Предисловие и введение к т. 1 - Физиология растений - основа научного виноградарства

Без знания основных закономерностей роста и развития виноградного растения в самом широком смысле слова, как и методов их регулирования невозможно добиться высоких и качественных урожаев при наименьших затратах труда и материальных средств и при наиболее продолжительном использовании потенциальных возможностей виноградного куста.
Синтез органических веществ из углекислоты, минеральных элементов и воды является по своей сущности питанием винограда. Поэтому изучение всех факторов и условий, связанных с усвоением неорганических элементов из внешней среды и их превращением в органические, создает условия для целенаправленного и научно обоснованного регулирования питания виноградного растения.
Все применяемые в виноградарстве мероприятия, направленные на создание оптимального режима питания винограда, способствуют также обеспечению наиболее подходящих условий роста и плодоношения. Поэтому усилия многих специалистов сосредоточены на изучении водного режима, минерального и воздушного питания (фотосинтеза) винограда. Результаты их исследований являются научной основой орошения и удобрения виноградников. Изучение фотосинтеза виноградного растения также имеет очень большое теоретическое и практическое значение. Накопление сахара в ягодах винограда зависит не только от работы листьев и их фотосинтетической активности, но также от мероприятий, способствующих активному синтезу, правильному распределению ассимилятов и их продвижению к ягодам и другим органам растения.
Исследования водного режима винограда основываются на физиологических исследованиях по установлению расхода воды (транспирации листьев) и факторов, оказывающих влияние на этот процесс (биологических, агротехнических и экологических). Большое значение приобретают в настоящее время исследования по установлению физиологических методов диагностирования потребностей растения в воде (сосущая сила, концентрация клеточного сока и др.) и их зависимости от типа почвы, нагрузки кустов и норм орошения. Исследования в этих направлениях повышают методический и технический уровень знаний специалистов и практиков о водном режиме виноградного растения и, несомненно, будут способствовать освобождению режима орошения от узких рамок эмпиризма.
При изучении минерального питания виноградного растения исследователи все больше начали прибегать к методам физиологии. Листовая диагностика является одной из первых попыток выйти из ограниченных рамок эмпиризма при определении потребностей виноградного растения в минеральных веществах в отдельных фазах его развития и в разных условиях выращивания. Применение радиоактивных изотопов в исследовательской работе раскрывает широкие возможности углубленного изучения процессов поглощения минеральных веществ корневой системой, их продвижения в восходящем и нисходящем направлениях, превращений, которым они подвергаются, а также их локализации в различных органах и частях винограда. Установление синтетических функций корневой системы и способности корней синтезировать сложные органические вещества, как и наличие ряда специфических изменений (сезонных и суточных), раскрывает новые аспекты в изучении физиологии минерального питания виноградной лозы. Таким образом, исследования в области физиологии минерального питания способствуют переводу удобрения на научные основы и выявлению его взаимосвязи с плодоношением винограда и качеством урожая.
Исследования в области воздушного питания в настоящее время не ограничиваются лишь установлением интенсивности фотосинтеза. Изучение продуктов фотосинтеза и способов превращения углерода до получения сложных органических веществ приобретает важное теоретическое и практическое значение. Очень большое значение в настоящее время придается передвижению ассимилятов и их транслокации в различных органах и частях виноградного растения. Изучение движения ассимилятов к трем полюсам винограда — конусу нарастания, грозди и корням — открывает заманчивую перспективу расшифровки основных способов управления процессами, связанными с ростом виноградного растения и накоплением сахара в ягодах. Превращения ассимилятов имеют определенную связь с рядом важных биологических проявлений винограда, таких, как морозоустойчивость, засухоустойчивость, раннеспелость и др. Установление взаимной связи между характером обмена веществ и биологическими качествами винограда, по-видимому, положительно отразится на усилиях ученых повысить устойчивость винограда к неблагоприятным условиям и воздействиям на качество урожая.
