Статья Тима Мартинсона (Tim Martinson), ведущего научного сотрудника отдела растениеводства Нью-Йоркской государственной сельскохозяйственной экспериментальной станции в Женеве, штат Нью-Йорк (New York State Agricultural Experiment Station in Geneva, NY), и Крислин Партика (Chrislyn Particka), научного координатора Мичиганского университета ( Michigan State University).
Цветение - критическое время для виноградного растения. До периода цветения рост зеленых побегов у куста винограда поддерживается почти полностью только запасами самого куста. К началу цветения запасы истощаются, и активно растущие побеги служат сильными поглотителями для фотосинтеза, производимого новообразованными листьями. В тоже время, листья, находящиеся непосредственно возле соцветий, обеспечивают поставку цветкам фотосинтатов (прим.* - фотосинтаты — продукты фотосинтеза, процесса образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (в частности, хлорофилла)) и служат для поддержки процесса цветения и образования ягод. Кроме того, цветение также происходит в тот момент, когда в нижних узлах побегов формируется закладка цветковых почек под урожай следующего года (см. статью Виноград : источники и поглотители, что нужно знать о процессе фотосинтеза).
На фото: Влияние удаления листьев в фазу начала цветения (верхний снимок) в сравнении с контролем без удаления листьев (нижний снимок), сорт Рислинг .
Управление плотностью грозди
Этот набор физиологически конкурирующих между собой поглотителей (рост побегов, цветение и образование ягод, образование новых почек) часто влияет на результаты опыления, дальнейший рост и развитие ягод. Прохладная, облачная погода во время цветения снижает фотосинтез и может удлинить период цветения, что приводит , например, к плохому завязыванию ягод.
В последнее время актуальным является процесс изучения намеренного ограничения образования ягод в грозди, чтобы уменьшить плотность грозди у сортов, у которых генетически плотные и очень плотные грозди, склонных к гниению ягод. Это такие сорта, например, как Рислинг, Шардоне и Пино нуар. Идея состояла в том, чтобы направленными действиями можно было бы получать более рыхлые грозди, что будет способствовать уменьшению заражения и потерь от серой гнили, и улучшить качество ягод. Более рыхлые грозди быстрее высыхают после дождя, а серая гниль распространяется с большей скоростью, если ягоды соприкасаются друг с другом.
Брайан Хед и Джим Трэвис (Bryan Hed and Jim Travis) из Университета штата Пенсильвания (Penn State University) работали над несколькими методами уменьшения плотности грозди, включая раннее удаление листьев и применение гибберелловой кислоты. В шестилетнем исследовании на северо-востоке Пенсильвании (около озера Эри в северо-западной Пенсильвании) Хед и Трэвис проводили опыты по удалению первых 5-7 листьев в плодовой зоне (зоне расположения соцветий). Они обнаружили, что удаление листьев в момент самого начала цветения снижает плотность гроздей и развитие серой гнили, а также оказывает минимальное влияние на конечный урожай и на возвратное цветение.
Удаление листьев или прищипывание побегов: на участке произрастания сорта Рислинг на Сельскохозяйственной экспериментальной станции NYS (NYS Agricultural Experiment Station) нам было интересно получить ответ на вопрос: насколько мы можем повлиять на структуру грозди либо удалением листьев в плодовой зоне, либо прищипкой побегов. Удаление листьев ограничивает поток фотосинтетов и поэтому должно уменьшить количество ягод, что сделает грозди меньше по размеру и менее плотными. Прищипка побега побега удаляет апикальную меристему (крупного поглотителя), прерывая рост побега и приводя к временному перенаправлению продуктов фотосинтеза в грозди.
Методы: было восемь вариантов опыта. 6 вариантов включали в себя или удаление листьев (5 базальных листьев) или прищипку в три различных периода: начало цветения, массовое цветение и образование ягод.
Два других варианта опыта были
- Контроль (стандартная общепринятая агротехника) с частичным удалением листьев в плодовой зоне на восточной стороне куста после образования ягод.
- Полное удаление листьев в плодовой зоне в период созревания ягод.
При сборе урожая мы проводили измерения массы грозди, длины гребня, массы ягод и химический анализ ягод [сахаристость сока ягод в brix, pH и титруемую кислотность]. Мы также оценивали кусты и грозди на поражение серой гнилью — на распространение и степень выраженности этого заболевания в полевых условиях и на гроздях, собранных во время уборки урожая.
