Географические и топографические (орографические) факторы

К числу основных из низ относятся: географическая широта местности, её рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона, близость водной поверхности и лесных массивов. Основные площади виноградных насаждений в странах мира сосредоточены в Северном полушарии и расположены между 20 и 52° с.ш. В Южном полушарии виноградные насаждения находятся на территории, расположенной между 30 и 45° ю.ш.

Рельеф местности с позиции агроэкологии следует рассматривать как сильнодействующий фактор перераспределения тепла, света, влажности почвы и воздуха. Степень их влияния в пределах сравнительно небольшой территории в ряде случаев настолько велика, что приводит к значительным коррективам специализации виноградарства, способов культуры (орошаемая — неорошаемая, укрывная — неукрывная); технологии возделывания, подбора сортов по сроку созревания и т. д. Таким образом, знание этих закономерностей, путей и методов их использования в практике виноградарства имеет очень важное значение.

Высота над уровнем моря (вертикальная зональность)

Основные площади виноградников во всех странах мира, в том числе и в России, размещены на высоте 400…600 м над уровнем моря. Однако в ряде регионов и стран виноград культивируется и на бóльших высотах. Основным критерием для определения возможности и целесообразности возделывания промышленной культуры винограда по вертикальной зональности служит обеспеченность зон теплом и осадками. Агроэкологами метеорологами установлено, что в средних широтах на каждые 100 м подъёма над уровнем моря температура воздуха в среднем снижается на 1°С, что вызывает удлинение периода созревания ягод на 3…4 дня и приводит к снижению сахаристости сока ягод от 0,5 до 0,9 г/100 см3. Одновременно с этим увеличивается сумма осадков на 50…70 мм и примерно на 18% повышается интенсивность солнечной радиации. За счёт последнего происходит увеличение накрева органов растений, главным образом поверхности листьев в тихие, ясные, солнечные дни может достигать 8…10°С. Наряду с вертикальной зональностью на изменение факторов температуры воздуха и почвы, а также интенсивность освещённости в значительной степени влияет экспозиция и крутизна склонов.

При использовании под виноградники южных склонов можно значительно улучшить теплоные условия зоны с недостаточной теплообеспеченностью. Наибольший эффект наблюдается в условиях 46…50° с.ш. при крутизне склона 22…35°. Однако в эту метереологическую оценку земель следует внести агрономическую (технологическую) поправку. На таких крутых склонах затруднена обработка почвы, поэтому под культуру винограда целесообразнее использовать склоны крутизной не более 20…25°.

Более наглядно все эти закономерности можно увидеть в таб. 4, отражающей результаты экспериментальных данных, полученных в условиях Дагестана С. Х. Керимкановым и А. А. Теймуровым. Как видно, с увеличением высоты над уровнем моря в среднем на каждые 300 м потеря суммы активных температур составляет около 300°С. Между уровнями 200…300 м и 800…1000 м эта разница достигает более 600°С. Большие различия имеются при сравнении склонов различной экспозиции (южного и северного), расположенных на одной и той же высоте над уровнем моря: разница в сумме активных температур составляет около 350…400°С. Если же сопоставить участок виноградника, находящийся у подножия южного сколна на высоте 200…300 м над уровнем моря, с участком, расположенным на северном склоне на высоте 800…1000 м, разница в сумме активных температур составляет около 1000°С, что примерно соответствует разнице по широте в 1000 км. Отсюда становится очевидным, что различия, создаваемые рельефом местности в одном и том же микрорайоне, имеют исключительно важное при выборе места под виноградники, определении специализации использования, подборе сортов различного срока созревания их размещении по вертикальной зональности и экспозиции склонов.

4. Влияние высоты местности над уровнем моря и экспозиции склона на сумму активных температур, влажность воздуха и сахаристость сока ягод винограда сорта Ркацители в условиях Южного Дагестана
Разница в сумме активных температур, t°C

И действительно, в виноградарстве эти закономерности всегда учитываются и используются на практике. Кроме отечественного виноградарства, следует указать практику виноградарей Германии, Люксембурга, Франции, Испании и других стран. В южных зонах с высокой теплообеспеченностью, где имеется определённый «запас» суммы активных температур выше оптимума, можно возделывать виноград на бóльших высотах. В Крыму на высоте 700 и более метров над уровнем моря, в Армении и Азербайджане — 1400 м, в Таджикистане на южных и юго-западных отрогах Гиссарского хребта — 1960 м. В тропиках виноградники встречаются и на высоте 2000 метров над уровнем моря.

Анализируя влияние топографических факторов, необходимо дать общую оценку пригодности использования склонных земель под культуры винограда и более чётко ответить на вопрос: использование склонов под виноградники — это вынужденная необходимость, обусловленная дефицитом пашни, или склоны имеют преимущество перед землями, расположенными на равнине? Многолетняя практика мирового виноградарства позволяет ответить на этот вопрос однозначно: предпочтительнее склоновые земли, на которых складываются более благоприятные климатические условия для виноградного растения — лучшая освещённость с позиции её интенсивности и спектрального состава (больше ультрафиолетовых лучей) и проветриваемость. За счёт лучшей проветриваемости виноградники меньше подвержены воздействию заморозков, слабее поражаются грибными болезнями — милдью, оидиумом и серой гнилью. При правильном выборе экспозиции склона (южные, юго-восточные, юго-западные) обеспечивается более высокая теплообеспеченность. Путём разумного научно обоснованного подхода при установлении оптимальных параметров вертикальной зональности и экспозиции склонов можно улучшить водный режим. Всё это в комплексе позволяет получать виноградную продукцию более высокого качества.

Влажность воздуха и почвы

Не менее важным фактором для нормальной жизнедеятельности виноградного растения и получения высоких урожаев заданных кондиций является влагообеспеченность почвы и влажность воздуха.

