Россия
сотрудник
Россия
Волгоград, Волгоградская область, Россия
Аннотация. Научная новизна и практическая значимость. Благодаря наличию мощной корневой системы виноград является довольно засухоустойчивой культурой, но недостаток почвенной и воздушной влаги отрицательно влияет на рост и развитие растения, что в итоге значительно снижает урожайность. В почвенно-климатических условиях Астраханской области, характеризующихся высокой степенью засушливости, а также наличием светло-каштановых бесструктурных почв, плохо удерживающих влагу, изучение засухоустойчивости сортов винограда является особо актуальным. Цель исследований состояла в изучении степени засухоустойчивости сортов винограда для выявления адаптационных механизмов растений в аридных условиях региона. Для достижения цели решались следующие задачи: определение общего содержания воды в листьях и относительной тургоресцентности листьев; определение дефицита воды в листьях; определение водоудерживающей способности листьев как основного показателя засухоустойчивости. Методы. Объектом исследований являлись 12 сортов винограда различной технологической направленности, выращиваемых на территории виноградника Прикаспийского аграрного федерального научного центра РАН. Исследовались раннеспелые сорта (Восторг, Астраханский скороспелый, Мадлен мускатный, Королева виноградников, Шасла белая, Бианка, Фиолетовый ранний) и среднеспелые сорта (Кишмиш Лучистый, Хусайне розовый, Левокумский). За контроль были приняты: Кодрянка – для раннеспелых сортов; Карамол – для сортов среднего срока созревания. Опыт заложен по методике Б. А. Доспехова. Схема посадки кустов 1250,0 шт/га. Формирование кустов – веерное, четырехрукавное. Полив осуществлялся по бороздам нормой 600,0–800,0 м3/га. Для оценки адаптационной устойчивости сортов винограда к засухе определялись общее содержание воды в листьях, относительная тургоресцентность листьев по методу Уизерли, дефицит воды в листьях по методу Литвинова, водоудерживающая способность по методу Еремеева. Результаты. Наименьший водный дефицит в группе раннеспелых сортов выявлен у сортов Кодрянка, Мадлен мускатный и Королева виноградников (4,9–5,7 %); в группе среднеспелых сортов – у сортов Левокумский и Кишмиш Лучистый (4,7–5,0 %). В результате исследований было выделено 7 сортов, отличающихся высокой степенью засухоустойчивости: Кодрянка, Астраханский скороспелый, Королева виноградников, Шасла белая, Карамол, Кишмиш Лучистый и Хусайне розовый.
виноград, засухоустойчивость, оводненность листьев, водоудерживающая способность, тургоресцентность, водный дефицит.
Постановка проблемы (Introduction)
Виноград является древнейшей культурой. В течение тысячелетий он произрастал на обширной территории земного шара в различных экологических условиях. Поэтому в виноградной лозе сочетаются особенности растений тенистых лесов и открытых солнечных мест, что характеризует высокую пластичность винограда и объясняет обилие его форм [1, с. 75]. Современные научные достижения как отечественных, так и зарубежных селекционеров способствуют возрастающему производству винограда [2, с. 6; 3, с. 610]. Фактор неизменного поиска перспективных сортов винограда – учет конъюнктуры рынка, который диктует качество получаемого продукта [4, с. 39]. Развитие виноградной отрасли направлено на выпуск конкурентоспособной и высококачественной продукции с отличительными качественными признаками характерными для географии производства [4, с. 185]. В южных района РФ виноградарство дает около 30 % доходов из числа реализации продукции сельского хозяйства. Финансовые затраты на выращивание винограда окупаются уже на четвертый год после посадки [5, с. 66]. По сравнению с овощеводческой отраслью в виноградарстве получают валовой продукции с единицы обрабатываемой площади на 30–40 % больше [6, с. 20], [7, с. 66.]. Доход с 1 га от производства плодоносящих насаждений винограда в 8,7 раза больше дохода от производства зерна озимой пшеницы [8, с. 97].
