Соцветие и цветок – Органография, анатомия и физиология виноградной лозы

АНАТОМИЯ ВИНОГРАДА

У винограда, произрастающего на протяжении тысячелетий в условиях леса, в борьбе за существование выработалась своя особая анатомия: мощная корневая система для нахождения и поглощения влаги, способность к сильному росту в поиске света. По этой причине у лозы четко выражена полярность — способность развивать сильнорослые побеги в первую очередь из верхних глазков.
В строении растения различают подземную и надземную части, состоящие из вегетативных (корень, стебель, листья) и генеративных (соцветия, цветки, грозди, ягоды, семена) органов.

Подземная часть — система корней — характеризуется сильным развитием, большим ветвлением и хорошей приспособляемостью к различным почвам. У куста, выросшего Из черенка, различают корни пяточные — на нижнем узле, боковые — на средних узлах и поверхностные— росособиратели (рис. 1). В отличие от сеянца подземная часть растения, полученного черенкованием, представлена не только корнями, но и стеблем, или подземным штамбом. Основание такого штамба называют пяткой. Основными корнями, добывающими влагу и питательные вещества, являются пяточные. Росособиратели практического значения не имеют и обычно ежегодно удаляются (один-два раза за вегетационный период).

Рис. 1. Строение виноградного куста:
1 — основные скелетные корни; 2 — боковые корни; 3 — поверхностные корни; 4 — рукава; 5 — сучок замещения; 6—плодовые стрелки; 7 — рожок; 8 — порослевой побег; 9 — жировой побег; 10 — пасынковый побег; 11 —голова куста; 12 — штамб (подземный); 13 — активные (пяточные) корни.

Корни могут проникать в землю на значительную глубину в зависимости от почвенных условий, места произрастания винограда и его сорта. В южных районах, где почвы сухие, глубина проникновения корней большая, чем в средней полосе. Корневая система хорошо развивается при наличии влаги, тепла и притока воздуха.

Многолетние ветви, в зависимости от формировки, назы­ваются рукавами, плечами, плетями, кордонами, лапами. Укороченные рукава, длиной не более 30 см, несущие плодо­вые лозы с 1-3 глазками, называют рожками.
Зеленые побеги вырастают на прошлогодней лозе. На них развиваются листья, усики, соцветия, цветки, грозди, ягоды. Кроме того, из сидящих в пазухе листа почек часто развива­ются побеги, называемыепасынками.
Побеги, укороченные до 6-15 глазков, называются плодо­выми дугами или плодовыми стрелками.
Однолетние лозы, обрезанные на 2-4 глазка и предназначенные для выращива­ния побегов, которые заменят лозу, отплодоносившую в теку­щем году, называются сучками замещения. Сучки замещения замедляют удлинение рукавов, придают кусту собранность.
Плодовая стрелка и сучок замещения, растущие на одном рукаве, составляют плодовое звено. Часто непосредственно из корнештамба или головы куста вырастают так называемые порослевые побеги, в большинстве случаев бесплодные.
Побеги, выросшие на прошлогодней лозе и несущие со­цветия (грозди), называются плодоносными, а без соцветий (гроздей) — бесплодными.
На плодоносном побеге, начиная с третьего-четвертого узла, против листа появляются соцветия. Обычно их бывает 1-3, реже 4-6 (у сортов Изабелла и Лидия).Наличие усика выше соцветия служит признаком того, что соцветий на по­беге больше не будет.
Соцветия закладываются в плодовых почках. Они быстро разрастаются, ветвятся (особенно в своей нижней части) и ста­новятся рыхлыми.

Рис. 2. Побеги винограда:
а — плодоносный побег: 1 — пазушные почки; 2— узел; 3 — лист; 4— соцветия; 5 — усик; 6 — верхушка побега (коронка); 7 — междоузлие; 8 — пазушный побег (пасынок); 9 — прошлогодний побег (лоза); б — пазушный побег: I — недоразвитый лист; 2 — основной зеленый побег; 3 — зимующий глазок; 4 — пасынок; 5 — основание листового черешка.

