Архитектура виноградного куста - Параметры кроны и вертикальное распределение площади листьев винограда

II.3. ПАРАМЕТРЫ КРОНЫ И ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ЛИСТЬЕВ
Имеются единичные сведения о параметрах кроны винограда. Показано, например, что в шпалерно-рядовых посадках удовлетворительная освещенность внутри кроны обеспечивается при ширине кроны до 50—60 см и размещении в ней семи-восьми слоев листьев. Увеличение ширины кроны до 70— 90 см и более за счет увеличения нагрузки побегами приводило к резкому снижению освещенности внутренних частей куста [130]. У группы сортов в условиях Ростовской области и в степном Крыму на приземных веерных формировках ширина кроны на высоте 50 см составляла в среднем около 50 см [58].
В табл. 2 приведены полученные нами средние по периодам вегетации параметры кроны сильнорослого сорта Шабаш с веерной формировкой на одноплоскостной вертикальной шпалере (виноградники поливные).

Таблица 2
Параметры кроны винограда на вертикальной шпалере (сорт Шабаш)

Дата	Площадь питания куста, м
	2,5X2,5			2,5X1,5			1,5X1,0
	X	У	Z	X	У	Z	X	У	Z
	1970 г.
24 VI	61	38	74	62	34	68	60	33	61
29 VII	128	53	140	113	53	104	100	44	100
19 VIII	136	62	143	127	58	105	100	44	100
15 IX	172	60	159	140	55	129	100	43	115
	1971 г.
19 VI	74	40	85	75	42	85	47	37	91
24 VII	138	53	136	136	48	92	100	44	101
10 VIII	184	48	137	150	40	85	100	35	115
6 IX	242	46	128	150	42	113	100	41	120

В редких посадках (2,5x2,5 м) крона куста продолжительное время не заполняет отведенного ему в ряду пространства. В период наибольшего развития длина кроны составляет 170— 240 см, ширина кроны быстро достигает максимальных значений (50—60 см), высота кроны в редких посадках наибольшая и достигает 140—160 см.
При уменьшении межкустного расстояния до 1,5 м пространство в ряду заполняется листовой массой быстрее (в 1971 г. это произошло уже в первой декаде августа). Максимальная ширина кроны достигает 48—58 см, т. е. тех же размеров, что и при редкой посадке. В то же время отмечается значительное уменьшение высоты кроны (до 110—130 см).
В насаждениях с густой посадкой (1,5X1,0 м) кроны кустов в ряду уже в третьей декаде июля смыкаются в сплошной контур. Ширина кроны уменьшается до 44 см, а высота удерживается на уровне варианта 2,5x1,5 м и составляет 115—120 см.

Не приводя табличного материала, отметим, что у среднерослого сорта Рислинг параметры кроны в зависимости от густоты посадки изменяются в целом аналогично сорту Шабаш, но абсолютные их значения несколько меньше. Ширина кроны в редких посадках достигает 50 см, а в густых — 40—45 см; высота кроны 130—140 см в редких и 110 см в густых посадках. Уменьшение межкустного расстояния от 1,0 до 0,75 м при ширине междурядий 1,5 м не оказало влияния на ширину и высоту кроны кустов.
Таким образом, при средней ширине кроны около 50 см в насаждениях с междурядьями 2,5 м (наиболее широко представленных в промышленном виноградарстве) земельная площадь виноградника используется надземной частью куста примерно на 20%.
Как отмечалось выше, одной из важных фитометрических характеристик является характеристика вертикального распределения площади листьев.
Обобщенное представление о функции у винограда дает кривая на рис. 7. Она составлена таким образом, что слой с максимальной площадью листьев Лмакс соответствует единице, а площадь листьев каждого слоя Jli определяется как Лi/Лмаск.Разброс точек на кривой показывает, что, несмотря на некоторые сортовые различия, в распределении площади листьев по высоте кроны отмечается общая закономерность — наличие максимума в зонах . В целом распределение площади листьев по высоте кроны винограда можно характеризовать как равномерное. Относительное увеличение площади листьев в верхней части кроны вызвано тем, что в производственных посадках при полном развитии кустов верхняя часть сильно растущих побегов обычно размещается на верхней проволоке или свисает с нее, образуя дополнительную фитомассу.

