point de vue du cycle de l’eau, mais un inconvénient en ce qui concerne les risques sanitaires pour les vignes.
Au sud de l’arbre, un excès de lumière est avéré. Par conséquent, les effets des pics de chaleur augmentent dans cette zone, pouvant conduire à l’échaudage de la vigne.
Finalement les résultats montrent une assez faible influence de l’ombre. Elle serait limitée à une ou deux fois la hauteur de l’arbre en fonction de l’heure du jour et de la période de l’année.
Enfin, l’arbre produit un rayonnement infrarouge qui augmente la température au niveau du sol. Un phénomène intéressant pour limiter l’impact des gels tardifs de printemps subis et craints chaque année par les viticulteurs.
Impact de la vitiforesterie sur le captage de la lumière à la parcelle
Vitiforesterie et microclimat : Circulation de l’air
Dans un vignoble en monoculture la circulation de l’air est entravée. La mise en œuvre de la vitiforesterie crée une hétérogénéité dans le paysage qui influence les zones de turbulences et améliore donc la circulation de l’air. Ces nouveaux flux d’air et reliefs dans le paysage ont plusieurs avantages :
- réduction des pics de chaleur,
- réduction du mouillage des feuilles de vigne (limitant ainsi les risques sanitaires),
- réduction du phénomène de dérivation des produits phytosanitaires,
- réduction des risques de transfert et de pollutions diffuses.
Les effets brise-vent pourraient influencer jusqu’à une distance équivalente à 4 fois la hauteur pour une haie dense. Les arbres alignés/isolés favorisent significativement la circulation de l’air dans un vignoble agroforestier et jouent un véritable rôle bioclimatique sur le rafraichissement de la parcelle. En plus de la hauteur, la porosité de la canopée et la conformation des arbres influencent les facteurs microclimatiques sur une parcelle en vitiforesterie.
Impact de la vitiforesterie sur les flux d’air turbulents
Ces résultats sont à considérer avec précaution car ils proviennent uniquement de l’étude de Juliette Grimaldi, réalisée à un stade très précoce de croissance des arbres. Il est nécessaire d’en réaliser d’autres pour confirmer ou réfuter ces tendances sur des systèmes vitiforestiers plus âgés.
En résumé, le microclimat d’une parcelle viticole est influencé par la présence de vitiforesterie sous plusieurs aspects. Chacun des paramètres observés pris séparément présente des avantages et des inconvénients. Mais considérés ensemble, un équilibre microclimatique à la parcelle est potentiellement atteignable.
Références pour aller plus loin...
Vitiforesterie : quels impacts sur les comportements agronomiques de la vigne ?
Les interactions entre deux plantes ligneuses sont parfois différentes de celles entre une plante annuelle et une plante ligneuse. Plusieurs facteurs agronomiques jouent un rôle dans ces interactions, notamment :
- La densité d’arbres à l’hectare
- La distance entre l’arbre et la vigne
- L’espèce d’arbre choisie et/ou le cépage de la vigne
- Le modèle agroforestier mis en place
L’aménagement d’un vignoble agroforestier suscite donc d’importantes questions et craintes sur le comportement agronomique d’une telle association (structuration du sol, concurrence pour les ressources nutritives et hydriques, le rendement et la qualité du vin). Quelques études abordent cette thématique.
Vitiforesterie et agronomie : Interactions structurelles et spatiales dans le sol
Pour le sol, l’implantation d’arbres est bénéfique pour :
- Limiter l’érosion, notamment sur les parcelles en pente.
- Produire et maintenir de la biomasse,
- Améliorer la structure et la perméabilité du sol,
- Améliorer la stabilité du complexe argilo-humique,
- Fertiliser les parcelles à long terme par l’apport de lignine (en plus des sarments de vigne s’ils ne sont pas exportés de la parcelle).
Par ailleurs, s’agissant de deux plantes pérennes, les racines peuvent potentiellement exploiter les mêmes profils du sol. Dès lors, une concurrence spatiale est possible dans un rayon d’environ 10 mètres autour de l’arbre, selon les observations faites par Katherine Favor, dans son étude réalisée en 2021. Mais l’arbre et la vigne ont une grande plasticité phénologique, ce qui leur permet de s’adapter facilement aux contraintes spatiales d’enracinement induites par cette association. La vitiforesterie a l’avantage de contraindre la vigne à s’enraciner plus profondément dans le sol, ce qui lui assure un meilleur ancrage.
