ITK Vigne : Prédire le potentiel hydrique foliaire à partir de données pédoclimatiques

Abstract

Vine water stress significantly affects wine production. Dynamics of soil water availability during the growing season is a major component of grape quality and wine typicity. In the context of climate change, efficient management of vine water stress is mandatory to produce wines in accordance to market demand. Vine water status is usually assessed in the field by occasional vine water potential measurements. The innovating Decision Support System (DSS) ITK VintelTM allows following dynamics of vine water status during the growing season without any soil or physiological sensors. Based on a mechanistic model soil-vegetation-atmosphere-transfer (SVAT), ITK VintelTM is able to compute daily predawn leaf water potential from mean vine and soil physical characteristics data and daily local weather data at plot level. According to wine production regions, leaf water potential is preferentially measured at midday than at predawn. Leaf water potential reflects soil water availability when measured at predawn whereas it is integrative of both soil availability and vine physiology when measured at midday. This study aims at predicting daily dynamics of midday leaf water potential during the growing season from ITK VintelTM mechanistic model. Outputs from the ITK VintelTM model and data collected in California and Oregon allowed computing a statistical model able to predict midday leaf water potential from soil water content, daily meteorological data and plant leaf area index. Results show correlation up to 70% between simulated and observed data and a high correspondence between observed and simulated midday leaf potential in terms of irrigation preconization. The equation still needs to be improved and validated at a larger scale.

Keywords : decision support system (DSS), leaf water potential, statistical modeling, vine modeling

Résumé

L’état hydrique de la vigne impacte significativement la production viticole. L’évolution de la disponibilité en eau au cours de la saison contribue à la spécificité du raisin, indispensable à la typicité du vin. Dans le contexte actuel de changement climatique, la bonne maitrise du statut hydrique de la vigne devient indispensable à la production de vins répondant à la demande du marché. Le suivi du statut hydrique de la vigne se fait traditionnellement par des mesures de potentiel hydrique sur le terrain. L’outil d’aide à la décision innovant ITK Vigne permet de suivre le statut hydrique de la vigne en temps réel en s’affranchissant de tout capteur au sol ou physiologique. Cet outil repose sur un modèle mécaniste du fonctionnement du continuum sol-végétation-atmosphère permettant de prédire en temps réel le potentiel foliaire de base de la vigne à partir des caractéristiques moyennes du sol et de la vigne sur la parcelle et des données météorologiques quotidiennes. Selon les régions viticoles, le statut hydrique de la vigne est préférentiellement estimé par le potentiel de feuille mesuré à midi plutôt qu’à l’aube. Alors que le potentiel hydrique de base reflète la disponibilité en eau du sol, la mesure faite en journée représente l’état hydrique de la vigne au moment de la mesure et intègre une plus grande combinaison de facteurs. L’objectif de cette étude est de simuler, à partir du modèle mécaniste d’ITK Vigne, l’évolution du potentiel hydrique foliaire à midi de la vigne sur la saison viticole. La combinaison des sorties du modèle mécaniste et de mesures de potentiel de feuille effectuées sur plusieurs parcelles de Californie et d’Oregon (US) a permis d’établir une relation statistique entre le potentiel foliaire mesuré à midi, l’évolution de la réserve hydrique du sol, la physiologie de la plante et les données météorologiques journalières moyennes. Les résultats montrent des corrélations supérieures à 70% entre les valeurs de potentiel de feuille prédites et mesurées de terrain et une forte correspondance entre le déclenchement de l’irrigation préconisé à partir des valeurs mesurées et prédites. La relation doit encore être affinée et validée à une plus large échelle.

Mots-clés : Outil d’aide à la décision (OAD), état hydrique, potentiel hydrique foliaire, modèle statistique