Оценка сортов винограда на морозоустойчивость методом электропроводности

От чего зависит зимостойкость винограда

Каждый сорт обладает унаследованной способностью противостоять воздействию низких температур в определенном пределе. За этим пределом в растении проходят необратимые процессы, при которых отдельные органы или куст в целом вымерзают. Верхний предел отрицательных температур, при которых начинается процесс вымерзания почек, называется критическим.

По показателю критических отрицательных температур определяют возможность выращивания различных по морозоустойчивости сортов винограда в не укрывной культуре в конкретных климатических районах. На не укрытых в зиму кустах при снижении температуры воздуха до критической, в зависимости от характера ее проявления, возможна гибель половины глазков на лозах кустов, а на молодых, еще не плодоносящих кустах, возможна полная гибель глазков и даже подмерзание однолетней древесины. На морозоустойчивость сорта также сильно влияют условия выращивания и в отдельные годы она может снижаться. При решении вопроса о выращивании кустов в высокоштамбовых формировках на беседках и арках при подборе сортов решающее значение имеет показатель морозоустойчивости сорта, так как кусты при этом, как правило, выращивают в не укрывной культуре. В отличие от показателя морозоустойчивости того или иного сорта, в виноградарстве имеется термин зимостойкости. В чем же его отличие от показателя морозоустойчивости? Термин зимостойкость не является показателем характеристики сорта, так как он зависит от условий выращивания и характера проявления климатических факторов.

Решающую роль в зимостойкости винограда играет содержание запасных питательных веществ накопленных кустом в лозе, многолетней древесине и корнях. Оно зависит от типа формировки куста, степени нагрузки его урожаем, уровня агротехники, состояния зеленой массы куста, характера проявления погодных условий. Сильно нагруженные урожаем кусты всегда будут обладать меньшей зимостойкостью, так как они будут в меньшей степени обеспечены запасными питательными веществами, лозы будут хуже вызревать и глубина закалки их будет слабой, их морозоустойчивость снижается. Слабо закаленные лозы в зимний период часто вымерзают. Слабое вызревание лоз наблюдается также в том случае, если в период вегетации кусты были перекормлены азотом, а также испытывали недостаток фосфора и калия; было значительное повреждение листовой массы градобоем, болезнями или вредителями. Эти обстоятельства приводят к снижению уровня ассимиляции и уменьшению интенсивности образования углеводов. Накопление запасных питательных веществ всегда будет больше на тех кустах, которые имеют больший запас многолетней древесины. Бесштамбовые веерные формировки, в силу незначительного объема древесины, будут иметь меньшие запасы питательных веществ, в сравнении с кордонными и, особенно, с беседочными и арочными формировками. Хорошо развитые кусты на беседках более зимостойки, нежели кусты такого же сорта бесштамбовых формировок.

Созревание побегов. Начиная со второй половины июля, лозы на кустах начинают вызревать. У ранних сортов созревание ягод опережает созревание побегов, а у поздних сортов раньше начинается созревание побегов. Приток питательных веществ к ягодам после их созревания в основном прекращается, ягоды не снятого урожая начинают перезревать, концентрация сахара в них увеличивается за счет испарения влаги. В листьях продолжается фотосинтез, идет дальнейшее образование углеводов. Происходит отток пластических веществ из верхних частей куста в нижние. Они накапливаются в корнях, старой древесине, созревающих побегах и почках. Если, в силу различных причин, запасы питательных веществ в кусте ограничены, то побеги вызревают слабо, а некоторые остаются зелеными. Вызревшая часть побега окрашивается в желто-коричневый цвет. К средине августа ростовые процессы начинают затухать, а к третьей декаде августа рост побегов прекращается. В этот период фотосинтез и другие физиологические процессы в растении направлены на его подготовку к зиме. В период созревания побегов в них происходит преобразование сахара в крахмал, уменьшается количество воды в тканях, идет высыхание наружных слоев побегов и образование корки. Созревание побегов начинается с их основания и постепенно подымается вверх. При снижении температуры воздуха ниже плюс 15С процесс ассимиляции листьев затухает и вызревание побегов продолжается в основном за счет оттока пластических веществ из верхушек побегов. Если в этих условиях на кустах еще остается невызревший урожай, особенно на перегруженных кустах, то создается значительный дефицит углеводов и процесс вызревания побегов усугубляется. Лишенные запаса питательных веществ верхние части побегов не вызревают и остаются зелеными. Невызревшие побеги не морозостойки и при наступлении заморозков вымерзают. С наступлением прохладных ночей и снижения дневной температуры, фотосинтез из-за недостатка солнечной энергии прекращается, в местах прикрепления черешков листьев к побегам начинает образовываться пробковая прослойка. С прекращением фотосинтеза листьев и образования пробковой прослойки, препятствующей поступление питательного раствора в листья, прекращается поддержание их жизнедеятельности, листья приобретают осеннюю окраску и опадают. Но, чаще всего, процесс созревания побегов прерывается наступившими заморозками. В этом случае вегетационный период заканчивается высыханием поврежденных заморозком листьев и невызревших частей побегов.