В пазухах листьев находятся почки, из которых развиваются пасынки (рис. 2, б). У основания последних закладываются зимующие глазки, в следующем году из них вырастают побеги.
На многолетних ветвях куста также располагаются почки; они обычно являются спящими, а если дают побеги (жировые или волчки), то, как правило, бесплодные. Зеленый побег удлиняется за счет прорастания своей верхушечной точки и разрастания междоузлий. К осени рост побега замедляется, и он вызревает, приобретая окраску, характерную для сорта, чаще всего ярко-коричневую.
Отрезок вызревшего побега называется черенком.
Глазок винограда. У основания пасынка в пазухе листа закладываются зимующие глазки. В глазке находится не­сколько почек. Центральная почка более развита, раньше рас­пускается весной и обычно плодоносная. Остальные почки большей частью бесплодны и называются запасными или за­мещающими. Они меньше повреждаются морозами и в слу­чае гибели центральной почки трогаются в рост и нередко дают небольшой урожай.
Глазок включает центральную (основную) и по бокам ее замещающие, более слабые почки. Иногда из центральной почки по каким-либо причинам побег не прорастает, в этом случае он развивается из замещающей. Бывает и так, что побеги вырастают из центральной и одной-двух замещающих почек. Такие побеги называются двойниками или тройниками.

ягоде бывает 1-4 семени. Некоторые сор­та (Кишмиш, Коринка) семян не имеют.
Ягода состоит из кожицы и сочной мякоти, содержащей сахар, органические кислоты, витамины и другие вещества. Внутри имеется несколько семян.
На вкус винограда оказывают влияние главным образом количество сахара и кислоты и их соотношение, а также наличие в ягоде ароматических веществ. Наиболее гармоничный вкус с отношением сахара к кислоте как 2,5: 1. Например, сахаристость 20%, кислотность 8 г/л (20: 8 = 2,5).

Рис 3 (вверху). Соцветие и грозди:
а — распускание бутонов цветков: 1 — соцветие винограда; 2 — бутон 3 – раскрывание цветка; 4 — раскрывшийся цветок (обоеполый); б — различные формы гроздей: 1 — цилиндрическая; 2, 3 — конические (с «крылом» и без него); 4 — цилиндро-коническая с двумя выступающими лопастями в основании; 5 — ветвистая.

Морфология и физиология виноградной лозы

Морфология и физиология виноградной лозы

Биологические свойства и признаки винограда формировались в течение многих веков под влиянием условий внешней среды. Виноград в диком состоянии приспособился к условиям существования в лесах. Виноград – светолюбивое растение. Это объясняется тем, что в ранний период исторического развития человечества виноград произрастал на открытых местах. При окультуривании винограда с появлением новых условий культуры, сохранились и старые признаки.

Способность к лазанию, цепляясь усиками – свойство лианы. Стебель винограда может достичь вершины деревьев.

«Растения становятся лазящими, как можно предполагать, для того, чтобы добраться до света и выставить обширную поверхность своей листвы под его действие и под действие открытого воздуха…» – писал Ч. Дарвин в работе «Лазящие растения».

У винограда выражена продольная и поперечная полярность. Продольная полярность заключается в ускоренном росте побегов и корней в длину. Также у винограда хорошо выражена поперечная полярность, или дорзовентальность. Дорзовентальным называется такое строение органов, при котором можно провести лишь одну плоскость симметрии, причём, эта плоскость делит растение или орган его на две равные и подобные, но не совпадающие части. Пересекаемые плоскостью симметрии, две противоположные стороны органа резко отличаются между собой. Одна из них называется спинной или дорзальной, а другая – брюшной или вентральной.

Анатомическое строение тканей и физиолого–биохимические свойства их на разных сторонах побега неодинаковы.

Виноградное растение характеризуется сильным ростом всех вегетативных органов, что связано с большой сосущей силой корневой системы (рис. 1).

Рис. 1. Строение куста винограда: 1 – пяточные корни; 2 – подземный штамб; 3 – голова; 4 – рукава; 5 – однолетние побеги (лозы); 6 – плодоносные побеги.

Корневое давление пасоки у винограда может достигать 1,5 атм.

У винограда развилась в процессе эволюции способность к накоплению больших запасов питательных веществ из почвы и углекислоты из воздуха, обеспечивающая сильный рост и образование большой вегетативной массы.

Анатомическое строение органов и тканей тесно связано с физиологией виноградного растения.

Все органы винограда отличаются большой величиной перенхимных клеток и значительным развитием межклетников. Такое строение значительно облегчает вес растения.

Стебли винограда (лозы) образуют небольшое количество механических тканей. После прикрепления побегов к опоре механические элементы вместе с корой отделяются.

