V.5. ПОГЛОЩЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ВИНОГРАДНИКОМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕГО СТРУКТУРЫ
Основным фактором, определяющим уровень поглощения и эффективность использования энергии солнечной радиации на формирование урожаев в посевах и насаждениях сельскохозяйственных культур, является структура фитоценоза.
В исследованиях по радиационному режиму под «структурой» понимается архитектура группировки растений, определяемая размещением растений на участке густотой посадки, размером и формой кроны [306]. Таким образом, понятие «структура» рассматривается как синоним строения фитоценоза.
Таблица 24
Количественные характеристики радиационного режима виноградника (посадка 2X2 м, по [374])
Примечание. Для беседочной системы Лк под кроной ровно 0,06.
Имеются единичные экспериментальные данные о поглощении солнечной радиации виноградником. По данным Турманидзе и др. [374], в условиях Грузии радиационный баланс Вк несколько выше в насаждениях с вертикальной шпалерой по сравнению с беседочной (табл. 24), что объясняется более высоким альбедо Лк беседочных систем. Различия в геометрической структуре кроны проявляются особенно заметно в степени затененности почвы р и в величине коротковолнового баланса поверхности почвы Ви*. Следствием этих различий является более высокое поглощение биомассой растений коротковолновой радиации при беседочной системе (0,55 против 0,23 кал/(см2-мин) при вертикальной шпалере). Значения интегрального коэффициента поглощения l\BJQ также свидетельствуют о более высоком относительном поглощении солнечной радиации виноградником с беседочной системой.
Для условий юга Украины [243] в июле в среднем за день кусты сорта Алиготе поглощали 0,181 кал/(см2-мин) ФАР, а кусты сорта Каберне Совиньон 0,176 кал/(см2-мин). Поглощение ФАР одним растением было выше в редких посадках, где кусты имели большие размеры кроны; в пересчете на 1 га поглощение радиации возрастало в густых посадках. Такая же закономерность прослеживалась в насаждениях сорта Жемчуг Саба (табл. 25) [48].
Таблица 25
Поглощение ФАР виноградом на одноплоскостной шпалере (сорт Жемчуг Саба, 4 VII 1967, по [48])
Площадь питания куста, м | Число кустов на 1 га | Поглощение ФАР за день | |
тыс. ккал/куст | млн. ккал/га | ||
1,5 × 1,0 | 6666 | 8,0 | 53 |
2,0 × 1,0 | 5000 | 6,4 | 31 |
2,25 × 1.5 | 2900 | 7,8 | 23 |
2,5 × 2,5 | 1600 | 11,7 | 18 |
Таблица 26
Среднее дневное поглощение ФАР структурными элементами виноградника по месяцам (1970—1971 гг.)
Вариант. Формировка | Площадь питания куста, м | Поглощение ФАР за день | За весь период формирования урожая, млн. ккал/га | |||||||||||
тыс. ккал/куст | тыс.ккал/ряд | млн. ккал/га | ||||||||||||
VI | VII | VIII | IX | VI | VII | VIII | IX | VI | VII | VIII | IX | |||
|
|
|
|
| Сорт Шабаш |
|
|
|
|
|
|
| ||
1. | 2,5X2,5 | 3,2 | 12.6 | 12.4 | 10,8 | 128 | 504 | 496 | 432 | 5,1 | 20.2 | 19,8 | 17,3 | 1634 |
2. | 2.5X1,5 | 4,5 | 6,3 | 6.3 | 6,0 | 302 | 422 | 422 | 402 | 12,1 | 16,9 | 16,9 | 16,1 | 1643 |
3. | 1.5X1,0 | 2,1 | 4,0 | 3,5 | 3,4 | 210 | 400 | 350 | 340 | 14,1 | 26,8 | 23,5 | 22,8 | 2184 |
4. | 3,0X1,0 | 3,6 | 6,6 | 5,7 | 5,2 | 360 | 660 | 570 | 520 | 11,9 | 21,8 | 18,8 | 17,2 | 1869 |
|
|
|
|
| Сорт Рислинг |
|
|
|
|
|
|
| ||
1. | 2,5X2,5 | 4,0 | 11,3 | 11,8 | 8,8 | 160 | 452 | 472 | 352 | 6,4 | 18.1 | 18,9 | 14,1 | 1231 |
2. | 1,5X1,0 | 2,3 | 3 7 | 3,4 | 3,0 | 230 | 370 | 340 | 300 | 15,4 | 24,8 | 22,8 | 20,1 | 1800 |
3. | 1,5X0,75 | 2,1 | 2 ,7 | 2,6 | 2,4 | 279 | 359 | 346 | 319 | 18,7 | 24.1 | 23.2 | 21,4 | 1876 |
4. Кордонная на Т-образной шпалере | 3,0X1.0 | 2,9 | 5,5 | 5,2 | 4,2 | 290 | 550 | 520 | 420 | 9,6 | 18,2 | 17,2 | 13,9 | 1343 |
Рис. 42. Дневной ход коэффициентов поглощения ИР а ля виноградником. Сроки измерения при ориентации 3—В: 1 — 18 июня, к =68°; 2—17 августа, Aq = 59°; 3 — 21 сентября, Iiq =46°, при ориентации рядов С—Ю: 1 — 22 и 24 июля, h q = = 65°, 2 — 26 и 28 августа, А0=55°, 3 — 1 сентября, ft.; =42°.
