Проблематика посухостійкості та зрошення винограду

0
11750

Дефіцит води  негативно впливає на ріст і врожайність сільськогосподарських культур та на  якість врожаю. Щоправда, рослини розробили адаптаційні механізми для боротьби з нестачею води. Вони можуть  уникнути зазначеного дефіциту за допомогою більш швидкого дозрівання, зменшуючи транспірацію/збільшуючи поглинання води та ряду інших механізмів.

У виноградарстві сезонна посуха, що поєднує атмосферні та грунтові  обмеження, має великий вплив на врожайність, органолептичні властивості ягід винограду та подальшу якість вина. Серед видів Vitis існує велика мінливість щодо  адаптації до посухи, але є й суто технологічні прийоми, що дозволяють отримати позитивні результати. Так,  у винограду стійкість до посухи можна поліпшити, використовуючи різні підщепні сорти, деякі з яких  покращують стан прищепного сорту (Vitis vinifera) у напівсухому та сухому кліматі навіть при низькому рівні зрошення.

Майже всі виноробні регіони світу розташовані в  зонах помірного клімату,  багато з них характеризуються теплим і сухим літом. У цих регіонах виноград регулярно піддається періодам посухи, якщо не застосовується зрошення, і в даний час значна частина світового виробництва винограду не зрошується. Наприклад, станом на 2016 рік у Європі зрошувалося менше 10% виноградників. Однак із часом частка зрошуваних виноградників  зростає з різних причин, включаючи зміну клімату та послаблення обмежень на полив у багатьох регіонах з традиційними дощами. Наприклад, в Іспанії – країни, яка лідірує в світі за площами виноградних насаджень,  площа зрошуваних виноградників зросла з приблизно 2% у 1950 -х роках до майже 27% у 2015 році та майже до  30% — за даними Міністерства сільського господарства Іспанії – у 2018 році.

Водночас слід відмітити, що хоча дефіцит води погіршує ріст винограду та зменшує його врожайність, він  певною мірою  може покращити якість винограду та вина, якщо цей дефіцит  є обмеженим та контрольованим. У тих регіонах світу,  де використовується зрошення виноградників, велика увага приділяється розробці стратегій дефіциту зрошення (тобто застосування зрошення на рівнях нижче того, що було б потрібно для підтримки 100% випаровування) з метою виробництва високоякісного винограду, особливо для червоних вин, при мінімізації втрати врожайності.

На думку Міжурядової групи експертів зі зміни клімату, (2014 р.) дослідження показують, що зміна клімату посилить посуху в багатьох традиційних виноробних регіонах, що, ймовірно, збільшить потребу у зрошенні. Водночас  існує думка,  що зрошення не є основним  стабільним рішенням, принаймні для регіонів  з обмеженим рівнем водних ресурсів, пропонуючи на противагу, зокрема, варіант використання сортів винограду, стійких до посухи.  Через існування  питань, що стосуються сталості зрошення, було зроблено  акцент на необхідності дослідження  механізмів і розуміння відмінностей у стійкості до посухи між  сортами винограду. Розуміння відмінностей у стійкості до посухи між існуючими генотипами  підвищить стійкість за рахунок інформування про оптимальний вибір для певного кліматично-виробничого регіону та  визначить ключові складові,  відповідальні за ці відмінності з метою підвищення ефективності селекції посухостійких сортів.

Важливо пам’ятати,  що виноград — це багаторічна культура, яка зазвичай росте  та дає продукцію кілька  десятиліть. Таким чином, толерантність до посухи з точки зору виноградарства повинна включати як здатність підтримувати продуктивність протягом поточного сезону, так і здатність уникнути негативних наслідків (а також, можливо, загибелі) рослин,  спричинених посухою, протягом багатьох сезонів.

Для того, щоб охарактеризувати відмінності в переносимості посухи між генотипами винограду, багато досліджень зосереджувалися на ключових агротехнічних показниках, таких як врожайність і склад винограду (тобто якість плодів), тоді як інші зосереджувалися на фізіологічних мехінізмах, таких, наприклад, як  регуляція діяльності продихів.  Незважаючи на великі обсяги досліджень щодо того,  як різні сорти реагують на посуху з точки зору використання води, зростання, якості винограду  та підвищення врожайності, залишається відкритим і критичним питанням управління зрошенням на  виноградниках. Врожайність погіршується в умовах посухи, але останні дослідження  показують, що це зниження може бути специфічним для сорту. Встановлено, що  всі генотипи регулюють використання води у винограді (тобто  провідність) з метою захисту від більш серйозних пошкоджень, блокування транспорту води чи втрати листя, однак незрозуміло, наскільки відмінності в регулюванні використання  води між сортами є результатом  генотипічних відмінностей, як вважалося традиційно, або зумовлені факторами навколишнього середовища.

Аналіз світових досліджень з питань зрошення винограду за останні роки демонструє, що вони відбуваються на кількох основних напрямках.