Стебель винограда длинный и тонкий. Длина и толщина стебля винограда может варьировать в значительных пределах. На плодородной и влажной почве, при обилии тепла и света виноградный стебель, при долгом произростании, может достигать в диаметре 70-80 см и более 30 м в длину. однолетние побеги, образовавшиеся весной из почек, травянистые, но к осени они постепенно одревесневают. Побеги имеют узлы и междоузлия.

С инженерной точки зрения, строение однолетнего побега виноградной лозы можно представить, как гибкий пустотелый цилиндр, усиленный через короткие промежутки жесткими, кольцевыми ребрами (узлами). Это обеспечивает большую гибкость самой лозы при хорошей изгибающей прочности в её узлах и междоузлиях.

Анатомическое строение узлов отличается от строения междоузлий более мощным развитием паренхиматических тканей и, наоборот, более слабым развитием сосудистой системы.

Диаметр сердцевины больше, клетки её крупнее, опробковение клеточных стенок на узле уменьшается.

В узлах развивается особая ткань – диафрагма. Она перекрывает сердцевину двух междоузлий. Диафрагма состоит из живых паренхимных клеток, напоминающих клетки сердцевинных лучей.

Особенности строения узлов и диафрагмы связаны с их ролью в жизни виноградного растения, а именно: увеличить прочность побега и уменьшить вес лозы; изолировать сердцевину от неблагоприятных факторов среды и накапливать, а также сохранять питательные вещества, необходимые для роста побегов, листьев, усиков, и соцветий образующихся на узлах.

Рост побегов происходит в течение вегетации неравномерно: первое время после распускания почек молодые побеги растут медленно, потом их рост всё ускоряется, достигает максимума ко времени цветения; затем он замедляется и после начала созревания ягод полностью прекращается.

Однако в зависимости от сорта, метеорологических условий, применяемой агротехники характер «кривой роста» побегов может изменяться. Отдельные междоузлия также проходят большой период роста.

Остановка роста происходит раньше всего в нижней, затем в средней и позже всего – в верхней части междоузлия, что также происходит в побеге.

Помимо роста в длину, побег растёт и в толщину. Первоначально это происходит за счёт деления клеток, а позднее – за счёт растягивания в тангентальном и радиальном направлениях. Ниже зоны наибольшего удлинения побег утолщается за счёт деятельности камбия.

Разные сорта обладают неодинаковой силой роста. Так, среднеазиатские сорта восточной ветви (p. orientalis) характеризуются очень сильным ростом (Нимранг, Хусайне, Тайфи). Сорта западной ветви (p. occidentalis) отличаются менее сильным ростом, однако и среди них имеются различия. Так сорт Каберне–Совиньён обычно растёт сильнее, чем сорт Рислинг; последний сильнее, чем Алиготе и Пино; Алиготе сильнее, чем Шасла.

На рост виноградного растения оказывают влияние факторы внешней среды: температура; влага; условия минерального питания.

В учебно-опытном хозяйстве «КОММУНАР», Симферопольского района АР Крым были проведены исследования по изучению внешней структуры и физических свойств виноградной лозы, с целью повышения показателей эффективности процессов измельчения и уплотнения виноградной лозы для её последующей переработки.

Были исследованы следующие сорта: Ркацители, Сурученский белый, Кардинал, Агадаи, Фетяска белая.

В процессе исследований мы разделили структурную схему, классифицирующую лозу, на две основные группы: 1– физиологические, 2– морфологические свойства виноградной лозы.

Физиологические свойства виноградной лозы характеризуются следующими критериями: геометрическими параметрами, окраской, диафрагмой междоузлия, соотношением древесины к сердцевине.

Отходы древесины на виноградниках в основном состоят из обрезков однолетней лозы имеющей от 4 до 15 и более глазков.

К геометрическим параметрам относятся: длина побега, диаметр, а также форма поперечного сечения, при этом диаметр побега, является переменной величиной по длине побега. Лоза бывает прямостоящая, стелющаяся и полустелющаяся. По форме поперечного сечения лоза бывает цилиндрическая, овальная и приплюснутая с учётом дорзовентальности его строения.

В технологии возделывания винограда различают системы ведения виноградного куста.

В понятие системы входят способ культуры: схема посадки, система опоры (шпалера); способ ведения прироста.