Влагообеспеченность

Влагообеспеченность вегетационного периода характеризуется суммой годовых осадков, гидротермическим коэффициентом (ГТК), влажностью воздуха в процентах и увлажнённостью почвы в показателях НВ (наименьшей влагоёмкости). Степенью увлажнённости почвы характеризуется только влажность почвы конкретного участка. Причём влажность почвы, как известно, не всегда соответствует ни количеству выпавших осадков, ни влажности воздуха (абсолютной или относительной) отдельно взятым. Вместе с тем увлажнение почвы прямо пропорционально количеству осадков и обратно пропорционально температуре воздуха. С учётом этого Г. Т. Селянинов предложил использовать гидротермический коэффициент, который представляет собой частное от деления суммы осадков (∑ р) на сумму температур воздуха, уменьшенную в 10 раз (∑t0/10). В математической формуле гидротермический коэффициент, показывающий условный баланс влаги или обеспеченность территории осадками, имеет следующий вид:

K=∑P0/∑t x 10

Коэффициент, равный единице, по Селянинову, указывает на равенство прихода расходу; меньше единицы характеризует недостаточное увлажнение; 0,7 соответствует границе неустойчивого земледелия; 0,5 — границе полупустыни; 0,3 — пустыни. И, наоборот, коэффициенты от 1 до 2 указывают на достаточное увлажнение, а от 3 до 4 — чрезмерное увлажнение. В разные фазы роста и развития потребность виногадного растения в почвенной влаге различна. Так, по данным А. Г. Амирджанова (1988), в неполевной (богарной) зоне лучшие условия для роста и развития винограда будут тогда, когда ГТК за май-июнь выше 1,0, а в период созревания урожая — 0,5…0,7. Качество урожая сортов среднего и позднего срока созревания улучшается, если ГТК в сентябре-октябре будет не выше 0,5…0,7; ГТК, равный 0,5 за период вегетации, является границей, когда виноград можно возделывать без орошения.

Экономически выгодно возделывать виноград без орошения только в зонах, где ГТК за вегетацию выше 0,6. Для получения высоких и устойчивых урожает в районах, где ГТК ниже 0,5, виноградники необходимо орошать. Для прогноза влагообеспеченности виногродников необходимо проанализировать и оценить величину ГТК за май-июнь: если она меньше 0,5, то возделывание винограда без орошения невозможно или экономически невыгодно из-за низких урожаев.

Влажность воздуха

Важным показателем для нормального прохождения процессов роста и развития побегов и ягод виногадного растения является влажность воздуха. Оптимум данного показателя находится в диапазоне 60…80%. Однако следует учитывать, что оценка этого показателя меняется по фазам вегетации. Повышенная влажность в фазы цветения и созревания ягод винограда нежелательна, так как в первом случае ухудшается перелёт пыльцы и затрудняется прохождение процессов опыления и оплодотворения, во втором случае — возрастает опасность развития грибных болезней: милдью, серой гнили, оидиума.

Крайне нежелательно снижение влажности воздуха в фазу роста ягод, это отрицательно сказывается на формировании кожицы ягоды. Наибольшую опасность в этом случае представляют зоны, граничащие с пустынями и полупустынями. В летний период при высоких температурах воздуха со стороны пустыни дуют горячие сухие ветры, во время которых влажность воздуха падает до 20…25%. Под действием таких ветров обжигается кожица ягоды, она теряет эластичность, приостанавливается её рост и нормальное развитие. Ягоды остаются в размере горошины, а в их кожице нарушаются процессы формирования красящих и ароматических веществ. В случае наступления таких явлений в зонах орошаемой культуры необходимо провести полив. Наиболее желаемый способ полива — дождевание или мелкодисперсное орошение, с помощью которых можно оптимизировать влажность воздуха.

Температура воздуха и почвы

К числу экологических факторов, имеющих особо важное значение, относятся температура воздуха и почвы. По мнению большинства специалистов — экологов, значение природных факторов по значимости после освещённости следует расставить в таком порядке:

  • тепло- и влагообеспеченность;
  • морозостойкость;
  • пригодность почв для возделывания винограда.

Если фактор интенсивности освещения в регионах промышленной культуры винограда государств СНГ на свободной площади не находится в лимите и в большей степени зависит от антропогенных факторов — технологии возделывания (система ведения, форма кустов винограда, нагрузка кустов побегами и др.), то показатели температуры воздуха и почвы от антропогенных факторов зависят в меньшей степени и в основном определяются географической широтой и рельефом местности (вертикальная зональность, экспозиция и крутизна склона).

Фактор температуры воздуха имеет целый ряд показателей, которые следует рассматривать дифференцированно.

Положительные температуры

Из показателей положительной температуры определяющую роль в установлении принципиальной возможности и целесообразности ведения промышленной культуры винограда имеет сумма активных температур. Этот же показатель служит методическим ключом для выбора направления использования и специализации виноградарства — производства вина различных типов, столового винограда, сушеной продукции. В большинстве учебных пособий и методических руководств при установлении принципиальной возможности промышленной культуры винограда указывается нижний порог среднего многолетнего показателя суммы активных температур 2500°С. Однако следует иметь в виду, что этот показатель приемлем для группы сортов очень раннего срока созревания. Для более широкого набора сортов по срокам созревания и с высокой степенью гарантии получения стабильного рентабельног урожая этот порог температур низок, так как по ряду лет он может быть значительно ниже допустимого и тогда невозможно будет обеспечить рентабельность промышленной культуры винограда. Поэтому при выборе новых зон для промышленной культуры винограда следует придерживаться более высоких уровней показателя — 2800..3000°С. В пределах ограниченной территории этого можно добиться путём использования склонов южной, юго-западной и юго-восточной экспозиции и исключения из землепользования высоко расположенных над уровнем моря участков. Данный фактор прямо коррелирует с таким важным показателем качества винограда, как сахаристость сока ягод. В обратной зависимости находится уровень теплообеспеченности и кислотности.

Исходя из этого Ф. Ф. Давитая и Т. М. Турманидзе разработали таблицы агроклиматических показателей производственной специализации виноградарства и винодельческой промышленности (таб. 2).

2. Агроклиматические показатели производственной специализации виноградарства и винодельческой промышленности (по Т. И. Турманидзе, 1989)

С учётом вышеизложенной закономерности Я. М. Годельманом на примере республики Молдова выделено 7 зон с различной степенью теплообеспеченности, пригодных для возделывания в них сортов винограда различного срока созревания:

  • с суммой активных температур более 3400° С — для возделывания сортов винограда всех сроков созревания;
  • 3300…3400° С — для среднеранних сортов;
  • 3200…3300° С — для среднеранних и ранних сортов;
  • 3100…3200° С — для ранних и очень ранних технических и столовых сортов;
  • 2600…3100° С — для ранних столовых сортов;
  • 2400…2600° С — для возделывания очень ранних столовых сортов винограда.