Першим з них є моніторинг стану рослин винограду у відношенні вологозабезпечення, оскільки більшість методів, що використовуються для оцінки цього показника займають багато часу і надають інформацію про стан обмеженої кількості  кущів, що в ряді випадків не дозволяє вважати їх репрезентативними. Не зупиняючись конкретно на цих методах, як емпіричних, так і розрахункових (побудова моделей прогнозування), слід зазначити, що ефективність зрошення багато в чому буде залежати саме від цього першого етапу – моніторингу стану виноградної рослин у відношенні до її вологозабезпеченості та кількісної оцінки стресу внаслідок посухи.

Фізіологічні дослідження механізмів посухостійкості, іх генетичні основи та селекція стійких до посухи сортів займають чи не центральне місце у фундаментальних досліженнях.

Більша частина прикладних досліджень лежать у площині переважно технологічних рішень економії водних ресурсів та оцінки сортових особливостей у відношенні до споживання води виноградною рослиною. На цих напрямках виділяється так зване зрошення з дефіцитом води, яке сприяє підвищенню якості винограду і вина та водночас дозволяє зекономіти водні ресурси та кошти на зрошення.

Так, у часи  відомої посухи на південному сході  Австралії (2001-2009 рр.)  виробники зіткнулися з безпрецедентними обмеженнями на полив через дуже низький рівень у  водоймах, які для цього використовувалися та з тим, що вартість  зрошення перевищила вартість багатьох плодових культур та винограду.

Частково вихід із цієї ситуації був знайдений за рахунок корчування  менш прибуткових сортів та перенаправлення  поливу на ділянки із більш цінними сортами або просто за рахунок відмови  від догляду за неприбутковими виноградниками.

 В якості альтернативи, крім того, виробники застосували різні технології та стратегії економії зрошення, спрямовані, зокрема на зменшення випаровування за рахунок операцій із зеленими частинами кущів, переходу від спринклерних та мікроструйних поливів до крапельного зрошення,  боротьби з  бур’янами,  застосування мульчі для зменшення випаровування  та впровадження стратегій дефіцитного зрошення.

Сортова реакція винограду на різні обсяги води при зрошенні досліджувалася у багатьох виноградарських країнах світу у різних варіантах експериментів, включаючи технологічні варіації (наприклад формування та ведення кущів).

У Каліфорнії було досліджено  реакцію сорту Каберне Совіньойн на зрошення з використанням різної шпалери. Було використано дві системи: шпалери з вертикально розташованими пагонами та варіант, де  пагони були орієнтовані як догори, так і до низу.  Кількість поливу та тип шпалери впливали на масу ягід, розчинні тверді речовини та врожайність. Було відмічено наявність впливу кількості зрошення та типу шпалери на рівень рН соку та титровану кислотність. Вміст пігментів, що визначають забарвлення сорту, антоціанів, збільшувався із збільшенням  кількості поданої води, але вони були вищими для шпалери із вертикальним розміщенням пагонів, принаймні  в окремі роки. Серед обробок були незначні відмінності у загальному вмісті фенолів, дубильних речовин та антоціанів вин. Сенсорна оцінка вин не виявила істотних відмінностей між трьома  схемами поливу. Таким чином, вочевидь  управління зрошенням може бути використано для збільшення врожаю, тоді як методи управління кроною кущу та тип шпалери можуть бути використаними  для оптимізації якості ягід та вина.

Система шпалери для виноградників визначає денні та сезонні схеми перехоплення світла, а отже, може впливати на використання води та продуктивність. В Іспаніі було проведено  експерименти на винограді для дослідження можливості  підвищення ефективності використання води або за допомогою нахилу крони  на захід, або за допомогою орієнтації ряду винограду на схід-захід. Результати показують, що орієнтація рядів схід-захід знижує транспірацію на 15% порівняно з орієнтацією північ-південь без шкоди для врожайності. З іншого боку, виноградники, орієнтовані на північ-південь, схилені на захід, мали менше перехоплення світла  вранці, коли дефіцит тиску пари вищий, але це не дозволяло зменшити щоденне споживання води, оскільки більша її витрата  відбувається вранці. Нахил винограду на захід збільшив продуктивність виноградників і вегетативний ріст та навіть забезпечив більш ранній фенологічний розвиток, але лише в окремі сезони.

У південній Італії ранні сорти столового винограду зрошують і накривають поліетиленовою плівкою, щоб прискорити дозрівання та збільшити чистий прибуток виробника завдяки більш високій ціні цього винограду на ринку. Було проведено дослідження, щоб оцінити вплив трьох різних режимів поливу, що відповідають 100, 80 та 50%  води, втраченої при випаровуванні, на сорті «Sublima Seedless», покритому трьома типами пластикової плівки. Виявилося, що найкращий баланс між вегетаційним ростом, врожайністю винограду, якістю ягід та використанням води був отриманий шляхом застосування варіанту у 80% випаровування.

Дослідження впливу зрошування винограду «Конкорд» Vitis labruscana  (США. Вашингтон) на рівні врожайності та якість винограду показало, що варіанти зрошення, які  були розділені на відносні норми застосування води: високі (нинішня практика вирощування), помірні, низькі та дуже низькі.  приблизно відповідали скороченню на 35, 45 та 60% від контролю.