Для направленного выращивания виноградной лозы существуют целый комплекс систем: бесшпалерная – стелющаяся или на жёстких сформированных штамбах (кусты); вертикальная шпалера Г и П – образные; наклонная; U, V – образные; ВК – высокоштамбовая культура со свободным свисанием прироста.

В зависимости от типа шпалеры развивается прирост (в частности лоза), прямая; длинная; большего или меньшего диаметра; с лучшим вызреванием.

Достаточно показательным признаком развития лозы является развитие междоузлия, и особенно соотношение диаметров узла и междоузлия.

Диаметр узла превышает диаметр побега (лозы) в 1,5–2 раза. Расстояние между узлами также различно по длине лозы. У основания и в конце побега междоузлия более короткие чем, те, которые находятся по середине.

Наличие шероховатости побегов является также характерным отличительным признаком сортов. Побеги бывают с гладкой поверхностью или же ребристые. Вдоль побега идут различные по глубине бороздки (равномерные или не равномерные).

Под окраской лозы понимают определённые зрительные ощущения, которые зависят, в основном, от спектрального состава, отраженного поверхностью лозы, светового патока. Окрас – одна из важнейших характеристик внешнего вида лозы. Окраска зависит от сорта, возраста лозы, климата, района произрастания, наличия древесины и древесных составляющих (корки, передермы, пробки, пробкового камбия). Окраска лозы бывает: желтая, желто-бурая, серо-бурая, каштановая и ореховая. Окрас учитывают при определения минеральных веществ, неорганических элементов, наличием одревесневшей части лозы.

У некоторых узлов виноградной лозы имеется диафрагма. Преимущественно диафрагма закрыта или полузакрыта на тех узлах, где растёт гроздь или усик. Если разрезать узел в продольном направлении, то на плоскости разреза в зависимости от сорта можно обнаружить полную или неполную перегородку – диафрагму.

Полная диафрагма почти всегда бывает в тех местах, где имеется усик. По форме различают полные диафрагмы: прямые, двояковыпуклые, двояковогнутые, прямые с верхней стороны и вогнутые или выпуклые с нижней стороны.

Неполные перегородки бывают клиновидные, конусообразные. По степени развития диафрагмы различают толстую, среднюю или слабо развитую. Развитие диафрагмы является не только ампелографическим признаком, оно имеет практическое значение, при подрезке и измельчении.

Весьма важное и существенное значение при переработке лозы в биотопливо, строительный материал, а также удобрения является количество древесины. В лозе содержание древесины (ксилемы) напрямую зависит от соотношения древесины и сердцевины в поперечном сечении лозы.

Из сопоставления этих рисунков видно, что древесина в лозе у европейских сортов больше, чем в лозе американских подвойных сортов. Оно бывает 1/1; 1/2; 1/3; 1/4.

Анатомическое строение однолетней лозы во многом сходно с анатомическим строением ствола дерева.

Из строения видно, что древесина и древесные составляющие (корка, перидерма, флоэма, луб, ксилема, сердцевина) – это основные элементы в строении лозы. Были проведены исследования на наличие веществ в древесине виноградной лозы. Как видно из анализа химического состава (табл. 1), древесная часть лозы содержит до 50 % чистой целлюлозы, 20–30 % лигнина, 18–21 % гемицеллюлозы, 1 % смолы, 0,5–1 % золы. Как уже отмечалось выше, анатомия лозы близка к древесине лиственных пород, что можно сказать и, о, их химическом составе.

Таблица 1 Химический состав виноградной лозы и Древесины лиственных пород

Виноград и ассоциация джентльменов

Соцветие и цветок

Различные сорта винограда имеют соцветия опреде­ленной формы и размера, что в будущем определяет фор­му и величину грозди. Соцветия у винограда — сложная кисть или метелка обычно конусовидной формы. Закладываются они и проходят первоначальное развитие в зимующих почках в год, предшествующий цветению, и становятся заметными весной в распустившихся почках. Ножка соцветия и его центральная ось быстро растут и имеют типично стеблевое строение. От главной оси соцве­тия отходят ответвления второго и последующих поряд­ков ветвления, образуя гребень соцветия. На концах всех разветвлений располагаются по одному или группами цветки.

Цветки у винограда построены по пятерному типу, мелкие, желто-зеленой окраски. Чашечка цветка имеет вид зеленой пленчатой каемки. Лепестки венчика зеленые, сросшиеся сверху, образуют колпачок, отделяю­щийся от завязи снизу под давлением тычинок. В цветке обычно бывает пять тычинок, состоящих из тычиночной нити и пыльника, в котором находятся желтые пыльце­вые зерна размером 25 мк. Пестик имеет рыльце, стол­бик и двухгнездную верхнюю завязь с двумя семяпочка­ми в каждом гнезде.