При теплообеспеченности меньше 2400° С возделывание промышленной культуры исключается. При недостатке тепла нарушается нормальный процесс созревания ягод, снижается их сахаристость, чрезмерно повышается кислотность, резко ухудшается вызревание побегов, что снижает устойчивость виноградного растения к низким температурам зимнего периода и его способность к нормальному плодоношению на следующий год.

Каждый сорт винограда нуждается для формирования урожая требуемых кондиций в определённой сумме активных температур. Я. М. Годельман рекомендует к этому показателю добавить около 400° С для лучшего вызревания побегов после уборки урожая.

Т. И. Турманидзе в таблице специализации подчёркивает важное значение показателя температуры воздуха в наиболее ответственный период формирования и созревания ягод винограда: от конца цветения до созревания ягод. За критерий теплообеспеченности берётся сумма температур воздуха выше 20° С. Введение этого показателя обосноввывается тем, что именно этот период является определяющим по наступлению срока созревания ягод и формирования кондиций их химического состава. Анализ многолетних данных суммы температур выше +20° С по районам государств СНГ показал, что этот показатель колеблется в пределах 1325° С (Кишинёв) — 2450° С (Закавказье) и достаточно точно определяет специализацию виноградарства.

Не менее важным показателем температурного фактора является среднемесячная температура воздуха непосредственно в период созревания урожая.

Так, во всех районах качественного виноделия государств СНГ среднемесячная температура воздуха в сентябре составляет 16…20° С. При этом для районов лёгких столовых вин и шампанских виноматериалов (Северный Кавказ, Молдова) она составляет 16…18° С и более (Крым, Закавказье, Дагестан).

Как уже отмечалось, степень теплообеспеченности зоны промышленной культуры винограда в первую очередь сказывается на уровне сахаристости и кислотности сока ягод. Соотношение этих показателей выражается глюкоацидометрическим коэффициентом (ГАП). В винограде, предназначенном для производства шампанских вин, этот коэффициент должен быть равен 1,5…2,0; для лёгких столовых вин — 2,1…2,5; столовых вин — 2,6…3,0; десертных вин — более 3,0. Более высокие вкусовые качества столового винограда получаются при величине ГАП выше 2,5. Для получения сущёной продукции этот показатель должен быть максимально возможно высоким. Показатель суммы активных температур, как правило, прямо коррелирует с продолжительностью вегетационного периода. Оба эти показателя могут значительно варьировать в зависимости от широты и долготы местности и высоты виноградника над уровнем моря.

Отрицательные температуры

Основным показателем для характеристики холодного времени года применительно к культуре винограда служит величина среднего из абсолютных минимумов с учётом степени повторяемости их критических величин по сохранности виногадного растения.

По этому показателю дифференцированно для группы сортов винограда разной степени устойчивости к низким температурам разработаны рекомендации по ведению способов культуры винограда — укрывной или неукрывной (табл. 3).

3. Повторяемость повреждений виноградников в среднем за 100 лет, %

При допустимом уровне частоты повреждения винограда 1…2 раза в 10 лет для сортов очень слабой устойчивости изолиний средних из абсолютных годовых минимумов температуры — 15, — 16°С могут служить границей между укрывной и неукрывной зонами виноградарства. Для сортов повышенной устойчивости (критическая температура повреждения — 21, — 22 °С) такой границей будут изолинии с температурой — 18… — 20°С. Для меньшей степени риска средняя из абсолютных годовых минимумов должна быть поднята на 1°С. В настоящее время путём межвидовых скрещиваний созданы новые морозоустойчивые сорта, выдерживающие низкие зимние температуры до -25°С. Для них критерий неукрывной культуры будет соответственно выше (— 24, — 25°С ). Следует также учитывать и то обстоятельство, что устойчивость виноградного растения к низким температурам нестабильна и формирование этого признака зависит от многих причин, к числу которых в первую очередь относятся: условия вегетационного периода с возможным отрицательным действием на виноградное растение таких неблагоприятных факторов, как заморозки, засуха, град, низкая теплообеспеченность в период вегетации, сильное поражение виноградных кустов болезнями и вредителями, ослабленный рост растений, задержка созревания урожая и вызревания побегов из-за перегрузки их урожаем и т. д. В этих случаях при наличии технологических возможностей кусты винограда целесообразно укрыть на зиму.

Наземные части виноградного куста (рукава и побеги), будучи урытыми землёй, безболезненно переносят понижение температуры в укрывном валу до — 15… — 18°С. Корневая же система менее устойчива к низким температурам и повреждается в зависимости от сорта-подвоя при температуре — 10… — 11°С. В этом случае следует руководствоваться средним из показателей абсолютных минимумов температур почвы с учётом повторяемости критических значений для корневой системы и степени устойчивости к низким температурам сортов-подвоев.

В период вегетации стебли и листья повреждаются уже при температуре — 2, — 3°С, набухшие почки и почки, тронувшиеся в рост весной, а также молодые зелёные побеги полностью гибнут при температуре — 3… — 4°С. При раннеосенних заморозках до — 5… — 7°С в зимующих глазках могут погибнуть не только центральные, но и замещающие почки.

Освещённость

Нет необходимость обосновывать значение света в жизнедеятельности любого растения, в том числе и винограда. Ёмко и образно о значении света для растения и человека сказал К. А. Тимирязев: «Каждый луч света, не уловленный нами, а бесплодно отразившийся назад в мировое пространство, — кусок хлеба, вырванный изо рта отдельного потомка». Виноградное растение в начальном этапе своей эволюции произрастало в виде кустарника на открытых, хорошо освещённых опушках леса, а затем в связи с распространением лесных массивов оказалось внутри них в условиях затенения. В связи с этим в нём сочетаются выработанные в филогенезе светолюбие и теневыносливость. Однако для нормальной жизнедеятельности и высокой продуктивности виноградному растению необходима хорошая освещённость.

Минимальный порог освещённости, при котором начинается процесс фотосинтеза — 2…3 тыс. лк. Оптимум освещённости лежит в пределах 30…40 тыс. лк, а максимум — 60 тыс. лк и выше.

