Годичный цикл развития виноградного растения — эго совокупность физиологических и биологических процессов, морфологических и анатомических изменений, происходящих в связи со сменой времени года. Годичный цикл развития виноградного растения состоит из двух периодов: вегетационного и периода покоя.
Период вегетации у винограда начинается весной с наступлением устойчивой среднесуточной температуры воздуха + 10 °С и сопровождается активной деятельностью всех частей растения. С наступлением листопада растение переходит в период покоя.
Вегетационный период плодоносящих растений винограда состоит из следующих шести фаз:
- 1-я фаза — сокодвижение;
- 2-я фаза — распускание почек и начальный рост побегов;
- 3-я фаза — цветение;
- 4-я фаза — рост ягод;
- 5-я фаза — созревание ягод;
- 6-я фаза — созревание побегов и листопад.
Коротко расскажем о перечисленных фазах.
Сокодвижение, которое в народе называют «плач» винограда, сопровождается обильным выделением прозрачной жидкости (пасоки) из ран, образовавшихся при повреждении морозами или в результате обрезки древесины. Это явление объясняется начавшейся жизнедеятельностью корней,
которые подают всасываемую воду с растворенными в ней минеральными веществами под давлением 1,5 атм, а нераспустившиеся почки еще не в состоянии всю эту воду использовать. Обильное поступление пасоки побуждает спящие почки быстрее выходить из состояния покоя. После распускания почек, которые начинают усиленно испарять влагу, «плач» винограда прекращается.
Интенсивность сокодвижения зависит от температуры и влажности почвы. Сокодвижение наступает, когда температура почвы на глубине залегания основной массы корней достигает +7…+9 °С. При недостаточной влажности почвы (засухе) «плача» не бывает. В Новосибирске «плач» винограда, в зависимости от условий года и сорта винограда, продолжается полторы-две недели при сумме активных температур 160…180 °С.
Сумма активных температур под пленкой парника в период 1-й и 2-й фазы вегетации выше ориентировочно на 50…60°С для первой и на 100…120 °С для второй фазы.
Количество жидкости, вытекающей при «плаче» винограда, по годам сильно варьирует и составляет в среднем от 0,5 до 2-3 л и более на куст. Пасока представляет собой почти чистую воду с незначительным количеством растворенных органических и минеральных веществ. Хотя при вытекании пасоки потери органических соединений и минеральных веществ незначительны, все же необходимо принимать меры к уменьшению истечения жидкости. Следует особо отметить, что на свежем срезе выделяется пасоки больше, чем на осеннем срезе.
Распускание почек и начальный рост побегов. Эта фаза протекает от начала распускания почек до начала цветения винограда. Жизнедеятельность винограда начинается при определенной температуре и влажности воздуха с поступлением воды и питательных веществ в надземную часть растения. В клетках растения начинают действовать ферменты, переводя нерастворимые органические соединения в растворимые вещества. Увеличивается тургор и усиливается дыхание клеток. Луб на узлах побегов и особенно у почек переходит в деятельное состояние. При поступлении питательных веществ к точкам роста их клетки начинают делиться, возобновляются ростовые процессы, прерванные предыдущей осенью. Зимующий глазок набухает. Эмбриональный побег почки увеличивается, выдвигается из глазка с зачатками листьев, соцветий или усиков и на свету зеленеет.
Набухание глазков и распускание почек является критическим периодом в развитии винограда. В этот период идет дальнейшее развитие соцветий. При нарушении питания зачатки соцветий слабо развиваются, могут появиться недоразвитые усиковые соцветия или усики.
В период 2-й фазы — от распускания почек до начала цветения — происходит быстрый рост и развитие всех органов, заложенных в зимующем глазке. Междоузлия побега вытягиваются в длину, из зачатков на узлах развиваются листья, соцветия и усики. Верхушечная почка побега продолжает рост, образует новые зачатки листьев и усиков. Нижняя часть побега за счет деятельности камбия утолщается. В пазухах листьев формируются пазушные почки, из которых при определенных условиях вырастают пасынки в этом же году. В Новосибирске к началу цветения винограда побеги куста, укрытые пленкой парника, вырастают длиной 0,7…1,2 м. За этот период на побеге развивается, в зависимости от сорта, по 10-14 листочков.
В начале вегетации, когда еще нет листьев, растение использует питательные органические вещества, запасенные в старых корнях и стеблях. С появлением листьев прирост вегетативной массы происходит благодаря фотосинтезу.
В разные годы и в зависимости от сорта винограда 2-я фаза вегетации в Новосибирске продолжается 35—40 дней при сумме активных температур 480…580 °С.