Прохождение фаз вегетации винограда определяется биологическими особенностями сортов. Существенное влияние на вегетацию оказывают условия среды обитания культуры винограда [9, с. 36]. К существенным изменениям фенологии приводят как погодные, так и глобальные климатические изменения. Смещение наблюдается особенно у ранних и средних сортов. Большая роль в прохождении фаз вегетации принадлежит температуре воздуха и почвы [10, с. 19; 11, с 4]. Атмосферная засуха усиливает транспирацию и способствует нарушению поступления воды из почвы в органы растений, в результате чего растение завядает [12, с. 17; 13, с. 10]. Атмосферную засуху обычно сопровождает почвенная, которая всегда снижает урожай и может привести к полной его потере. Потери урожая зависят от напряженности и продолжительности засухи [14, с. 320]. Засухоустойчивость определяет способность культуры переносить длительные засухи, большой водный дефицит и обезвоживание тканей.
Природно-климатические условия Астраханской области позволяют возделывать в регионе различные сорта винограда, обладающие высокими потребительскими качествами. Прежде всего, следует отметить режим солнечной радиации. В среднем за год здесь наблюдается менее 50 пасмурных дней, а сумма активных температур воздуха составляет 3100–3800 °С. Еще одним преимуществом для получения качественного винограда является большая контрастность дневных и ночных температур воздуха. В континентальном климате при незначительной облачности происходит значительное радиационное охлаждение поверхности и листьев и всего растения в целом, что активизирует отток продуктов фотосинтеза от листьев к ягодам. По этому показателю Астраханская область имеет преимущество перед другими виноградарскими регионами России [14, с. 321]. Естественные условия региона наряду с преимуществами создают и отрицательные моменты. Так, для климатических условий области характерно длительное отсутствие либо незначительное количество осадков в течение периода вегетации винограда, а также атмосферные и почвенные засухи, что приводит к обезвоживанию растительного организма и нарушению его жизненных процессов.
В современной литературе недостаточно информации по изучению степени засухоустойчивости сортов винограда в аридных условиях. Более полное изучение данного вопроса будет способствовать повышению продуктивности и качества виноградных насаждений. Знание природы нарушений и сущности адаптивных реакций может помочь выбрать методы воздействия для усиления защитных свойств и повышения устойчивости растений к неблагоприятным факторам в условиях недостаточного увлажнения. Целью исследований являлось изучение степени засухоустойчивости сортов винограда для выявления адаптационных механизмов растений в аридных условиях Астраханской области. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: определить общее содержание воды в листьях и относительную тургоресцентность листьев винограда изучаемых сортов; установить дефицит воды в листьях винограда; определить водоудерживающую способность листьев винограда, как основного показателя засухоустойчивости.
Методология и методы исследования (Methods)
Исследования по изучению степени засухоустойчивости сортов винограда проводились в подзоне светло-каштановых почв Астраханской области на территории виноградника ФГБНУ «ПАФНЦ РАН» в 2017–2018 гг. Объектом исследований являлись 12 сортов винограда различной технологической направленности:
- раннеспелые: столовые: Восторг, Астраханский скороспелый, Мадлен мускатный, Королева виноградников, Шасла белая; технический – Бианка; универсальный – Фиолетовый ранний;
- среднеспелые: столовые – Кишмиш Лучистый, Хусайне розовый; технический – Левокумский.
За контроль были приняты сорта, внесенные в Государственный реестр селекционных достижений и допущенные к использованию в Нижневолжском регионе: Кодрянка – для раннеспелых сортов; Карамол – для сортов среднего срока созревания.
Опыт заложен по методу «куст-делянка» в систематическом порядке по методике Б. А. Доспехова. Схема посадки кустов: 2,0×4,0 м (1250,0 шт/га). Формирование кустов – веерное, четырехрукавное. Культура винограда – укрывная, корнесобственная, искусственно орошаемая. Полив – поверхностный по бороздам нормой 600,0–800,0 м3/га.
Для оценки адаптационной устойчивости сортов винограда к засухе определяли общее содержание воды в листьях, относительную тургоресцентность листьев – по методу Уизерли, дефицит воды в листьях – по Литвинову, водоудерживающую способность – по Еремееву.
Результаты (Results)
Исследование особенностей роста и развития многолетней культуры винограда в засушливых условиях Астраханской области связано с регулярным метеорологическим анализом условий возделывания. Анализ метеоусловий периода исследований показал, что наиболее жарким месяцем в 2017 году был август, когда максимальная температура воздуха достигала 40,5 °С. Осадки выпали лишь в третьей декаде месяца (10,3 мм), влажность воздуха составляла 38 %, а в пик жары снижалась до 10 %. В июле выпало минимальное количество осадков за все лето – 1,7 мм. В 2018 году самыми засушливыми были май и июнь. Влажность воздуха в мае опускалась до 11,0 %, при этом осадков не было совсем. В июне выпало всего 11,9 мм осадков. Среднемесячная температура воздуха мая составила 20,4 °С, июня – 23,5 °С.