Рис. 7. Нормированные характеристики площади листьев Sji (2) по высоте кроны куста (z) у сортов Ркацители (1), Шабаш (2) и Рислинг рейнский (3).

Усредненные фитометрические характеристики показывают (табл. 3), что в насаждениях с вертикальным размещением побегов при нагрузке на куст 30—35 побегов в зависимости от межкустного расстояния (1,5 и 0,75 м) на погонный метр ряда приходится от 20 до 40 побегов и от 3,7 до 5,4 м² листовой поверхности. В этом случае величина ILAI кроны достигает — 10, что ровно вдвое выше значений LAI, при которых посевы с хаотичной ориентацией листьев поглощают практически всю падающую на них ФАР (за вычетом отраженной радиации) [137]. Индексы листовой поверхности относительно боковой проекции кроны значительно меньше: у сорта Ркацители, имеющего ажурную крону, ILAIS равен 2,5, у сортов Шабаш и Рислинг значения ILAIa достигают 3,5.

Таблица 3
Средние фитометрические характеристики кроны винограда при вертикальном размещении побегов (западная степная зона Крыма, 1972 г.)

Сорт	Средняя длина побега, см	Число побегов		Площадь листьев
		на куст	на 1 пог. м	побега, дм2	куста, м2	на 1 пог. м, м2
Шабаш	146	32	21	22,5	7,2	4,8
Рислинг	150	35	23	23,1	8,1	5,4
Ркацители	112	30	40	9,3	2,8	3,7

Продолжение табл. 3

	Средние параметры		кроны, см	ILAlr	ILAIB	ttL> мг/м3
Сорт	длина	ширина	высота
Шабаш	150	60	140	8,0	3,4	6,8
Рислинг	150	54	156	10,0	3,5	8,4
Ркацители	75	40	146	9,5	2,5	8,1

Примечание. У сортов Шабаш и Рислинг площадь питания куста 2,5X1,5 м, у сорта Ркацители — 3x0,75 м.

Данные о вертикальном распределении площади листьев по слоям показывают (табл. 4), что в период полного развития кроны (в августе) значения ILAIr, равные 4—5, отмечаются уже в слое z = 6-=-8 дм. Следовательно, падающая на горизонтальную поверхность кроны солнечная радиация поглощается уже верхней половиной кроны. Значения ILAIB по слоям изменяются от 2,3 до 5,4 (исключая верхний слой до 4 дм, где значения ILAIB меньше), что также обеспечивает высокий уровень поглощения радиации, падающей на боковые поверхности кроны.

Рис. 8. Изменение длины потока лучей внутри кроны винограда в зависимости от высоты Солнца
у — ширина, г —высота кроны.

Следует отметить, что при шпалерно-рядовой системе культуры винограда для солнечных лучей, проходящих через боковые поверхности кроны, длина пути внутри кроны в течение дня не остается постоянной: она растет с увеличением h0,т. е. угла падения лучей, и тем самым как бы меняется ILAIS.

Простые расчеты, выполненные в масштабе (рис. 8), показывают, что для ILAIB=3 при углах падения лучей на боковую поверхность 30, 45 и 60° фактические значения ILAIB составляют соответственно 3,5, 4,2 и 6,0. Даже при ILAIв = 2 при изменении угла падения лучей до 45 и 60° фактические значения ILAIB составляют 2,8 и 4,1.
Значения Ul варьируют по слоям в больших пределах — от 5,5 до 12,0 м²/м³, причем какой-либо четкой закономерности в изменении величины uLпо высоте кроны проследить не удается. Таким образом, в сравнении с другими культурами (полевыми и древесными) крону винограда с вертикальным размещением побегов можно характеризовать как оптическую систему высокой плотности.