Важной особенностью цветков винограда всех типов является наличие «подпестичного диска» из небольших железок (нектарников), сросшихся с основанием завязи. Эти железки имеют желтоватый цвет и чередуются с ты­чинками. Они выделяют не нектар, а эфирные масла, бла­годаря чему цветки обладают сильным, приятным аро­матом.

Тычинки и пестики имеются в цветках всех типов. У обоеполых цветков они хорошо развиты и пыльца способна к оплодотворению (фертильная). Ты­чинки мужского цветка очень длинные, а пестик недораз­вит. Этот цветок не образует ягод, но пыльца его фертильна. Тычинки женского цветка очень короткие, загну­ты вниз и дают стерильную пыльцу. Этот цветок нужда­ется в перекрестном опылении. Большинство сортов V. vinifera имеет обоеполые цветки. Реже у этого вида встречается женский тип цветка (сорта Мадлен Анжевин, Чауш, Нимранг, Пухляковский и др.).

Развитие соцветий непосредственно связано с пасын­ковым побегом, в пазухе первого листа которого нахо­дится зимующий глазок. Установлено, что соцветие луч­ше всего развивается при умеренном росте пасынка или его прищипывании. Большее накопление пластических веществ в тканях однолетней лозы, хорошее ее вызрева­ние и своевременное прекращение роста побега обуслов­ливают лучшую плодоносность глазков. Плодоносность разных по длине побега глазков одного и того же сорта изменяется в зависимости от почвенно-климатических условий и особенностей ухода за кустами.

Поэтому человек, активно вмешиваясь, в процессы об­мена веществ виноградного растения, может управлять его развитием, в частности формированием соцветии в глазках. Этого можно достичь двумя путями: улучшени­ем среды произрастания виноградных кустов или перераспределением пластических веществ в самом растении. Так, прищипыванием зеленых побегов в период цветения обеспечивается временное прекращение их роста, вслед­ствие чего поступление пластических веществ к форми­рующимся в это время соцветиям и глазкам увеличивается. В связи с этим повышается урожай текущего года, и улучшаются условия для формирования будущего урожая.

Цветение начинается с того момента, когда первый лепесток венчика отделится от цветоложа, обусловливая этим отрыв и остальных четырех. После этого колпачок венчика с отогнутыми наружу нижними краями лепест­ков поднимается на тычиночных нитях, которые в это время распрямляются. У обоеполых цветков пыльники, расположенные около пестика, после подъема венчика вследствие резкого уменьшения влажности растрескива­ются, пыльца высыпается на рыльца цветка и разносится ветром по винограднику, прилипая к увлажненным рыльцам.

На рыльцах пыльца прорастает. Пыльцевая трубка врастает в рыхлые ткани рыльца, затем, непрерывно удлиняясь, пронизывает столбик, межгнездную перего­родку и достигает самяпочки. Оплодотворенная завязь вследствие удлинения клеток быстро увеличивается в объеме,- образуя ягоду винограда. Из оплодотворенных семенных зачатков завязи образуются семена. У вино­градной лозы происходит «двойное» оплодотворение, ха­рактерное для всех высших цветковых растений.

Пыльца обоеполых и мужских цветков нормально прорастает при температуре не ниже 14—15° и при нали­чии необходимой для ее набухания влаги. Лучше всего пыльцевые трубки растут при температуре около 25—30°; выше 35° их рост задерживается. Выделяемая рыльцем жидкость значительно улучшает условия для прораста­ния пыльцы. При очень жаркой и ветреной погоде рыльца цветков могут подсыхать, в результате чего про­растание на них пыльцы и оплодотворение затрудняются.

Низкая температура в период формирования зароды­шевых мешков приводит к отмиранию яйцеклетки, в свя­зи с чем цветки теряют способность к оплодотворению.

Источники:

http://grono.1804.biz/vinogradarstvo/anatomija-vinograda.html
http://vinograd-vino.ru/utilizatsiya-vinogradnoj-lozy/344-morfologiya-i-fiziologiya-lozy.html
http://vinogradportal.ru/razvitie-vinograda-na-ukraine/socvetie-i-cvetok.html