Synthèse d’un article publié en coopération avec le XVe Congrès international du terroir, 18-22 novembre 2024, Mendoza, Argentine. Rédacteurs invités : Federico Berli, Jorge Prieto et Martín Fanzone. Auteurs : Cassandra Collins, Stuart Bloomfield, Lauren Hansen, Matthew Gilliham. OENO One Vol. 58 No. 4 (2024). DOI: https://doi.org/10.20870/oeno-one.2024.58.4.8192
Titre original : Can silica application enhance vine performance and quality?
Résumé
La sensibilisation des consommateurs à la durabilité environnementale et leur préoccupation pour la sécurité et la qualité des aliments entraînent une demande accrue de produits biologiques et biodynamiques (BD). À cela s’ajoute un environnement plus difficile sur le plan physique et économique, qui pousse les producteurs à explorer des modes de production plus durables. La viticulture biodynamique présente des avantages à la fois environnementaux et commerciaux et implique l’utilisation d’une série de neuf préparations destinées au sol et aux plantes. La préparation biodynamique 501 est à base de silice et son utilisation annuelle est minimale pour les producteurs certifiés. Des études contradictoires font état de pulvérisations foliaires à base de silicium suscitant des réactions favorables des plantes en termes d’amélioration de la qualité, du rendement et de la résistance aux parasites et aux maladies. Ici, la croissance de la vigne, les composantes du rendement, les analyses de la composition des raisins et du vin ainsi que des évaluations sensorielles ont été menées sur deux saisons pour comparer les effets des traitements biodynamiques et d’autres formulations commerciales à base de silice par rapport à un contrôle (application d’eau) sur des vignes de Sémillon et de Cabernet-Sauvignon (Vitis vinifera L.). Au cours des deux saisons, des différences de rendement et de croissance de la vigne ont été observées. En général, le rendement était plus élevé avec l’application de silice biodynamique et de silicate de potassium. Les attributs de base de la composition des raisins, à savoir le pH, l’acidité totale, les matières en suspension et les anthocyanes et composés phénoliques totaux, ne présentaient que peu ou pas de différences. L’analyse descriptive sensorielle des baies et du vin a révélé des différences significatives dans les attributs liés aux tanins de la peau et des pépins, ce qui implique que ces analyses peuvent mieux détecter des variations subtiles mais importantes dans le vignoble. Les résultats de cette étude suggèrent une corrélation directe entre le silicium et les polyphénols, qui pourrait influencer les caractéristiques sensorielles en bouche par des changements dans l’épaisseur et/ou la structure de la peau. Cette étude indique que l’application de silice peut avoir un impact positif sur les performances et la qualité de la vigne.
Introduction
Ces derniers temps, on a observé une exploration accrue des méthodes agricoles visant à être plus respectueuses de l’environnement et plus durables, telles que la réduction de la dépendance aux engrais synthétiques et aux produits chimiques, y compris l’utilisation de pratiques agricoles biologiques et biodynamiques (Döring et al., 2019). L’agriculture biodynamique implique l’utilisation de neuf préparations clés qui sont appliquées selon le calendrier lunaire (Boeringa, 1980 ; Steiner, 2004 ; Klett, 2006). Les préparations comprennent de la bouse de vache maturée (500), de la silice de quartz broyée et maturée (501), des combinaisons d’organes d’animaux et de fleurs maturées (502, 503, 506), des orties fanées maturées (504), de l’écorce de chêne humidifiée et décomposée (puis séchée) (505), de l’extrait de fleur de valériane (507) et de l’extrait concentré de prêle (508) [Boeringa, 1980 ; Steiner, 2004]. Il existe des preuves non confirmées des avantages de l’agriculture biodynamique, mais d’autres recherches ont donné des résultats incohérents. Les avantages rapportés de l’agriculture biodynamique comprennent une diversité et une activité microbiennes accrues du sol par rapport à l’agriculture conventionnelle (Carpenter-Boggs et al., 2000a ; Mäder et al., 2002 ; Probst et al., 2008 ; Collins et al., 2015), des populations de vers de terre plus importantes (Zaller et Köpke, 2004 ; Collins et al., 2015), des taux de décomposition accrus dans le sol (Zaller et Köpke, 2004), une augmentation de la matière organique du sol (Carpenter-Boggs et al., 2000a ; Gomiero et al., 2011) et une réduction des populations de mauvaises herbes (Carpenter-Boggs et al., 2000b). Dans les vignes, les méthodes biodynamiques ont démontré qu’elles permettaient d’obtenir un équilibre idéal de la vigne et de produire des fruits de haute qualité (Reeve et al., 2005). Les vins issus de fruits produits de manière biodynamique ont été décrits comme étant plus complexes, plus frais et plus vibrants que les vins conventionnels (Collins et al., 2015).