Изучение показателей водного режима сортов винограда позволило установить, что ткани листьев всех сортов, несмотря на засушливые условия, были хорошо оводнены на протяжении всего периода исследований. Оводненность листьев в среднем за два года исследований составила 68,1–76,4 %, что свидетельствует о положительной работе корневой системы кустов винограда (таблица 1). Максимальный процент оводненности по сравнению с контрольным сортом Кодрянка в группе раннеспелых сортов отмечен у сортов Астраханский скороспелый (73,7 %) и Фиолетовый ранний (72,7 %). Положительным индикатором внутреннего водного баланса у растений является тургор, который в процентах показывает исходное количество воды от ее содержания. Все изучаемые сорта отличались хорошей тургоресцентностью листьев, которая составляла от 90,3 % у сорта Шасла белая до 93,7 % у сорта Кишмиш Лучистый. При этом в группе среднеспелых сортов этот показатель был несколько выше. Излишняя потеря воды растением приводит к нарушению водного режима и образованию водного дефицита, который при переходе за определенную норму начинает отрицательно влиять на растение. Для разных растений величина водного дефицита, при которой сказывается его неблагоприятное влияние, различна.
Таблица 1
Параметры водного режима сортов винограда, 2017–2018 гг.
|
№ |
Сорт |
Оводненность листьев, % |
Тургоресцентность листьев, % |
Водный дефицит, % |
Водоудерживающая способность, % |
||||||||||
|
2017 |
2018 |
Среднее |
2017 |
2018 |
Среднее |
2017 |
2018 |
Среднее |
2017 |
2018 |
Среднее |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||
|
Раннеспелые сорта |
|||||||||||||||
|
1 |
Кодрянка (контроль) |
71,9 |
71,9 |
71,9 |
90,0 |
91,2 |
90,6 |
5,9 |
5,9 |
5,9 |
17,3 |
21,1 |
19,2 |
||
|
2 |
Восторг |
69,8 |
68,2 |
69,0 |
91,3 |
91,3 |
91,3 |
7,2 |
6,5 |
6,9 |
30,5 |
29,4 |
29,9 |
||
|
3 |
Астраханский скороспелый |
73,6 |
73,8 |
73,7 |
90,0 |
93,4 |
91,7 |
8,1 |
4,9 |
6,5 |
18,6 |
22,2 |
20,4 |
||
|
4 |
Мадлен мускатный |
71,1 |
72,3 |
71,7 |
92,3 |
94,0 |
93,2 |
5,0 |
4,8 |
4,9 |
23,9 |
22,8 |
23,4 |
||
|
5 |
Королева виноградников |
71,1 |
71,8 |
71,5 |
91,3 |
91,8 |
91,6 |
5,8 |
5,6 |
5,7 |
16,2 |
26,1 |
21,2 |
||
|
6 |
Шасла белая |
69,9 |
68,5 |
69,2 |
89,7 |
90,8 |
90,3 |
7,6 |
7,9 |
7,8 |
13,0 |
27,3 |
20,2 |
||
|
7 |
Бианка |
70,4 |
68,5 |
69,5 |
89,7 |
91,5 |
90,6 |
7,5 |
5,9 |
6,7 |
24,7 |
34,4 |
29,6 |
||
|
8 |
Фиолетовый ранний |
73,1 |
72,3 |
72,7 |
91,0 |
91,1 |
91,1 |
6,6 |
5,8 |
6,2 |
20,4 |
26,8 |
23,6 |
||
|
|
Среднеспелые сорта |
||||||||||||||
|
9 |
Карамол (контроль) |
68,8 |