Согласно определению известного климатолога Ф. Давитая, в зонах промышленной культуры винограда на территории государств СНГ и в России естественная освещённость открытых участков вполне достаточна для нормальной жизнедеятельности виноградного растения и находится на уровне 4…5 млрд ккал/га в год.

Однако существующая в настоящее время структура организации территории промышленных виноградников (агроценоз), включающая в себя ряды и междурядья, системы ведения кустов и их формы вносит существенные негативные изменения в потенциальные возможности использования использования физиологически активной радиации (ФАР), снижая этот показатель до 0,5…0,7% и меньше. Таким образом, существующие технологии возделывания виноградных насаждений следует оценивать как фотосинтетически низкопродуктивные системы.

Логично возникает вопрос, может ли быть увеличен КПД ФАР у насаждений винограда? Да, может. При сполошном покрытии площади листостебельной массой КПД ФАР может быть увеличен до 3,0…3,5% и выше, что позволит реализовать потенциальную продуктивность виноградных насаждений до 1300 ц/га (таб. 1).

Уровни продуктивности шатровых виноградников на основе критерия КПД ФАР макс = 5%, ц/га (по А. Г. Амирджанову)

Одним из примеров такой модели возделывания промышленных виноградников в зонах неукрывной культуры является высокая горизонтальная шпалера (тендоне), а также отдельные варианты аллейных систем ведения и др. Значительные изменения в величину КПД ФАР вносят и формы кустов винограда, на что следует обращать внимание при их разработке и применении на практике. В упрощённой модели куста можно выделить 3 зоны освещённости листостебельной массы:

  • переферийный слой, который находится в благоприятных условиях освещённости, приближающийся к оптимальным параметрам 30…40 тыс. лк;
  • слой листьев под переферийным, получающий почти вдвое меньше света (15…20 тыс. лк);
  • листья, находящиеся в центре куста, по интенсивности освещения приближаются к показателям минимума (менее 5 тыс. лк).

Эти различия в интенсивности освещённости непосредственно сказываются на уровне продуктивности насаждений.

По данным известного специалиста в области физиологии виноградного растения А. Г. Амирджанва, величина КПД ФАР виноградников при равномерном и плотном размещении побегов на всей площади насаждений при оптимальных условиях питания может достигать 4…5% падающей ФАР, что соответствует урожайности порядка 1200…1400 ц/га сырой массы гроздей. Однако, как уже отмечалось, в существующих шпалерно-рядовых виноградниках КПД ФАР значительно ниже — около 0,5…1,2%.

Естественно, что для практической реализации потенциальных возможностей виноградного растения необходимо наличие в оптимуме и других экологических факторов, и в первую очередь — тепло- и влагообеспеченности, обеспеченности растений элементами питания и др. Таким образом, задача оптимизации фотосинтетической деятельности (ФД) винограда в промышенных насаждениях заключается в том, чтобы путём разработки новых моделей агробиоценозов и технологий, а также совершенствованием существующих повысить КПД физиологического потенциала виноградного растения. Конечной целью оптимизации ФД растения является максимальное использование поступающей на виногрданик энергии ФАР для формирования урожая. Чтобы целенаправленно осуществить это, необходимо знать содержание показателей ФАР, уметь их учитывать и применять в практике виноградарства. Интенсивность освещения воспринимается виноградным растением не только через активность фотосинтетической деятельности листьев. Немаловажная роль в закладке урожая будущего года и реализации потениальных возможностей эмбриональных соцветий принадлежит интенсивности освещённости зимующих глазков, чещуйки которых о определённый период своего роста и развития также обладают фотосинтетической способностью. Чем выше интенсивность освещённости, тем лучше проходит закладка эмбриональных соцветий в почках и процесс формирования их в весенний период следующего вегетационного сезона. Специфическое влияние оказывает интенсивность освещённости на завязываемость, рост и развитие ягод винограда. Оптимальная освещённость приводит к увеличению процента завязываемости ягод. При очень слабой или избыточной освещённости развитие их задерживается. Наилучшее развитие достигается при небольшом затенении. Увеличение доли ультрафиолетовых лучей в спектре повышает интенсивность окраски ягод. Как правило, в этом случае ягоды имеют более интенсивную окраску, что особенно ярко проявляется при выращивании винограда в предгорно-горных районах. Интенсивность освещения определённым образом влияет и на химический состав сока ягод. Снижение её влечёт за собой увеличение содержания яблочной и уменьшает количество винной кислоты.

На нормальное прохождение ростовых процессов и продуктивность виноградного растения влияет не только интенсивност освещения, но и продолжительность светового и теневого периода суток. Виногад относится к растениям длинного дня, однако развичные виды и сорта винограда по-разному реагируют на долготу дня. Сорта, относящиеся к виду Витис винифера, слабее реагируют на сокращение светового периода, чем сорта американских видов. При коротком дне у виноградного растения быстрее заканчивается рост побегов, раньше начинается и быстрее проходит фаза вызревания побегов, более энергично протекают процессы образования феллогена, отложения феллодермы, синтез крахмала, повышается морозостойкость растений. Короткий световой день не оказывает заметного влияния на начало созревания ягод, интенсивность прохождения этой фазы, уровень сахаристости и кислотности сока ягод.

Классификация факторов, влияющих на виноградное растение

Виноградное растение, как и любой другой растительный организм, испытывает на себе сильное влияние разнообразных экологических и антропогенных факторов. Однако, кроме общей закономерности реакции на них, виноградное растение имеет свои ярко выраженные специфические особенности. Так, экологические условия определяют направление использования продукции винограда, другими словами, — его специализацию, а следовательно, его макро- и микрозональное размещение, сортовое районирование, способы культуры, тип и марку вина и многое другое. Вот это породило крылатую фразу «Виноград и вино — это продукт местности».

С учётом этого виноградари и винодела всего мира этой проблеме придают исключительно важное значение, а изучению и разработке научных основ уделяют много внимания. Об этом убедительно свидетельствует факт проведения нескольких международных конгрессов и Генеральных ассамблей Международной организации винограда и вина (МОВВ), включение в тематический план научных исследований этой проблемы практически всех научно-исследовательских учреждений, работающих в области виноградарства и виноделия, большое количество опубликованных работ.

В последнее время особое внимание стало уделяться изучение влияния на виноградное растение и качество продукции переработки винограда антропогенных факторов в аспекте сохранения чистоты окружающей среды и винограда от остаточного количества пестицидов, гербицидов и других химических веществ, применяемых при возделывании его в культуре. В странах Западной Европы продукция винограда, полученная без применения химических средств защиты и минеральных удобрений, пользуется повышенным спросом.

