4 ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Виноград - ценнейшая культура. О ценности винограда можно судить по содержанию в нем более 350 химических веществ и соединений. В нем большой набор органических кислот - яблочной, винной, лимонной, янтарной, муравьиной, щавелевой, салициловой, а также минеральные соли калия, кальция, натрия, фосфора, марганца, железа. Виноград отличается содержанием различных витаминов: A, D, К, Е, В6В12,С, Р и др. [З.Н. Кишков-ский, 1976]. Основная часть продукции (около 80 %) идет на переработку. Из винограда получают различные типы вин, такие, как сухие, десертные, крепкие, шампанское и коньяки. Сухие вина при умеренном потреблении являются ценным лечебным продуктом [Е. Холмгрин, В. Литвак, 1998].
Виноградарство - высокодоходная отрасль сельского хозяйства, только при умелом его возделывании и надлежащем уходе за насаждениями.
Основная масса виноградных насаждений РФ сосредоточены в Южном Федеральном округе, в т.ч. в РД и Краснодарском крае, где благоприятные поч-венно-климатические условия позволяют возделывать эту культуру и в экономике, которых занимает значимое место. Однако последние два десятилетия был нанесен существенный урон этой отрасли. Сначала виноградная филлоксера уничтожила часть виноградников, а потом антиалкогольная борьба, которая совпала с переходом страны на рыночную экономику, привела к упадку виноградарства. Передовые хозяйства сумели сохранить основную часть виноградных насаждений, но без определенной помощи государства. Такое негативное отношение определенных государственных структур и некоторой части производственников отразилась и в исследовательской работе в отрасли виноградарства. Вместе с тем продолжается отток рабочей силы из сельских районов, что еще более усугубляет ситуацию.
В настоящее время многие насаждения находятся в запущенном состоянии, т.е. отсутствует надлежащий уход за виноградниками. Тем не менее, задачей отрасли виноградарства является обеспечение населения свежим виногра-
5 дом и продуктами его переработки. В программе экономического развития РД
на 2004-2010 гг. предусматривается значительное увеличение площадей виноградников как одного из приоритетных отраслей аграрного сектора.
Для достижения этой цели в настоящее время следует сохранить имеющиеся виноградники и осуществлять посадку новых насаждений адаптированными сортами, обладающими конкурентоспособной продукцией. Далее, решающее значение приобретает в решении этого вопроса использование экологических факторов против самой филлоксеры, предпосадочная обработка, направленная на повышение плодородия почвы, разработка приемов направленных на накопление и экономное расходование влаги, принятие мер по рациональному использованию земельных ресурсов, максимальное использование экологических ресурсов, участвующих в продукционном процессе, установление оптимальной площади питания, высоты штамба и нагрузки побегами, подбор сортов и изучение с целью для расширения неукрывной зоны виноградарства. Вместе с тем требуется разработка агротехмероприятий, направленных на механизацию трудоемких процессов.
Общеизвестно, что растительные и животные организмы и условия среды находятся во взаимосвязи и взаимозависимости. Эти взаимоотношения, определяющие жизнедеятельность и продуктивность, имеют свои специфические особенности для каждого организма. Виноградное растение не является исключением из этих закономерностей. Поэтому установление этих взаимосвязей позволит создать агроценозы насаждений винограда, обладающих высоким КПД ФАР. Весомый вклад в решение данного вопроса внес А.Г. Амирджанов [1980].
Разработка прогрессивных технологий возделывания виноградных насаждений, способствующих максимальному использованию экологические условий - актуальная проблема современного виноградарства [К.В. Смирнов, 1997]. В решение данной задачи достойный вклад внес A.M. Аджиев [1978,2002].
Основная масса виноградных насаждений Южного Федерального округа сосредоточены в условиях неполивного земледелия. Возделывание винограда в условиях неполивного земледелия имеет свои специфические особенности, без
6
учета которых невозможно создавать высокопродуктивные агроценозы виноградных насаждений. Ошибки, допущенные в начальный период закладки, в дальнейшем исправлять практически невозможно.
Перевод насаждений на более крупные формировки и привитую культуру, распространение филлоксеры требуют уточнение характера их действия на жизнедеятельность и продуктивность виноградного растения, особенно в богарных условиях.