Закалка растений. Чем лучше вызревают побеги, тем лучше они выдерживают зимние морозы. В осенний период в виноградной лозе происходят важные биохимические процессы, определяющие устойчивость растения в зимний период, а нормализация количества жидкости и степень ее связывания в слаборастворимые соединения – крахмалы обуславливает глубину закалки растения. После завершения периода созревания побегов наступает осенний период закалки кустов. Количество свободной воды в клетках и тканях резко сокращается. Водорастворимые углеводы превращаются в крахмал, который удерживает жидкость в закристаллизованном состоянии и предохраняет белковые вещества от свертывание при низкой температуре. Эти процессы обуславливают закалку растений, повышая их зимостойкость. Созревшие и закаленные лозы теряют гибкость. При изгибании таких лоз ощущается потрескивание. Только хорошо закаленные растения вступают в состояние глубокого биологического покоя и достигают своей генетически унаследованной морозоустойчивости. При неполной закалке лоз и резкого снижения температуры процесс превращения сахаров в крахмал не достигает своего завершения, в тканях остается несвязанная крахмалом жидкость, которая, замерзая, превращается в кристаллики льда. А так как вода при замерзании увеличивается в объеме, то это приводит к разрыву клеточных оболочек, повреждению тканей и образованию в лозах микротрещин. Эти факторы оказывают сильное влияние на зимостойкость кустов, их порог морозоустойчивости резко снижается.

Переход кустов из фазы вегетации в состояние покоя. Для рассмотрения этого процесса возвратимся в фазу вегетации. Со средины июля и до конца августа виноградные кусты вступают в период условного покоя в течение, которого ростовые процессы затухают. Зимующие почки с конца августа приходят в состояние, при котором их прорастание в нормальные сроки не происходит. Но если в июле или в начале августа на кусту удалить все точки роста, то способные к прорастанию зимующие почки прорастут, т.е. рвет почку. Именно по этому проводить раннюю чеканку побегов с одновременным удалением всех пасынков нежелательно.

Со средины августа зимующие почки находятся в стадии органического покоя. Этот период длится 4-5 месяцев, т.е. до средины января. С конца августа и до конца ноября зимующие почки находятся в стадии глубокого покоя. С конца ноября фаза глубокого покоя завершается, после чего растение, при соответствующих климатических условиях, вступает в состояние постепенного выхода из глубокого покоя. В этот период в растении при благоприятных условиях могут начаться биохимические изменения в процессах углеводного обмена и превращения запасных питательных веществ в усвояемую форму. Уже, начиная с конца ноября, зимующие почки при соответствующих условиях можно пробудить к росту. Процесс постепенного выхода зимующих почек из состояния глубокого покоя длится до средины января. В этот зимний период хорошо закалившиеся кусты слабо реагируют на периодические оттепели и хорошо противостоят низким температурам вплоть до критических.

