Когда мы говорим о свете и винограде, мы обычно имеем в виду способность света снабжать растение энергией, необходимой для осуществления фотосинтеза. Поэтому для обеспечения хорошей скорости фотосинтеза важны количество и качество светового излучения.
«Виноградное растение — это вид, который использует световое излучение высокой интенсивности. Его точка насыщения составляет около 750–1000 микромолей фотонов на квадратный метр в секунду (мкмоль м2 с-1), поэтому за пределами этого значения дальнейший фотосинтетический рост не регистрируется.
Это означает, что если растение перехватывает больше светового излучения, то скорость фотосинтеза не увеличивается. Точно так же виноградное растение при загущенности кроны куста не использует не использует лишнюю зеленную массу для лучшего фотосинтеза, а, наоборот, это контрпродуктивно.
Читайте здесь: Ультрафиолетовое излучение и виноградник
На самом деле побеги в слишком густых кронах куста винограда имеют разные стадии роста и развития, которые перекрывают друг друга, а верхние листья захватывают слишком много света, тем самым благоприятствуя процессам фотоингибирования в ущерб фотосинтезу. С другой стороны, листья нижележащих побегов остаются полностью в тени. В последнем случае мы говорим о «паразитических листьях», то есть листьях, которые, несмотря на то, что они имеют низкую скорость фотосинтеза, в то же время дышат и потеют, потребляя сахара и теряя воду.
Именно эти причины лежат в основе правильного выбора формировки виноградного куста и дальнейшей агротехники, густоту посадки кустов на участке и подвои, чтобы весь зеленый полог куста мог равномерно перехватывать световое излучение, и все листья могли осуществлять фотосинтез.
Что происходит на винограднике после того, как его накрыли пологом?
Выращивание виноградника в теплицах, с использованием противоградовых сеток или под навесами не является ограничивающим фактором для растений, если оно осуществляется на основе знаний о физиологии виноградной лозы. Хотя покрытие виноградников и несколько перехватывает световое излучения, снижения фотосинтеза или продуктивности зарегистрировано не было.
Подробнее о выращивании винограда под покрытиями читайте здесь: Преимущества выращивания винограда под навесом
На виноградниках, где летом размещают противоградовые сетки, отмечен тот факт, что то, что кусты перехватывают меньше светового излучения, является положительным моментом для растений и не оказывает отрицательного влияния на фотосинтез. Ведь противоградовые сетки, в зависимости от их затеняющей способности, помимо защиты растений от града, могут уменьшать падающее световое излучение. Это способствует снижению температуры под сетками и достижению фотосинтетических оптимумов, при этом мы имеем в виду оптимум фотосинтеза, когда диапазон температур составляет от 25 до 30°C.
Подробнее читайте здесь: Плюсы и минусы использования противоградовых сеток на виноградниках
К этим аспектам добавляется то, что прохождение света через сетки порождает явление рассеяния (диффузии), то есть свет становится рассеянным. Свет, пройдя через сетку, распространяется по винограднику и лучше проникает в листву растений, достигая даже самых затененных листьев.
Иногда использование сеток необходимо, например, когда световое излучение слишком интенсивное и растения могут быть повреждены фотоингибированием. Если фотонное давление, поступающее на листья, неуравновешенно по отношению к способности самого листа использовать эту энергию, часть избыточной энергии растение отводит на кислород. Таким образом запускаются процессы образования активных форм кислорода и свободных радикалов: нестабильных и высокореакционноспособных молекул.
Противоградовые сетки, а также полиэтиленовые пленки могут уменьшить световое излучение до 20%, облегчая вышеописанные проблемы. Однако природа тоже играет свою роль. Растения, со своей стороны, «приспособились» к чрезмерно интенсивному световому излучению за счет механизмов фотозащиты и эффективного восстановления повреждений. Очевидно, что эти механизмы выживания требуют затрат энергии и производства. Чем выше риск причинения вреда, тем больше ресурсов будет выделено растением на эти процессы, а не на урожай.
Даже открытие пластиковых листов в начале сезона не наносит ущерба производству. Однако причина, по которой листы открываются в начале вегетационного периода, отличается от причины, по которой устанавливаются противоградовые сетки. В то время как последние полезны для поддержания температуры в пределах определенных значений, пластиковые листы используются для повышения температуры, чтобы создать парниковый эффект и ускорить рост, развитие и тем самым – созревание, тем самым ускорить срок созревания ягод.
Однако при выполнении этой операции важно, чтобы открывание листов происходит на стадиях между распусканием почек и цитокинезом. В то время как у косточковых культур сначала происходит цветение, а затем распускание почек, у винограда сначала распускаются почки, а затем происходит цветение. В фазах цитокинеза и деления клеток плод увеличивается в объеме за счет деления ядер, увеличения клеточных стенок и увеличения числа клеток. Это все те процессы, которым для своего успешного течения требуются азот и сахара. В то время как косточковые культуры сахара, необходимые для образования и роста плодов, получают при фотосинтезе прошлого года, у виноградной лозы — это сахара, полученные при фотосинтезе текущего года. По этим причинам важно, чтобы вовремя распускания почек кусты винограда находилась в среде с оптимальной температурой.