В связи с этим важнейшей задачей остается разработка элементов технологии, обладающих высоким КПД ФАР, рационально использующих природные ресурсы и имеющих конкурентоспособную продукцию.
Цель и задачи исследований. Целью исследований было разработка и обоснование элементов технологии, способствующих созданию высокопродуктивных агроценозов виноградных насаждений, рационально использующих природные ресурсы в условиях богарного земледелия. В задачу исследований входило:
1. Выявить сорта, наиболее предпочитаемые населением для посадки новых насаждений.
2. Выявить реакцию виноградных растений на фон и способы посадки, локальный полив и способы формирования в богаре.
3. Выяснить роль экологических факторов в сохранении корнесобствен-ной культуры винограда.
4. Изучить связь между абиотическими факторами и продуктивностью при различных системах ведения культуры.
5. Выявить характер роста и развития (корневая система, надземная часть, сформированность кустов, фенофазы) в зависимости от способа посадки и площади питания.
6. Выявить факторы, снижающие продуктивность насаждений.
7. Изучить фотосинтетическую деятельность кустов винограда в зависимости от способа ведения культуры.
8. Выяснить реакцию растения на сплошную стрижку кустов, взамен ква-
7 лифицированной обрезке.
9. Изучить агробиологические и фотометрические характеристики элементов технологии возделывания виноградников (фон и способы посадки, площади питания, высота штамба, способы ведения прироста, длина обрезки плодовых побегов и различные градации нагрузки побегами); установить зависимость показателей плодоношения, продуктивности и качества винограда от изучаемых факторов, а также дать афоэкономическую оценку отдельным вариантам исследуемых элементов технологии.
10. Выявить морозоустойчивые сорта винофада для расширения фаниц неукрывной культуры.
11. Обосновать параметры афотехнических приемов, способствующих рациональному использованию природных ресурсов, и дать рекомендации производству.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Основные факторы, способствующие созданию полноценных молодых винофадников.
2. Рост и развитие винофадного растения в зависимости от способа культуры и экологических условий возделывания.
3. Роль экологических факторов в сохранении корнесобственной культуры.
4. Физиологические показатели в связи с архитектурой кустов и структурой насаждений.
5. Основные параметры технологии возделывания винофада (площадь питания, высота штамба, длина обрезки плодовой лозы и нагрузка кустов), способствующие созданию высокопродуктивных насаждений.
Научная новизна.
1. Впервые учтены потребности населения на винофадо-винодельческую продукцию и в результате выделены сорта для посадки новых насаждений.
2. Выделены толерантные сорта винофада к филлоксере.
8
3. В результате исследований установлены: в плодородных почвах орга-
но-минеральные удобрения оказывают влияние в начальный период жизни виноградных растений и эффективность удобрений без полива снижается, факторы снижающие продуктивность привитых насаждений, свободное ведение прироста однолетних побегов способствует экономному расходованию почвенной влаги, реакция винограда на песках и возможность вовлечь их в сельскохозяйственный оборот.
4. Установлено, что КПД ФАР при высокоштамбовом и свободном расположении прироста однолетних побегов выше по сравнению с вертикальным ведением прироста.
5. Выявлены морозоустойчивые сорта винограда.
6. Разработан поправочный множитель («С») нагрузки по системе «Мага-рач-CN» для крупных формировок (С = 5).
7. Показана технологическая роль ширины междурядий, а не биологическая.
8. В результате исследований установлены: оптимальные схемы посадки, оптимальная высота штамба, режим эксплуатации куста.
9. Показана и обоснована возможность замены квалифицированной об-резки кустов сплошной стрижкой по типу бордюра.
