Influence of soil management and vine water regime on leaf gas exchange, berry composition and quality of Chasselas wines in Switzerland

Abstract

A soil management and vine irrigation trial was carried out for 4 consecutive years from 2020 to 2023 at agroscope’s experimental vineyard in leytron (valais, switzerland) with the chasselas grape variety (clone 14-33/4, grafted on 5bb). Two types of soil maintenance (bare soil with chemical weeding and sown grass) coupled with two water regimes (with and without drip irrigation from flowering to veraison) were compared in a randomized design with four replicates of 10 vines each. The sown grass cover was composed of a mixture of selected species (bromus tectorum, poa compressa, medicago lupulina, lotus corniculatus, sanguisorba minor), considered to have little competition for water and nutrients. Physiological indicators were used to monitor the vine’s water regime (stem water potential stem and carbon isotopic composition d13c in must sugars). Leaf gas exchange (photosynthesis a and transpiration e), stomatal conductance (gs), yield components (bud fertility, berry and cluster weight), berry composition at harvest (sugars, total acidity, malic and tartaric acid, ph, assimilable nitrogen) and organoleptic wine quality were analyzed over the 4-year study period in the relatively dry conditions (precipitation of 550 mm per year) of valais, switzerland. Inter-row and inter-cep cover cropping resulted in water-nitrogen competition for the vines, causing a reduction in leaf gas exchange (a and e), shoot vigor and yield (berry and cluster weight). Irrigation of the vines enabled a low water stress to be maintained for much of the season, limiting yield losses. However, irrigation did not limit nitrogen competition caused by grass cover. Musts from vines planted with grass had lower contents of assimilable nitrogen than those from vines planted on bare soil (without grass), whatever the water regime of the vines. The non-irrigated treatments showed moderate to severe water stress, depending on soil management and vintage. Non-irrigated, grassed treatments showed marked water and nitrogen stress, particularly in dry, hot years such as 2020, 2022 and 2023. The wines from the grassed variants were less appreciated at tasting: they were judged to have a more discreet bouquet (loss of typicity), and to be more bitter and astringent on the palate than wines from vines planted on bare soil (without grassing). Grass management is a challenge, particularly in steeply sloping vineyards that are difficult or impossible to mechanize, and in terroirs with low soil water holding capacity, given global warming and the increase in soil and plant evapotranspiration.

Influence de l’entretien du sol et du régime hydrique de la vigne sur les échanges gazeux du feuillage, la composition des baies et la qualité des vins de Chasselas en suisse

Un essai d’entretien du sol et d’irrigation de la vigne a été réalisé durant 4 années consécutives de 2020 à 2023 au vignoble expérimental d’agroscope de leytron (Valais, Suisse) avec le cépage chasselas (clone 14-33/4, greffé sur 5bb). Deux entretiens du sol (sol nu avec désherbage chimique et enherbement semé) couplés à deux régimes hydriques (avec et sans irrigation au goutte à goutte de la floraison à la véraison) ont été comparés dans un dispositif randomisé de quatre répétitions de 10 souches chacune. L’enherbement semé est composé d’un mélange d’espèces sélectionnées (bromus tectorum, poa compressa, medicago lupulina, lotus corniculatus, sanguisorba minor), considérées comme peu compétitives pour l’eau et les éléments nutritifs. Des indicateurs physiologiques ont été utilisés pour suivre le régime hydrique de la vigne (potentiel hydrique de tige stem et composition isotopique du carbone d13c dans les sucres des moûts). Les échanges gazeux du feuillage (photosynthèse a et transpiration e), la conductance stomatique (gs), les composantes du rendement (fertilité des bourgeons, poids des baies et des grappes), la composition des baies à la vendange (sucres, acidité totale, acide malique et tartrique, ph, azote assimilable) et la qualité organoleptique des vins ont été analysés sur la période d’étude de 4 ans dans les conditions relativement sèches (précipitations de 550 mm par an) du valais en suisse. L’enherbement de l’interligne et de l’inter-cep a entraîné une concurrence hydro-azotée pour la vigne, causant une diminution des échanges gazeux du feuillage (a et e), de la vigueur des sarments et du rendement (poids des baies et des grappes). L’irrigation des vignes a permis de maintenir une contrainte hydrique faible durant une grande partie de la saison et de limiter les pertes de rendement. Par contre, l’irrigation n’a pas permis de limiter la concurrence azotée, causée par l’enherbement. Les moûts issus de vignes enherbées ont présenté des teneurs plus faibles en azote assimilable que ceux issus de vignes sur sol nu (sans enherbement) quel que soit le régime hydrique de la vigne. Les variantes non irriguées ont montré des contraintes hydriques modérées à fortes en fonction de l’entretien des sols et du millésime. Les variantes enherbées au sol et sans irrigation ont provoqué un stress hydrique et azoté très marqué, particulièrement les années sèches et chaudes comme 2020, 2022 et 2023. Les vins issus de variantes enherbées ont été moins bien appréciés à la dégustation : ils ont été jugés plus discrets au bouquet (perte de typicité), plus amers et astringents en bouche que les vins issus de vignes sur sol nu (sans enherbement). La gestion de l’enherbement constitue un défi notamment dans les vignobles en forte pente, peu ou pas mécanisables, et dans les terroirs à faible réserve en eau au vu du réchauffement climatique et de l’augmentation de l’évapotranspiration du sol et des végétaux.

