Влияние засухи на виноградное растение в следующий вегетационный период

Влияние водного стресса (засухи) на рост, развитие и плодоношение виноградного растения в следующий вегетационный период

Статья Тима Мартинсона, Алана Лаксо и Алекса Кёберле (TimMartinson, AlanLaksoandAlexKoeberle). Эта статья основана на презентации Алана Лаксо на недавней конференции BEV под названием «Водные ресурсы виноградников: последствия засухи 2016 года».

Повлияют ли последствия засухи на виноградниках в 2016 году на 2017 год?
Сезон 2016 года характеризовался сильной засухой, которая началась в апреле и продолжалась до сентября. Более типичная картина в засушливые годы - это напряженность засухи в середине и конце сезона, которая начинается уже в момент хорошего развития зеленых побегов. Будет ли раннее наступление засухи в 2016 году оказывать отрицательный эффект на кусты винограда в 2017 году?
В данной статье мы рассмотрим возможные последствия для виноградной лозы в 2017 году в результате раннего сезона наступления засухи в 2016 году.
Засуха 2016. В 2016 году погодные условия сильно различались по всему штату Нью-Йорк, но количество осадков в регионе Фингер Лейкс (Finger Lakes) было значительно ниже среднего показателя за период с апреля по сентябрь. В Женеве с апреля по июль было зарегистрировано 4,5 дюйма осадков (прим.* - 114,3 мм), из них всего лишь 0,65 дюйма осадков (прим.* - 16,5 мм) на весь июнь. К концу июля дефицит осадков достиг 8 дюймов (прим.* - 203,2 мм), и этот дефицит влажности продолжался до сентября. Обильные дожди в октябре, включая осадки на уровне 4,5 дюйма (прим.* - 114,3 мм) 21 октября, почти устранили дефицит влаги в почве. Напротив, обратите внимание (см. рисунок 1) на то, что в 1991 году в конце июня было достаточно влаги, при этом более сильное стрессовое напряжение началось в июле и продолжалось до конца вегетационного периода.
Рисунок 1. Отклонение суммы осадков в 2016 и 1991 гг. от средних многолетних данных

Потенциально возможные последствия засухи на следующий год. Засуха и водный стресс могут влиять на устойчивость почек и побегов к абиотическим и биотическим факторам, ограничивать рост корней и приводить к снижению запасов углеводов в растении перед уходом растения в зимний период, что приведет в дальнейшем к слабому росту весной и уменьшению количества плодоносных почек и количества соцветий на плодоносный побег. Вероятность значительных проявлений такого эффекта от засухи будет зависеть от того, как рано и как долго виноградные лозы испытывали водный стресс. Большая изменчивость в расположении участков, в характеристике почвенно-климатических условий произрастания виноградников в регионе Фингер Лейкс, вероятно, будет означать, что эффект от засухи будет специфичен для каждого участка.
Удерживающая способность почвы и время стресса (полевая влагоемкость). Почвы наших виноградников сильно различаются по способности удерживать воду. Как глубина почвы, так и текстура (таблица 1) определяют водоудерживающую способность. Эти участки (мелкие и/или грубо-текстурированные почвы) с ограниченной способностью удерживать воду будут отдавать воду и испытывать стресс намного раньше, чем почвы с высокой водоудерживающей способностью. Например, если виноградные лозы используют один дюйм воды на акр в неделю, то участок с крупным песком может остаться без воды уже через 5 дней, а участок с илово-суглинистыми почвами может продолжать удерживать воду до ее расхода в течение 6 недель. Эти различие в полевой влагоемкости почв влияет на то, как рано виноградные кусты начнут испытывать водный стресс, и какие ткани в растении и процессы могут быть  при этом затронуты.
Таблица 1. Водоудерживающая способность  различных типов почв

(прим.* - 1 дюйм равен 25,4 мм; 1 акр равен 0,4 га)
Чувствительность ткани к водному стрессу. Различные ткани реагируют по-разному на повышение водного стресса. Развитие соцветий и рост побегов являются одними из самых чувствительных, а показатели развития ягод после в фазе роста (сахаристость, рост ягод) менее чувствительны (рисунок 2).
Рисунок 2. Влияние воздействия засухи на процессы роста и развития виноградного куста