Всё это обязывает современного специалиста глубоко и свесторонне знать характер и степень слияния на виноградное растение каждого экологического и антропогенного фактора в отдельности и в комплексе и на этой основе уметь ослаблять негативные и усиливать позитивные их действия.

По происходению и своей природе все экологические факторы, влияющие на виноградное растение (рис. 39), подразделяются на несколько блоков (групп).

Рис. 39. Факторы, влияющие на виноградное растение и его продукцию
  1. Абиотические — неорганическая, неживая среда.
  2. Биотические — связанные с влиянием живых существ.
  3. Антропогенные — возникающие в результате деятельности человека и связанные с применением технологических приёмов по уходу за виноградным кустов (фитотехника) и почвой.

К абиотическим факторам относится:

  • климатические — свет, тепло, воздух (его состав, движение), влага (осадки, влажность почвы). По данным климатологов, доля их влияния на виноградное растение составляет более 60%;
  • эдафизические, или почвенно-грунтовые, — механический и химический состав почв, их химические свойства и т. д.;
  • топографические (орографические) — условия рельефа местности.

В группу биотических факторов входят:

  • фитогенные — влияние растений — сообитателей, которое может быть: прямым (механические контакты, симбиоз, паразитизм) и косвенным — фитогенные изменения среды обитания растений;
  • зоогенные — влияние животных организмов, повреждение ими растений.

В группу антропогенных факторов

Входит большой блок технологических приёмов по уходу за растением и почвой. К основным из них относятся: выбор места, вертикальная зональность, экспозиция и крутизна склона, подготовка участка под закладку виноградника, плантажная вспашка почвы и все виды её обработки, система содержания почвы, способы культуры (укрывная — неукрывная, орошаемая — неорошаемая, корнесобственная — привитая), выбор напраления рядов и схема посадки, система ведения и формирования кустов, обрезка и операции с зелёными частями кустов, способы защиты виноградных насаждений от болезней и вредителей, использование механизмов по уходу за кустом и почвой и др.

Это деление, или классификацию, факторов следует понимать и оценивать не как чётко обусловленную и разграниченную сферу действия каждого из них в отдельности, а как единую взаимосвязанную систему влияния, в которой сложно, а часто невозможно вычленить степень влияния одного конкретного компонента (фактора). Поэтому при анализе и оченке каждого фактора в отдельности следует иметь в виду два аспекта его действия — прямое и косвенное. Причём действие одного фактора в значительной степени зависит от общего экологического фона, т. е. от количественного выражения других факторов.

Таким образом, при анализе и оценке характера и степени их влияния на виноградное растение необходимо руководсвоваться следующим основополагающими методическими принципами и положениями.

Каждый из факторов влияет в отдельности и в тоже время он является ингридиентом общего экологического фона воздействия.

Нельзя заменить влияние одного фактора другим.

Основное внимание должно быть уделено изучению фактора, находящегося в лимите (закон Либиха), поиску и разработке путей и методов ослабления его негативного влияния и усиления его позитивного воздействия.

При изучении и оценке реакции виноградного растения на каждый из экологических факторов важно учитывать три позиции его воздействия:

  • минимума, при котором виноградное растение начинает реагировать на его присутствие;
  • оптимума, при котором виноградное растение, как выражаются экологи, находится в состоянии комфорта;
  • максимума, вызывающего угнетающее отрицательное воздействие.

Растение и агроценоз являются не только пассивным объектом многократного влияния факторов в отдельности и в комплексе, но и проявляют адекватную реакцию, создавая вокруг себя специфический фитоклимат.

Период покоя

С опадением листьев заканчивается вегетационный период и начинается период покоя, который длится до начала сокодвижения весной следующего года. Календарно пребывание растений винограда в периоде покоя длится с октября по апрель.

Следует различать два понятия: покой виноградного растения как один из периодов его годичного цикла и покой почек, который имеет свою довольно сложную динамику (рис. 38).

Рис. 38. Динамика покоя почек винограда

Во время дифференциации с момента образования меристематического бугорка до августа почки зимующего глазка пребывают в фазе предварительного (условного, корреляционного) покоя. Эта фаза покоя почек зимующего глазка обусловлена нехваткой питательных веществ, которые прежде всего направляются на рост побегов, пасынков, листьев, соцветий и гроздей. Если удалить активно растущие органы виноградного куста, почки зимующего глазка развиваются и образуют побеги в текущем году. Этого же можно добиться при зелёном черенковании в этот период.

К концу лета почки зимующего глазка вступают в фазу глубокого (физиологического) покоя. В состоянии глубокого покоя почки не прорастают, даже если благоприятные для роста внешние условия сочетаются с отсутствием активного роста у других органов виноградного куста. Такое свойство выработано эволюционно и предупреждает распускание почек в осенний период после завершения роста побегов, пасынков и окончания формирования урожая текущей вегетации и обеспечивает выживание растения. Сигналом к вступлению в фазу глубокого покоя является сокращение в конце лета длины дня. Эта фаза покоя заканчивается к ноябрю — декабрю после воздействия в течение определённого времени температурами ниже 5°С, причём воздействие более низкими и отрицательными температурами ускоряет процесс выхода их из состояния глубокого покоя. Сорта разного происхождения требуют различной продолжительности периода с низкими температурами и разного уровня температур для выхода из фазы глубокого покоя. Вступление в состояние глубокого покоя не означает полной неспособности к распусканию, а свидетельствует о том, что для этого требуется очень много времени. В состояние глубокого покоя почки разных узлов вступают в разное время: раньше это делают почки нижних узлов побега, а затем этот процесс акропетально смещается.

Следующая фаза покоя почек — вынужденный покой — наступает по окончании глубокого покоя и длится от ноября — декабря до начала распускания почек в апреле. Эта фаза покоя обусловлена отсутствием благоприятных внешних условий. Зимние и ранневесенние оттепели в фазу покоя у некоторых сортов провоцируют начало активности почек, что при последующем разком похолодании может привести к их гибели.

Наступление периода покоя не означает полного прекращения процессов метаболизма. В этот период в тканях растения проходят сложные физиологические и биохимические процессы.

