“Late-season fertigation of wine grapes is too late”… We can demonstrate the opposite!

While fertigation has become an integral part of the cultivation of many crops, it is rarely used by grape growers. Certainly in part due to dogmatic reasons.

On the contrary, vineyard irrigation has experienced a significant development. With the scientific knowledge we have today, we are able to manage irrigation in order to achieve specific quantitative and qualitative production goals. The monitoring methods and available technologies are numerous, each with its own advantages and disadvantages.

From a scientific point of view, very few studies have addressed the subject of vine fertigation directly. From a practical point of view, the experimental data is still scarce.

Fertigation is the best method for efficient vineyard nutrient management,  while being competitive as well as sustainable.

Fertigation has many technical advantages:
-  improved availability and superior nutrient uptake.
- effective nutrient distribution.
- nutrient management based on the vine vegetative cycle and production objectives.
- incorporation of nutrients in dry climates and/or drought periods.

Our topic of interest is late-season fertigation.  What do we mean by “late”? It is fertigation which is administered after veraison, more precisely 15 days after veraison.

These are the four major advantages of late-season fertigation:

Maintaining yield potential and berry shrivel

After fruit set, berry volume is the only factor responsible for a yield increase. The number of clusters and the number of berries per cluster are predetermined and can only be significant  for yield decrease (due to hail, diseases, pests, etc.).

Late-season fertigation allows us to maintain the berry volume and to avoid berry shrivel, which can be detrimental to berry quality (specifically with the development of harsh tannins) and quantity (yield loss). This is especially important for varietals where berry shrivel is more common (Merlot, Tannat, Pinot Noir, Gamay etc.). Cabernet Sauvignon, however, is less sensitive.
We tested the accuracy of the human sensor (the eye) for the detection of loss of berry volume. Our results show that when a decrease in berry volume is established visually, the berry shrivel point is often already reached and the berry volume loss is greater than 20 %, which is considerable. This compares to a yield loss (in susceptible varietals) of up to 30% in less than a week.

Note

For a berry with a volume of 1.5 mL, a decrease in diameter of just 1 mm is equivalent to a yield loss of more than 20 %.

Some experiments in France show that it is not possible to increase yield by more than 30 % with irrigation. This is both true and false.

It is true if one considers only the current year and only after fruit set: the single factor affecting yield is the volume of the berry, which cannot increase indefinitely or otherwise the berries will burst. A threshold of 30-40% yield increase is an acceptable average value (this being dependent on the grape variety).

However, the claim that yield cannot be increased by more than 30% with irrigation is also false, since the yield is already predetermined in the previous year (n-1) during flower initiation and at the beginning of the current year (n) with floral differentiation. If our main objective is yield, we can adapt the vineyard operations after pruning, specifically after the post-harvest fertigation of year n-1 in order to set aside a good reserve.

Note

Vine root activity is dependent on the vegetative cycle and reaches a peak during harvest. Therefore, at this time the vine is able to assimilate any available nutrients, especially if water is available.  There can be no assimilation of nutrients without available water, which is another point in favor of fertigation in dry climates or during dry periods.
This is one of the reasons why a nitrogen addition post-harvest improves the formation of sugar reserves, fundamental for a good bud break (vine growth cycle starts with spending these reserves).

 

 

 

 

 

 

Note that also phosphorus and to a lesser extent potassium enhance the effect of water on berry volume increase, with small added amounts (5-10 kg/ha).

 

 

 

 

 

Late-season deficit, aromatic profile and blocked maturation

As mentioned above, one of the major advantages of fertigation is to provide the plant with nutrients along with water. Therefore, the nutrients become assimilable.

During summer, especially in the Mediterranean climate (but not exclusively), the roots stop assimilating nutrients because of a lack of water in the soil.

In other words, when a nutrient deficiency is  observed (nitrogen or potassium, for example), it is already too late, it is no longer possible to take action. Even foliar spraying is not really effective.

Late-season fertigation resolves nutrient deficiencies which cannot be resolved in any other way. That said, it does not solve all problems because at the time we notice it in the vineyard, it has already been about 3 weeks that the deficiency has been present.

We also found that late-season addition of phosphorus in small amounts (2 x 5 units (kg/h) within 20 days before harvest) increases the intensity of “fresh fruit” aromas in Merlot.

Another important point is that fertigation helps with blocked maturation (due to water stress), specifically with the intake of phosphorus.

Blocked maturation occurs when the transport of sugars to the berry stops before the grapes reach maturity (a plateau in terms of amount of sugar per berry).  In other words, if the concentration of sugars in the berry keeps increasing, we cannot be sure that there is no blockage of maturation. The reason could be berry shrivel, instead.

Finally, with late-season fertigation with phosphorus and potassium, it is possible to manipulate the harvest date (maturation determined by the amount of sugar per berry). Phosphorus delays ripening and potassium accelerates it.

 

 

 

 Acknowledgements
Ms. Biljana Petrova (Laboratory Manager Inozy) is gratefully acknowledged for her English translation.

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“La fertirrigation tardive de la vigne est trop tardive”… Nous allons vous démontrer le contraire!

Tandis que d’autres cultures l’ont déjà bien intégrée, la fertirrigation – ou irrigation fertilisante – est une pratique peu employée sur vigne. Certainement en partie pour des raisons dogmatiques.

Au contraire, l’irrigation seule de la vigne s’est considérablement développée. Nous disposons aujourd’hui des connaissances scientifiques suffisantes pour piloter l’irrigation en fonction d’objectifs-produits quantitatifs et qualitatifs. Les méthodes et capteurs sont d’ailleurs nombreux, avec chacun des avantages et inconvénients.