Ранний водный стресс для виноградного растения в период цветения /образования ягод. Много важных физиологических процессов происходит в растении в период цветения. Это то время, когда запасы питательных веществ и влаги находятся на минимуме. Идет очень интенсивная конкуренция между ростом зеленых побегов, цветением и процессом образования новых почек и закладки соцветий для урожая следующего года, а количество фотосинтезирующих листьев в этот момент ограничено. При ранней засухе растение прекратит рост побегов, ограничивая способность винограда к активному росту- и это может также сильно повлиять на развитие почек и их плодоносность в следующем сезоне. Всасывающая способность тонких корней и поглощение питательных веществ могут в этот момент  уменьшиться, что еще больше ограничивает рост и развитие куста - и, возможно, ослабит рост и развитие кустов и в следующем сезоне.
Стресс в середине вегетационного периода винограда. Через 2-3 недели после цветения побеги на кустах с вертикальным ведением прироста должны достигнуть верней проволоки. Водный стресс в этот момент все еще может влиять на размер ягоды на поздней стадии деления клеток и все еще может ограничивать рост побегов в длину - но это может быть и положительным моментом, особенно на плодородных почвах, где у побегов обычно очень большая сила роста. Кроме того, наши коллеги из Бордо подчеркивают, что семейство сортов Каберне показывает лучшие результаты по качеству урожая, если в середине вегетационного периода происходит некоторый водный стресс. Тем не менее, стресс, достаточно серьезный, чтобы вызвать закрытие устьиц в середине дня, уменьшит фотосинтез - и приведет к меньшему накоплению питательных веществ в лозе.
От начала созревания ягод до зрелости ягод: в фазе начала созревания ягод виноградная лоза уделяет первоочередное внимание снабжению гроздей растворимыми твердыми веществами (сахарами) для созревания ягод, а также для пополнения запасов крахмала в побегах, многолетней древесине и корнях. Если в момент начала созревания ягод провести удаление листьев, то можно будет увидеть увеличение сахаристости сока ягод в гроздях, что произойдет частично и из-за обезвоживания самого растения. Если листья не функционируют для обеспечения сахарами других частей виноградного куста, то растение мобилизует недостающие питательные вещества из своих других частей, потенциально снижая устойчивость почек и побегов, что приведет к проблемам с перезимовкой и слабому росту побегов следующей весной. Однако доказательства этого процесса неоднозначны. Исследования, измеряющие запасы крахмала в побегах после засухи 1991 года, показали небольшую разницу в концентрации резерва крахмала на орошаемых и неорошаемых участках (Lakso et al, 1991). Кусты, испытывавшие водный стресс (неорошаемые), имели более короткие побеги, но поддерживали аналогичную концентрацию запасов крахмала в активно растущих тканях, в сравнении с орошаемыми кустами.
Последствия для 2017 года. Области  возделывания виноградников в регионе Фингер Лейкс сильно различаются по почвенно-климатическим условиям и рельефу. Взрослые виноградные лозы с хорошо развитыми корневыми системами на глубоких почвах,  скорее всего, не сильно пострадают и эффект от водного стресса может быть не столь значительным. Виноградники, которые в прошлом году имели слабый рост на более легких почвах (например, когда рост остановился на 60-90 см или были более короткие побеги), могут наблюдаться некоторые необычные последствия засухи:
- уменьшение плодоносности почек. На самых низких узлах (6-8 ) почки для следующего сезона формируются через две-три недели после цветения. Если засуха в этот момент усиливается, то почки могут образовывать меньше соцветий, или доля бесплодных побегов может возрасти. Внутри почек базальное соцветие развивается первым, перед вторым и третьим соцветием. Таким образом, степень дифференциации соцветий в почке, особенно для 2-го или 3-го соцветия, может быть уменьшена, что приведет к уменьшению количества соцветий;
- изменчивость состояния почек в разных узлах. При длительном и интенсивном стрессе засухи почки в нижних узлах (например, 1-6), развитие которых в этом сезоне было более раннее, могут быть более развитыми, чем почки на более высоких узлах, расположенных дальше по побегу, которые развивались позднее во время большего стресса. Эти более высокие позиции почек могут быть менее плодоносными и могут весной хуже распускаться, чем почки в нижних узлах. Обрезка на сучки в данном случае может иметь преимущество перед обрезкой на плодовое звено, поскольку при обрезке на сучки используются только базовые нижние почки;
- уменьшение роста и развития. Меньший рост побегов обычно означает меньший рост корней - и, возможно, более слабый рост в начале сезона, который основан на запасах виноградного куста. Неравномерное распускание почек и слабый рост побегов могут быть симптомами либо уменьшенных резервов виноградного куста, либо увеличения объема сосудистых травм, которые препятствуют его мобилизации.
Что можно будет наблюдать. Раннее начало засухи 2016 года и ее продолжительность в течение всего вегетационного сезона - это новый опыт для производителей винограда в регионе Фингер Лейкс, и пока трудно понять, чего именно ожидать. Мы ожидаем разнонаправленного эффекта – на некоторых виноградниках, особенно молодого возраста, возможны вышеперечисленные проблемы, но некоторые виноградники, возможно, никак не отреагируют на засуху предыдущего года. Производители должны наблюдать, на каких виноградниках будет слабый рост побегов ранней весной, особенно на участках с неравномерной почвенной разностью (рисунок 3), и внимательно смотреть на то, как развиваются 2-е и 3-е соцветия. Это может быть хорошим годом для ухода за дополнительными побегами или более длинными сучками и корректировкой числа побегов после распускания почек, когда потенциальный доход (количество и размер грозди) будут более очевидны. И обратите внимание, что узлы, расположенные дальше к концу побега, могут быть менее плодоносными, чем обычно. Это может быть важно для тех, кто использует нормирование кустов соцветиями для корректировки урожая. В любом случае тщательные наблюдения за кустами будут ценными.
Рисунок 3. Экстремальные изменения почвенных разностей на наших ледниковых почвенных отложениях могут привести к значительным различиям в воздействии засухи на кусты даже на расстоянии нескольких метров, фото Алана Лаксо

Источник Корнельский университет

Рекомендации по тематике статьи.
Keller, M. 2010. The Science of Grapevines: Anatomy and Physiology. Chapter 6.1. Yield Formation.
Martinson, T. and A. Lakso. AC#26 Grapes 101. How Grapevines Respond to Water Stress
Walter-Peterson, H. Morning Ag Clips. How will drought affect grape size, yield?
Walter-Peterson, H.  Finger Lakes Times. Vintage 2016: The only Finger Lakes constant is change.