В табл. 26 приведены полученные нами характеристики дневного поглощения ФАР в период вегетации структурными элементами виноградника в зависимости от площади питания куста и формы кроны.
В насаждениях с веерными формировками в расчете на один куст и на ряд во все сроки, исключая первый (июньский), поглощение радиации наибольшее в редких посадках, где кусты имеют более мощную крону. Из всех сопоставляемых структур поглощение радиации одним рядом наибольшее в насаждениях с кордонной формировкой на Т-образной шпалере.
В начале вегетации больше поглощают радиацию ряды с густой посадкой, где шпалера быстрее заполняется фитомассой. Максимальное поглощение отмечается в июле и в августе, когда крона достигает наибольших размеров и приходы радиации наибольшие. К концу вегетации вследствие уменьшения поступления радиации и частичного опадения листьев поглощение уменьшается. Поглощение радиации 1 га виноградника закономерно увеличивается по мере увеличения числа рядов.
Для характеристики поглощения солнечной радиации целым виноградником могут быть использованы как абсолютные характеристики поглощения (ккал/га), так и относительные, т. е. коэффициенты поглощения. Последние не зависят от количества поступающей радиации (для данной структуры виноградника и архитектуры кустов) и поэтому могут быть использованы для сравнения радиационных характеристик, получаемых в разные годы и в разных районах, а также для сравнения радиационного режима виноградника с РП иной геометрической структуры. Коэффициенты поглощения, полученные для данного конкретного виноградника, могут быть использованы для определения количества поглощенной радиации виноградником в последующие годы по данным приходов радиации на горизонтальную поверхность.
Рис. 43. Среднедневные коэффициенты поглощения ИР и ФАР виноградником в период вегетации.
а — сорт Шабаш, о — сорт Рислинг. Цифры у кривых —варианты (см. табл. 2ti)
Дневной ход коэффициентов поглощения виноградника особенно хорошо выражен при направлении рядов С — Ю (рис.42). В течение дня отчетливо прослеживается снижение среднечасовых значений аА1К по мере увеличения hr. Величина превышающая единицу в утренние и послеполуденные часы, показывает, что в эти сроки поглощение радиации превышает поступление ее на горизонтальную поверхность насаждения. Полуденные значения ади в течение вегетации различаются мало. В остальные часы дня в более поздние периоды вегетации значения аАи закономерно возрастают.
При ориентации рядов 3 —В среднечасовая величина аАж повышается с увеличением /Iq и достигает максимума в полдень. Для одних и тех же часов дня на протяжении вегетации коэффициенты возрастают. Особенность структуры виноградника проявляется здесь в том, что в начале вегетации, когда после восхода и перед заходом Солнца прямые лучи попадают на северную сторону шпалеры, величина аАж имеет три максимума: утром, в полдень и вечером. Однако в этот период крона кустов развита еще не полностью, поэтому дневной ход аАа выражен слабо.
Поглощение солнечной радиации виноградником в период вегетации характеризуется непрерывным увеличением среднедневных значений коэффициентов, которые достигают 0,45—0,70 для аАи 0,5—0,8 для аАф (Рис- 43). Средние за период формирования урожая коэффициенты поглощения значительно меньше: 0,28—0,54 для аАи и 0,34—0,57 для аАф (табл. 27).
Таблица 27
Средние за период формирования урожая значения коэффициентов поглощения ИР и ФАР виноградников с различной структуры
Вариант. Формировка | Число рядов на 1 га | Число кустов в ряду | аАи | аАф | ||
1970 г. | 1971 г, | 1970 г. | 1971 г. | |||
| Сорт Шабаш |
|
|
|
| |
1. Веерная | 40 | 40 | 0,38 | 0,28 | 0,44 | 0,40 |
2. Веерная | 40 | 66 | 0,33 | 0,31 | 0,47 | 0,37 |
Веерная | 66 | 100 | 0,50 | 0,44 | 0,55 | 0,57 |
4. Кордонная на Т-образной шпалере | 33 | 100 | 0,42 | 0,35 | 0,51 | 0,44 |
| Сорт Рислинг |
|
|
|
| |
1. Веерная | 40 | 40 | 0,33 | 0,36 | 0,34 | 0,39 |
2. Веерная | 66 | 100 | 0,45 | 0,51 | 0,50 | 0,53 |
Веерная | 66 | 133 | 0,47 | 0,54 | 0,52 | 0,57 |
4. Кордонная на Т-образной шпалере | 33 | 100 | 0,34 | 0,30 | 0,40 | 0,36 |
В целом можно отметить, что виноградники характеризуются относительно высокими по сравнению с посевами коэффициентами поглощения. На исследованных виноградниках коэффициенты поглощения ФАР, равные 0,7—0,8, наблюдаются уже при LAI=l-l,5, в то время как в посевах со сплошным покровом этим коэффициентам соответствуют LAI= 2-3 [137]. Объяснение этому мы находим в рассмотренных выше закономерностях формирования радиационного режима винограда, где отчетливо проявляется роль боковых сторон кроны кустов в аккумуляции поступающей энергии солнечной радиации.