Читайте здесь: Азотное питание винограда – главный союзник качества
Зависит ли реакция на световое излучение от самого сорта?
Несмотря на то, что различные сорта винограда реагируют на световое излучение почти одинаково, есть сорта, которые имеют тенденцию к раннему цветению, такие как Регал, и которые более нежные и требовательны к условиям на определенных фенологических стадиях.
Ягоды этих сортов очень требовательны к сахарам, поэтому важно, чтобы световое излучение способствовало хорошему фотосинтезу. Если в период цитокинеза (т.е. на первых стадиях роста винограда) скорость фотосинтеза у этих сортов низкая и растение не производит достаточного количества сахаров, то возникает дисбаланс, который может проявляться в виде некроза плодоножек. Ягоды, формирующиеся именно в этот момент, очень требовательны к сахарам и, если растение не в состоянии удовлетворить эту потребность, оно прерывает питание самых слабых ягод и заставляет их осыпаться.
Высокий дисбаланс и осыпание ягод могут поставить под угрозу урожайность. Поэтому, чтобы уменьшить случаи такого типа, полезно управлять листовым пологом. При низких температурах во время цитокинеза целесообразно также открывать боковые шторы навеса и окна в теплице, чтобы повысить температуру и облегчить фотосинтез. С другой стороны, когда температура выше оптимальных значений для фотосинтеза, рекомендуется поднять боковые шторы и окна, чтобы способствовать лучшей циркуляции воздуха.
Поэтому важно внедрять инновации в управление растениеводством, в том числе внедряя такие технологии, как устройства контроля микроклимата под навесом или в теплице. А также полезно использовать покрытия, учитывающие физиологию растения.
Как влияет свет на силу роста растения?
Для сорта Регал причиной дисбаланса является высокая энергия роста вместе с низкой скоростью фотосинтеза. Поскольку побеги очень сильнорослые, их растущие кончики забирают сахара из гроздей. В таком случае очень полезной практикой для восстановления баланса растения является прищипка и удаление некоторых побегов - конкурентов гроздей.
Виноградарский сезон 2022 года отмечен как самое жаркое лето в истории. В то время как у некоторых сортов наблюдалось чрезмерное завязывание плодов, у других наблюдались противоположные проблемы. Какую роль в этом играл свет?
В отношении явлений, наблюдавшихся в последнем виноградарском сезоне, свет играл косвенную роль.
Высокие температуры, также являющиеся следствием избыточного светового излучения, отрицательно сказывались на состоянии растений. Затенение, ограничивающее световое излучение, пошло бы кустам винограда на пользу. Использование метеостанций, оснащенных такими датчиками, как термометры, гигрометры и радиометры – детекторами температуры, влажности и данных об падающем излучении – позволило бы держать ситуацию под контролем и оперативно вмешиваться. Например, если бы виноградари зафиксировали падающее излучение в 1500-1600 мкмоль м2 с-1, они могли бы уменьшить его с помощью затеняющей сетки.
Если невозможно было использовать затеняющую сетку, было бы очень полезно вмешаться в орошение с кондиционированием воздуха. В прошлом сезоне температура была настолько высока, что замедляла, а в некоторых случаях и блокировала фотосинтез. Растения были истощены жарой и, несмотря на обильный полив, вегетативно не двигались. Поэтому вместо фотосинтеза они активно дышали. И чтобы облегчить ситуацию, виноградари должны были проводить полив в самые жаркие моменты дня.
Хотя эту практику можно считать неэффективной из-за чрезмерной эвапотранспирации в самые жаркие часы дня, кусты винограда в этот момент более восприимчивы к влаге и больше испаряют, регулируя собственную температуру. Механизм транспирации терморегулирует и вызывает снижение внутренней температуры растения (в основном это похоже на то, как если бы растения потели, чтобы охладиться).
Хотя потери воды были бы больше, растения смогли бы понизить внутреннюю температуру и обеспечить регулярный фотосинтез. На самом деле, в таких странах, как Австралия и Южная Африка, где жара является ограничивающим фактором развития виноградарства, часто прибегают к орошению с регулируемым климатом, а в самых серьезных случаях прибегаем к использованию каолина. Этот минерал, по сути, отражает световое излучение и понижает температуру внутри самого куста винограда.
Подробнее об этом читайте здесь: Каолин – союзник в борьбе с изменением климата
Интервью с Паскуале Лощале (Pasquale Losciale), доцентом Университета «Альдо Моро», Бари, Италия.