Практическая ценность
В результате исследований научно обоснованы основные элементы технологии возделывания винограда в богарных условиях Северного Кавказа. Учет потребностей рынка позволит производить конкурентоспособную продукцию и избежать ошибок при закладке новых насаждений. Строгий отбор саженцев для посадки, установка шпалеры и ликвидация изреженности в первый год посадки, применение ускоренных методов формирования кустов, своевременное обновление многолетних частей кустов повысит продуктивность и продлит срок эксплуатации насаждений. Сохранение корнесобственной культуры экономит материальные и трудовые ресурсы в 2-3 раза. Вовлечение в с/х оборот малоплодородных песчаных земель позволит освободить более плодородные земли для
9 ценных зерновых и других культур и сохранит корнесобственную культуру
винограда. Внедрение разработанных рекомендаций по технологии возделывания винограда позволит получить высокие урожаи без снижения качества, значительно сократить затраты ручного труда на 14-35% за счет исключения зеленых операций (подвязка, обломка, чеканка) и повысить производительность труда в 2-3 раза при применении обрезки по типу бордюра, обеспечить возможность применить комплексную механизацию, в результате чего снизится себестоимость винограда и повысится рентабельность отрасли. Внедрение морозоустойчивых сортов расширит границы неукрывного виноградарства и значительно снизит трудовые затраты (30-40%).
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на всесоюзных научных конференциях (Ереван 1982, Ялта 1984, Кишинев 1984), научной конференции ТСХА (Москва 1986), Республиканской и Всероссийской (Махачкала 1987 и 2006), научной сессии энтомологов Дагестана (Махачкала 1988, 1989, 1990), ежегодных конференциях преподавателей и сотрудников Даггоспеду ниверситета (1989-2002).
10 ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
БОГАРНОГО ВИНОГРАДАРСТВА
1.1. Особенности богарных условий возделывания винограда
Проблемы развития виноградарства на современном этапе остро встают перед учеными и практиками. Как отмечает К.А. Серпуховитина [1995], система ведения виноградарства должна соответствовать принципам адаптивно -ландшафтного земледелия: экологической сбалансированности и энергосбережения, максимального использования адаптивного потенциала растений; отвечать новым производственным отношениям в системе природопользования. Такая система предполагает наряду с получением качественной продукции предотвращение деградации природной среды, а также воспроизводство почвенного плодородия и полезной энтомофауны. Сохранение экологического равновесия в системе «почва - растения» является стержнем эффективного ведения виноградарства.
Вода - важнейший экологический фактор, определяющий рост и развитие растений. Все основные физиологические и биохимические процессы протекают в водной среде. Следовательно, возможность богарного виноградарства, при прочих благоприятных условиях, определяется наличием в почве необходимого количества влаги в период вегетации виноградного растения.
В концепции развития виноградарства и виноделия в Российской Федерации отмечается, что сумма активных температур 2800-3200°С в Ростовской области, до 3 600-3 800°С на юге Дагестана позволяет возделывать сорта разных сроков созревания. Ограничивающими развитие виноградарства факторами являются низкие температуры воздуха и почвы зимой, недостаток влаги в наиболее обеспеченных теплом районах [Жур. Виноград и вино России, 1993]. Основной лимитирующий фактор возделывания винограда в богарных условиях, снижающий его урожай, - наличие доступной влаги в почве.
11
О степени обеспеченности виноградного растения влагой судят по величине условного баланса, т.е. гидротермического коэффициента, который вычисляют по формуле Г.Т. Селянинова [Ю.И. Чирков, 1986].
Многовековая практика возделывания винограда в нашей и других странах указывает, что районы с балансом влаги за вегетационный период меньше 0,5 (на богаре) виноградные кусты не дают соответствующего роста. В местах с балансом влаги 0,5 - 0,6 они дают неустойчивый урожай, а с балансом влаги больше 0,6 на неорошаемых виноградниках получают ежегодно устойчивые средние и сравнительно высокие урожаи.
Ф.Ф. Давитая [1948, 1952] считает, что баланс влаги 0,5 за вегетационный период является границей, при которой виноград еще может вегетировать. При меньшем значении баланса влаги требуется орошение.
Как отмечают A.M. Негруль, А.К. Крылатов [1964], там, где почвы мало влагоемки и сильно дренированы, а гидротермический коэффициент 0,5-0,6, без орошения виноград нормально не вегетирует. В богарной зоне лучшие условия для развития и роста виноградного куста наблюдаются при балансе влаги за май-июнь больше 1, а в период созревания урожая до 0,7-0,5 (август-сентябрь, в некоторых районах сентябрь-октябрь). Если баланс влаги в сентябре-октябре не выше 0,7-0,5, то в ягодах накапливается больше сахара, повышается их качество.
