Méthode optique de fluorescence pour évaluer l'hétérogénéïté du statut azoté de la vigne et de la maturité technologique du CV. Vermentino

Abstract

Non-destructive mapping of the leaf nitrogen index (NBI1) at bunch closure was carried out at the ‘Fattoria di Magliano’ winery (South Tuscany, Italy) on two consecutive years, 2013 and 2014, on Vermentino cv. using the Multiplex fluorescence optical sensor. Measurements were performed manually on a 1 ha vineyard using a 15m x 15m grid, detecting leaves with similar age of three adjacent vines on two contiguous rows. The spatial heterogeneity of leaf nitrogen (N) content, based on the calibration of NBI1 against destructive analyses, was reported as a colorimetric map with 1 x 1 m grid resolution, after kriging. The 2013 map showed lower N levels compared to the 2014 map with a range of leaf N between 1.64% and 2.14%. The effect of a winter N-fertilization was nicely evidenced by the 2014 N map, showing the recovery in leaf N up to 2.64%. Just before the 2014 harvest, the heterogeneity of grape maturity on the same vineyard was evaluated by mapping the fluorescence-based Chl index, using a 15m x 15m grid. For each point, six bunches from three adjacent vines on two contiguous rows were detected. The grape soluble solids content (SSC), estimated by means of a calibration of the Chl index, ranged between 13.8 and 21.2°Bx. Two areas with lower and higher SSC were estimated by segmentation based on the median (16.9°Bx), and confirmed by the destructive SSC determination on the related grape samplings, which resulted to be 16.3°Bx and 19.4°Bx, respectively. Our work was aimed to show the utility of a non-destructive optical sensor in precision viticulture to identify distribution and heterogeneity in leaf nitrogen and in grape berries technological maturity. The sensor could be use to split the vineyard in subzones managed differently, to correct N deficiencies only where needed reducing fertilizer leakage and to perform selective harvest either as single pick or as separate picks.

Keywords : soluble solids, nitrogen status, mapping, Multiplex, Vitis vinifera

Résumé

Une cartographie non destructive de l'indice d'azote foliaire (NBI1) du cv. Vermentino à fermeture de grappe a été effectuée à la cave 'Fattoria di Magliano' (sud de la Toscane, Italie) sur deux années consécutives, 2013 et 2014, en utilisant le capteur optique de fluorescence Multiplex. Les mesures ont été effectuées manuellement sur un vignoble de 1 ha sur une grille de 15m x 15m, en mesurant des feuilles d'âge similaire de trois ceps adjacents sur deux rangs contigus. L'hétérogénéité spatiale de l’azote contenu dans les feuilles (N), sur la base de l'étalonnage de NBI1 par analyses destructives, est présentée sur une carte colorimétrique avec 1 x 1 m de résolution de la grille, après krigeage. La carte de 2013 a montré un niveau en N inférieur, compris entre 1,64% et 2,14% de N foliaire, comparée à la carte de 2014. L'effet d’une fertilisation azotée en hiver a été bien exprimé sur la carte de 2014, montrant la récupération en N dans les feuilles jusqu'à 2,64%. Juste avant la récolte 2014, l'hétérogénéité de la maturité du raisin sur le même vignoble a été évaluée par la cartographie de l'indice de fluorescence de chlorophylle (Chl), en utilisant une grille de 15m x 15m. Pour chaque point six grappes de trois ceps adjacents sur deux rangs contigus ont été mesurées. La concentration en solides solubles (SSC) du raisin, sur la base d'un étalonnage de l'indice Chl, variait entre 13,8 et 21,2 °Bx. Deux zones avec SSC inférieure et supérieure ont été estimées par segmentation basée sur la médiane (16,9 °Bx) et confirmées par la détermination destructive de SSC sur les prélèvements annexes de raisins, qui ont abouti à 16,3° et 19,4 °Bx, respectivement. Le but de ce travail à été d'évaluer l'application d'un capteur optique non destructif en viticulture de précision pour identifier la distribution et l'hétérogénéité du statut azoté dans les feuilles et de la maturité technologique dans les baies de raisin. Le capteur pourrait être utilisé pour diviser le vignoble en sous-zones gérées différemment, pour corriger les lacunes du N seulement où il est nécessaire en réduisant les déchets d'engrais et pour effectuer la récolte sélective soit comme unique choix ou choix distincts.

Mots-clés : solides solubles, statut azoté, cartographie, Multiplex, Vitis vinifera