Цветение начинается с отрыва и опадания колпачков бутонов соцветия. Отрыв и выталкивание колпачка происходит под давлением тычинок, готовых к опылению. Первыми, как правило, зацветают более развитые бутоны, расположенные ближе к основанию соцветия. Недоразвитые бутоны, расположенные в верхней части соцветия, после цветения увядают, засыхают и отваливаются. Нижние соцветия на побеге зацветают раньше верхних соцветий.
Обычно цветение происходит утром между 6.00 и 11.00 часами, но наиболее оптимальные условия опыления наблюдаются между 9.00 и 10.00 часами. После 11.00-12.00 часов дня рыльце пестика к оплодотворению не восприимчиво. Восприимчивость к оплодотворению рыльце пестика сохраняет в утренние часы в течение 4—6 дней после раскрытия бутона. В тех случаях, когда колпачок обоеполого цветка долго не опадает и подсыхает, происходит опыление под колпачком.
Процесс оплодотворения длится сутки. Сразу же после оплодотворения рыльце пестика подсыхает, тычинки опадают, начинается рост завязи. Однако не все завязи соцветия развиваются в ягоды. В нормальных условиях после цветения под влиянием внутренних факторов значительная часть завязей осыпается. Считается нормальным, если на растении винограда осыпалось до 60…70 % завязей. Остается столько завязей, сколько способно растение прокормить. Из-за различных неблагоприятных условий для цветения и оплодотворения (низкая температура воздуха, холодные продолжительные дожди и туманы, град, суховеи и др.) наблюдается чрезмерное или даже полное осыпание бутонов и завязей.
Цветение — критический период в развитии винограда. В Новосибирске, где последние весенние возвратные заморозки нередко бывают 10-12 июня, при выращивании винограда на шпалере в открытом грунте необходимо добиваться, чтобы цветение начиналось после 12 июня. Это достигается, если виноградные кусты освобождают от зимнего укрытия в конце апреля, а в начале мая, 2-5 мая, укрывают пленкой, которую убирают после последних заморозков.
Начало и конец цветения в значительной мере зависят от питания растения, окружающей температуры воздуха и сорта винограда. Цветение винограда в Новосибирске протекает 1-2 недели при сумме активных температур 160…220 °С.
Рост ягод. После оплодотворения яйцеклетки в семяпочке завязи развивается зародыш и формируется будущее семя. Чем больше семяпочек в завязи оплодотворилось (от 1 до 4), тем больше будет семян в ягоде и она будет крупнее. У партенокарпических сортов, способных завязывать ягоды без опыления, ягода мелкая, семян в ягоде не бывает.
В начале роста ягоды темно-зеленого цвета, имеют устьица и принимают участие в фотосинтезе, т. е. ассимилируют. В этот период ягоды вырабатывают около 20 % потребляемых органических веществ, остальные поступают из листьев и многолетних частей стебля и корней.
К концу 4-й фазы вегетации ягода достигает размера, характерного для сорта. В это время клеточный сок ягоды содержит много кислот и мало сахара. Рост ягоды в зависимости от сорта винограда и условий вегетации в Новосибирске продолжается до середины — конца июля, т. е. один-полтора месяца при сумме активных температур 500…650 °С.
Созревание ягод. Начало этой фазы определяется по начальным изменениям в окраске кожицы ягод. У белых сортов ягода светлеет, постепенно приобретает прозрачность и свойственную сорту окраску. У темных сортов в клетках оболочки ягоды накапливаются красящие вещества.
В конце роста ягоды перед созреванием устьица кожицы закрываются, происходят изменения в химических процессах. В клеточном соке ягод увеличивается содержание сахара, который состоит из глюкозы и фруктозы. Содержание общей кислотности и дубильных веществ снижается. При полной зрелости ягод накопление сахара прекращается, но его процентное содержание увеличивается за счет испарения влаги и уменьшения объема ягоды.
Полную зрелость ягоды винограда по внешнему виду точно определить затруднительно. Более точно ее можно установить путем химического анализа. При перезревании ягода начинает уваливаться. Семя, включая клювик, становится коричневым.
Кроме полной или физиологической зрелости винограда существует и техническая зрелость, которая характеризуется пригодностью ягод для переработки. Для столовых сортов винограда существует потребительская зрелость, которая определяется хорошими вкусовыми качествами не вполне зрелых ягод. Слегка недозрелый виноград столовых сортов собирают и для транспортировки, так как перезрелый виноград не пригоден для перевозки. Для сушки виноград собирают при полной зрелости или даже перезревший, когда он содержит наибольшее количество сахара и дает наибольший выход продукции.