Фаза вынужденного покоя. Со средины января растения вступают в фазу вынужденного покоя, когда зимующие почки уже готовы к прорастанию, но отсутствие роста обусловлено внешними условиями, т.е. низкими температурами. Если в это время растение поместить в благоприятные условия или при достаточно высокой температуре и влажности выставить черенки на проращивание, то почки сравнительно быстро прорастут. Если до средины января кусты находились в органическом покое и были устойчивы к снижению температуры вплоть до близкой к критической, то со средины января их физическое состояние уже претерпело изменения. Чередование морозной погоды с продолжительными оттепелями во второй половине зимы провоцирует на начало биохимических изменений в тканях и клетках, при которых крахмал постепенно преобразуется в водорастворимые углеводы, жидкость высвобождается и растение теряет закалку, снижается способность противостоять низким температурам. Для винограда становятся довольно опасными резкие перепады температур, сменяющиеся продолжительными оттепелями. При таких перепадах снижается зимостойкость кустов в результате изменившегося состояния углеводного запаса питательных веществ.

Сроки наступления отдельных фаз зависят от биологических особенностей сорта, условий среды и погодных условий. Следует также отметить, что жизнедеятельность виноградной лозы не прекращается и зимой. В условиях теплой зимы ативизируются жизненные процессы в тканях. С повышением температуры воздуха жизнедеятельность усиливается, повышается расход питательных веществ. В относительно теплые зимы интенсивность дыхания тканей повышается, что влечет за собой повышенный расход питательных веществ, нежели при умеренно низких температурах. Этот фактор виноградари должны учитывать при проведении весенней подкормки кустов и увеличивать норму внесения удобрений. Разумеется, что этот фактор будет в большей степени влиять на кусты не укрытые в зиму. Большую опасность не укрытым кустам также представляет наличие солнечных дней во второй половине зимы. Солнечные лучи нагревают лозы, усиливая в них процессы жизнедеятельности, что для этого периода очень опасно, так как после дневного прогрева следует ночное похолодание и почки могут вымерзнуть.

Пути повышения зимостойкости кустов. Как было отмечено выше, морозоустойчивость сорта повысить невозможно, но необходимо содействовать кустам в сохранении уровня морозоустойчивости на генетически унаследованном уровне, тогда и их зимостойкость будет повышена. Что необходимо предпринимать, чтобы повысить зимостойкость?

Во-первых, в период вегетации необходимо проводить регулировку нагрузки кустов и не допускать их перегрузки урожаем и побегами. Перегруженные кусты всегда входят в зиму ослабленными.

Во-вторых, кусты содержать в здоровом и незатененном состоянии. Своевременно проводить профилактические меры по защите кустов от вредителей и болезней. В случае сильного повреждения листового полога градобоем или другими факторами, провести подкормку кустов комплексным удобрением, кусты не пасынковать, чтобы они смогли восстановить листовую массу.

В-третьих, своевременно освобождать кусты от вызревшего урожая для улучшения условий вызревания побегов.

В-четвертых, вносить под кусты азотные удобрения только в первой половине вегетации. Во второй половине вегетации проводить двукратную подкормку кустов соответствующими дозами фосфора и калия.

В-пятых, проводить меры по защите кустов в зиму, сохранив их от вымерзания.

Воловик Виктор Иванович

ул. Маяковского 79

г.Никополь,

Днепропетровская обл.