Регулирование хода фотосинтеза и движения ассимилятов лежит в основе ряда важных агротехнических мероприятий при выращивании винограда. Осенняя обрезка, как правило, приурочивается к концу периода приостановления оттока ассимилятов. Весной, наоборот, обрезка должна предшествовать возобновлению восходящего движения накопленных в корневой системе ассимилятов к надземным органам. Исследования в этом направлении создают научную основу для определения наиболее подходящего срока обрезки в разных экологических районах.
Прищипывание, чеканка, пасынкование, обломка и кольцевание являются важными агротехническими приемами при выращивании винограда. Применение этих операций во время активной вегетации растения дает глубокое отражение на многих физиологических процессах и, в особенности, на фото- синтетической активности листьев и отправлении ассимнлятов к тем или иным органам винограда. Изучение физиологии этих операций проливает свет на их сущность, уменьшает эмпиризм в виноградарстве и создает предпосылки для регулирования на научной основе роста и плодоношения виноградной лозы.
Регулирование листовой поверхности и, в частности, ее размещение в зависимости от применяемых формировок, подпор и густоты посадки обусловливает в значительной степени продуктивность листьев, ввиду чего оно имеет большое практическое значение. Исследования в этом направлении имеют целью создание научных основ рациональной системы выращивания виноградного растения, при которой листья проявляли бы наиболее высокую продуктивность.
Изучение корреляции между ростовыми и репродуктивными проявлениями винограда является сравнительно новым и, в то же время, весьма перспективным научным направлением. Оно дает возможность объединить в единую систему отдельные явления и процессы у виноградного растения и мероприятия, применяемые при его выращивании, а также способствует установлению их взаимосвязи. Такой подход повышает уровень физиологических исследований и, тем самым, позволяет получить результаты, в которых интегрированы взаимовлияние и взаимосвязь между явлениями, процессами и агроприемами.
Недостаточно исследованы физиология роста различных органов винограда (побегов, листьев, соцветий, гроздей, ягод, корней) и его закономерности, а также зависимость от условий среды и агротехнических приемов. Исследования в этой области могли бы стать научной основой регулирования роста виноградного растения путем применения различных мероприятий в целях повышения урожайности и качества винограда.
Очень важным направлением исследований является изучение корреляций, существующих между нагрузкой кустов и развитием глазков, индивидуальным ростом побегов, коэффициентом плодоносности, средним весом гроздей и ягод и их сахаристостью. Изучение корреляции между листовой поверхностью (в пересчете на побег, куст или же единицу площади) и количеством и качеством винограда является совершенно новой научной областью исследований. На основании этих исследований развивается новое научное направление в связи с продуктивностью листьев, целью которого является установление научных критериев рационального соотношения между нагрузкой кустов, ростом, плодоношением и качеством винограда.
Установление коррелятивных взаимоотношений между площадью питания (густотой посадки) и системой выращивания виноградного растения (формировками и подпорами), с одной стороны, и ростом и плодоношением — с другой, представляет научную основу для создания наиболее рациональной системы выращивания винограда по районам и сортам. Целью этих исследований является достижение максимальной продуктивности листьев и получение урожаев при наиболее рациональном расходе ассимнлятов и минимальных затратах труда и материальных средств на культуру винограда.
Разнообразие методов изучения фотосинтеза винограда, так же как и разнообразие экологических и агротехнических условий и биологических особенностей изучаемых сортов объясняет значительные различия в полученных результатах, которые не всегда сопоставимы. Здесь, по-видимому, оказывает влияние тот факт, что в ряде исследований интенсивность фотосинтеза изучалась в листьях после их отрыва с растения. В связи с этим следует оценить стремление некоторых авторов изучать фотосинтез при сохранении естественного положения листа.