Таблица 4
Фитометрические характеристики кроны винограда по слоям при вертикальном размещении побегов (западная степная зона Крыма)

	Сорт
Слой сверху	Шабаш			Рислинг			Ркацители
вниз, дм	ILA /г	ILAIB	мг/м3	ILA /г	ILAlb	мг/м3	ILA /г	ILAlb	мг/м3
0—4	1,6	2,5	5,6	1,7	1,6	5,5	1,7	1,5	5,5
4—6	2,7	3,4	7,7	2,8	3,0	8,3	2,8	2,3	7,3
6—8	4,0	4,0	7,3	4,8	5,4	12,0	4,1	2,6	7,1
8—10	5,6	4,5	7,6	6,5	4,4	7,9	5,6	3,1	8,4
10-12	6,7	3,4	5,7	8,3	4,8	8,6	7,4	3,5	9,5
12—14	8,0	4,0	6,6	10,0	4,5	8,2	9,5	4,1	11,2

Примечание. Характеристики ILAIr даются нарастающим итогом.

Таблица 5
Средние фитометрические характеристики кроны винограда при вертикальном (В) и свободном (С) размещении побегов (Анапский район, Краснодарский край, 1977 г.)

Схема посадки, м х м	Размещение побегов	Средняя длина побега, см	Число побегов		Площадь листьев			Средние параметры кроны		lLAlr	1LA1B	uL м3/м3
			на куст	на 1 nor. м	побега.	куста, м!	на 1 nor. м, м*	ширина, см	высота, см
			Сорт Каберне Совнньон
2X1,25	в	91	35	28	16	5,5	4,4	47	135	9,3	3,3	7,0
2,5X1,25	в	87	39	31	15	5,8	4,6	67	144	7,0	3,2	4,9
4X1,25	с	91	57	46	16	9,0	7,2	224	176	3,2	4,1	1,8
5X1,25	с	107	71	57	18	13,2	10,6	273	179	3,8	5,9	2,2
			Сорт Рислинг рейнский
2X1,25	в	96	31	25	13	4,1	3,3	41	139	8,0	2,4	5,8
2,5X1,25	в	87	31	25	12	3,8	3,0	45	153	6,8	2,0	4,5
4X1,25	с	60	44	35	9	3,9	3,0	209	144	1,5	2,2	1,1
5X1,25	с	107	35	28	15	5.1	4,1	200	166	2,0	2,1	1,0
			Сорт Траминер розовый
2,5x1,25	в	88	31	27	11	3,9	3,1	47	140	6,8 1	2,2	4,9
5X1,25	с	84	41	35	12	5,2	4,2	174	165	2,4	2,5	1,4

Длина ряда 100 м, длина кроны во всех вариантах 125 см.

Совершенно иную архитектуру имеет крона винограда при культуре на высоком штамбе со свободным размещением побегов (табл. 5 и 6). С увеличением площади питания увеличивается прежде всего число побегов на кусте и площадь его листовой поверхности. Из параметров кроны следует отметить значительное увеличение (в 4— 5 раз) ширины кроны, следствием чего является снижение индексов ILAIr до 1,5—3,8 (против 6,8—9,3 в насаждениях с вертикальным размещением побегов). Изменения в меньшей степени затрагивают высоту кроны и индексы ILAIB. Более равномерно распределяется площадь листьев и по вертикальным слоям кроны. Система ведения кустов на высоком штамбе со свободным размещением побегов обладает и большей емкостью кроны, т. е. позволяет разместить на погонном метре ряда больше побегов без ущерба для оптической плотности кроны.
Таким образом, обобщая представленный в настоящей главе материал, можно заключить, что с точки зрения использования энергии солнечной радиации систему культуры винограда с рядовой посадкой и вертикальным размещением побегов нельзя признать совершенной.

Таблица 6
Фитометрические характеристики кроны винограда по слоям при вертикальном и свободном размещении побегов (1977 г., сорт Каберне Совиньон)