53207

т. 8(05662)53928, 8(095)6617205

Оценка сортов винограда на морозоустойчивость методом электропроводности

Существующие методы физиолого-биохимических исследований с целью характеристики состояния растения трудоемки и низкопроизводительны. Экспериментаторы нуждаются в экспресс-методе объективной оценки степени повреждения ткани растения морозом. Этот метод обеспечил бы выделение наиболее морозоустойчивых сортов в короткий срок.
Оценка степени повреждения различных сортов винограда в настоящее время проводится по количеству сохранившихся глазков, а также по состоянию ткани виноградной лозы после зимних морозов глазомерно.
Известно, что имеется много методов определения состояния растительных тканей. Оценку цитофизиологических методов определения жизнеспособности растительных клеток провел В.Я.Александров (1955)
В последние годы как в СССР, так и за рубежом публикуются работы по изучению состояния ткани растения методом электропроводности. Применение электрометрических приборов для этих целей имеет ряд преимуществ, как-то: получение результатов не на разрушенных, а на нормально функционирующих системах; высокая производительность; получение объективных числовых величин; применение записывающих аппаратов регистрации кривых хода жизненных процессов при тех или иных воздействиях на растения и др.
Следует отметить, что анализ полученных в отделе селекции данных, а также данных других исследователей (Вильнер Д) дает основание считать, что при правильном применении метода электропроводности оценку морозоустойчивости растений можно проводить столь же достоверно, как и при длительных полевых наблюдениях.
Для определения морозоустойчивости методом электропроводности Боберским И.А. и Коневецким М.Ф. были сконструированы приборы. Прибор, сконструированный физиком Боберским И.А., обеспечивает определение комплексного сопротивления ткани (активное и емкостное) при токах низкой (10 герц) и высокой (10® герц) частоты. Кроме того, с помощью этого прибора определяется угол фазового сдвига. Прибор, сконструированный Коневецким М.Ф., обеспечивает получение данных по реактивному и емкостному сопротивлению с помощью моста, та4оке на двух частотах.
Работая вначале на приборе, выполненном Боберским И.А., измеряя модуль Z характеризующий комплексное сопротивление ткани, и угол фазового сдвига, характеризующий, в свою очередь удельный вес емкостного сопротивления .установили для сортов различные данные по этим показателям.
Электрометрические исследования. Для выполнения настоящей работы нами подобраны индикаторные сорта. В группу неморозоустойчивых включены сорта: Хусайне, Тайфи розовый, Кишмиш черный, Мускат белый и неморозоустойчивые сеянцы: 10-51-1; 8-51-59 ; 8-51-22. В группе с повышенной морозоустойчивостью изучались сорта: Тербаш, Рислинг, Саперави, Ркацители, Альфа (межвидовой гибрид), Северный Саперави (Северный х Саперави) и др. Для испытания включены сеянцы селекции института “Магарач’ с повышенной морозоустойчивостью: Магарач № 41-51—45;

41-51-64; 6-51-26; С-51-27; 1-51-9; 1-51-7; 41-51-58 ; 4-56-21; 14-51-11.
На первом этапе исследование выполнялось на вы – зревшей однолетней лозе этих сортов по длине побега: низ-3-5, середина – 8-10 и верх – 15-16 междоузлий и узлов. Побеги отбирались крайние по стрелке. Для определения электропроводности узел или междоузлие помещали на два электрода и после включения прибора и соответствующей настройки снимали показания прибора. В дальнейшем для этой цели использовались как зеленые, так и вызревшие побеги.
Для установления влияния низкой температуры на ткани побега нами испытывались различные режимы замораживания: -17 С; -22 С и -28 С при различной экспозиции. Черенки, чтобы предохранить их от пересыхания в холодильной камере, помещали в мешок из пленки.
Результаты исследований показали, что общее сопротивление живой ткани сортов винограда вида токам высокой частоты (10 герц) почти тождественно сопротивлению убитой ткани при токах низкой частоты (10 герц).
Так, если при низкой частоте у лозы сортов Саперави и Мускат белый до воздействия на лозу низкой или высокой температуры сопротивление составило 20,8, 19,7, а при токах высокой частоты соответственно 4,8, 4,4, то после обработки лозы паром кипящей воды общее сопротивление при низкой частоте было 4,7 и 6,2, то есть почти такое же, как сопротивление живой ткани при высокой частоте.
Интересно отметить, что после обработки лозы этих же сортов низкой температурой (-28 С) сопротивление при токах низкой частоты составляло 7,5 и 5,9. Следовательно, применение в работе токов низкой в высокой частоты обеспечивает получение данных, почти тождественных сопротивлению убитой ткани при токах низкой частоты.

В таблице 1 приводим данные, полученные нами по комплексному сопротивлению ткани у индикаторных сортов и гибридных форм, и данные по сохранности глазков после зимних морозов (абсолютный минимум -24 С).
Таблица

После получения прибора, сконструированного Коневецким М.Ф., выполнена работа по установлению электропроводности ткани индикаторных сортов винограда Ноа, Буйтур, Хусайне и Тайфи розовый параллельно на двух приборах, одним из которых получаем данные по общему сопротивлению с другим – отдельно.