Полная зрелость ягод сортов винограда, пригодных для выращивания в Сибири, в зависимости от сроков созревания наступает в начале или конце сентября. На юге Западной Сибири нередко бывают годы, когда осенние ранние заморозки наступают в середине — конце сентября и преждевременно прерывают вегетацию винограда. Тогда урожай поздно созревающих сортов винограда приходится собирать недозрелый. Повышенная температура в период роста и созревания ягод при достаточной обеспеченности водой ускоряет прохождение этих фаз и увеличивает накопление сахара в ягодах.
В Новосибирске в разные годы у разных сортов винограда период созревания ягод (5-я фаза вегетации) длится 27-33 дня при сумме активных температур 460…520 °С.
Созревание побегов и листопад. После сбора урожая процессы ассимиляции в листьях продолжаются, органические вещества поступают в нижние части куста, накапливаются в корнях, в старых частях куста и побегах, в основном в его узлах. В этот период происходит дальнейшее формирование почек и глазков, созревание побегов, подготовка растения к зиме и его закалка.
Созревание побегов идет снизу вверх. При созревании побегов постепенно сокращаются ростовые процессы, в побегах накапливается крахмал, уменьшается количество воды, деревенеют клетки древесины, пробковеет камбий, высыхают наружные слои луба и окрашиваются в коричневый цвет разных оттенков в зависимости от сорта винограда.
Начало созревания побегов не совпадает с началом созревания ягод. Побеги европейских сортов и амурского винограда и их гибридов начинают созревать значительно раньше ягод и к осени в зависимости от сорта вызревают в длину до 1,5…1,8 м или на 12-14 глазков и более. Побеги среднеазиатских сортов винограда начинают созревать позже ягод, поэтому в Сибири до наступления осенних ранних заморозков не успевают вызреть или вызревают на незначительную длину, на 3-5 глазков.
Вызревшие побеги хорошо переносят зимние морозы до -20…-22°С, некоторых сортов до -24…-26 °С, а некоторые гибриды североамериканского или амурского винограда до -35…-40 °С. Степень вызревания побегов влияет на их рост и урожайность в следующем году. Поэтому очень важно способствовать вызреванию побегов различными агротехническими приемами, которые описаны в следующих разделах книги.
В период между окончанием роста побегов и листопадом физиологические процессы направлены на вызревание побегов и глазков, а также на их закалку и подготовку к зиме. Этот период сопровождается уменьшением количества свободной воды и накоплением сахаров, которые предохраняют белковые вещества от свертывания при замерзании клеток. Опыты исследовательских учреждений показали, что глазки вызревших побегов, не прошедших закалку и подготовку к зиме, погибают при температуре -6…-8 °С, а глазки вызревших побегов, прошедших закалку и подготовку к зиме, переносят морозы до -18…-20 °С.
Периоды покоя. В теплых странах (Индия, Индонезия и др.), где температура воздуха в зимний период не опускается ниже +15…+10°С, у виноградного растения период покоя отсутствует. В таких странах после завершения вегетации винограда пазушные почки прорастают и растения повторно вегетируют, что позволяет собирать 2-3 урожая в год. Таким образом, виноградное растение может вегетировать непрерывно и период покоя не свойствен его тканям и органам.
В странах с умеренным климатом (европейские, среднеазиатские и другие), где в зимний период температура воздуха опускается ниже 0 °С, в конце лета вегетация винограда прекращается, осенью наступает листопад и растение переходит в состояние зимнего покоя, после которого весной растение снова начинает вегетировать. В странах с умеренным климатом период покоя у винограда характерен только для ткани камбия и зимующих глазков. Остальные органы и ткани надземной части виноградного растения к осени заканчивают свой рост, зимой продолжают свою деятельность, в них протекают обменные процессы. Корневой системе винограда период покоя также не свойствен. Корни могут расти непрерывно в течение всего года, если существуют благоприятные условия.
В зоне северного виноградарства и особенно в Сибири, где естественный листопад отсутствует, так как осенние ранние заморозки убивают листья и преждевременно прерывают вегетацию винограда, зимний покой растения продолжается до конца апреля — начала мая. В период зимнего покоя у винограда сначала протекает стадия органического покоя, за которой следует вынужденный покой.
Органический покой — состояние, в котором почки временно по внутренним причинам не способны распускаться даже в благоприятных условиях. Это свойство, выработанное в процессе эволюционного развития в разных эколого-географических условиях произрастания, является защитой от гибели в холодный осенний период, когда наступают благоприятные кратковременные условия для роста. В этот период укоренить черенок винограда невозможно. Продолжительность этого покоя у разных сортов винограда неодинакова и заканчивается в январе-феврале. Почки разных участков одного и того же побега выходят из состояния покоя в разные сроки, так как закладка зимующих глазков на побеге происходила не одновременно.