Einfluss der bodenpflege und des wasserhaushalts der reben auf den laub-gasaustausch, die beerenzusammensetzung und die qualität der Chasselas-weine in der schweiz

Ein versuch zur bodenpflege und bewässerung der reben wurde in vier aufeinanderfolgenden jahren von 2020 bis 2023 im versuchsweinberg von agroscope in leytron (wallis, schweiz) mit der rebsorte chasselas (klon 14-33/4, gepfropft auf 5bb) durchgeführt. Zwei bodenpflegemaßnahmen (nackter boden mit chemischer unkrautbekämpfung und eingesäte begrünung) gekoppelt mit zwei wasserregimen (mit und ohne tropfbewässerung von der blüte bis zur reife) wurden in einer randomisierten anordnung mit vier wiederholungen von je 10 stämmen verglichen. Die eingesäte begrünung bestand aus einer mischung ausgewählter arten (bromus tectorum, poa compressa, medicago lupulina, lotus corniculatus, sanguisorba minor), die als wenig konkurrenzfähig um wasser und nährstoffe galten. Physiologische indikatoren wurden verwendet, um den wasserhaushalt der reben zu verfolgen (triebwasserpotenzial stem und isotopenzusammensetzung des kohlenstoffs d13c in mostzuckern). Der gasaustausch der blätter (photosynthese a und transpiration e), die stomatäre leitfähigkeit (gs), die ertragskomponenten (knospenfruchtbarkeit, beeren- und traubengewicht), die zusammensetzung der beeren bei der lese (zucker, gesamtsäure, äpfel- und weinsäure, ph-wert, assimilierbarer stickstoff) und die organoleptische qualität der weine wurden über den vierjährigen untersuchungszeitraum unter den relativ trockenen bedingungen (niederschlag 550 mm pro jahr) des wallis in der schweiz analysiert. Die begrünung der zwischenreihen und des unterstocks führte zu einer wasser-stickstoff-konkurrenz für die reben und verursachte eine verringerung des gasaustauschs der blätter (a und e), der triebkraft und des ertrags (gewicht der beeren und trauben). Durch die bewässerung der reben konnte der wasserstress während eines großteils der saison gering gehalten und die ertragseinbußen begrenzt werden. Die bewässerung konnte jedoch die durch die begrünung verursachte stickstoffkonkurrenz nicht begrenzen. Most aus begrünten weinbergen wies unabhängig vom wasserhaushalt der reben einen niedrigeren gehalt an assimilierbarem stickstoff auf als most aus weinbergen mit nacktem boden (ohne begrünung). Die unbewässerten varianten zeigten je nach bodenpflege und jahrgang einen mäßigen bis starken wasserstress. Varianten mit bodenbegrünung und ohne bewässerung führten zu starkem wasser- und stickstoffstress, insbesondere in trockenen und heißen jahren wie 2020, 2022 und 2023. Die weine aus den begrünten varianten wurden bei der weinprobe weniger gut bewertet: sie wurden als unauffälliger im bouquet (verlust an typizität), bitterer und adstringierender im geschmack als die weine aus reben auf nacktem boden (ohne begrünung) beurteilt. Die bewirtschaftung der begrünung stellt angesichts der globalen erwärmung und der zunehmenden evapotranspiration des bodens und der pflanzen insbesondere in steilhang weinbergen, die kaum oder gar nicht mechanisierbar sind, und in terroirs mit geringem wasservorrat eine herausforderung dar.