Visualisation et quantification spatio-temporelle de l'absorption hydrique de la vigne en situation de coteau

SPATIO-TEMPORAL VISUALISATION AND QUANTIFICATION OF GRAPEVINE
WATER ABSORPTION IN HILLSLOPE VINEYARDS

Abstract

Hillslope vineyards show complex water dynamics between soil and plants. To gain further insight of this relationship, 8 grapevine plots were monitored during two vintages (2011-2013), on Corton Hill, Burgundy, France. Grapevine water status was monitored weekly by surveying water potential, and at harvest, using + 13C analysis of grape juice. Soil volumetric humidity was also measured weekly, using TDR probes. A pedotransfer function was developed to transform Electrical Resistivity Tomography (ERT) into Soil Volume Water and therefore to spatialise and describe variations in space and time in the Fraction of Transpirable Soil Water (FTSW). During the two years of monitoring, grapevines experienced great variation in water status, which ranged from low to substantial water deficit. With this freshly developed method , it was possible to observe differences in water absorption pattern by roots, in different soils, and at different depth. Great heterogeneity was observed, both laterally and vertically in grapevine water absorption. The contribution of each soil region to plant water status varies according to grapevine water status. It is different between day and night and depends from soil characteristics. It is to our knowledge the first time that water absorption by grapevine is revealed in space (2D) and time, and has therefore allowed a deeper comprehension of plant and soil dynamics in grapevine.

Keywords : Vitis vinifera, roots, Electrical Resistivity Tomography, plant and soil water relations, machine-learning

Résumé

Les vignobles en coteau sont le lieu de dynamiques hydriques complexes entre le sol et la plante. Dans le but d’améliorer la connaissance de ces relations, 8 placettes expérimentales ont été suivies pendant deux ans (2010-2013), sur la butte de Corton, en Bourgogne. L’état hydrique de la vigne a été suivi grâce à des mesures hebdomadaires de potentiels foliaires et des mesures de /13C sur le moût de raisin en fin de la saison. L’humidité volumique du sol a aussi été mesurée à intervalle hebdomadaire avec des sondes TDR. Des fonctions de pédotransfert ont été développées afin de déterminer l’humidité volumique et la quantité d’eau transpirable par la plante à partir de la Tomographie de Résistivité Electrique (ERT) Pendant les deux ans de suivi, les vignes ont connu des variations importantes de stress hydrique, générées par un déficit hydrique nul à modéré-sévère. Avec cette nouvelle méthode, il a été possible d’observer des différences du mode d’absorption racinaire selon le type de sol et la profondeur. Une grande hétérogénéité de l'absorption racinaire de la vigne dans l'espace et le temps a été mise en évidence. La contribution des différentes régions de sols à l'état hydrique de la plante varie avec l'état hydrique de la vigne. Elle diffère entre le jour et la nuit et dépend des caractéristiques du sol. C'est à notre connaissance la première fois que l'absorption racinaire de la vigne a été quantifiée dans l'espace (2D) et dans le temps. Cette approche permet une plus grande compréhension des relations plante-sol.

Mots-clés: Vitis vinifera, racines, tomographie électrique, relations hydriques plante- sol, apprentissage automatique