71,3 |
70,1 |
92,7 |
92,6 |
92,7 |
5,4 |
5,4 |
5,4 |
17,8 |
18,7 |
18,3 |
||
|
10 |
Кишмиш Лучистый |
69,9 |
66,3 |
68,1 |
93,3 |
94,0 |
93,7 |
5,4 |
4,5 |
5,0 |
16,1 |
20,4 |
18,3 |
||
|
11 |
Хусайне розовый |
71,6 |
71,4 |
71,5 |
92,7 |
92,9 |
92,8 |
5,2 |
5,9 |
5,6 |
13,4 |
20,9 |
17,2 |
||
|
12 |
Левокумский |
78,3 |
74,4 |
76,4 |
92,3 |
93,4 |
92,9 |
4,9 |
4,5 |
4,7 |
23,8 |
29,7 |
26,8 |
||
Table 1
Water parameters of grape varieties, 2017–2018 years
|
No. |
Variety |
Water content of leaves, % |
Turghorescence of leaves, % |
Water deficiency,% |
Water retaining ability, % |
||||||||||
|
2017 |
2018 |
Average |
2017 |
2018 |
Average |
2017 |
2018 |
Average |
2017 |
2018 |
Average |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||
|
Early ripe varieties |
|||||||||||||||
|
1 |
Kodryanka (kontrol') |
71.9 |
71.9 |
71.9 |
90.0 |
91.2 |
90.6 |
5.9 |
5.9 |
5.9 |
17.3 |
21.1 |
19.2 |
||
|
2 |
Vostorg |
69.8 |
68.2 |
69.0 |
91.3 |
91.3 |
91.3 |
7.2 |
6.5 |
6.9 |
30.5 |
29.4 |
29.9 |
||
|
3 |
Astrahanskij skorospelyj |
73.6 |
73.8 |
73.7 |
90.0 |
93.4 |
91.7 |
8.1 |
4.9 |
6.5 |
18.6 |
22.2 |
20.4 |
||
|
4 |
Madlen muskatnyj |
71.1 |
72.3 |
71.7 |
92.3 |
94.0 |
93.2 |
5.0 |
4.8 |
4.9 |
23.9 |
22.8 |
23.4 |
||
|
5 |
Koroleva vinogradnikov |
71.1 |
71.8 |
71.5 |
91.3 |
91.8 |
91.6 |
5.8 |
5.6 |
5.7 |
16.2 |
26.1 |
21.2 |
||
|
6 |
Shasla belaya |
69.9 |
68.5 |
69.2 |
89.7 |
90.8 |
90.3 |
7.6 |
7.9 |
7.8 |
13.0 |
27.3 |
20.2 |
||
|
7 |
Bianka |
70.4 |
68.5 |
69.5 |
89.7 |
91.5 |
90.6 |
7.5 |
5.9 |
6.7 |
24.7 |
34.4 |
29.6 |
||
|
8 |
Fioletovyj rannij |
73.1 |
72.3 |
72.7 |
91.0 |
91.1 |
91.1 |
6.6 |
5.8 |
6.2 |
20.4 |
26.8 |
23.6 |
||
|
|
Mid-season varieties |
||||||||||||||
|
9 |
Karamol (kontrol') |
68.8 |
71.3 |
70.1 |
92.7 |
92.6 |
92.7 |
5.4 |
5.4 |
5.4 |
17.8 |
18.7 |
18.3 |
||
|
10 |
Kishmish Luchistyj |
69.9 |
66.3 |
68.1 |
93.3 |
94.0 |
93.7 |
5.4 |
4.5 |
5.0 |
16.1 |
20.4 |
18.3 |
||
|
11 |
Husajne rozovyj |
71.6 |
71.4 |
71.5 |
92.7 |
92.9 |
92.8 |
5.2 |
5.9 |
5.6 |
13.4 |
20.9 |
17.2 |
||
|
12 |
Levokumskij |
78.3 |
74.4 |
76.4 |
92.3 |
93.4 |
92.9 |
4.9 |
4.5 |
4.7 |
23.8 |
29.7 |
26.8 |
||
Показатели водного дефицита в опыте зависели от напряженности факторов внешней среды и увеличивались в процессе вегетации по мере нарастания термического напряжения. Наименьший водный дефицит в группе раннеспелых сортов в среднем за пять лет изучения отмечен у сортов Кодрянка (контроль), Мадлен мускатный и Королева виноградников (4,9–5,7 %); в группе среднеспелых сортов – Левокумский и Кишмиш Лучистый (4,7–5,0 %).