Слой сверху вниз, дм	Параметры кроны			Площадь листьев, м2		ILA/г		ILAIB слоя	"L м2/м3
	высота, см	ширина, см	объем, м3	слоя	нарастающим итогом	слоя	нарастающим итогом
	Вертикальное размещение (площадь питания 2x1,25 м)
0—3	25	30	0,09	0,3	0,3	0,8	0,8	1,0	3,3
3-6	40	45	0,22	2,2	2,5	3,9	4,7	4,4	9,9
6—10	40	45	0,22	1,6	4,1	2,9	7,6	3,2	7,4
10—14	40	55	0,27	1,8	5,9	2,7	10,3	3,7	6,8
	Свободное размещение (площадь питания						4,0X1,25 м)
0—5	50	132	0,82	1,0	1,0	0,6	0,6	1,6	1,2
5—9	40	194	0,96	1,7	2,7	0,7	1,3	3,4	1,8
9—13	40	214	1,06	2,2	4,9	0,8	2,1	4,5	2,1
13—17	40	274	1,36	2,9	7,8	0,9	3,0	5,8	2,1

Примечание, Длина каждого слоя кроны равна 125 см.

Это проявляется по меньшей мере в трех элементах:

— в высокой относительной площади листьев в вертикальном слое кроны, снижающей эффективность падающей солнечной радиации в околополуденные часы;
— в высокой плотности листьев в кроновом пространстве, создающей эффект загущенности;
— в слабой заполненности земельного пространства виноградника фотосинтезирующей листовой массой.

Существующие представления о зависимости поглощения солнечной радиации от площади листьев РП [97, 137, 306], а также полученные нами характеристики архитектуры винограда дают основание предположить, что для полного и равномерного поглощения радиации в течение всего светового дня крона винограда на вертикальной шпалере в первом приближении должна иметь форму призмы с индексами ILAI для каждой стороны, равными 4—5. Очевидно, в этом случае получим 44-5, т. с. в 1 м³ кронового пространства будет размещаться 4—5 м² площади листьев (рис. 9 А).
Однако при такой геометрической форме кроны и ILAI = 4-7-5 для лучей, проходящих через верхние углы, фактические значения ILAI увеличатся соответственно до 5,5—7,0 и в нижних частях кроны образуются зоны избыточной плотности (на рис. 9 А они заштрихованы). Устранить это можно, если придать кроне в поперечном сечении форму круга, сохранив те же характеристики оптической плотности. Вся крона по длине ряда, таким образом, будет представляться цилиндром с плотностью листьев 4-7-5 м²/м³ (рис. 9 Б). Наблюдения показывают, что в насаждениях с рядовой посадкой этому условию в наибольшей степени отвечает система ведения кустов на высоком штамбе со свободным размещением побегов (рис. 9 В). Она позволяет приблизить к оптимуму фитометрические характеристики кроны ряда и тем самым устранить первый и второй элементы несовершенства архитектуры кустов при культуре на вертикальной шпалере.

Рис, 9. Схематическое представление поперечного сечения кроны винограда (вид спереди ряда) для полного и равномерного поглощения солнечной радиации в течение дня (пояснение в тексте).

Если принять характеристику uL = 5 м²/м³ в качестве критерия оптимальной плотности кроны, то можно рассчитать количество листьев и побегов в единице объема кроны и на погонный метр ряда. Такие приближенные данные приведены в табл. 7, причем листья, условно разделенные на три категории мелкие, средние и крупные, характеризуют средние размеры листа для всех ярусов побега.

Таблица 7
Количество листьев и побегов в единице объема кроны для получения характеристики ui = 5 м²/м при свободном размещении побегов (без пасынковых побегов)

Категория листьев	Длина листа, см	Площадь листа, см3	Количество листьев в 1 м1 кроны	Площадь листьев побега, дм=	Количество побегов
					в 1 м3 кроны	на 1 пог. м ряда
Мелкие Средние Крупные	10—13 14—17 18—21	66—112 130—193 210—294	757—446 384—260 238—170	13-26 28—34 36—42	38—19 18-15 14—12	114—57 54—45 42—36

Примечания: 1. Поправочный коэффициент площади листа для всех категорий листьев принят равным 0,85.
2. Площадь листьев побега вычислена из расчета 20 нормально развитых листьев при длине побега 130—150 см.
3. Для расчета количества побегов на погонный метр ряда взяты параметры : х = 1 м, у = 2 м, г = 1,5 м, V = 3 м³.