D’un point de vue scientifique, peu de recherches ont traité directement du sujet de la fertirrigation. Et d’un point de vue pratique, les expériences sont trop peu nombreuses.

Et l’un des meilleurs outils pour fertiliser la vigne, c’est la fertirrigation. Elle permet en effet d’être très performant pour piloter son vignoble de manière compétitive et durable.

La fertirrigation présente également de nombreux avantages techniques :

- meilleure accessibilité et meilleure assimilation des engrais.

- distribution efficace des engrais.

- pilotage possible en fonction du cycle végétatif et des objectifs-produits.

-  incorporation des engrais sous climat sec ou en période sèche.

Nous nous intéressons ici à la fertirrigation tardive. Qu’entend-on par « tardive » ? Nous retenons une fertirrigation qui a lieu après véraison, plus précisement 15 jours après véraison.

Nous présentons ici 4 intérêts majeurs de la fertirrigation.

Maintien du potentiel rendement et flétrissement

Après nouaison, le seul facteur qui peut permettre d’augmenter le rendement est le volume de la baie. Le nombre de grappes et le nombre de baies par grappe sont fixés et ne peuvent que potentiellement diminuer (grêle, maladies, ravageurs etc.).

La fertirrigation tardive permet de maintenir le volume de la baie, et d’éviter un flétrissement préjudiciable à la qualité (notamment un durcissement des tanins) et à la quantité (perte de rendement). Ceci est d’autant plus important pour des cépages qui flétrissent facilement (Merlot, Tannat, Pinot Noir, Gamay etc.). Le Cabernet-Sauvignon quant à lui, est peu sensible au flétrissement.

Nous avons testé la précision du capteur humain (l’œil) pour la détection d’une perte de volume de baie. Nos résultats montrent que lorsqu’on constate une diminution du volume de la baie (visuellement), d’une part le stade flétrissement est très souvent atteint, d’autre part la perte de volume est supérieure à 20%, ce qui est considérable. Ce chiffre est à comparer à des pertes de rendement (sur cépages sensibles) qui peuvent atteindre 30% en moins d’une semaine.

Remarque

Pour une baie d’un volume de 1,5 mL, une diminution de 1mm de diamètre équivaut à une perte de rendement de plus de 20%.

Certaines expérimentations en France montrent qu’il n’est pas possible d’augmenter de plus de 30% le rendement avec l’irrigation. C’est vrai et faux.

Si nous nous plaçons après nouaison l’année de la récolte, c’est vrai. En effet, le seul facteur influençant le rendement est le volume de la baie ; il est impossible de l’augmenter indéfiniment, sinon la baie éclate. Et le seuil de 30-40% est une valeur moyenne (ceci étant dépendant du cépage).

C’est faux, puisque le rendement se fixe en grande partie l’année N-1, lors de l’initiation florale, et au début de l’année N avec la différenciation florale. Si on raisonne objectif-rendement, on adapte l’itinéraire viticole depuis la taille, voire même depuis la fertirrigation post-vendange de l’année N-1 pour une bonne mise en réserve.

Remarque

L’activité racinaire dépend du cycle végétatif et atteint un pic pendant les vendanges. A cette période, la vigne va donc pouvoir assimiler les éléments minéraux à disposition. Et ce, d’autant plus qu’elle a de l’eau disponible. Sans eau, pas d’assimilation d’éléments minéraux. C’est encore un point en faveur de la fertirrigation sous climat sec ou en période sèche.

C’est la raison pour laquelle un apport d’azote post-récolte permet d’améliorer la mise en réserve de la vigne, point fondamental pour un bon débourrement (la vigne démarre son cycle en déstockage).

 

 

 

 

 

Notons également que le phosphore –et dans une moindre mesure le potassium- accentue l’effet de l’eau sur l’augmentation du volume de la baie, avec des quantités faibles (5-10 unités).

 

 

 

 

 

Carences tardives, profil aromatique et blocages de maturation

Comme évoqué plus haut, l’un des intérêts majeurs de la fertirrigation est d’apporter des éléments minéraux avec de l’eau. Par conséquent, ils sont assimilables.

Or, en période estivale, notamment sous climat méditerranéen mais pas exclusivement, les racines n’assimilent plus les éléments minéraux par manque d’eau dans le sol.

Autrement dit, lorsqu’une carence minérale est constatée (azote ou potassium par exemple), c’est trop tard, il n’est plus possible d’agir. Même les pulvérisations foliaires ne sont pas réellement efficaces.

La fertirrigation tardive permet de résoudre les carences impossibles à résoudre autrement. Ceci dit, elle ne résout pas tous les problèmes, puisque lorsqu’on constate une carence au vignoble, cela fait environ 3 semaines qu’elle était présente.

Nous avons également constaté qu’un apport tardif de phosphore à faibles quantités (2 fois 5 unités dans les 20 jours précédents la récolte) augmente sur Merlot l’intensité aromatique Fruits Frais.

Aussi, et c’est un point important, la fertirrigation permet des déblocages de maturation, notamment avec un apport de phosphore.

Nous entendons par blocage de maturation un arrêt du chargement en sucre de la baie avant la maturité (plateau atteint en terme de quantité de sucre par baie). Autrement dit, ce n’est pas parce que le degré augmente qu’il n’y a pas de blocage de maturation. Au contraire, cela peut signifier un flétrissement.

Enfin, avec le phosphore et le potassium en fertirrigation tardive, il est possible de piloter la date de récolte (toujours par rapport à une maturation déterminée par la quantité de sucre par baie). Le phosphore retarde la maturité, et le potassium l’avance.

 

 

Remerciements

Mlle Biljana Petrova (Laboratory Manager, Inozy) est vivement remerciée pour sa traduction anglaise.