Интенсивность фотосинтеза дает довольно хорошее представление о продуктивности отдельного листа, однако она не может охарактеризовать продуктивность всего куста в целом или же его частей (побегов, рукавов и т. д.), поскольку в создании ассимилятов принимают участие различные по возрасту, развитию и местоположению листья, фотосинтетическая активность которых изменяется в широких пределах. Это заставляет исследователей искать другие методы, позволяющие определять количество усвоенной углекислоты растением в целом или же целыми его частями. Лишь такие методы дадут возможность сделать практические выводы о продуктивности листьев на основании показателей накопленного вещества суммарно всеми листьями. Они позволят также дать подробную оценку влияния растения или же оценивать системы выращивания в целом, в том числе формировки и конструкции.
При определении продуктивности листьев виноградного растения применяется метод сопоставления листовой поверхности с накопленным сухим веществом в ягодах и годовым приростом древесных частей лозы. Этот метод дает возможность делать практические выводы и оценивать продуктивность листьев и целесообразность применяемых мероприятий или систем выращивания винограда.
Несмотря на некоторые недостатки метода сопоставления листовой поверхности с накопленным сухим веществом в ягодах и с приростом, он позволяет судить о продуктивности всего куста, о применяемой системе выращивания. Однако он требует усовершенствования. Модификация с применением кольцевания вносит глубокие нарушения в работу фотосинтетического аппарата и передвижение веществ, ввиду чего он не может дать правильного представления о взаимосвязях между работой и функциями органов, отдельных частей и растения в целом.
Вредители и болезни наносят большой ущерб культуре винограда и снижают ее рентабельность. В связи с этим довольно велики затраты на химические препараты, которые не всегда безвредны для здоровья человека или же для экологических сообществ флоры и фауны. Поэтому большое значение приобретает проблема генетического совершенствования биологии сортов винограда с целью повышения их устойчивости к болезням и вредителям при сохранении качества продукции. В решении этой чрезвычайно сложной задачи генетика и физиология растений переплетаются на путях селекции и успешно ведут к заветному идеалу виноградарей — создать иммунное растение, обладающее высокой урожайностью и высоким качеством продукции.
В ряде районов мира экологические условия, в частности, низкие зимние температуры, часто причиняют большие, а иногда и губительные повреждения винограду. Это потребовало развития исследований биоэкологии, а также физиологических и биохимических основ морозоустойчивости и поиска путей ее повышения. На основе этих исследований разрабатываются климатические параметры территориального размещения винограда, которые уже нашли применение в ряде стран при районировании виноградной лозы.
Краткий обзор основных направлений исследований в виноградарстве показывает, что невозможно применить с успехом ни один агротехнический прием, если не известно его физиологическое влияние на те или иные проявления винограда — рост, питание, распределение веществ, созревание и т. д. Поэтому можно с полным основанием утверждать, что современное виноградарство, развиваемое на научной основе, базируется целиком на физиологии растений. Чем лучше и полнее известны физиологические процессы виноградного растения и методы их регулирования и управления, тем успешнее и активнее смогут специалисты управлять жизнью винограда и обеспечивать высокие и более качественные урожаи.
Развитие физиологических исследований виноградной лозы вызвало необходимость в расширении контактов и обмене мнениями между учеными. В этом отношении, кроме традиционных форм сотрудничества на двусторонней основе, поставлено начало международным симпозиумам по физиологии и экологии виноградной лозы. Первый международный симпозиум по физиологии виноградной лозы состоялся в Варне (НРБ) в 1971 г., а первый международный симпозиум по экологии виноградной лозы в Мамае-Констанце (СРР) в 1978 г. Без сомнения, эти форумы международного сотрудничества будут продолжаться и впредь и принесут много пользы в деле развития научного прогресса виноградарства во всем мире. Большое значение приобретают также попытки составления совместных трудов, подобных этому, в которых обобщаются мировые достижения в науке, сопоставляются точки зрения разных ученых, что способствует формированию новых направлений в развитии науки и ее практическом применении.