Влияние агрометеорологических условий и орошения на урожайность винограда
На урожайность сельскохозяйственных культур оказывают влияние много факторов, основные из них — биологические свойства, условия погоды, запасы влаги и плодородие почвы. Из этих факторов наибольшим колебаниям подвержены условия погоды и запасы влаги в почве, вследствие чего они оказывают существенное влияние на изменчивость и уровень урожая сельскохозяйственных культур.
Виноград — весьма пластичное растение, характеризуется довольно высокой засухоустойчивостью и в то же время очень отзывчив на все мероприятия, направленные на улучшение обеспечения его влагой [79, 113 и др.].
Влияние недостатка влаги и засушливых явлений на развитие винограда и урожайность изучалось в Молдавии, на Украине, в Средней Азии, на Кавказе и на Дону. Ряд исследователей [10, 13, 43, 78, 99, 110, 111 и др.] показал, что недостаток осадков при высокой температуре и низкой влажности воздуха, особенно в начальный период развития винограда, резко снижает общее развитие кустов, рост побегов, объем ягод и урожайность. В засушливые годы виноград заболевает хлорозом [10, 111].
Ф. Ф. Давитая [42], исследуя связь урожая с суммой активных температур Та>10, делит сорта винограда по потребности в тепле на три группы: ранние, средние и поздние. В качестве климатических индексов границ каждой из этих групп приведены суммы Та>10 2500, 2900 и 3300 °C. Необходимый для винограда уровень средней температуры самого теплого месяца меняется в зависимости от суммы температур за период вегетации. Изменение это выражено в следующих пределах: 1) на границе средних и посредственных урожаев от 16,0 до 18,0°С; 2) на границе хороших и очень хороших урожаев от 17,0 до 19,4 °C.
В работах немецких [226, 243, 252] и румынских [250] авторов биоклиматической характеристикой различных сортов винограда послужили суммы температуры и количество осадков за определенные межфазные периоды развития.
Т. И. Турманидзе [168] оценивает агроклиматические условия и их влияние на урожайность винограда в основные межфазные периоды: распускание почек — конец цветения, конец цветения — начало созревания, начало созревания — полная зрелость. По данным Т. И. Турманидзе, в условиях Грузии на урожайность винограда существенное влияние в первый период оказывает число дней с осадками, во второй — влажность почвы и суммарное испарение.
Важные исследования, проведенные Ф. Ф. Давитая и другими авторами по агроклиматическому районированию винограда, требуют дальнейшей детализации, особенно при оценке связи урожая винограда с условиями погоды и запасами влаги в почве. Оценивая влагообеспеченность винограда, необходимо выделить наиболее критические периоды по отношению к влаге, в которые происходит закладка плодовых почек и формирование урожая.
Исследования формирования зачатков соцветий у винограда в различных условиях произрастания, выполненные И. Н. Кондо [79, 81], Г. Ф. Турянским [169], З. В. Колесником [74, 75], З. Я. Титовой-Молчановой [162], С. А. Мельником [110], Поповым, Лиловым [177], А. П. Диканем [47], показали, что в этом
важном биологическом пpoцecce влияние внешних условий особенно сильное. З. Я. Титова—Молчанова [162] отмечает, что три прохладной (8—9 °C) и влажной погоде распускание почек задерживается и пластические вещества идут на образование 2, 3 и 4 соцветий,
О влиянии недостатка почвенной влаги на развитие плодовых побегов указывается в работе З. Б. Колесника [75]. В ней на конкретном примере показано, что в 1954 г. у большинства сортов винограда количество развившихся плодовых побегов в июне по сравнению с количеством плодовых почек во время их набухания весной было на 30—45 % меньше. Большое количество неразвившихся плодовых побегов автор объясняет недостатком влаги в почве, особенно весной 1954 г. Количество осадков в марте этого года составило 1,1 мм, в апреле—12,9 мм. Незначительное количество осадков не могло в достаточной мере обеспечить кусты винограда влагой, и часть набухших глазков не развилась. Поэтому ранневесенний период развития плодовых почек у винограда можно считать одним из основных критических периодов формирования урожая.
Исследуя развитие соцветий ранней весной в условиях Узбекистана, В. Л. Молчанов и Б. Ш. Каланов [120] также пришли к выводу, что ранневесенний период — это один из критических периодов в развитии генеративных органов, когда решается вопрос о сохранений и доразвитии зачаточных соцветий на плодоносных побегах.
Л. И. Дмитриева [52] указывает на существование тесной связи между количеством плодовых почек винограда, средней температурой, суммой температур и гидротермическим коэффициентом за весь период закладки почек без выделения ранневесенних условий. Плодоносность винограда зависит также от условий зимнего периода. Температура воздуха ниже—14°С отрицательно влияет на плодоносность винограда.