Таким чином, з подібних досліджень найчастіше витікають висновки щодо того, що обсяг поливної води формує кількість врожаю, в той час як  показники його якості формуються за рахунок агротехнологій, від зелених операцій до шпалери і т.п.

Сортова специфіка  в умовах зрошення розглядається переважно із точки зору дослідження фізіологічних механізмів, оскільки вже виявлено, що  різні сорти винограду використовують різні стратегії боротьби зі стресом від посухи. Дослідження двох сортів,  «Каберне Совіньйон»  та «Шираз» («Сіра»),  в умовах  дефіцитного  зрошення, показало, що будова ксилеми (деревини) та регулювання діяльності продихів є основним фактором у визначенні гідравлічної поведінки цих сортів. У порівнянні з «Сіра», Каберне Совіньйон компенсував нижчу провідність продихів більшою ефективністю використання води та швидкістю фотодихання. Різна сортова реакція на обмеження води свідчить про те, що режими поливу слід коригувати окремо для кожного сорту з метою покращення врожайності та якості.

Згадана вище стратегія дефіцитного  зрошування є чи не найбільш активно досліджуваним в останні роки феноменом, за вивчення якого, зокрема, було виявлено його вплив на фізичні параметри столового винограду та продемонстровано, що дефіцитне зрошування не мало істотного впливу на якість ягід наприкінці періоду зберігання у холодильниках. Сенсорний аналіз показав, що оцінка винограду, отриманого в умовах дефіцитного зрошення, була вищою від варіанту, в якому вологозабезпечення відбувалося лише за рахунок природних опадів і практично не відрізнялося від варіанту із зрошуванням без дефіциту.

Таким чином, було зроблено висновок, що для столового винограду можна зменшити кількість поливу приблизно на 30%  без негативного впливу на фізичні та смакові якості ягід.

Значно більший вплив дефіцитне зрошення має на якість технічного винограду та вина, при цьому також простежується наявність сортової специфіки реагування виноградної рослини. Так, дослідження, проведені  на 2-х сортах в центральній Іспанії показали, що вибір періоду дефіциту води  ( до початку визрівання, після початку визрівання та стійкий дефіцит від цвітіння до збору врожаю впливає на отриманий результат. В цілому виявлено різницю  між двома сортами винограду при однаковому управлінні зрошенням. Якщо сорт «Airén» показав відмінності в рівні урожайності, сорт  «Macabeo» виявив різницю у складі (технологічні зрілість, вміст азоту та ароматичних речовин), що є важливим для виноробів.

Численними дослідженнями показано, що помірний водний стрес  у винограду, в залежності від періоду вегетації винограду, знижує ріст пагонів, врожайність, розмір ягід і сприяє накопиченню цукру та збільшенню концентрації поліфенолів у ягодах. Експеримент  на сорті ‘Nero di Troia’ в регіоні Апулія (південна Італія), показав, що зрошення із дефіцитом у 20 % порівняно із повним зрошенням, яке було розпочато від зав’язування ягід  і тривало  до строку у три тижні до збору врожаю, не дало змоги  виявити  істотні відмінності у параметрах продуктивності  (урожай, маса грона та ягід) та складі сусла (концентрація розчинних твердих речовин, титрована кислотність та рН).

Вина з варіанту із дефіцитом зрошення  мали однаковий вміст спирту порівняно із повним варіантом зрошення,  але демонстрували більш високу концентрацію антоціанів та фенолів. Ці результати показують, що можна зменшити кількість зрошення на 20%  (за рівнем випаровування) у сорту «Nero di Troia» без негативного впливу на врожайність  винограду та кількість і якість вина,  принаймні протягом першого року застосування.

Відповідь білоягідного  сорту винограду  «Doña Blanca» (Vitis vinifera L.) на обмеження води в умовах південно-західної Іспанії (Естремадура), вегетативний розвиток, врожайність та склад сусла вивчали протягом трьох років поспіль на комерційному винограднику, розташованому в Естремадурі (південно-західна Іспанія). Дефіцит води на початку  вегетації зменшив врожайність в результаті зменшення розміру ягід порівняно з контрольною обробкою, тоді як більш пізній за строками дефіцит води  зменшив масу зрізаної лози та дав  урожай винограду на рівні  контролю. Дефіцит води збільшував загальну кількість розчинних твердих речовин та винної кислоти і зменшував кількість яблучної кислоти, незалежно від періоду  обмеження доступу води. Вивчення різних рівнів водного стресу на сорті «Carménère» також показало його позитивний вплив на показник розчинної твердої речовини.

Таким чином, вибір режимів оптимального зрошення  має спиратися на знання сортових особливостей у цьому відношенні, технологічних аспектів вирощування та неодмінно брати до уваги напрямок використання (столовий чи технічний виноград) і завдання, які ставлять перед собою власник, виноградар та винороб.

Н.А. Мулюкина, заступник директора з наукової роботи ННЦ «Інститут виноградарства і виноробства імені В.Є. Таїрова» НААН України

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here