Le silicium est le deuxième élément le plus abondant dans le sol et un constituant minéral majeur des plantes ; cependant, il n’est pas considéré comme un élément essentiel à la croissance des plantes (Marschner, 1988 ; Epstein, 1994 ; Epstein, 1999 ; Epstein, 2001 ; Ma, 2004 ; Broadley et al., 2012). Il a été démontré que la silice présente de nombreux avantages pour la croissance des plantes, notamment une augmentation de la croissance et des rendements du riz et des céréales, une résistance accrue aux maladies, une réduction de l’absorption d’ions métalliques toxiques, une augmentation de la tolérance des cultures à la toxicité des métaux et à la salinité (Epstein, 1999 ; Ma et al., 2006 ; Ma et Yamaji, 2006 ; Tuna et al., 2008 ; Song et al., 2009 ; Soylemezoglu et al., 2009 ; Song et al., 2014). La silice a été appliquée aux plantes par des méthodes telles que les amendements du sol, les pulvérisations foliaires, les solutions hydroponiques, l’enrobage des semences, l’irrigation goutte à goutte, les nanoparticules de silice et les arrosages de la zone racinaire, toutes visant à améliorer la croissance, la résistance au stress et le rendement (Ma et Yamaji, 2015). L’engrais à base de silicium devrait être un outil important pour accroître la sécurité alimentaire (Cooke et al., 2016 ; de Tombeur et al., 2020 ; Wang et al., 2021a). Des études indiquent que les applications de silicium peuvent favoriser l’épaississement des parois cellulaires et améliorer la résistance aux stress abiotiques, ce qui peut contribuer à une meilleure santé et productivité globales des plantes (Zagar et al., 2019 ; Wang et al., 2021b ; Zhu et Li, 2021). Des preuves non confirmées suggèrent que la pulvérisations de silice atmosphérique (préparation 501) peut « renforcer » la plante par l’épaississement des parois cellulaires et une meilleure assimilation de la lumière par la plante, ce qui conduit à un meilleur développement des fruits et des graines avec une amélioration de la saveur, de l’arôme, de la couleur et de la qualité nutritionnelle. Il a été démontré que les pulvérisations foliaires contenant du silicium améliorent les réactions des plantes, notamment la qualité, le rendement et la résistance aux parasites et aux maladies (Bowen et al., 1992 ; Reynolds et al., 1996 ; Soylemezoglu et al., 2009 ; Laane, 2017). L’application de silice a été associée à une augmentation de l’épaisseur de la paroi cellulaire et de la membrane des feuilles et, par conséquent, à une augmentation de la résistance de la vigne aux maladies (Rashad et al., 2021). Il a été observé que l’application foliaire augmente les concentrations totales de silicium dans les feuilles et les fruits, et le vin produit à partir des raisins traités à la silice a été mieux classé dans les évaluations sensorielles (Schabl et al., 2020). Cependant, à ce jour, aucun lien définitif n’a été établi entre l’utilisation du silicium et l’amélioration de la qualité du raisin et du vin. Ce projet a exploré comment l’application de silice foliaire, y compris la préparation biodynamique 501 et un équivalent commercial (silicate de potassium), affecte les vignes et influence la qualité de leurs fruits et du vin qui en résulte. Toutes les vignes utilisées dans cette expérience ont été cultivées de manière conventionnelle les années précédentes.
Conclusion
Les résultats de cette étude mettent en évidence les nombreux avantages de l’application de silice, notamment l’augmentation du rendement et de la croissance globale de la vigne, la réduction de l’accumulation de bore, l’intensité accrue de la saveur des raisins, l’amélioration de l’arôme et de la saveur des vins de Cabernet-Sauvignon, l’intensité accrue de la couleur, ainsi que la modification de la perception sensorielle des composés phénoliques dans les raisins et le vin. Des changements notables dans les attributs de la peau et des pépins des baies ont été observés, en particulier une augmentation des caractéristiques sensorielles en bouche dans les deux traitements à la silice. L’expérience a montré que le silicate de potassium présentait des avantages plus significatifs, peut-être en raison de la concentration plus faible en silice dans l’application biodynamique de 501.
Bien que des variations plus importantes aient été observées entre les traitements en ce qui concerne les attributs sensoriels des raisins en comparaison avec les caractéristiques de la vigne, il reste à voir si ces différences se maintiendront de manière significative à long terme. Il a été démontré que le silicium influence la concentration phénolique dans les parois cellulaires des graminées et des céréales, mais cela n’a pas été observé auparavant dans les fruits (Ma et Takahashi, 2002). L’augmentation de l’astringence perçue peut être attribuée à des changements dans le type et la structure des tanins ; des recherches plus approfondies permettront d’élucider cet effet et de confirmer les affirmations des producteurs biodynamiques concernant l’augmentation de l’interception de la lumière par les plantes ou la liaison directe du silicium avec les polyphénols. La quantification des liens entre la composition du raisin et les attributs sensoriels du vin permettra de déterminer si ces attributs de la peau et des pépins sont positifs, confirmant ainsi les preuves anecdotiques d’une amélioration de la qualité des fruits grâce à l’application de silice dans les vignobles.
L’étude suggère que l’application de silice pourrait contribuer à améliorer la croissance de la vigne et la qualité des fruits. Des recherches supplémentaires devraient explorer les mécanismes spécifiques par lesquels la silice interagit avec les composés phénoliques, les concentrations optimales pour les différentes variétés de raisin et les impacts à long terme sur la santé et la productivité des vignobles. La compréhension de ces facteurs permettra d’optimiser les applications de silice pour en tirer le meilleur parti, en soutenant les pratiques de viticulture durable.