Ожидаемые результаты: мы ожидаем, что, удалив 60-90% площади листовой поверхности с помощью раннего удаления листьев, мы произведем меньшие по размеру, но более рыхлые по структуре грозди за счет временного их «голодания» вследствие уменьшения фотосинтеза. Сделав прищипку макушки побега, мы бы увеличили плотность грозди, улучшив образование ягод. Считаем, что позднее удаление листьев (в августе) не изменит плотность гроздей, но увеличит их освещенность и проветриваемость, и, таким образом, сможет снизить частоту и степень развития серой гнили на гроздях.
Обсуждение полученных результатов.
1. Вес грозди. Удаление листьев или в фазе начало цветения или массового цветения привело к уменьшению веса грозди примерно на 19% по сравнению с контрольным вариантом опыта. Прищипка привела к увеличению веса грозди примерно на 7%. Однако вес грозди при позднем удалении листьев был также на 9% меньше, чем в контрольном варианте.
2. Длина гребня. Удаление листьев уменьшило длину гребня на 16% (начало цветение ) или на 20% (массовое цветение). Удаление листьев через неделю после цветения не имело эффекта, и прищипка побегов (во всех вариантах опыта) не имела эффекта.
3. Количество ягод в грозди. Удаление листьев в фазе начало цветения и массового цветения уменьшило количество ягод на в грозди примерно на 21%, - с 70 до 55 ягод на гроздь. Прищипка побегов в фазе начало цветения и массового цветения увеличило количество ягод в грозди на 11% - с 70 до 78 ягод на гроздь.
4. Плотность грозди. Плотность грозди может быть выражена либо весом грозди на сантиметр гребня, либо количеством ягод на сантиметр длины гребня. Удаление листьев в фазу начала цветения уменьшило вес ягод на сантиметр на 9%.
При учете количества ягод как при удалении листьев в фазу начала цветения, так и при удалении листьев в фазу массового цветения, на один сантиметр гребня ягод получилось меньше, чем в контрольном варианте, но удаление листьев через неделю после окончания цветения не дало никакого эффекта. Прищипка побега увеличивала массу грозди на сантиметр гребня на 13% во все сроки (начало, массовое цветение и образование ягод), а проведение прищипки в фазу начала цветения и массового цветения увеличивало количество ягод на сантиметр гребня на две по сравнению с контролем (удаление листьев в фазу начала созревания ягод увеличило ягоды/сантиметр примерно на одну ягоду).
Выводы: удаление листьев в фазе начала цветения и массового цветения уменьшило массу грозди и длину гребня, а также уменьшило плотность грозди примерно на одну ягоду на сантиметр гребня. Удаление листьев через неделю после образования ягод не повлияло на длину гребня, вес или плотность грозди. Прищипка побега в начале цветения и массовом цветении увеличивала среднюю массу грозди, но не длину гребня. Это значительно увеличило плотность грозди, которую определяли как вес грозди на сантиметр длины гребня (все три срока проведения данного агроприема) или количеством ягод на гроздь (две ягоды на сантиметр в течение первых двух сроков проведения — в начале цветения и массовом цветении). Таким образом, диапазон плотности грозди составил от 11 до 15 ягод на сантиметр грозди – разница в 40%. По весу грозди на сантиметр гребня мы наблюдали 21%-ную разницу между проведением агроприема в начале цветения и контролем.
Но уменьшило ли это заболеваемость серой гнилью? Мы оценили кусты в поле, изучая 20 гроздей с каждого куста и оценивая процент повреждений ягод серой гнилью в каждой грозди (от 0 до 100%) . Чтобы оценить тенденцию, мы повторили это опыт в три срока (10 августа, 28 сентября и 2 октября).
Заболеваемость. Степень поражения серой гнилью показывает, какой процент гроздей имеет любое количество данной инфекции, и как оно изменяется с течением времени — то есть степень распространения серой гнили от грозди к грозди. Обратите внимание, как удаление листьев или прищипка показывают результаты по сравнению с контролем (слева). Первые два срока (желтая и синяя полоска) показывают незначительное увеличение, но окончательное (красная полоска) измерение показало значительный скачок развития серой гнили во всех вариантах опыта, включая контроль. Средний уровень заболеваемости серой гнилью оказался ниже при удалении листьев в фазу начала созревания ягод и при прищипке побегов в фазу начала цветения. Прищипка в другие сроки выглядит примерно так же, как и контрольный вариант. Но больше всего отличается вариант с поздним удалением листьев в плодовой зоне (17 августа), которое оставило грозди полностью открытыми. В этом варианте заболеваемость так сильно не увеличивалась с течением времени по сравнению с другими вариантами, что указывает на то, что разброс между гроздями был менее значимым фактором при увеличении в конце сезона освещенности гроздей (грозди стали полностью открытыми), и именно это обеспечивало определенную защиту от распространения серой гнили.