Из табл. 7 видно, что для заданных параметров кроны и средних по размеру листьев при длине побега 130—150 см для системы ведения кустов со свободным расположением почти полное поглощение падающей ФАР (за вычетом отраженной) обеспечивается при размещении на погонном метре ряда 45—54 побега (без пасынковых побегов). В зависимости от параметров кроны и облиственности побегов «оптимальное» число побегов в ряду, естественно, будет неодинаковым, но, как видно из табл. 7, несложные расчеты позволяют в каждом отдельном случае найти оптимум.
Вместе с тем следует отметить, что и при системе культуры со свободным размещением побегов (требующей, кстати говоря, более широких междурядий, чем система с вертикальным размещением побегов) сохраняется третий элемент несовершенства структуры виноградников с рядовой посадкой — недостаточная заполненность площади насаждения фотосинтезирующей листовой массой и, как следствие этого, ограниченный потенциал продуктивности насаждений. Данные Мозера [214], полученные в условиях Австрии, показывают, что даже при полной обеспеченности влагой для целого ряда европейских сортов винограда листовая поверхность плодоносящих виноградников составляет в среднем около 20 тыс. м²/га (LAI = 2). Индекс площади листьев, равный 2, характеризует эти насаждения как агроценозы относительно низкой потенциальной продуктивности.
Конструктивно заполнение всей площади виноградника листовой массой возможно при так называемых «шатровых», или «беседочных», системах ведения кустов (шпалера с козырьком, среднеазиатский «воиш», итальянская «пергола», южноамериканская «паррональ» и др.), когда однолетние побеги выносятся на горизонтальную плоскость шпалеры, размещенную на некоторой высоте над поверхностью земли [236, 275, 315]. Потенциал таких насаждений может быть максимально приближен к потенциалу ценозов, имеющих сплошной листовой покров с оптимальными оптическими характеристиками. Промышленная эксплуатация виноградников с «шатровой» системой ведения кустов затрагивает целый ряд организационно-экономических вопросов, связанных с особенностями технологии возделывания. Обсуждение их выходит за рамки нашей работы.
В заключение следует отметить, что подход к изучению структуры растений и агроценозов как целостных оптико-биологических систем, а также использование объективных фито-метрнческих характеристик позволяют упорядочить решение целого ряда вопросов, связанных с оценкой состояния растений и их потенциала. Это касается прежде всего оценки эффективности того или иного агроприема, поскольку одних только данных об урожае (даже многолетних) недостаточно для объективного заключения о достигнутом потенциале насаждения и возможных путях его повышения. В ряде случаев, например в питомнике (школке), на молодом, не вступившем еще в плодоношение винограднике, а также на маточнике подвойных лоз фитометрические характеристики выступают, по-существу, в качестве единственного критерия оценки потенциала насаждения и эффективности агроприема.
Имеется и другая не менее важная область приложения фитометрических характеристик — это использование их при сортоизучении и сортоиспытании винограда, а также для оценки новых селекционных форм. Отправным здесь может быть положение о том, что признаки отдельного растения не адекватны признакам совокупности растений, взаимодействующих в системе архитектуры ряда. Иначе говоря, неправомерно оценивать признаки продуктивности сорта вне формы кроны, архитектуры ряда и структуры ценоза.
С рассматриваемых позиций следует, очевидно, критически оценить существующую практику, когда в коллекциях и на сортоиспытательных участках продуктивность сортов винограда, различающихся по силе роста и габитусу кроны, оценивается при одинаковой площади питания, а урожай рассчитывается простым умножением среднего урожая с куста на одинаковое число кустов на 1 га [302].

Нельзя считать также оправданной практику, когда продуктивность одинаковых по силе роста сортов оценивается при разном количестве побегов на кусте, в ряду и т. д. Очевидно, что для получения сопоставимых данных по продуктивности сорта должны приводиться к сопоставимым условиям: к одинаковому количеству побегов в ряду при одинаковой силе роста и облиственности побега или же к одинаковым фитометрическим характеристикам ряда — при разной силе роста кустов. Анализ литературных данных показывает, что при таком подходе к оценке потенциала сортов могут быть получены совершенно иные результаты. К этому вопросу мы вернемся в главе VII при рассмотрении биологической модели продуктивности винограда.