irrigation of grapevines using treated wastewater : effects on fruit

IRRIGATION OF GRAPEVINES USING TREATED WASTEWATER :
EFFECTS ON FRUIT COMPOSITION AND PLANT NUTRIENT STATUS.
FIRST RESULTS.
IRRIGATION DE LA VIGNE AVEC DES EAUX USEES TRAITÉES :
EFFETS SUR L’ÉTAT NUTRITIONNEL DE LA PLANTE ET LA COMPOSITION
DU FRUIT. PREMIERS RÉSULTATS.
Flor ETCHEBARNE1, Maia ECHEGOYEN2, Yannick SIRE1,
Jean-Louis ESCUDIER1, Yves JAEGER3, Brigitte GORAL3, Hernán OJEDA1*
1
INRA, UE 0999 Pech Rouge, F-11430 Gruissan, France
2
U.N. de Cuyo / INTA EEA Mendoza (Masters of Viticulture and Enology), 5507 Mendoza, Argentina
3
Veolia Eau, 765 rue Henri Becquerel, BP 41246, 34965 Montpellier Cedex 2
*Corresponding author: H. Ojeda, +33 (0)4 68 49 44 08, Fax: +33 (0)4 68 49 44 02, Email: [email protected]
Abstract
The aim of this paper is to present preliminary results (two seasons 2013-2014) forming part of a long term investigation on
the effects of using treated wastewater for irrigation of grapevines Vitis vinifera cv. Viognier B and Carignan N.
The experimental plots are established on limestone and sandy loam soils and grown under Mediterranean conditions of
southern France. Four types of water were used: drinking water (control), treated wastewater quality B* and C*, and
agricultural water. All vines received 2.5 L/plant/irrigation through a drip irrigation system.
The level of water deficit was determined using a model for vine irrigation management for white and red grapes, based on
weekly pre-dawn water potential measurements (Ψpd). Results showed that the nutrient concentrations in leaf petioles –at the
stage of fruit set in 2014 were not affected by the irrigation treatments (p≤0.05), supplied during the 2013 growing season
when the experiment started. Berry weight, concentration of soluble solids (sugar), titratable acidity, pH and assimilable
nitrogen at harvest were similar, regardless of the type of water used for irrigation. The vines receiving treated wastewater
showed the highest nitrogen level in grapes during the 2014 growing season, although not significant (p≤0.05). In both
seasons, fruit composition and plant nutrient status were more sensitive to the year characteristics (climate variation) than
the supplied water quality. At this stage of the experimentation, the different qualities of water used for grapevine irrigation
had no significant effect on plant water status, on berry composition and leaf petioles nutrient status. This study serves as a
baseline for continuing research in the field of wastewater reuse. Ongoing and future research will include a complete
analytical program in order to establish the effect of treated wastewater on soil, groundwater, plant, fruit and wine profiles.
* Level of sanitary quality of treated wastewater according to parameters from the French decree of 25 June 2014
(NOR: AFSP1410752A).
Keywords : grapevine, irrigation, treated wastewater, plant nutrition, fruit composition
Résumé
Le but de cet article est de présenter les résultats préliminaires d'une recherche longue et complexe sur les conséquences de
l'utilisation d'eaux usées traitées pour l'irrigation sur la vigne (Vitis vinifera cv. Viognier B et Carignan N), durant deux
saisons (2013-2014). Les parcelles expérimentales sont cultivées sur des sols argilo sableux (cv. Viognier B) et calcaire (cv.
Carignan) sous climat méditerranéen du sud de la France. Quatre types d'eau ont été utilisés : l'eau potable (témoin), des eaux
usées traitées de qualité B* et C * et l'eau agricole. Toutes les plantes ont reçu 12,5 L/plant/irrigation par goutte-à-goutte.
Le niveau du déficit hydrique a été conduit selon un modèle de gestion hydrique de vignobles pour la production de raisin
blanc et rouges, l'irrigation a été basée sur des mesures hebdomadaires de potentiels hydriques de basse (Ψpd). Les résultats
ont montré que les concentrations des nutriments dans les pétioles –à la nouaison du cycle végétatif 2014– n'ont pas été
affectées par les traitements d'irrigation (p≤0,05) effectués pendant la saison 2013, point de départ de cette étude. Le poids
des baies, leur concentration de solides solubles (sucres), leur acidité titrable, leur pH et leur teneur en azote assimilable ont
été semblables, indépendamment du type d'eau utilisée pour l'irrigation. Lors des deux saisons, la composition du fruit et
l’état nutritionnel de la plante ont montré plus de sensibilité à l’effet millésime qu’à la qualité d’eau d’irrigation. Au cours de
cette période d’expérimentation, les différentes qualités d’eau utilisées n'ont pas impacté significativement l’état hydrique des
plantes, ni la composition du fruit ou l’état nutritionnel de la vigne. Cette étude représente la base pour la continuité de
recherches plus approfondies. Le programme de recherche complet intègre un suivi analytique très poussé des risques de
contaminations éventuels des eaux usées traitées sur le sol, la nappe, la plante, le fruit et le vin.
* Niveau de la qualité sanitaire des eaux usées traitées selon paramètres du décret français du 25 juin 2014 (NOR:
AFSP1410752A).
Mots-clés : vigne, irrigation, eaux usées traitées, nutrition de la plante, composition du fruit