Biologie de la vigne II : photosynthèse, respiration

L'eau et le dioxyde de carbone se combinent dans les chloroplastes pour produire des sucres et de l'amidon grâce à l'énergie lumineuse. L'eau utilisée pour la photosynthèse est absorbée du sol par les racines de la vigne. Le dioxyde de carbone est extrait directement de l'air et pénètre dans les feuilles par les stomates.

6H2 O + 6CO2 + énergie lumineuse (en présence de chlorophylle) > C6 H12O6 + 6O2

Six molécules d’eau plus six molécules de dioxyde de carbone produisent une molécule de sucre plus six molécules d’oxygène.

Les parties photosynthétiques des plantes sont généralement reconnaissables à leur couleur verte due à la présence de chloroplastes. Ce pigment est capable d'absorber l'énergie solaire et d'utiliser le dioxyde de carbone et l'eau de la cellule pour produire du sucre, l'oxygène étant un déchet. La photosynthèse comporte de nombreuses étapes et est contrôlée par l'action d'enzymes sélectionnées. Les sucres obtenus sont les éléments de base de la plupart des substances chimiques présentes dans la vigne. Ces sucres sont utilisés dans la respiration.

 

Qu'est-ce qui affecte le taux de photosynthèse

Le taux de photosynthèse de la vigne est influencé par des facteurs environnementaux et par diverses caractéristiques de la vigne.

Ces facteurs comprennent :

 Lumière ; Intensité lumineuse, qualité (longueurs d'onde) et durée. Une seule feuille exposée à la lumière directe du soleil absorbera environ 90 % du rayonnement solaire. Les stomates s'ouvrent et se ferment en fonction de la lumière du soleil. Ils sont complètement ouverts à un PAR d'environ 200 µEm-2S-1. Chez la vigne, aucune photosynthèse ne se produit à de faibles niveaux de lumière, en dessous d'environ 30 µEm-2S-1 (environ 1,5 % de la pleine lumière solaire). À mesure que l'intensité lumineuse augmente, la photosynthèse augmente également jusqu'à atteindre environ 1/3 de la pleine lumière solaire, soit 700 µEm-2S-1. À cette intensité, la photosynthèse chez la vigne est dite « saturée de lumière » et reste à peu près au même rythme avec des niveaux de lumière solaire encore plus élevés.

 Température ; La température idéale pour la photosynthèse se situe généralement entre 20 et 30 °C (et idéalement autour de 24 °C). En dessous de 10 °C, la photosynthèse est faible et elle décline rapidement au-dessus de 35 °C.

 État hydrique ; L'eau influence l'ouverture et la fermeture des stomates et donc l'entrée de dioxyde de carbone dans les feuilles. Lorsque l'approvisionnement en eau de la vigne est limité, la photosynthèse diminue rapidement. La quantité d'eau disponible pour la photosynthèse est déterminée par le taux de transpiration, l'humidité, la disponibilité des minéraux et l'ouverture des stomates.

 Âge des feuilles – Le taux de photosynthèse augmente rapidement dans une jeune feuille de vigne pendant la période d’expansion rapide des feuilles. À mesure qu’elle vieillit et perd sa couleur, le taux de photosynthèse diminue.

 

 

La translocation est le processus par lequel les substances chimiques et les nutriments sont transportés dans la vigne. Les nutriments stockés circulent dans le phloème, des feuilles vers les autres parties de la vigne.

 

 

L'eau absorbée par les racines est aspirée par les feuilles, d'où elle s'évapore par un processus appelé transpiration. Les parties vertes de la vigne évaporent de grandes quantités d'eau pendant la saison de croissance. La vigne peut contrôler le taux de perte d'humidité (transpiration) grâce aux stomates. Les stomates s'ouvrent le jour et se ferment la nuit. Dans certaines conditions, ils peuvent également se fermer pendant la journée, notamment par un après-midi chaud et venteux.

Facteurs affectant la transpiration

Les facteurs environnementaux les plus importants affectant la transpiration sont :

Humidité ; La transpiration diminue à mesure que l'humidité autour des feuilles augmente. L'augmentation de la vapeur d'eau dans l'air ralentit la perte d'eau par les stomates.

 Température ; Une augmentation de la température des feuilles augmente la transpiration. L'exposition au soleil sur une feuille entraîne une augmentation de sa température par rapport à celle de l'air ambiant. La pression de vapeur (transformation d'un liquide en gaz) à l'intérieur de la feuille sera alors supérieure à celle de l'air ambiant, ce qui entraînera une augmentation des pertes d'eau, les deux pressions tentant de s'équilibrer.

 Intensité lumineuse ; La température de la feuille augmente avec l'intensité lumineuse, ce qui accroît le taux de transpiration. Le niveau de lumière détermine si les stomates sont ouverts ou fermés.

 Vent ; Le passage du vent sur la feuille emporte avec lui la couche de vapeur d'eau accumulée près de la surface. Cela augmente le taux de transpiration. Des vents de 11 à 14 km/h suffisent à provoquer la fermeture des stomates (réduisant ainsi la photosynthèse et la transpiration).

 Teneur en eau du sol ; La transpiration est influencée à la fois par la teneur en eau du sol et par la vitesse d'absorption de l'eau par les racines. Pendant la journée, l'eau transpire souvent plus vite qu'elle n'est absorbée par le sol. La nuit, la situation s'inverse.

 

Les plantes ont besoin d'une source d'énergie interne pour croître et fabriquer des molécules chimiques complexes. Cette énergie chimique est produite par la respiration, où les sucres (issus de la photosynthèse) et l'oxygène, ainsi que d'autres composés, interagissent et produisent de l'énergie avec l'eau et le CO₂. Lors de la respiration, l'énergie stockée par la vigne est libérée.

 

C6 H12O6 + 6O2 > 6CO2 + 6H2 O + Énergie

 

Le glucose + l'oxygène (en présence de nombreuses enzymes) sont convertis en dioxyde de carbone + eau + énergie

 

 

 

Les processus de photosynthèse et de respiration peuvent apparaître, mais ne sont pas inverses. La série d'enzymes utilisée dans chaque processus est différente et l'ordre des réactions n'est pas inverse. La photosynthèse et la respiration se produisent simultanément et sont interdépendantes. Lors de la photosynthèse, l'énergie est stockée et lors de la respiration, elle est libérée.

Mary Retallack - Viticulture Retallack