Из приведенных данных видно, что сопротивление ткани токам высокой частоты у различных по степени морозоустойчивости сортов после замораживания их лозы неодинаково: у сортов с пониженной морозоустойчивостью – Хусайне и Тайфи розовый – меньше, у относительно морозоустойчивых – Ноа, Буйтур – больше.

Изменение морозостойкости винограда в течение зимовки. К.Д.Стоев

На протяжении длительного периода зимовки морозостойкость растений испытывает значительные колебания. При повышении в холодное время года температуры характер внутриклеточного обмена веществ меняется и растения могут полностью или частично потереть состояние закалки. При последующем устойчивом понижении температуры растения способны вновь стать закаленными, если только оттепели не вызвали начала ростовых процессов. Следовательно, морозоустойчивость растений есть обратимое физиологическое состояние. К весне морозостойкость зимующих растений заметно (часто очень сильно) снижается, а способность к закаливанию у них ослабевает.
Таблица 1
Динамика морозостойкости глазков винограда

* Цифры, заключенные в скобки, относятся к кустам, зимовавшим под земляным укрытием.
В течение ряда лет в условиях Средней Азии проводились периодические определения динамики морозоустойчивости группы сортов, а также нескольких видов винограда методом искусственного промораживания нарезаемых на винограднике в осенне-зимнее время черенков в морозильных камерах при различных градациях температуры. На примере трех сортов (один из которых — Хусайне является неустойчивым) и одного морозостойкого вида можно проследить за динамикой морозоустойчивости виноградных глазков в связи с меняющейся на винограднике в холодные месяцы погодной обстановкой, а следовательно, и физиологическим состоянием растений (К о н д о, 1960а).
Данные табл. 2 отчетливо показывают, как на протяжении холодных месяцев года в полном соответствии с изменением температуры воздуха меняется морозоустойчивость растений. Наивысшая степень устойчивости проявляется растением в самые морозные месяцы. В раннеосеннее время, пока в растительном организме не прошли еще процессы закаливания, устойчивость отдельных сортов к морозам различается слабо. По мере же понижения температуры окружающей среды различия в степени морозоустойчивости сортов становятся все более значительными и четкими.
Анализ климатических показателей основных районов возделывания винограда Советского Союза, а также обширных экспериментальных материалов позволяет сделать следующее обобщение: погодные условия предзимнего периода складываются в Средней Азии (как и во многих виноградарских районах СССР) не совсем благоприятно для нормального протекания в тканях побегов процессов закаливания.
Относительно высокие среднесуточные и максимальные температуры октября (не говоря уже о сентябре) препятствуют прохождению второй фазы закаливания, а следовательно, и развитию морозостойкости. Поэтому в октябре ( а тем более в сентябре) черенки различных, в том числе и очень устойчивых сортов и видов винограда, подвергавшиеся периодическому воздействию искусственных морозов небольшой интенсивности (8—10°С), имели очень значительный выпад глазков (табл. 1) и морозобойные пятна на коре.