Лучшие зоны богарного виноградарства в России, Молдове, Украине, Грузии, Азербайджане расположены в местах, где условный баланс влаги равен 0,6-0,7.
Виноградники Российской Федерации возделываются преимущественно в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения с гидротермическим коэффициентом 0,7-0,9. Рациональное использование природной влаги и создание благоприятного водного режима в таких условиях крайне актуально [B.C. Петров, 2000]. По его данным, влажность почвы была наибольшей под виноградниками, где черный пар по сравнению с залужением.
По данным И.Н. Кондо [1970], в богарных условиях, начиная с июля, а в
12 более засушливые годы с середины июня, содержание воды в почве сильно
уменьшается. Он предлагает проведение агротехмероприятия от действия засухи в богарных условиях.
Для сохранения влаги в засушливых условиях Дербентского района С.Д. Раджабов и ЯМ. Пейсахов [1994] предлагают на широкорядных виноградниках во время их вегетации содержать почву междурядий чистой от сорняков и в рыхлом состоянии, а в период покоя винограда под покровом культур, пригодных для сидеральных удобрений.
Как отмечают А.И. Жуков и др. [1989], С.Ф. Неговелов, Ю.К. Михайлов [1982], наиболее суровый водный режим на неполивных участках создаются в Дагестанской, Чечено-Ингушской, Кабардино-Балкарской АССР, в Ростовской области и в восточных районах Ставропольского края, а также в Краснодарском крае. Осенне-зимние запасы продуктивной влаги, как правило, очень низкие, и почва увлажняется на глубину до 50-70 см. Почти ежегодно на этой территории запасы влаги в корнеобитаемом слое с июля по сентябрь находятся на границе коэффициента завядания. Длительные почвенные засухи резко отражаются на вегетативном росте, урожае, сахаристости ягод, а также продуктивности.
На содержание влаги в почве и на продуктивность оказывает влияние не только структура насаждений, но и рельеф местности. Так, по данным Р.А.Казиева и С.Д.Раджабова [2002], в условиях Дербентского (150 м над уровнем моря) и Табасаранского районов (450-500 м) влажность почвы в предгорье без орошения в наиболее критические периоды (июль - август) выше на 5-10%, чем на равнине. Они отмечают, что урожай сортов Ркацители, Каберне Совинь-он, Гимра, Нарма (схема посадки 2,5x1-1,5 м) выше на равнине за счет нагрузки, а качество ниже. Вместе с тем, имеются противоположные данные [М.П. Рапча, М.Ф. Кисиль, 2002], что с увеличением высоты местности урожай несколько возрастает, а сахаристость на северных склонах с увеличением высоты снижается, столовых сортов повышается.
Как указывают А.В. Кириченко [2003а, 20036], B.C. Петров и др. [1994], основным лимитирующим фактором получения стабильно высоких урожаев,
13 роста и развития винограда является недостаток влаги в почве (с 10 июня по 20
августа).
К аналогичным выводам пришли В.В. Тараненко и др. [1998], что урожайность виноградников, прирост побегов и значений индексов продуктивности зависит от количества выпавших осадков.
Наоборот, слабую зависимость урожая от суммы выпавших осадков отмечают Ш.Н. Гусейнов и др. [1999], Г.Н. Ключникова, В.В. Абрамова [1999].
О снижении величины прироста побегов без орошения пишет А.В. Кириченко [2003], при орошении в зависимости от нагрузки составил 1459 - 2085 см, а без орошения 1119 см. При этом схема посадки 3,0x1,5 м, высота штамба 120 см.
Виноград- растение относительно засухоустойчивое и может расти при небольшом содержании влаги в почве. Однако нормальный рост и развитие винограда протекает там, где растения снабжаются водой в достаточном количестве, и в такое время, когда в ней особенно нуждаются.
Орошение виноградников приводит к увеличению роста побегов в пределах от 33 до 55% [Б.А. Рубин, 1970; К. Стоев, 1984].