В начальной фазе периода покоя в растении винограда протекает совокупность процессов, резко повышающая морозоустойчивость почек и тканей и носящая название закалки. Крахмал, который накапливается в побегах, достигает ко времени опадения листьев максимума. Затем под действием температуры ниже 5°С начинается превращение крахмала в моносахара, что повышает концентрацию клеточного сока и предотвращает его замерзание. Одновременно наблюдаются изменения в структуре клеток. При отрицательных температурах, близких к О°С, происхождит дальнейшее закаливание. Наряду с гидролизом крахмала изменяется и структура воды: в клетке уменьшается содержание свободной воды и увеличивается — связанной. Белки становятся устойчивыми к свёртыванию. Всё это приводит к дальнейшему повышению устойчивости древесины и почек к низким температурам. Чем больше накапливается крахмала в конце вегетации в побегах, тем больше сахаров образуется в процессе закаливания в них и тем выше их морозоустойчивость. Если до начала закаливания почки вызревших побегов могли погибнуть при температуре -6… -8°С, то после закаливания они выдерживают -16… -18°С.

Однако при некотором повышении температуры во второй половине зимы происходит обратное превращение сахаров в крахмал. Поэтому при последующих резких понижениях температуры крахмал не успевает превратиться в сахара и наблюдается повреждение древесины и почек. Морозоустойчивые сорта наряду с большим накоплением крахмала обладают способностью более оперативно реагировать на понижение температуры образованием сахаров из крахмала, они облададют способностью осуществлять такое превращение даже при температуре -20°С.

При наступлении фазы покоя и снижении температуры уменьшается интенсивность дыхания и расход углеводов. Поэтому хранят черенки, предназначенные для размножения, при положительных температурах, близких к нулю.
Весной при повышении температуры почвы начинается поглощение воды, заканчивается период покоя и наступае следующая вегетация.

Период покоя

С опадением листьев заканчивается вегетационный период и начинается период покоя, который длится до начала сокодвижения весной следующего года. Календарно пребывание растений винограда в периоде покоя длится с октября по апрель.

Следует различать два понятия: покой виноградного растения как один из периодов его годичного цикла и покой почек, который имеет свою довольно сложную динамику (рис. 38).

Во время дифференциации с момента образования меристематического бугорка до августа почки зимующего глазка пребывают в вазе предварительного (условного, корреляционного) покоя. Эта фаза покоя почек зимующего глазка обусловлена нехваткой питательных веществ, которые прежде всего направляются на рост побегов, пасынков, листьев, соцветий и гроздей. Если удалить активно растущие органы виноградного куста, почки зимующего глазка развиваются и образуют побеги в текущем году. Этого же можно добиться при зелёном черенковании в этот период.

К концу лета почки зимующего глазка вступают в фазу глубокого (физиологического) покоя. В состоянии глубокого покоя почки не прорастают, даже если благоприятные для роста внешние условия сочетаются с отсутствием активного роста у других органов виноградного куста. Такое свойство выработано эволюционно и предупреждает распускание почек в осенний период после завершения роста побегов, пасынков и окончания формирования урожая текущей вегетации и обеспечивает выживание растения. Сигналом к вступлению в фазу глубокого покоя является сокращение в конце лета длины дня. Эта фаза покоя заканчивается к ноябрю — декабрю после воздействия в течение определённого времени температурами ниже 5º С, причём воздействие более низкими и отрицательными температурами ускоряет процесс выхода их из состояния глубокого покоя. Сорта разного происхождения требуют различной продолжительности периода с низкими температурами и разного уровня температур для выхода из фазы глубокого покоя. Вступление в состояние глубокого покоя не означает полной неспособности к распусканию, а свидетельствует о том, что для этого требуется очень много времени. В состояние глубокого покоя почки разных узлов вступают в разное время: раньше это делают почки нижних узлов побега, а затем этот процесс акропетально смещается.

Следующая фаза покоя почек — вынужденный покой — наступает по окончании глубокого покоя и длится от ноября — декабря до начала распускания почек в апреле. Эта фаза покоя обусловлена отсутствием благоприятных внешних условий. Зимние и ранневесенние оттепели в эту фазу покоя у некоторых сортов провоцируют начал активности почек, что при последующем резком похолодании может привести к их гибели.

Наступление периода покоя не означает полного прекращения процессов метаболизма. В этот период в тканях растения проходят сложные физиологические и биохимические процессы.

В начальной фазе периода покоя в растении винограда протекает совокупность процессов, резко повышающая морозоустойчивость почек и тканей и носящая название закалки. Крахмал, который накапливается в побегах, достигает ко времени опадения листьев максимума. Затем под действием температуры ниже 5º С начинается превращение крахмала в моносахара, что повышает концентрацию клеточного сока и предотвращает его замерзание. Одновременно наблюдаются изменения в структуре клеток. При отрицательных температурах, близких к 0º С, происходит дальнейшее закаливание. Наряду с гидролизом крахмала изменяется и структура воды: в клетке уменьшается содержания свободной воды и увеличивается — связанной. Белки становятся устойчивыми к свёртыванию. Всё это приводит к дальнейшему повышению устойчивости древесины и почек к низким температурам. Чем больше накапливается крахмала в конце вегетации в побегах, тем больше сахаров образуется в процессе закаливания в них и тем выше их морозоустойчивость. Если до начала закаливания почки вызревших побегов могли погибнуть при температуре -6… -8º С, то после закаливания они выдерживают -16… -18º С.

Однако при некотором повышении температуры во второй половине зимы происходит обратное превращение сахаров в крахмал. Поэтому при последующих резких понижениях температуры крахмал не успевает превратиться в сахара и наблюдается повреждение древесины и почек. Морозоустойчивые сорта наряду с большим накоплением крахмала обладают способностью более оперативно реагировать на понижение температуры образованием сахаров из крахмала, они обладают способностью осуществлять такое превращение даже при температуре -20º С.

При наступлении фазы покоя и снижении температуры уменьшается интенсивность дыхания, однако при температурах выше нуля повышается интенсивность дыхания и расход углеводов. Поэтому хранят черенки, предназначенные для размножения, при положительных температурах, близких к нулю.

Весной при повышении температуры почвы начинается поглощение воды, заканчивается период покоя и наступает следующая вегетация.

