Use of a continuous vine water deficit index and link with fruit composition
Indicateur continu de déficit hydrique et lien avec la composition du fruit
Résumé
Authors have reported that water deficit impact on fruit composition can be modulated according to its timing, severity or grape varietal sensitivity to drought. However, until recently, measurement methods were lacking to characterize continuously the dynamic variations of vine water deficit. Consequently, it was difficult to analyze the effect of contrasted levels of water deficit on fruit composition according to plant development stage. Today, thanks to the development of new sensing technologies, it is possible to monitor vine water deficit continuously by combining sap flow and climatic data. Then, by monitoring fruit ripening along continuous vine water deficit variations, new insights can be gained to better understand the relationship between vine water status and fruit composition. To evaluate the potential of this new approach a study was set in French vineyards to achieve three objectives. First, we wanted to analyze the relationship between discontinuous and continuous measurements of vine water deficit. Second, we wanted to characterize how effective is irrigation at creating different vine water deficit profiles within the same block. Third, we wanted to investigate the link between different vine water deficit profiles and fruit composition. Contrasted conditions of vine water supply were obtained by imposing differential irrigation treatments across multiple vineyard locations. We tracked irrigation effect on vine water status variations by using 3 different measurement methods. We combined sap flow and climatic data into a framework to automatically compute a daily water deficit index, Ks, and compared with discontinuous measurements of water deficit using reference methods. Then, we used advanced analytical methods to investigate the link between fruit composition and vine water status variations. Our conclusions show that water deficit was low to moderate in 2012 and in 2013, as expected considering the climatic context, regardless of the measurement method. We tested the relationship between delta C13, predawn leaf water potential and Ks for both years and analyzed the results. Our study reveals that under low to moderate water deficit, we observe no correlation between irrigation treatments and fruit composition. However, using continuous vine water deficit measurement, we found the existence of relationships between small variations of vine water deficit and fruit composition, particularly thiol aroma precursors.
De nombreux auteurs ont suggéré que l’impact du déficit hydrique sur la composition du fruit peut être modulé selon le moment d’apparition, la sévérité ou la sensibilité du cépage à la sècheresse. Cependant, les méthodes de mesures permettant de caractériser les variations dynamiques du déficit hydrique de la vigne ont manqué jusqu’à récemment. Par conséquent, il était difficile d’analyser l’effet que des déficits hydriques contrastés pouvaient avoir sur la composition du fruit en fonction du moment de leur apparition. Aujourd’hui grâce au développement de nouvelles technologies, il est possible de suivre en continu le niveau de déficit hydrique de la vigne en analysant des données de flux de sève et des données climatiques simultanément. En combinant l’analyse du fruit avec les variations continues du déficit hydrique il est possible d’améliorer la compréhension des relations entre les variations du statut hydrique de la vigne et la composition du fruit. Pour évaluer le potentiel de cette nouvelle approche, une étude a été menée dans des vignobles du sud de la France pour atteindre trois objectifs. Premièrement, nous voulions analyser les relations entre mesures continues et discontinues du déficit hydrique. Deuxièmement nous voulions évaluer l’efficacité de l’irrigation pour imposer des profils hydriques contrastés au sein d’une même parcelle. Troisièmement, nous voulions évaluer les liens entre les régimes d’irrigation, les profils hydriques et leurs effets sur la composition du fruit. En imposant des traitements d’irrigation différents, des profils de vécus hydriques contrastés on été obtenus sur plusieurs vignobles. Nous avons premièrement analysé l’effet de l’irrigation sur les variations du statut hydrique en utilisant trois méthodes de mesure. Une plateforme combinant des données de flux de sève avec des données climatiques a permis de calculer un indice de déficit hydrique quotidien, Ks que nous avons comparé avec des mesures discontinues en utilisant des méthodes de référence. Dans un dernier temps, nous avons utilisé des méthodes d’analyse avancées pour évaluer les liens entre la composition du fruit et les variations du statut hydrique. Nos conclusions montrent que, quelle que soit la méthode de mesure, le niveau de déficit hydrique a été faible à modéré en 2012 et 2013, ce qui est attendu compte tenu du contexte climatique. Nous avons également testé la relation entre delta C13, potentiel foliaire de base et Ks pour deux années et discuté les résultats. Les résultats révèlent que dans des conditions de déficit hydrique faible ou modéré, nous n’observons pas de corrélation entre les traitements d’irrigation et la composition du fruit. Cependant la mesure du déficit hydrique en continu met en évidence l’existence de relations entre des variations tenues du déficit hydrique et la composition du fruit, particulièrement vis-à-vis des précurseurs de thiols aromatiques.