Степень поражения гроздей. Степень поражения гроздей определяется общим процентом площади грозди, пораженной серой гнилью. В контроле этот показатель увеличился с 5 до 17%, в итоговом рейтинге – огромный скачок. Все три варианта удаления листьев показали 6-7% поражения грозди- так же, как и в варианте прищипка побегов в фазе начало цветения. Два других варианта прищипки (фаза массового цветения и неделя после цветения) имели 14-16% поражения грозди в окончательной выборке. Но обратите внимание, что удаление листьев в плодовой зоне в поздние сроки (17 августа) показало картину, эквивалентную вариантам с удалением листьев в три срока, в конечном итоге - 7% поражение грозди серой гнилью.
Анализ проведенного опыта. Процедура по удалению листьев в трех вариантах опыта была разработана специально для уменьшения плотности грозди - и мы преуспели в этом. Прищипка побегов может увеличить плотность гроздей (благодаря лучшему завязыванию ягод и большему количеству фотосинтатов, доступных для питания и развития цветущих гроздей), но, возможно, прищипка ухудшила освещенность и проветриваемость куста, так как после прищипки начали активно расти пасынки. Общий разброс по плотности гроздей составлял от -20% до + 10%, по сравнению с контролем, общая разница - в 30%.
Удаление листьев в период цветения оказалось успешным в снижении заболеваемости и степени поражения серой гнилью. В этом нет ничего нового — в исследованиях фитопатологов Корнельского университета (Cornell University) Уэйна Уилкокса и Стеллы Циттер (Wayne Wilcox and Stella Zitter), проведенных в 2000-х годах, были получены такие же результаты в ходе опыта на сорте Пино нуар, когда они удаляли ягоды у гроздей Пино нуар, чтобы получить менее плотные грозди. В их эксперименте обработка с удалением листьев в середине августа также снизила заболеваемость серой гнилью при сборе урожая - предположительно, за счет увеличения воздействия света и улучшения проветриваемости в плодовой зоне.
Практическое значение результатов: в нашем эксперименте мы удаляли вручную первые пять базальных листьев на каждом побеге куста или удаляли кончик каждого побега (прищипка). Любая из этих процедур является непомерно дорогой для коммерческих производителей - для нас трудозатраты превышали пять минут на куст, что составляло бы 4000 минут или 66 часов на акр.
Механизация может сделать этот процесс более осуществимым. Производители уже используют специальные приспособления и машины для удаления листьев после созревания урожая, чтобы открыть плодовую зону, улучшить освещенность и проветриваемость, что особо актуально во влажном или прохладном климате. Но это оборудование, как правило, раньше не использовалось в фазу цветения, когда молодые грозди нежные и гораздо более уязвимы, в результате чего могут быть удалены вместе с листьями.
На более старых машинах для удаления листьев с всасывающим и лопастным движением такое раннее удаление листьев в плодовой зоне куста винограда, вероятно, приведет к значительному повреждению соцветий и гроздей в начале сезона. Но многие недавно представленные машины для удаления листьев используют импульсы сжатого воздуха для удаления листьев, и при правильной настройке эти машины могут быть способны удалять соответствующую площадь листьев плодовой зоны, сводя к минимуму повреждение гроздей при цветении. Это то, что мы хотели бы изучить в дальнейшем.
Итоговые выводы. Манипулируя «источниками» фотосинтатов (путем удаления листьев) и «поглотителями» фотосинтатов (путем прищипки побегов) между началом и массовым цветением, мы смогли изменить плотность гроздей винограда примерно на 30% (уменьшить на 20% или увеличить на 10% относительно контроля) в среднем. Однако после цветения эти манипуляции имели гораздо менее впечатляющий эффект.
Список использованной литературы:
Hed, B., H. Ngugi and J. Travis. 2015. Short- and Long-Term Effects of Leaf Removal and Gibberellin on Chardonnay Grapes in the Lake Erie Region of Pennsylvania. Am. J. Enol. Vitic. 66: 22-29.
Martinson, T. 2010 Sources and Sinks: Allocation of Photosynthates during the Growing Season. Appellation Cornell, Issue #4, November 2010.
Zitter, S. and W. Wilcox. The biology and control of botrytis bunch rot of grapes. Cornell College of Agriculture and Life Sciences Impact Statement.
прим.* - примечание переводчика, перевод Красохиной С.И.