Листопад

Последняя фаза вегетации начинается со времени наступления полной зрелости ягод и уборки урожая (в случае, когда урожай убирается до наступления полной зрелости) и длится до опадения листьев. В условиях умеренного климата процесс опадения листьев часто прерывается осенними заморозками.

Начало этой фазы характеризуется кардинальным изменением передвижения ассимилятов. До этого времени значительная доля их направлялась в растущие ягоды, а при наступлении полной зрелости увеличения массы ягод и содержание сахаров в них не наблюдалось. При сборе урожая до полного созревания также полностью прекращается расходование ассимилятов на формирование урожая. После этого вырабатываемые листьями пластические вещества направляются в многолетние части куста.

В эту фазу полностью прекращается рост побегов, а корни продолжают расти и поглощать воду и питание из почвы. Листья всё ещё сохраняют в начале этой фазы высокую активность физиологических процессов — транспирации, фотосинтеза, что обеспечивает интенсивное поступление в листья воды, питательных элементов, высокую интенсивность выработки продуктов ассимиляции. Это в сочетании с сокращением длины дня способствует интенсивному вызреванию побегов, накоплению запасных и защитных веществ в многолетних частях кустов и однолетних побегов. В однолетних побегах накапливается крахмал, они продолжают приобретать коричневую окраску, интенсивность которой усиливается от основания побега к верхней его части. Это является следствием деятельности пробкового камбия — феллогена, который формирует защитную ткань — корку. Одновременно утолщаются стенки клеток ксилемы и флоэмы, повышается концентрация клеточного сока, уменьшается содержание воды в них, изменяется структура белков. Все эти процессы направлены на подготовку растения к успешной перезимовке. Степень вызревания побегов определяет зимостойкость тканей побегов и почек, величину урожая в следующую вегетацию. От степени вызревания побегов зависит использование их для размножения. Интенсивность вызревания побегов зависит от погодных условий: резко увеличивается количество вызревших узлов в солнечные, ясные дни. Хорошему вызреванию побегов способствует постепенное снижение температуры воздуха. Снижение интенсивности их вызревания вызывает дождливая, пасмурная погода. На процесс вызревания побегов влияют агротехнические мероприятия: нагрузка кустов, тщательность проведения операций с зелёными частями куста, питание кустов (избыток азота резко замедляет этот процесс). Важным критерием хорошей подготовки побегов к перезимовке является раннее вызревание побегов. Оно характерно для сортов, принадлежащих к виду Витис амурензис. Хорошему вызреванию побегов способствует более раннее окончание роста и направление питательных веществ на создание запасных и защитных веществ. Применение ретардантов, чеканки в период замедления роста приводит к такому эффекту. Степень вызревания побегов в конце вегетации оценивают различными способами: анатомическим, биохимическим, визуальным. При визуальной оценке хорошим считается вызревание, когда побег приобрёл коричневую окраску почти по всей дине, удовлетворительным — при вызревании более чем на 65%, очень плохим — при вызревании меньше чем наполовину.

При снижении температуры и укорочении дня листья стареют, после чего опадают. На этом заканчивается шестая фаза вегетации и вегетационный период в целом. Длительность фазы составляет 1…2 мес в зависимости от сорта и условий года. В некоторых случаях листья и побеги не успевают закончить вегетацию из-за наступления заморозков, которые приводят к гибели листьев и невызревших частей побегов. В этом случае окончанием фазы считается время гибели листьев. Такой вариант завершения фазы и вегетации снижает устойчивость побегов и почек к неблагоприятным условиям зимнего периода. Иногда завершение вегетации вызывается искусственно — путём опрыскивания дефолиантами, т. е. дефолиации. Этот приём применяется на маточниках и в школке.

Созревание ягод

Эта фаза длится от начала созревания ягод до полной из зрелости. Наступление её можно обнаружить по следующим внешним признакам. Ягоды приобретают более светлую окраску вследствие разрушения хлорофилла. Кожица становится эластичной, тонкой, у белых сортов — прозрачной, а на тёмноокрашенных появляются пятна характерной окраски. Ягода становится мягкой на ощупь. Это внешние проявления важных изменений в их биохимическом составе, направленности процессов метаболизма. С началом созревания усиливается приток в ягоды ассимилятов и повышается содержание сахаров. Так, интенсивность сахаронакопления составляет 5,08…5,60 г/дм³ глюкозы в сутки. Одновременно с этим резко падает кислотность, которая снижается в этот период ежедневно на 0,93…1,74 г/дм³. А средняя интенсивность накопления сахаров составляет для сортов раннего срока созревания 0,52…0,63 г/дм³ в день, 0,32…0,38 г/дм³ в день у позднеспелых.

Снижение общей кислотности сока обусловлено двумя процессами: разбавление органических кислот вследствие налива (притока сока) ягод и разложением яблочной кислоты с образованием сахаров, а также в процессе дыхания.

Начало интенсивного притока и увеличение сахаров в ягодах и их налив приводит к началу третьего периода роста ягод, который длится, постепенно замедляясь, до наступления полной физиологической зрелости. Сахара поступают в ягоды не только из листьев, но и из гребней, побегов, многолетних частей куста, чем и объясняется резкий скачок их содержания в ягодах в начале созревания. Изменяется соотношение сахаров разных видов: на начальном этапе преобладает глюкоза, затем по мере созревания более интенсивно накапливается фруктоза и ко времени созревания содержание их примерно одинаково, а при перезревании содержание фруктозы превалирует. Содержание сахарозы в ягодах винограда невысокое — 0,5…1%. Крахмал в больших количествах присутствует на начальных этапах развития в этой фазе, а к концу фазы его содержание падает и почти исчезает.

Наряду с изменением кислотности в процессе созревания происходит и постепенное возрастание РН сока, который в период полного созревания составляет около 3…3,2.

По мере созревания ягод увеличивается содержание азотистых веществ: с начала созревания до полной зрелости — в 2…3 раза, причём снижается содержание минерального, а повышается — аминного азота. Идёт интенсивное накопление красящих веществ, их концентрация достигает максимума к периоду полной зрелости, а затем почти не изменяется. Они накапливаются главным образом в кожице ягоды, только у некоторых сортов — и в мякоти.

Содержание дубильных веществ в фазу роста ягод постепенно нарастает, достигая максимума в конце этой фазы, а затем, по мере созревания ягод, падает. Усиливается по мере созревания накопление ароматических веществ, формирование на поверхности ягод воскового налёта.