Аналогичное явление наблюдается и в естественной обстановке — на виноградниках Узбекистана, Дона, Кубани, Украины, Казахстана, Киргизии, где даже небольшие, но внезапно наступающие октябрьские заморозки и морозы причиняют незакаленным побегам очень серьезный вред, особенно если к тому же побеги не достигли полной зрелости или поражены грибными болезнями. Значительные повреждения почкам и тканям виноградных побегов причиняют внезапные морозы и заморозки в Восточной Словакии и Токайской местности, где продолжительная и теплая осень препятствует прохождению процессов закаливания (Кasа, 1964). Ранние морозы, действующие на незакаленные растения, вызывают массовую гибель глазков и повреждения луба, а в некоторых случаях и древесины не только у слабо устойчивых сортов, но и у сортов, известных своей стойкостью к зимним морозам.
Наступающее в ноябре похолодание способствует гидролизу крахмала, накоплению в растительных клетках защитных веществ, перестройке плазменных коллоидов и заметно повышает, особенно во второй половине месяца, морозостойкость, но оказывается еще недостаточным для развития этого свойства в полной мере, поскольку понижение температуры в ноябре нередко прерывается довольно значительным прогреванием воздуха в дневные часы. Межсортовые различия по отношению к морозам сказываются в ноябре уже более отчетливо: устойчивые сорта и виды переносят ноябрьские морозы с меньшими повреждениями, чем сорта неморозостойкие. Так, в результате промораживания черенков с 25 по 30 ноября при температуре 18°С у сорта Хусайне все глазки погибли, тогда как у сортов Ркацители и Каберне Совиньон потеря глазков составляла соответственно 34 и 41 %, а у Амурского винограда — всего лишь 17% (табл. 1).
Еще рельефнее проявляются различия между сортами в декабре и январе, когда создаются более удовлетворительные температурные условия для закаливания растения, а следовательно, для более полного развития свойственной отдельным сортам степени морозостойкости. В конце декабря, а также в январе и феврале глазки и ткани побегов устойчивых сортов способны выдерживать без особого ущерба (с незначительными повреждениями) морозы 20°С и несколько ниже.
В марте устойчивость винограда к низким температурам (особенно во вторую половину месяца) заметно снижается, но все же у морозостойких сортов она может оставаться на довольно высоком уровне.
Большую опасность для виноградных насаждений в зимнее время (и тем более в марте) представляют значительные колебания температуры (Кондо , 1960а; Konlechner, 1956; Campbell, 1957). Длительные оттепели могут вызвать возобновление ростовой активности эмбриональных тканей (точки роста почек, камбий), и растения становятся чувствительными даже к слабым морозам. Внешние факторы, уменьшающие в холодное время года устойчивость к морозам открыто зимующих виноградных растений, еще в большей степени оказывают отрицательное воздействие на кусты, зимующие под земляным укрытием. Дело в том, что кусты до укрытия не успевают пройти вторую фазу закаливания, а продолжительное пребывание кустов под укрытием (обычно очень влажным) приводит к значительной или даже полной потере состояния закалки. Растения становятся слабо устойчивыми и легко повреждаются морозами небольшой интенсивности (около 10°). Это связано с тем обстоятельством, что в силу специфического
гидротермического режима у кустов под земляным укрытием по сравнению с открыто зимующими кустами слабее проходит гидролиз крахмала, усиливаются процессы дыхания тканей, а в связи с этим и трата углеводов, снижается содержание защитных веществ (сахаров), создаются худшие условия для прохождения процессов закаливания, обводненность побегов оказывается повышенной (Кондо , 1960; Михайлов, 1960). Благодаря указанным обстоятельствам даже сравнительно незначительные понижения температуры под укрытием (до 7—8, а тем более 10° мороза) могут причинить укрытым кустам большие повреждения в малоснежные зимы, особенно в том случае, когда кусты укрыты плохо, т. е. неравномерно и недостаточным слоем земли. В почках растений, укрытых землей, раньше возобновляется эмбриональный рост и ускоряется выход их из состояния покоя. Это является одной из причин резкого ослабления устойчивости их к морозам в конце зимы. Освобожденные от земляного укрытия надземные части таких кустов сильно повреждаются морозами ниже 10°С.
У растений, зимующих открыто или под растительной массой, состояние закалки сохраняется дольше и в большей степени, чем у растений, зимующих под земляным укрытием. Поэтому первые без значительных потерь оказываются способными противостоять ранневесенним понижениям температуры до 10—12°С мороза. В течение холодного периода года устойчивые сорта сохраняют закаленное состояние лучше, чем неморозостойкие.
Зная динамику морозостойкости виноградного растения во взаимоотношении с закономерными изменениями внешних факторов в тех или иных районах культуры и в соответствии с физиологическим состоянием растения и биологическими особенностями сортов, легче определить причины повреждений виноградников за время их зимовки и правильно наметить мероприятия по предотвращению гибели глазков и побегов от морозов и заморозков в холодное время года.

Источник: Физиология винограда и основы его возделывания. К.Д.Стоев. Издательство болгарской академии наук 1981г.

Источники:

http://vinograd.info/pyblikacii/vinogradarstvo/ot-chego-zavisit-zimostoikost-vinograda.html
http://vinograd.info/knigi/metodiki-po-fiziologo-biohimicheskim-issledovaniyam/ocenka-sortov-vinograda-na-morozoustoychivost-metodom-elektroprovodnosti.html
http://vinedresser.info/article/60-morozostoykost-vinograda