Как отмечает Г.Ф. Турянский [1967], засуха вызывает глубокие морфологические, анатомические, физиологические и биохимические изменения в растениях.
Таким образом, основным лимитирующим фактором роста и развития в богарных условиях является почвенная влага. Следовательно, в богарных условиях все агротехнические приемы должны быть направлены для сохранения и рационального использования почвенной влаги.
1.1.1. Образование биомассы в зависимости от способов ведения
культуры винограда
Масса грозди, величина и качество урожая во многом определяется степенью развития побегов на кусте [В.В. Чулков, 1997].
14
Получение регулярных устойчивых урожаев в основном зависит от состояния кустов. Если у растений систематически наблюдается слабый рост и имеется много неполноценных побегов, то постепенно происходит ослабление кустов и снижение урожайности. Известно, что на ростовые процессы оказывают влияние почвенно-климатические, погодные условия произрастания, способ культуры, агротехника и другие факторы.
Так, по данным ряда исследователей [М.И. Бродниковский, 1977; Г.П. Гаврилов, 1973; Л.Т. Никифорова, О.А. Мартьянова, 1973; Н. Павлов, 1969], при высокоштамбовом ведении виноградных кустов происходит уменьшение средней длины одного побега.
Исследования А.И. Гукасова [1969] показали, что при равной нагрузке с увеличением высоты штамба до 100-125 см общий прирост куста уменьшился с 4363 до 3412 см по сравнению с высотой штамба 70 см, что соответственно привело к снижению средней длины побега.
Как отмечает И.И. Терехов [1974], с увеличением высоты штамба до 120 см и свободном расположении прироста средняя длина одного побега уменьшается и составляет всего 84% длины побега кустов с низким штамбом.
Почти аналогичные данные получил Г.А. Сарнецкий [1981]. Так, по его данным, у высокоштамбовых кустов (120-130 см) суммарная величина прироста однолетних побегов составляет около 80% прироста низкоштамбовых растений, однако побеги вызревают лучше на высокоштамбовых формировках.
В своих исследованиях В.И. Грабовецкий [1972] установил, что средняя длина побега и объем однолетнего прироста при высоком штамбе у сорта Ркацители меньше и составляет 106,0 см, а общий объем - 837,4 см3, при низком же штамбе соответственно 130,1 см и 1080,0 см3
Противоположные данные получены Н.Ф. Ворониной [1977]. По ее исследованиям, с увеличением высоты штамба средняя длина побега увеличивается и составляет 91,9 см, тогда как при низком штамбе -72,1 см.
15 Уменьшение средней длины побега исследователи объясняют тем, что
при высокоштамбовом ведении кустов со свободным расположением прироста в пространстве происходит уменьшение влияния полярности на рост побегов.
Как отмечает В.Ф. Пономарев с сотрудниками [1967, 1969, 1974, 1976, 1978], вследствие равномерного освещения побегов у высокоштамбовых фор-мировок улучшается дифференциация почек, лучше развивается флоэма, увеличивается объем многолетней древесины, побеги лучше вызревают, содержат больше лигнина, крахмала и имеют повышенное число слоев твердого луба, что способствует большей устойчивости побегов к низким температурам.
Лучшая закладка генеративных органов, увеличение коэффициента плодоношения и плодоносности, увеличение урожайности, по-видимому, связаны также с улучшением условий освещенности кроны куста.
1.1.2. Показатели фотосинтетической деятельности кустов
К.В. Смирнов [1997] относит к числу актуальных проблем современного виноградарства разработку и совершенствование прогрессивных технологий возделывания виноградных насаждений: разработка и совершенствование моделей агроценозов, обладающих высоким КПД физиологически активной радиации (ФАР); соответствие биологических и сортовых особенностей виноградного растения экологическим условием зоны его возделывания и способам культуры; защита экологической среды и виноградной продукции от загрязнения; максимальное сокращение ручных работ по уходу за кустом и почвой и замена их механизированными способами выполнения; применение прогрессивных систем содержания и способов обработки почвы, обеспечивающих сохранность ее структуры и плодородия. Он считает, что все разрабатываемые и применяемые на практике технологические приемы и операции по уходу за растениями должны преследовать общую цель - оптимизацию роста и развития всех их органов в направлении повышения жизнедеятельности и продуктивности.
