Радиационный режим склонов и его влияние на продуктивность винограда

Характеристика радиационного режима склонов Южного берега Крыма
Южный берег Крыма является зоной производства высококачественных десертных и крепких вин. Этому способствуют не только благоприятные почвенно-климатические факторы, обилие тепла, легкие хорошо прогреваемые почвы, но и своеобразные условия местоположения виноградных участков, близость моря, крутые южной экспозиции склоны.
В настоящее время на Южном берегу Крыма в связи с переходом на механизированную обработку виноградников производится реконструкция и освоение склоновых земель. Вопрос о целесообразности и особенностях террасирования склонов под виноград на Южном берегу является актуальным для виноградарства. В связи с этим необходимы научно обоснованные агрометеорологические рекомендации по освоению склонов, которые обеспечили бы сохранение высокого качества продукции в этом уникальном винодельческом районе. Для этой цели необходимо изучить особенности радиационного режима склонов различной крутизны и экспозиции и оценить влияние крутизны и экспозиции склонов на урожайность и сахаристость винограда на территории Южного берега Крыма.
Для характеристики влияния крутизны и экспозиции склона на продуктивность винограда в условиях Южного берега Крыма использовались результаты обследования 110 участков и хозяйственные данные по учету урожайности и сахаристости винограда сорта Мускат белый (сорт, занимающий около 70 % всех площадей) по этим же участкам за 1965—1974 гг. Как показало обследование виноградников на Южном берегу Крыма, основной технический сорт винограда Мускат белый произрастает на высотах от 40 до 350 м над ур. м., преимущественно на южных, юго-западных и юго-восточных склонах крутизной 1—30°. На восточных, западных и северных склонах также имеются значительные площади.
При оценке радиационного режима склонов Южного берега Крыма прямая солнечная радиация Sскл как основной фактор, влияющий на интенсивность сахаронакопления, вычислялась по методике А. И. Гордова [38].
При расчете Sскл использовались фактические данные прямой солнечной радиации, приходящей на горизонтальную поверхность при средних условиях облачности. Прямая солнечная радиация вычислялась для сроков 6 ч 30 мин, 9 ч 30 мин, 12 ч 30 мин, 15 ч 30 мин и 18 ч 30 мин местного времени. Суточные суммы прямой радиации на склоне ∑Sскл вычислялись по данным срочных наблюдений по методу трапеции в соответствии с [38]. Сумма солнечной радиации за месяц получалась путем умножения суточной суммы на число календарных дней в данном месяце. Значения ∑Sскл при средних условиях облачности были рассчитаны для склонов южной, юго-восточной, юго-западной, восточной, западной, северо-восточной, северо-западной и северной экспозиций крутизной 10, 20, 30°.
При расчете суммарной солнечной радиации использовались фактические данные о прямой радиации при средних условиях облачности, приходящей на склоны различной крутизны и экспозиции. Расчет суммарной радиации, поступающей на склоны, проводился в предположении изотропного распределения рассеянной радиации D по небосводу по формуле
(3-1).
Рассеянная радиация на наклонные поверхности рассчитывалась по формуле
(3-2)
где D — рассеянная радиация от небосвода и облаков, поступающая на горизонтальную поверхность; β— угол наклона склона.
Приход отраженной коротковолновой радиации к наклонной поверхности определялся по формуле

При расчете Dскл и Rскл использовались фактические данные о рассеянной и отраженной от горизонтальной поверхности радиации (см. табл. 1.10).
Приход прямой солнечной радиации при средних условиях облачности (табл. 3.1 и 3.2) на склоны различной крутизны и экспозиции на Южном берегу Крыма значительно отличается от прихода радиации на горизонтальную поверхность. Наибольшие суточные суммы прямой солнечной радиации поступают на южный, юго-западный и юго-восточный склоны, наименьшие — на северный склон. Склоны восточной, западной, северо-восточной и северо-западной экспозиций занимают промежуточное положение. Северные склоны крутизной 30° и более с декабря по февраль не получают прямой солнечной радиации.

Таблица 3.1
Суточные суммы прямой солнечной радиации (МДж/м), приходящей на склоны различной крутизны β и экспозиции. Южный берег Крыма

Примечание. Здесь и в табл. 3.2, 3.3 и 3;5 приведены данные на 15-е число месяца.

