Калий является наиболее распространенным катионом в тканях, ягодах и продуктах переработки винограда. На доступность и поглощение калия виноградом влияют несколько факторов, что усложняет общие рекомендации по устранению его дефицита. Однако понимание, как содержание K в почве влияет на его содержание в вине может помочь в принятии лучшего решения для управления содержанием этого элемента в конкретной ситуации.
Ракель Каллас (Raquel Kallas), Корнельский университет , Cornell AgriTech at NYSAES in Geneva, NY
Наиболее распространенным катионом в тканях растений, в ягодах винограда и продуктах его переработки (соке и вине) является калий (К+). На доступность К в почве, поглощение его кустами винограда из почвы, концентрацию K в ягодах и, в конечном счете, концентрацию K в соке и вине влияют несколько факторов. В случае с виноградарством нет какой-то одной причины дефицита калия, поэтому нет общих рекомендаций и регламентов. Однако понимание, как содержание K в почве влияет на содержание К в вине может помочь в принятии лучшего решения для управления содержанием К, специфичных для участка и конкретной ситуации.
-
Симптомы дефицита калия, фото Ханса Уолтера-Петерсона ( Hans Walter-Peterson) .
Функция калия в виноградном растении.
В отличие от большинства других питательных веществ, K не изменяется в процессе метаболизма, чтобы стать частью структурных компонентов виноградного растения. Он остается в своей молекулярно-ионной форме, а растительные мембраны для него всегда проницаемы. Ниже перечислены роль K в растении:
- Активация фермента
- Транспортировка клеточной мембраны и транслокация ассимилятов (сахаров и т. д.)
- Анионная нейтрализация (важная для поддержания мембранного потенциала)
- Решающее осмотическое регулирование потенциала, решающее для связывания и транспортировки воды и тургорного давления, факторы роста растений и контроль устьиц.
Kалий - это, в первую очередь, флоэма (луб), что означает, что калий может перераспределяться по мере необходимости по разным частям виноградного растения лозы по мере, так как ток питательных веществ по флоэме идет двунаправленно. В то время как много K накапливается в ягодах винограда на виноградниках каждый год, он также накапливается в постоянных частях растения (штамбе, рукавах, одревесневших лозах и т.п.) в течение вегетационного периода и послеуборочный период.
Проблемы, связанные с низким содержанием калия.
Kалий является основной движущей силой роста растений, и в случае дефицита K урожай и энергия роста будут подвергаться опасности. Каждый год происходит вынос большого количества калия из виноградниках вместе с урожаем ягод (Mullins et al., 1992, оценивает вынос калия урожаем как 5 фунтов (2,27 кг) с каждой тонны с акра), что делает его важным питательным веществом для контроля дефицита и регулярного восстановления. Однако есть проблемы, связанные с переизбытком K в винограднике; он конкурирует с кальцием и магнием для адсорбции частиц почвы, поэтому переизбыток одного из этих катионов может привести к недостаткам других. В некоторых регионах, таких как Австралия, штаты Вирджиния и Пенсильвания, избыток К является обычной проблемой, и высокое содержание калия в ягодах винограда может отрицательно сказаться качестве сока и вина. В таких случаях требуется корректировка винной кислоты для исправления рН сока и вина (что может быть весьма дорогостоящей процедурой при больших объемах производства) и даже может не решить проблему полностью, потому что концентрация K не изменяется и может впоследствии привести к осаждению кислоты в виде битартрата калия («винного камня»). Высокая концентрация калия также может отрицательно сказаться на цвете виноматериала, органолептике и восприятии качества. Примером высокой концентрации K в соке и вине было содержание 27-71 ммоль/л в Австралии, по сравнению с 22-32 ммоль/л в Бордо (Somers, 1977). Однако высокая концентрация K могут быть обнаружена в любом месте, на любом винограднике, особенно если неграмотно и не вовремя применяют минеральные удобрения и/или если образцы тестов тканей растений на содержание питательных веществ неверно интерпретируются. Лучшим способом решения проблем, связанных с содержанием K в соке и вине – в первую очередь провести его исследование на самом винограднике.
Конкуренция между калием и магнием под влиянием рН почвы.
Kалий в почве.
На доступность К для виноградного растения сильно влияет рН почвы - по мере того, как кислотность почвы снижается до уровня рН 6 и ниже, доступность и поглощение К растением могут подавляться. Структура почвы - еще один фактор, влияющий на поглощение К: песчаные и каменистые почвы имеют относительно низкую катионообменную емкость, следовательно, и низкую адсорбцию К. Другими факторами являются содержание органического вещества и влажность почвы - низкий уровень органики (бедные почвы) и засушливость почвы снижает как доступность, так и поглощение К растением. Орошение может способствовать улучшению поглощения калия в условиях засухи. Кроме того, с калием за места обмена в частицах почвы и наоборот активно конкурируют кальций и магний. Шансы дефицита магния растут, когда соотношение K:Mg больше 5:1 (Wolf , 2008). Применения гипса (сульфата кальция), доломитовой извести и сульфата магния также могут снизить доступность К для растения (Wolf, 2016).