Vitiforesterie et agronomie : Interactions sur les ressources azotées et hydriques dans le sol
L’arbre et la vigne ont des besoins en eau et en nutriments (notamment en azote, élément le plus limitant parmi l’ensemble des nutriments nécessaires aux végétaux) à la même période de l’année. Les ressources du sol sont donc davantage sollicitées.
L’arbre peut être vu comme un allié pour le captage de ces ressources. En effet, l’arbre a théoriquement une plus grande capacité d’enracinement en profondeur que la vigne. Par le mécanisme de remontée capillaire ou « ascenseur hydraulique » (mouvement passif), il peut capter l’eau et les nutriments dans les profondeurs du sol non exploitées par la vigne et les lui restituer lors de périodes de sécheresse.
De plus, l’arbre a le pouvoir de limiter le lessivage des nutriments et de diminuer le ressuyage de l’eau dans les strates profondes du sol. Ce sont des mécanismes très intéressants pour gérer l’eau sur la parcelle et limiter les carences pour la vigne.
Malgré cela, l’arbre reste un opportuniste et va chercher les nutriments les plus proches de lui, supposant une concurrence entre arbre et vigne. La capacité d’adaptation de l’architecture racinaire de ces deux végétaux permet de limiter la compétition redoutée.
Les différentes études réalisées en conditions climatiques semi-arides à arides ont constaté qu’il peut y avoir une légère compétition hydrique et azotée. Mais des impacts positifs sont avérés concernant le potentiel hydrique et d’absorption d’azote. Ceci est principalement lié aux changements du microclimat apportés par la pratique de la vitiforesterie.
Vitiforesterie et agronomie : Impact sur la production de raisin
L’influence de l’agroforesterie en viticulture sur les rendements est un sujet controversé.
En revanche, dans un contexte climatique aride une étude (Favor, 2021) constate tout de même que l’introduction de l’arbre dans un système viticole réduit les rendements sur une certaines zones. Elle estime une perte de rendement jusqu’à 50% sur un rayon de 2 mètres autour de l’arbre et 30% sur un rayon de 4 mètres. Mais, au-delà de 6 mètres le rendement n’est plus impacté par la présence de l’arbre. Dans les autres contextes pédoclimatiques, aucun résultat n’est concluant.
Dans un objectif de productivité, certains aménagements agroforestiers sont donc plus adaptés que d’autres selon les contextes. La vitiforesterie peut tout de même agir sur la qualité de la production :
Qualité sanitaire de la vigne et du raisin
Les services écosystémiques rendus par les arbres assurent une meilleure santé de la vigne et une meilleure qualité sanitaire des raisins. L’abondance de ravageurs et maladies induite par le système viticole en monoculture diminue significativement avec l’introduction de l’arbre dans les vignobles.
L’hétérogénéité du paysage promut par la vitiforesterie favorise la colonisation de l’agrosystème par la faune auxiliaire et modifie le microclimat. Par conséquent, la perte de rendement liée au facteur sanitaire est limitée. Ainsi, la pratique de l’agroforesterie en viticulture est un levier pour le viticulteur afin de réduire l’usage de pesticides.
Qualité physico-chimique des moûts
Selon les études, la composition chimique et la qualité sensorielle des vins issus de la vitiforesterie ne sont pas affectées significativement. Cependant, quelques tendances se dessinent. Dans certain cas étudiés, l’agroforesterie peut influencer la qualité des moûts, notamment la concentration des sucres et l’acidité totale, et améliorer ainsi l’équilibre des vins.
Dans d’autres cas, cette pratique améliore les fermentations pendant le processus de vinification. En effet, l’amélioration de la capacité d’absorption d’azote par la vigne induit un meilleur taux d’azote assimilable dans les moûts. Cet azote est un élément important, utilisé par les levures lors de la fermentation alcoolique. Par conséquent, cette fermentation est aussi améliorée en s’effectuant plus rapidement et de manière continue.
Enfin, la vitiforesterie permet une maturation plus progressive des raisins, allouant aux moûts un meilleur taux d’acide malique indispensable au processus de fermentation malolactique.
De nouveau ces résultats sont à considérer avec précaution car les références scientifiques sont peu nombreuses et parfois discutables. Certains paramètres agronomiques ne sont pas encore vraiment étudiés ou seraient à approfondir, comme par exemple l’impact de la vitiforesterie sur les pathogènes cryptogamiques de la vigne ou l’utilisation des nutriments principaux (NPK). Actuellement, des projets sont en cours de construction au sein de notre Association et dans d’autres structures partenaires, comme le projet TETRAE-AC²TION de l’INRAE de Nouvelle Aquitaine.
