Étude comparative sur plusieurs site d'une irrigation traditionnelle vs. pilotée par capteur sur plante : Conséquences sur les économies d'eau et la gestion du vignoble. Application en période de sécheresse en Californie

A COMPARATIVE STUDY OF TRADITIONAL VS. PLANT-SENSOR BASED IRRIGATION ACROSS MULTIPLE SITES :
CONSEQUENCES ON WATER SAVINGS AND VINEYARD ECONOMICS.
APPLICATION DURING A DROUGHT IN CALIFORNIA

Abstract
By monitoring plant water user continuously, new irrigation techniques can be implemented to promote more efficient vineyard water use. In order to demonstrate the impact of a new plant-based irrigation method in terms of water savings and vineyard performances, we designed an experiment across multiple vineyards in contrasted climatic condition during a very dry season. We selected and split 6 uniform vineyard areas to compare the effect of 2 irrigation strategies over 3 distinct wine growing regions. First we implemented a sap flow sensor-monitoring method to track continuous vine water deficit variations. Second we triggered irrigation according to real time assessment of vine water deficit based on sap flow and climatic data. Third, we evaluated the effect of sap flow-based irrigation based on real time monitoring of plant water deficit on vineyard performances and water savings by comparing two irrigation strategies. Under traditional strategy, water is applied based on empirical knowledge, visual observations and some measurements but without any specific rules. Under experimental strategy, irrigations are triggered each time vine water deficit reaches a threshold value. Our study demonstrates that more conservative irrigation practices can be adopted with the experimental strategy. Despite reducing irrigation volume in a context of drought (40% to 100% less water volume is used in the experimental treatment), no yield losses were reported and sugar accumulation was observed at a similar rate. By focusing on a few reference sites and by integrating various sources of vineyard data into a framework, it is possible to track vine water deficit in real time and to extrapolate irrigation decisions over large areas. Implications to implement more conservative and varietal-specific irrigation strategies are discussed.

Keywords : irrigation, drought, Ks, sap flow, yield

Résumé
En mesurant la consommation hydrique de la plante de façon continue, il est possible de mettre en place de nouvelles techniques d'irrigation pour promouvoir un usage plus efficace de l'eau au vignoble. Afin de démontrer l'impact d'une nouvelle méthode d'irrigation en termes d'économie d'eau et de performances de production, nous avons mené une expérience sur plusieurs vignobles soumis à des conditions climatiques contrastées au cours d'une saison très sèche. Nous avons sélectionné des zones uniformes au sein de six vignobles différents afin de comparer l'effet de deux stratégies d'irrigation dans trois régions viticoles distinctes. Nous avons d'abord mis en place une méthode de mesure du flux de sève de la vigne pour suivre les variations du déficit hydrique en continu. Ensuite nous avons déclenché l'irrigation selon l'appréciation en temps réel du déficit hydrique de la vigne en combinant des données de flux de sève avec des données climatiques. Enfin nous avons évalué l'effet de l'irrigation basée sur l'analyse en temps réel du déficit hydrique sur les performances du vignoble et sur les économies d'eau en comparant deux stratégies d'irrigation. Selon la stratégie traditionnelle, l'eau est appliquée d'après la connaissance empirique du vignoble, des observations visuelles et quelques mesures mais sans règles spécifiques. La stratégie expérimentale déclenche les irrigations à chaque fois que le déficit hydrique atteint une valeur seuil. Notre étude démontre que des pratiques d'irrigations plus conservatrices peuvent être adoptées avec la stratégie expérimentale. Malgré une réduction des volumes d'irrigation dans un contexte de sécheresse (permettant une réduction de 40 à 100% des volumes d'eau utilisée avec le traitement expérimental), nous n'avons pas observé de pertes de rendement. Pendant la maturation, un taux similaire d'accumulation du sucre a été observé. En se focalisant sur quelques sites de référence et en intégrant diverses sources d'information provenant du vignoble dans une plateforme décisionnelle, il est possible de suivre le déficit hydrique de la vigne en temps réel et d'extrapoler les décisions d'irrigation sur des surfaces plus étendues. Les implications pour mettre en place des stratégies d'irrigation plus conservatives et spécifique du cépage sont discutées.

Mot-clés : irrigation, sécheresse, Ks, flux de sève, rendement