Kалий в ягодах, соке и вине.
На поглощение и накопление K в ягодах влияет ряд факторов. Прежде всего, это его доступность в почве. Другими факторами, влияющими на поглощение и накопление К, являются сортоподвойная комбинация, микроклимат надземной части куста (способ формирования и ведения прироста) и орошение (Moss, 2016). Наконец, накопление K различается внутри клеток ягоды.
В литературных источников имеются противоречивые данные о влиянии подвоя на накопление К виноградным растением. Однако, как правило, подвои, имеющие в своем происхождении Витис берландиери (V. Berlandieri), по многим данным, поглощают меньше K по сравнению с подвоями гибридов Витис х Чампинии (Vitis х Champinii) (Wolpert et al., 2005). Тем не менее, даже у разных подвоев, имеющих в родословной V. berlandieri, способность к поглощению и транслокации калия могут сильно варьировать: так, подвой 1103 Польсен (1103 Paulsen) имеет значительно более высокое поглощение K по сравнению с подвоем 110 Рюгжери (110 Ruggeri), хотя оба имеют происхождение V. berlandieri x V. rupestris (Kodur et al., 2009).
Известно, что орошение увеличивает доступность растворенного К в почве и последующее поглощение его виноградным растением и транслокацию в ягоды. Конечным результатом является увеличение K и pH в ягодах орошаемых кустов по сравнению с неорошаемыми (Freeman and Kliewer, 1983). Влияние микроклимата ирригации и надземной части взаимосвязано, так как высокая доступность воды увеличивает транспорт K, а также способствует густоте зеленого прироста куста и затенению листьев (Moss, 2016). Было установлено, что затенение листьев (не затенение гроздей) из-за относительно густого зеленого прироста способствует значительно более высокому содержанию K в ягодах сорта Каберне-Совиньон (Morrsion and Noble, 1990).
Побегам и листьям самое большое количество К требуется в период интенсивного активного роста: в промежуток между фенофазами конец цветения и началом созревания ягод. В ягодах Потребность и концентрация K в ягодах резко возрастают после начала созревания, в период роста клеток ягоды. В этот момент из всех структурных частей куста именно ягоды являются самыми сильными поглотителями калия. В самой ягоде самая высокая концентрация К в кожице ягод, несколько ниже - в семенах и еще ниже – в мякоти. Это является одним из факторов, которые используют виноделы при прессовании винограда. Более высокое давление пресса будет извлекать больше K, что приведет к увеличению pH. Это может быть нежелательно, например, если вы делаете базовое игристое вино.
Управление содержанием калия на винограднике.
Для нормальной жизнедеятельности кустов винограда для каждого региона существуют свои установленные лабораторным путем концентрации содержания калия в почве и черешках листьев. Так, в штате Нью-Йорк рекомендуемые концентрации калия в почве и черешках листьев (в соответствии с Wolf, 2008):
- Почва: 75-100 ppm (пропромилле)
- Черешок листа в фазу цветения: 1,5% - 2,5% (лабораторная проба берется с листьев, находящихся напротив соцветий)
- Черешок листа в конце лета (70-100 дней после цветения): 1,2% - 2% (лабораторная проба берется с самого молодого, полностью сформировавшегося листа).
Что касается методов отбора проб: агрохимический анализ может выявить дефицит K в почве, но лабораторный анализ черешков листьев является более показательным, потому что в ходе такого анализа можно точно установить, сколько К виноградный куст фактически поглотил. Взятие образцов черешков в фазу цветения дает возможность отрегулировать уровень К, если он низок, прежде чем у растения наступит пиковый спрос на калий в период после начала созревания ягод. Тем не менее, выборка и лабораторный анализ после начала созревания ягод более показательны и менее изменчивы, что может предоставить информацию для принятия базовых решений в течение следующего сезона.
Визуальными признаками дефицита K являются выжженные края листьев (прогрессирующие к середине листа с течением времени), низкая энергия роста и низкий урожай. 
Симптомы дефицита калия. Фото Ханса Уолтера-Петерсона
Калийные минеральные удобрения имеют разную долю эквивалента K2O или процент содержания калия.