Vitiforesterie : quels impacts sur la biodiversité du vignoble ?
Actuellement, la France connaît une érosion considérable de la biodiversité dans les paysages, notamment agricoles. Cette perte est principalement liée à la disparition des zones semi-naturelles et aux pollutions diffuses, causées notamment par des produits phytopharmaceutiques. Afin de ralentir l’érosion de biodiversité, il est donc essentiel de restaurer ces espaces semi-naturels.
En créant de nouvelles strates végétales dans les vignobles, la vitiforesterie semble être l’une des solutions pour rétablir de la biodiversité et trouver des équilibres qui limiteraient l’utilisation des produits phytosanitaires.
Vitiforesterie et biodiversité aérienne
D’un point de vue aérien, l’arbre offre à travers ses branches, ses feuilles, ses fleurs, ses fruits et la rugosité de son écorce, une multitude d’habitats, de refuges, de zones de reproduction et de ressources alimentaires. Il exerce donc une influence sur la diversité de la faune à court et long terme. Ainsi, des communautés d’espèces dites « auxiliaires de la vigne » se développent, modifiant le rapport d’abondance auxiliaires/ravageurs qui tend vers un équilibre. Par ce raisonnement, la vitiforesterie limite les dommages causés par les ravageurs de la vigne.
Cas des insectes
Une tendance relative a été identifiée concernant l’abondance des arthropodes et la répartition de la cicadelle verte (ravageur de la vigne) en faveur de l’agroforesterie. En effet, il y aurait moins de cicadelles près des arbres et plus d’arthropodes.
De plus, les arbres stabilisent les populations de ravageurs dans l’ensemble du vignoble. Mais leur influence sur le comportement des insectes (distribution dans l’espace, présence des taxons,…) est variable et complexe. Il est donc difficile de généraliser les résultats, car en dehors de la présence ou de l’absence de l’arbre, d’autres facteurs entrent en jeu : essences, conditions climatiques annuelles, cépage, physiologie de la vigne…
Enfin, la vigne étant une plante auto-fécondante, elle n’a pas besoin d’insectes pollinisateurs pour produire du raisin. Une monoculture viticole ne favorise donc pas la colonisation du milieu par ce type d’insecte et de la flore associée. La vitiforesterie est l’une des pratiques apportant de la diversité et de l’hétérogénéité au paysage. Dès lors, il donne la possibilité d’instaurer une niche écologique favorable aux insectes pollinisateurs, en particulier les 900 espèces d’abeilles sauvages qui existent en France, et à la flore associée au sein des vignobles.
Cas des oiseaux
D’autres taxons du règne animal sont significativement influencés par les arbres, tel que les oiseaux. En effet, toutes les formes de vitiforesterie (haies, bosquets, intra-parcelles,…) favorisent le développement de diverses communautés d’oiseaux. À mesure que le paysage devient plus hétérogène, des espèces d’oiseaux qui vivent habituellement dans les zones boisées s’aventurent dans les rangs de vignes. Le vignoble devient un nouveau terrain de chasse pour ces espèces. Selon une étude, 85% des espèces d’oiseaux forestiers ont été détectées dans les parcelles vitiforestières. Ces oiseaux ont des régimes différents : les omnivores et les insectivores. Ils peuvent donc avoir un impact sur la lutte intégrée et font partie des moyens prophylactiques contre les ravageurs de la vigne en se nourrissant par exemple des papillons et chenilles des vers de grappe, de rongeurs, etc…
Cas d’un mammifère : les chiroptères
Si les oiseaux jouent un rôle dans la lutte anti-ravageur pendant la journée, les chauves-souris prennent le relais la nuit. Après étude des fèces, il a été démontré qu’au moins 10 espèces de chauves-souris prédatent les papillons des vers de grappe. Cette même étude confirme l’impact réel des chiroptères sur les populations des ravageurs de la vigne et leur efficacité de lutte. En effet, les chauves-souris chassent intensivement les vers de grappe, même lorsque la pression des ravageurs est faible.
Néanmoins, même si les chauves-souris sont des auxiliaires fiables pour la vigne, leur distribution spatiale et leur abondance dépendent de la structure du paysage. De fait, l’activité des chauves-souris dans un vignoble en monoculture est 1,5 fois plus importante sur les extrémités des parcelles proche de zones semi-naturelles. En paysage homogène, elles s’aventurent donc très peu à l’intérieur du vignoble.