Увеличение массы ягод, накопление сахаров, красящих, ароматических, азотистых веществ продолжается до наступления полной физиологической зрелости ягод. По достижении физиологической зрелости притока сахаров в ягоду не происходит, их абсолютное содержание даже снижается вследствие расхода на дыхание. Однако концентрация сахаров в соке ягод после наступления физиологической зрелости повышается, так как ягоды теряют влагу, заизюмливаются, снижают массу. Семена, имеющие в начале фазы бледно-зелёный цвет, в процессе созревания ягод приобретают более тёмную окраску, а при наступлении полной зрелости зародыши заканчивают своё развитие, семя полностью вызревает и приобретает коричневую окраску. Созревание ягоды начинается с периферийной части мякоти и постепенно передвигается к центру ягоды. Ножка грозди у некоторых сортов при достижении полной зрелости начинает одревесневать.

Урожай собирают в период технической зрелости ягод, т. е. такой стадии зрелости, когда содержание сахаров и кислот в соке ягод соответствует технологическим требованиям. Для каждого типа вина, для столового потребления и сушки существуют установленные кондиции — уровень содержания органических кислот и сахаров. Техническая зрелость наступает раньше или позже физиологической зрелости или совпадает с ней. Для потребления в свежем виде виноград убирают в фазу потребительской зрелости, которая наступает раньше физиологической и характеризуется хорошими вкусовыми качествами винограда, гармоничным сочетанием сахаров и кислот.

Рост побегов, листьев, пасынков, усиков в эту фазу продолжает замедляться и к концу фазы прекращается. Продолжается и завершается морфогенез зимующих глазков, и в августе они вступают в состояние глубокого покоя. Интенсивно идёт процесс вызревания побегов. Продолжается деятельность камбия.

Интенсивному накоплению сахаров, красящих и ароматических веществ способствует тёплая, солнечная погода. Оптимальная температура для созревания ягод 28…32º С. При температуре ниже 20º С идёт медленное падение кислотности, поэтому при прохладной погоде в период созревания в соке ягод содержится больше кислот.

Недостаток влаги снижает темпы сахаронакопления. Вреден также избыток влаги — образуется сусло с низкой сахаристостью и высокой кислотностью, снижается транспортабельность и лёжкость гроздей.

В фазу созревания ягод проводят ряд важных агротехнических и организационных мероприятий: в период замедления роста побегов для прекращения роста, стимулирования сахаронакопления и улучшения вызревания проводят чеканку побегов; при необходимости — подкормку (исключая азот), мероприятия по защите от вредителей и болезней.

Важнейшими являются в этой фазе мероприятия по организации и проведению сбора урожая: предварительное определение величины урожая, наблюдение за динамикой созревания урожая, составление плана уборки урожая, сбор и использование урожая.

В зависимости от длительности периода от распускания почек до созревания урожая все сорта винограда деляться на группы: очень раннего, раннего, среднего, позднего и очень позднего срока созревания. Длительность фазы созревания ягод составляет от 20 дней до 2 месяцев в зависимости от сорта.

Рост ягод

Четвёртая фаза вегетационного периода начинается с образования ягод и длится до начала их созревания.Продолжительность её составляет 30…60 дней в зависимости от сортовых особенностей, обеспеченности виноградного растения элементами питания, теплового и водного режимов, нагрузки кустов побегами и урожаем и др.

В результате опыления и оплодотворения из завязи начинает развиваться ягода. Она приобретает округлую форму, а рыльце и столбик отсыхают и остаются на вершине ягоды в виде тёмного пятнышка, называемого пупком ягоды. Интенсивность роста ягоды зависит от типа плодообразования и количества развивающихся семяпочек. Чем больше семян, тем интенсивнее рост ягоды. На начальном этапе роста ягод в условиях ещё недостаточного развитой проводящей системы гребня и нехватке питательных веществ часть ягод отстаёт в развитии и опадает при их диаметре 3…4 мм. В нормальных условиях это не вызывает снижения величины урожая и товарности гроздей — процесс регулируется растением. Однако чрезмерное осыпание ягод может быть вызвано нехваткой питания. Улучшение условий питания грозди в этот период способствует уменьшению осыпания ягод.

В росте ягод можно выделить три этапа, два из которых проходят в течение четвёртой фазы вегетации. Первый этап роста ягод проходит в течение первых 16…20 дней после их образования и для него характерна высокая интенсивность нарастания ягод. Затем интенсивный рост замедляется. После этого, примерно в середине июля, начинается следующий этап роста. Третий период роста ягод начинается с началом созревания ягод.

В начале своего развития ягоды приобретают тёмно-зелёную окраску, в клетках кожицы образуются устьица и ягоды активно ассимилируют. Ко времени достижения ягодами 4…7 мм в диаметре устьица превращаются в чечевички и интенсивность ассимиляции резко снижается, а затем и прекращается. После этого устьица остаются только на подушечке, плодоножке и осях гребня. Период наличия на кожице ягод устьиц является опасным для них с точки зрения заражения спорами мильдью, поэтому необходима обработка ядохимикатами не только листьев, но и ягод. Этот период совпадает с серединой фазы роста ягод.

В течение фазы в ягодах постепенно нарастает содержание органических кислот и достигает к концу фазы 30…40 г/кг, а содержание сахаров в этот период низкое — около 5…6,2 г/кг.

Наряду с ростом ягод происходят и другие важные процессы. Продолжается, постепенно замедляясь, рост побегов, происходит их интенсивное утолщение. В верхней части побега растут листья, а листья нижних и средних ярусов заканчивают рост и интенсивно ассимилируют. Идёт рост пасынков, усиков. Происходит интенсивная закладка и дифференциация зачаточных соцветий в зимующих глазках, развитие их почек. В нижней части побегов начинается накопление крахмала и других высокомолекулярных соединений, обеспечивающих подготовку побегов к успешной перезимовке.

В этот период проводят ряд операций с зелёными частями куста — подвязку, пасынкование, прореживание ягод в грозди. Проводится активная борьба с вредителями и болезнями.

В эту фазу растения интенсивно питаются, испытывают большую потребность во влаге, нуждаются в мероприятиях по оптимизации освещённости кроны куста.