С. В. Подгорная [139] отмечает, что в условиях недостаточных осадков в Одесской области обнаружена довольно тесная связь урожайности винограда при определенном количестве гроздей на куст с количеством осадков за июнь и июль. При среднем количестве 43—45 гроздей на куст высокая урожайность винограда (4 кг на куст, или 12,0 т/га) обеспечивает количество осадков за июнь—июль не менее 110 мм, средняя урожайность (3 кг на куст, или 9,0 т/га) —не менее 50 мм. В исследованиях этого же автора [140] показана четкая зависимость урожайности от количества гроздей и суммарного расхода влаги из метрового слоя почвы за период распускание почек — съемная зрелость.
Дж. Ацци [9] отмечает, что в 1906 г. при хорошем увлажнении весной, несмотря на летнюю засуху, урожайность винограда в 3 раза превысила нормальную. Но если в зимне-весенний период отмечается недостаток осадков, то засуха полностью проявляет свое вредное действие, даже если остальные внешние факторы благоприятны.
Из анализа динамики урожайности винограда на Южном берегу Крыма за 1936—1983 гг. (рис. 6.1) можно сделать следующие выводы:
1. В связи с повышением культуры земледелия и расширением орошения наблюдается тенденция роста урожайности: в хозяйствах с неустойчивым орошением тренд составляет 0,02—0,04 т/га за год, с устойчивым — около 0,1—0,2 т/га за год.
2. Значительные отклонения урожайности от линии тренда определяются главным образом условиями влагообеспеченности года.
Рис. 6.1. Динамика урожайности винограда У (1) и количества осадков Н (2) за период ранневесенней вегетации соцветий на Южном берегу Крыма. Данные 1973—1983 гг.
При оценке влияния осадков на урожайность винограда следует учитывать не только общее их количество, но и распределение в течение периода вегетации. По нашим исследованиям, годы с высокой урожайностью на Южном берегу Крыма характеризуются значительным количеством осадков в периоды ранневесенней дифференциации соцветий и роста ягод (табл. 6.1). Особенно наглядна эта связь для ранневесеннего периода дифференциации соцветий (см. рис. 6.1). При хорошей влагообеспеченности в этот период и во время цветения высокая урожайность на Южном берегу Крыма обеспечивается даже при недостатке осадков в период роста ягод (например, 44 мм в 1969 г., см. табл. 6.1). Таблица 6.1
Количество осадков (жж) в основные периоды развития винограда в годы с высокой и низкой урожайностью. Южный берег Крыжа
Однако если во время роста ягод количество осадков меньше 20— 30 мм, то отмечается урожайность ниже средней (например, 1974 г.). В годы с низкой урожайностью количество осадков во время весенней дифференциации соцветий, как правило, меньше 20—30 мм или наблюдается сильная засуха в период роста ягод. Особенно низкие урожаи (1,5—2,0 т/га) получают, когда засуха во время ранневесенней дифференциации соцветий совпадает с засушливым детом (1971 г., см. табл. 6.1)
Оценивая влияние осенне-зимних (ноябрь—февраль) осадков на урожайность винограда, следует отметить, что на Южном берегу Крыма влияние зимних осадке® на урожайность будущего ода отчетливо не проявляется. В низкоурожайные годы (1934, 953 гг.) они были даже выше, чем в высокоурожайные (1939, 1950 гг., см. табл. 6.1). Однако безусловно, что осенне-зимние осадки играют значительную роль в пополнении запасов влаги в почве, что должно при прочих равных условиях положительно сказаться на урожайности.
Ю. И. Шуйская [219], исследуя влияние весеннего периода на урожай винограда, отмечает, что в условиях с дверного Кавказа температура воздуха ниже 15°С за период распускание почек — цветение отрицательно влияет на жизнедеятельность пыльцы винограда.
В большинстве перечисленных работ устанавливаются некоторые эмпирические связи урожая винограда с отдельными гидрометеорологическими параметрами, однако в них не приводится общей схемы решения вопроса о связи урожайности с комплексом этих факторов как за отдельные периоды, так и в целом за весь вегетационный период.
Максимальный прирост биомассы различных культур при оптимальных параметрах среды является биологическим свойством растительности и представляет одну из важнейших особенностей реакции растений на внешние условия в данной местности.
Разработке этих вопросов посвящены работы X. Г. Тооминга [165], А. Р. Константинова [86, 88], Ю. И. Чиркова [207, 208], В. П. Дмитренко [49, 50] и других. Большое значение имеют также работы по построению многофакторных статистических зависимостей между урожаем сельскохозяйственных культур и гидрометеорологическими факторами [168, 173, 174 и др.].
Наиболее важным для сельского хозяйства является установление связей урожайности каждой конкретной культуры с основными факторами.
Исследования связи урожайности сельскохозяйственных культур с основными факторами жизнедеятельности растений в настоящее время развивается по двум основным направлениям:
- путем построения динамических моделей продукционного процесса, описывающих процессы фотосинтеза и дыхания растений, накопления и преобразования органического вещества, роста и развития растений в зависимости от комплекса агрометеорологических условий и почвенного плодородия [21, 23, 60, 131, 141, 146, 147, 157 и др.];
- путем установления эмпирических связей урожая с указанными факторами с использованием основных законов растениеводства и методов математической статистики.