Pour cause, les chauves-souris s’orientent dans l’espace par écholocalisation (envoi d’un son inaudible qui se réverbère sur les surfaces qu’elles rencontrent et sont renvoyées à l’animal). Un vignoble en monoculture ayant peu de relief, il est considéré comme une zone blanche et de danger par les chiroptères, qui ne peuvent pas s’orienter dans ces conditions.
Afin de promouvoir la colonisation et la circulation de ce mammifère dans les vignobles, il est nécessaire de fournir une hétérogénéité dans les paysages, notamment par l’apport de relief. L’introduction d’une nouvelle strate végétale avec la pratique de la vitiforesterie est l’un des meilleurs moyens.
Vitiforesterie et biodiversité souterraine
D’un point de vue souterrain, l’arbre offre aussi, à travers ses feuilles mortes au sol et ses racines, une multitude d’habitats, de refuges, de zones de reproduction et de ressources alimentaires. Il influence tout autant la diversité de la faune à court et long terme dans le sol. Certaines études se sont penchées sur les interactions entre arbre et biodiversité tellurique sur les sols viticoles.
Cas des lombrics
Des observations ont été faites sur les vers de terre, qui jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement et la bonne santé du sol (structuration et aération du sol, guide d’enracinement des plantes, dégradation de la matière organique, apport en surface des nutriments stockés en profondeur, etc.). La vitiforesterie a une nouvelle fois une influence significative sur la répartition spatiale et le type de vers de terre privilégié. En effet, il semble que près de l’arbre il y ait davantage de lombrics anéciques et endogènes, avec un gradient d’abondance décroissant en s’éloignant de l’arbre.
Cas des micro-organismes
La diversité microbienne (bactéries, champignons, virus) a été analysée et là encore les résultats sont en faveur de la vitiforesterie. Les sols des parcelles de vignes avec des arbres ont une meilleure qualité en termes de biomasse et de diversité microbiologique. De fait, les arbres favorisent les taxons qui vivent habituellement en forêt ou dans les prairies, modifiant positivement la composition et l’abondance de certains taxons de la flore microbienne du sol. Concernant la zone d’influence de l’arbre sur cette diversité dans le vignoble, il n’y a pas d’étude détaillée pour le moment.
Cas des mycorhizes
Enfin, comme pour la biodiversité aérienne avec la création de corridors écologiques permettant la circulation des espèces, la vitiforesterie améliore le lien racinaire entre les plantes dans le sol, à travers les mycorhizes. En effet, les mycorhizes sont d’un grand intérêt car ils augmentent de 40% la capacité des racines de la vigne à explorer le sol. Cela peut limiter certaines carences car le réseau mycorhizien facilite l’accès à certains nutriments très peu mobiles, tel que le phosphore ou l’eau, auxquels la racine n’aurait pas eu accès seule (contribution à 70% de P et 40% de N).
La vigne est une plante qui ne s’associe qu’avec des endomycorhizes. Néanmoins, les scientifiques émettent l’hypothèse que la vitiforesterie a un vrai potentiel pour améliorer l’immunité des vignobles aux maladies cryptogamiques et limiter les carences et le stress hydrique de la vigne, en complexifiant le réseau mycorhizien. La présence de l’arbre dans les parcelles stimule la colonisation des racines par des endo et ectomycorhizes, fournissant ainsi une importante diversité, impossible à atteindre dans des conditions de monoculture.
Il est important de ne pas extrapoler, car les études à ce sujet sont rares. De nombreuses questions sont encore en suspens, notamment sur la compatibilité mycorhizienne de certaines essences d’arbres avec la vigne.
Même si l’impact des arbres sur la biodiversité viticole est mieux représenté dans les références bibliographiques que pour les impacts agronomiques et microclimatiques, les résultats restent à considérer avec précautions car les études ciblent certains taxons, et d’autres recherches sont donc nécessaires pour confirmer statistiquement les tendances observées.
Références pour aller plus loin...
A RETENIR : vitiforesterie et état des connaissances scientifiques
A ce stade des recherches, la vitiforesterie apparait donc comme un levier agroécologique intéressant pour les viticulteurs, afin de pallier aux effets du changement climatique et réduire leur utilisation d’engrais minéraux et de produits phytosanitaires.