16
Богарные условия имеют свои специфические особенности и без учета их невозможно решить поставленные задачи перед виноградарством.
Как отмечает А.Г. Амирджанов [19746], увеличение площади листьев на гектаре является одним из факторов повышения потенциала продуктивности виноградника и КПД ФАР.
По данным ряда исследователей [Е.К. Плакида, 1967; Е.К.Плакида с сотрудниками, 1969; А.Г.Амирджанов, 1974а], величина поглощения фотосинте-тически активной радиации и продуктивности листового аппарата у крупных мощных растений более высокая.
Однако продуктивность виноградника зависит не только от абсолютной величины листового аппарата, но и от его расположения в пространстве, размещения листьев в кроне куста и от того, под каким углом падает солнечный свет на пластинку листа. Для оптимальной работы листового аппарата имеется определенный предел количества побегов, которые могут быть размещены на одном погонном метре ряда. Уменьшение или увеличение количества побегов на погонный метр ряда приводит к изменению плотности листового полога. При увеличении плотности освещенность внутренних листьев, находящихся в толще листового полога, снижается.
Данные, полученные многими исследователями [А.Ф. Гончар, 1968; К.Г. Вицелару, 1969; Д.С. Сулейманов, М.Т. Алиев, 1970; В.Н. Стрельцов, 1968; О.П. Рябчун, 1969, 1970; Л.Т. Никифорова, О.А. Мартьянова, 1967; И.И. Зот-кин, 1953,1966; М.И. Комаров, 1969] говорят о том, что на обычных шпалерно-рядовых посадках с вертикальным ведением прироста число побегов на одном погонном метре ряда колеблется от 16 до 25 штук.
При свободном расположении прироста в пространстве листовая поверхность располагается менее плотно, чем при вертикальном ведении, и позволяет увеличить нагрузку побегами на единицу длины ряда. Увеличение числа побегов на одном погонном метре ряда соответственно приводит к увеличению площади листьев.
Как отмечают А.А. Ничипорович, В.О. Молофеев [1965], фотосинтез и
17 сахаронакопление зависят в основном от интенсивности поступающего света.
Чрезмерное увеличение плотности кроны ведет к снижению продуктивности виноградника.
Следовательно, подбор оптимального количества побегов на одном погонном метре ряда, числа рядов на одном гектаре, т.е. ширины междурядий, имеет большое значение, так как изменение этих параметров, в конечном счете, приводит к изменению оптической плотности листового полога.
По данным В.В.Чулкова [1999] при схеме посадки 3,0x1,5 м с увеличением расстояния между зелеными побегами с 2-3 см, 5-6, 8-9, 11-12, 14-15 см возрастало количество плодоносных побегов на кустах, на них закладывалась больше соцветий.
Вместе с тем В.В. Чулков [2001а, 20016] отмечает, что поглощения ФАР ассимиляционным аппаратом виноградного куста во многом определяется состоянием его кроны. Он предлагает Т образную шпалеру, когда ширина междурядий более 3 метров, так как при этом фитомасса растений заполняет земельную площадь более интенсивно, чем в других формировках.
По данным И.Г. Гулиева и А.Г. Амирджанова [1986] плотность кроны наибольшая при вертикальном размещении побегов в пространстве по сравнению со свободным расположением, причем она тем меньше, чем больше площадь питания и габитус кроны куста. С увеличением площади питания куста в широкорядных насаждениях потенциал куста возрастает, однако в связи с уменьшением числа кустов на единице площади потенциал также снижается. Аналогичные данные получил на юге Туркменистана А.А. Зайков [1986].
Учитывая недостаточную изученность этого вопроса при различных системах ведения культуры винограда, необходимо расширить исследования в этом направлении.
О.П.Рябчун [1975] пишет, что при правильном выборе площади питания и формировки на широкорядных высокоштамбовых насаждениях получаются мощные растения, несущие большую площадь листьев (15-25 тыс. м2 на 1 га) и дающие высокую урожайность. Свободное размещение побегов, занимающих
|