Работы первого направления, хотя теоретически более обоснованы и более перспективны в будущем, в настоящее время мало доступны широкому потребителю из-за своей сложности и необходимости использования современных ЭВМ. Второй путь позволяет с помощью доступных средств и информации, имеющейся на сети станций, получить необходимые для практики решения с достаточной точностью и заблаговременностью.
Одним из методов этого направления, который автор использует в данной работе, является комплексная биофизическая схема.
Главное в схеме — это принцип последовательного графического исключения влияния каждого из определяющих урожайность факторов. На графиках влияние отдельных факторов выражается изолиниями связи, а отклонение фактических данных от этих изолиний включает в себя суммарное влияние всех остальных неучтенных факторов. В схеме принято, что урожайность формируется под влиянием биологических особенностей культур, погодных факторов, плодородия почвы и агротехники. Влияние всех этих факторов рассматривается в процессе онтогенеза последовательно по межфазным периодам.
Связь урожайности винограда с водопотреблением в большинстве литературных источников характеризуется как влияние орошения на урожайность [56, 168, 169]. Согласно данным [57, 205], ежегодная прибавка урожая орошаемого винограда в Крыму составляет 5,0—5,5 т/га. А. И. Цейко [204] отмечает, что увеличение водопотребления от 2442 до 5396 м/га повышает урожайность сорта Алиготе с 9,3 до 18,3 т/га,
В опытах П. И. Колоса [76] прибавка урожая за счет орошения в Южном Приднестровье составила: для сорта Шасла 35 %, для сорта Алиготе 39,2%. А. Д. Лянной [100], оценивая влияние различных способов орошения на урожайность винограда (табл. 6.2) в климатических условиях юга Украины, отмечает, что наибольшее увеличение урожайности при наименьшем расходе воды наблюдается при капельном поливе. Многолетний опыт орошения виноградников в различных районах Ростовской области [99] показывает, что полив, при условии правильного его применения, способствует лучшему росту виноградной лозы и повышению ее плодоношения в 1,5—2 раза.
Таблица 6.2
Эффективность различных способов орошения на молодых виноградниках. Средние данные за 1974—1975 гг. [100]
В условиях Грузии [211, 212] трехразовый полив способствует увеличению прироста лозы винограда на 16,2%, а урожайности — на 45,3%.
Т. И. Турманидзе [168] отмечает, что принятый на практике показатель эффективности орошения — коэффициент водопотребления, представляющий собой отношение суммарного водопотребления к величине урожая,— не является показателем ни условий водообеспеченности, ни урожайности виноградников из-за значительных колебаний по отдельным годам. (Согласно его исследованиям, урожайность винограда является функцией двух переменных — количества гроздей, заложившихся на кусте, и массы грозди. Масса грозди зависит в основном от влагообеспеченности за межфазный период конец цветения — начало созревания, а количество гроздей на кустах — от агрометеорологических условий во время закладки и развития соцветий.
Эффективность орошения винограда подтверждается также работами П. К. Дюжева [59], Π. Т. Болгарева [16], А. Д. Лукьянова [99], Е. И. Немировской [12ч], В. Ф. Пономарева [142].
Как правило, эффективность рационального орошения при ежегодном его применении из года в год увеличивается.
Прогрессивное увеличение урожайности свидетельствует о том, что οрошение положительно влияет на закладку соцветий в почках винограда [99].
Значительные работы по изучению влияния орошения на урожай и прирост виноградной лозы проведены в Болгарии [103, 156]. Исследования показали, что полив способствует усилению роста и мощности надземной части куста. Под влиянием полива урожайность сорта Гамза повысилась на 27 % за счет увеличения размера ягод и гроздей, урожайность сортов Болгар и Димят также значительно повысилась.
По данным югославских авторов [245, 246], урожайность в год орошения повышается на 12—20%, а в следующий год — на 10— 19%. Увеличивается диаметр междоузлий и масса побегов, разница в сахаристости винограда невелика.
О существенном влиянии орошения на урожайность винограда указывается в работах А. Берхарда [223], Р. Шмарта [254], М. Мартинико [239], К. Попа [247] и других.
Неодинаковый эффект орошения виноградников в разных географических районах при оптимальном поливном режиме в основном можно объяснить их различием в обеспеченности теплом. Орошение виноградников в каждой климатической зоне должно производиться с учетом продолжительности вегетационного периода и его теплообеспеченности.
Во всех рассмотренных работах по влиянию орошения на урожайность винограда в основном показана значительная прибавка урожая, однако не приводится общей зависимости урожайности от условий закладки и дифференциации соцветий в цветочных почках, а также от влагообеспеченности в течение всего периода вегетации. Такая зависимость представляет большой интерес, особеннo в эоне орошаемых виноградников.