Выберите свое калийное минеральное удобрение на основе количества, которое нужно добавить, а также, если вам нужно добавить дополнительные катионы, такие как магний. Хлорид калия имеет самый высокий эквивалент К2О при 60% содержания К+. Другие удобрения: сульфат калия (50%), нитрат калия (44%) и сульфат калия-магния (калимагнезия) (22% К, 11% Mg).
Выводы.
Все вышесказанное говорит о том, что не существует общепринятых установленных доз применения калийных удобрений для достижения оптимальной концентрации K в ягодах, а, следовательно, также в соке и вине еще, поскольку эффект от внесения K в почву и влияние таких подкормок на виноград и вино разнонаправлен и очень сильно зависит от почвенно-климатических и других условий конкретного виноградника. Это может стать разочарованием для виноградарей, которые хотят иметь готовый рецепт, так как управление содержанием К на виноградниках - это способ повлиять на K в ягодах, соке и вине, но именно поэтому важно понимать все факторы этой проблемы, чтобы вы могли адаптировать свои методы управления содержанием калия к любой конкретной ситуации, сложившейся именно на вашем участке и с вашими кустами. Некоторые исследования показали, что внесение минеральных калийных удобрений в почву увеличивают содержание K в ягодах, в то время как в других исследованиях установлено отсутствие каких-либо изменений при применении таких подкормок.
В заключение, имейте в виду, что влияние подкормок калийными удобрениями на содержание калия в растении и ягодах винограда зависит от следующих факторов::
- Количество, тип, время и частота внесения удобрений
- Характеристики почвы
- Поглотительная способность корней
- Микроклимат надземной части куста
- Орошение
- Сортоподвойная комбинация.
Литература.
Bates, Terry. 2002. “Concord Production Ten Commandments” (slide presentation), Lake Erie Regional Grape Growers Conference, March 2002
Christensen, Peter. n.d. “Foliar Fertilization of Grapevines.” The University of California Cooperative Extension, Tulare County.
Freeman, Brian M., and W. Mark Kliewer. 1983. “Effect of Irrigation, Crop Level and Potassium Fertilization on Carignane Vines. II. Grape and Wine Quality.” American Journal of Enology and Viticulture 34 (3): 197–207.
Gardner, Denise. 2016. “Making Red Wine from Fruit High in Potassium.” Wine & Grapes U. (blog). September 23, 2016. https://psuwineandgrapes.wordpress.com/2016/09/23/making-red-wine-from-fruit-high-in-potassium/.
Kodur, S., J. M. Tisdall, C. Tang, and R. R. Walker. 2010. “Accumulation of Potassium in Grapevine Rootstocks (Vitis) as Affected by Dry Matter Partitioning, Root Traits and Transpiration.” Australian Journal of Grape and Wine Research 16 (2): 273–82. https://doi.org/10.1111/j.1755-0238.2009.00088.x.
Morrison, Janice C., and Ann C. Noble. 1990. “The Effects of Leaf and Cluster Shading on the Composition of Cabernet Sauvignon Grapes and on Fruit and Wine Sensory Properties.” American Journal of Enology and Viticulture 41 (3): 193–200.
Moss, Russell. 2016. “Potassium in Viticulture and Enology.” Virginia Tech Agricultural Experiment Station. https://www.arec.vaes.vt.edu/content/dam/arec_vaes_vt_edu/alson-h-smith/grapes/viticulture/extension/news/vit-notes-2016/kinvitandeno.pdf.
Mpelasoka, Bussakorn S., Daniel P. Schachtman, Michael T. Treeby, and Mark R. Thomas. 2003. “A Review of Potassium Nutrition in Grapevines with Special Emphasis on Berry Accumulation.” Australian Journal of Grape and Wine Research 9 (3): 154–68. https://doi.org/10.1111/j.1755-0238.2003.tb00265.x.
Wolf, Tony. 2016. “Potassium Fertilization Revisions.” Virginia Tech Agricultural Experiment Station. https://www.arec.vaes.vt.edu/content/dam/arec_vaes_vt_edu/alson-h-smith/grapes/viticulture/extension/Potassium%20article_July-2016.pdf.
Wolf, Tony, ed. 2008. “Wine Grape Production Guide for Eastern North America.” 141–64. Ithaca, NY: NARES Cooperative Extension.
Wolpert, James A., David R. Smart, and Michael Anderson. 2005. “Lower Petiole Potassium Concentration at Bloom in Rootstocks with Vitis Berlandieri Genetic Backgrounds.” American Journal of Enology and Viticulture 56 (2): 163–69.
Somers, T.C. (1977) A connection between potassium levels in the harvest and relative quality in Australian red wines. Australian Wine, Brewing and Spirit Review 24, 32–34.