Вынужденный или кажущийся покой — состояние зимующих глазков, которые способны выйти из покоя, но в силу внешних условий (низкие температуры) не могут распускаться. Вынужденный покой в Сибири продолжается до конца апреля. Таким образом, общее время органического и вынужденного покоя винограда в Сибири составляет более 7 месяцев. В течение этих 7 месяцев зимнего покоя жизнедеятельность органов растения не прекращается, происходят обменные процессы, на которые расходуются запасенные продукты питания. Если в период вегетации в неблагоприятных условиях растение не смогло накопить необходимого количества запасных питательных веществ, то их может не хватить на зимовку и растение выйдет из покоя ослабленным, а некоторые части даже погибают. Таким образом, зимний покой в Сибири является критическим периодом в жизни виноградного растения. Виноградарь должен учитывать это обстоятельство и создавать благоприятные условия для развития и подготовки виноградных кустов к зиме. В зоне северного виноградарства и Сибири период вынужденного покоя используют для укоренения черенков и выращивания саженцев винограда, учитывая отмеченное обстоятельство.
Состояние почек зимнего глазка в период органического покоя отличается от их состояния в период условного покоя, наблюдаемого во время вегетации винограда. Условный или корреляционный покой — состояние, при котором почки зимующих глазков в нормальных условиях роста не распускаются. Если в период вегетации виноград теряет все точки роста при градобитии или глубокой обрезке, т. е. нарушается корреляция между надземной и подземной частями растения, то почки зимующих глазков распускаются, начинается рост новых побегов, нарушенное равновесие восстанавливается.
Пасынковые почки в состояние покоя не переходят, а трогаются в рост после их эмбрионального развития. У некоторых сортов часть пасынковых почек не прорастает в год образования, а вместе с зимующими глазками переходит в период покоя. В конце вегетации на однолетних побегах таких сортов в пазухах листьев образуются двойные зимующие глазки, которые прорастают следующей весной.
Замещающие почки весной следующего года не всегда прорастают, превращаются в спящие почки и могут пребывать в состоянии покоя довольно долгое время. Зачаточные почки подстилающего слоя глазка (бугорки), как наименее развитые, могут не прорастать годами, если нет необходимости. Эти почки трогаются в рост, если растению грозит гибель от подмерзания, градобития, глубокой обрезки, и обеспечивают выживаемость растения.
Ткани камбия также имеют период покоя, хотя он менее выражен и по срокам протекает иначе, чем у зимующих почек. Отметим лишь то, что наибольшая активность камбиальной ткани наблюдается в середине лета. Это обстоятельство используют для зеленого черенкования винограда.
Фенологические наблюдения. Количество и качество урожая зависят не только от сорта винограда, но в значительной мере и от надлежащего ухода, который характеризуется эффективностью применяемых агрономических мероприятий. Агромероприятия будут эффективны при своевременном и грамотном применении и, наоборот, агромероприятия не эффективны и даже вредны при несвоевременном и неумелом применении. Своевременность проведения необходимых агрономических мероприятий определяется состоянием виноградного куста, проходящими фазами вегетации. В зависимости от метеоусловий сроки наступления отдельных фаз вегетации по годам меняются. Фазы вегетации разных сортов винограда протекают не одинаково. Сроки наступления фаз вегетации и их продолжительность у разных сортов винограда записывают в таблицы, которые называются фенологическими (от греческих слов файно — являю и логос — учение).
Фенологические наблюдения позволяют установить календарные сроки появления у растения определенных изменений, характеризующих начало и конец каждой фазы вегетации, а также установить их связь с метеоусловиями и условиями культуры. В конце года фенологические наблюдения обрабатывают, вычисляют продолжительность каждой фазы развития и всего вегетационного периода. Вегетационный период от распускания почек до полной зрелости ягод по годам неодинаков. В зависимости от способа выращивания и сорта винограда вегетационный период в Новосибирске в разные годы составляет от 100 до 150 дней при сумме активных температур 2000…2200 °С.
Данные многолетних наблюдений позволяют вывести средние сроки начала и конца каждой фазы вегетации. На основании средних сроков развития растения можно судить о пригодности сорта винограда для выращивания в данной местности.
С фазами вегетации связано своевременное проведение агрономических мероприятий по уходу за кустами винограда (раскрытие, обрезка, обломка, подвязка, поливы и т. д.). Если в таблицу фенологических наблюдений включить перечень агрономических мероприятий по уходу за кустами винограда, то вопрос своевременности проведения этих мероприятий решается автоматически.