Таблица 3.2
Относительный приход прямой солнечной радиации на склоны различной экспозиции и крутизны β (процент от прихода на горизонтальную поверхность)

Таблица 3.3
Суточные суммы суммарной солнечной радиации (МДж/м2), приходящей на склоны различной крутизны β и экспозиции. Южный берег Крыма

Приход радиации с увеличением крутизны южного склона увеличивается. Эта закономерность сохраняется почти в течение всего года.
На склонах юго-восточной и юго-западной экспозиций с увеличением крутизны приход радиации увеличивается с сентября по май, в летний период (июнь—август) наблюдается незначительное снижение радиации. Приход прямой солнечной радиации на восточные и западные склоны уменьшается с увеличением крутизны. С августа по май это уменьшение незначительно, но в июне—июле при увеличении крутизны с 10 до 30° приход радиаций на склоны за сутки уменьшается на 1,7 МДж/м2. Особенно резко снижается приход прямой солнечной радиации с увеличением крутизны северо-западных, северо-восточных и северных склонов. В июле—августе с увеличением крутизны северных склонов с 10 до 30° потери прямой радиации за сутки составляют 3,4—6,3 МДж/м2.
Наибольшее количество солнечной энергии по сравнению с горизонтальной поверхностью получают южные склоны. На южные склоны крутизной 15—30° в декабре и январе за сутки поступает прямой солнечной радиации в 2 раза, в ноябре—феврале в 1,5 раза больше, чем на горизонтальную поверхность. Весной различие между ними составляет 20—40%, летом — около 5— 10 %, осенью — 25—60 %.
Восточные и западные склоны крутизной до 10° получают за сутки почти одинаковое с горизонтальной поверхностью количество радиации. На склоны северо-западной, северо-восточной и северной экспозиций любой крутизны приход прямой солнечной радиации всегда ниже, чем на горизонтальную поверхность. Склоны северной половины горизонта крутизной до 10° с апреля по сентябрь получают за сутки 80—96 % прямой радиации, поступающей на горизонтальную поверхность. Суточные суммы суммарной солнечной радиации, приходящей на склоны разной экспозиции, приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.4
Приход прямой солнечной радиации S (МДж/м2) за период активного сахаронакопления (сентябрь—октябрь) на склоны различной крутизны β и экспозиции. Южный берег Крыма

Таблица 3,5
Суточные суммы ФАР (МДж/м), приходящей на склоны различной крутизны β и экспозиции. Южный берег Крыма

В основной период сахаронакопления (сентябрь—октябрь) на южные склоны солнечной радиации поступает значительно больше, чем на горизонтальную поверхность или террасную площадку. Так, в сентябре—октябре поток радиации на горизонтальную поверхность составляет 481 МДж/м2, на южный склон крутизной 10, 20 и 30° — соответственно 563, 629 и 716 МДж/м2, т. е. теплообеспеченность южных склонов крутизной 10, 20 и 30° выше, чем горизонтальной поверхности соответственно на 17, 31 и 49% (табл. 3.4). Восточные и западные склоны этой же крутизны во время интенсивного сахаронакопления получают радиации на 4—13%, северо-восточные и северо-западные склоны на 16—46%, северные на 26—66% меньше, чем горизонтальная поверхность.
Суточные суммы ФАР, приходящие на склоны различной крутизны и экспозиции, рассчитанные по формуле (1.3), представлены в табл. 3.5.
Суммы ФАР на склоны различной крутизны и экспозиции существенно отличаются от сумм ФАР на горизонтальную поверхность. Поступление ФАР на южные, юго-западные и юго- восточные склоны в течение года значительно выше, чем на горизонтальную поверхность. Потоки ФАР на восточные и западные склоны примерно такие же, как на горизонтальную поверхность, на северо-восточные, северо-западные и северные — значительно меньше. С увеличением крутизны склонов до 30° приход ФАР на южные, юго-западные и юго-восточные склоны существенно увеличивается особенно в осенне—зимний период, на восточные и западные склоны — значительно уменьшается. С увеличением крутизны склонов северных экспозиций поступление ФАР на них резко уменьшается.
Таблица 3.6
Суммы ФАР (МДж/м2) на южные склоны различной крутизны за межфазные периоды развития винограда

Суммы ФАР за межфазные периоды развития винограда, произрастающего на южном склоне, приведены в табл. 3.6. Межфазные периоды, представленные в табл. 3.6, вычислялись по средним многолетним датам развития винограда на Южном берегу Крыма. Виноград, произрастающий на южном склоне крутизной 10—30°, получает за период вегетации 1800—1860 МДж/м2, т. е. на 135—201 МДж/м2 больше, чем горизонтальная поверхность. Суммы ФАР за межфазные периоды развития винограда использовались нами в главе 1 для определения потенциального урожая при различных коэффициентах использования ФАР.