Основным показателем засухоустойчивости является свойство растения изменять водоудерживающую способность. Листья растений, более устойчивых к засухе, в процессе завядания теряют меньше воды, чем листья менее устойчивых. Исследованиями выявлено, что наиболее устойчивыми к фактору обезвоживания в аридных условиях Астраханской области оказались раннеспелые сорта Кодрянка, Астраханский скороспелый, Королева виноградников и Шасла белая (19,2–21,2 %), а также среднеспелые сорта Карамол, Кишмиш Лучистый и Хусайне розовый (17,2–18,3 %).
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
Сравнительное изучение сортов винограда различной технологической направленности в условиях острозасушливого климата Астраханской области позволило выделить сорта с высокими адаптивными и хозяйственно ценными свойствами для производства и селекции. Наиболее засухоустойчивыми и адаптированными сортами оказались: раннеспелые – Кодрянка, Астраханский скороспелый, Королева виноградников и Шасла белая; среднеспелые – Карамол, Кишмиш Лучистый и Хусайне розовый.
1. Усенко Л. Н., Удалова З. В. Возрождение виноградарско-винодельческой отрасли как одно из перспективных направлений развития АПК России // Учет и статистика. 2017. № 3 (47). С. 74-82.
2. Abdrabba S., Hussein S. Chemical composition of pulp, seed and peel of red grape from Libya // Global Journal of Scientifi c Researches. 2015. Vol. 3 (2). Pp. 6-11.
3. Полулях А. А., Волынкин В. А., Лиховской В. В. Генетические ресурсы винограда института «Магарач». Проблемы и перспективы сохранения // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. № 6. С. 608-616.
4. Rustioni L., Cola, G., Maghradze D., Abashidze E., Argiriou A., Aroutiounian R., Brazão J., Chipashvili R., Cocco M., Cornea V., Dejeu L., Eiras Dias E., Goryslavets S., Ibáñez J., Kocsis L., Lorenzini F., Maletic E., Mamasakhlisashvili L., Margaryan K., Maul E. [et al.] Description of the Vitis vinifera L. Phenotypic variability in eno-carpological traits by a Euro-asiatic collaborative network among ampelographic collections // Vitis - Journal of Grapevine Research. 2019. Т. 58. No. 1. Pp. 37-46.
5. Полухина Е. В. Действие некорневых подкормок на содержание сухих веществ в ягодах винограда // Современное экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты рационального природопользования: материалы IV международной научно-практической интернет-конференции. Соленое Займище, 2019. С. 185-189.
6. Иваненко Е. Н., Тютюма Н. В., Туманян А. Ф., Полухина Е. В. Влияние некорневых подкормок на восприимчивость винограда к болезням в орошаемых условиях Астраханской области // Теоретические и прикладные проблемы агропромышленного комплекса. 2017. № 3 (32). С. 31-36.
7. Магомедов А. М. Особенности развития отрасли виноградарства Дагестана // Горное сельское хозяйство. 2015. № 4. С. 15-19.
8. Иваненко Е. Н., Мухортова Т. В., Полухина Е. В. Эффективность возделывания столового винограда с применением агрохимических средств нового поколения // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 3. С. 65-69.
9. Гугучкина Т. И., Антоненко М. В. Использование новых сортов винограда для высококачественных вин юга России // Плодоводство и виноградарство юга России. 2018. 52 (4). С. 96-109.
10. Дергачев Д. В., Ларькина М. Д., Петров В. С., Панкин М. И. Особенности вегетации сорта винограда отечественной селекции «Подарок Дмитрия» в стрессовых погодных условиях умеренно-континентального климата юга России // Плодоводство и виноградарство юга России. 2019. № 58 (4). С. 35-45.
11. Петров В. С., Алейникова Г. Ю., Наумова Л. Г., Лукьянова А. А. Адаптивна реакция на лозови сортове в условия на климатични промени // Лозарство и винарство. 2018. № 6. С. 18-31.
12. Петров В. С., Панкин М. И., Коваленко А. Г. Агробиологические свойства технических сортов винограда в условиях умеренно-континентального климата юга России // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2018. № 49 (01). С. 1-15.
13. Власенко М. В. Транспирация многолетних кормовых видов в условиях засушливой среды // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (44). С. 16-24.
14. Pakshina S. M., Belous N. M., Smolsky E. V., Silaev A. L. Influences of technologies of cultivation of perennial bluegrass herbs on their transpiration in the conditions of water meadows // Biosystems Diversity. 2017. Т. 25. No. 1. Pp. 9-15.
15. Иваненко Е. Н., Дроник А. А. Содержание сухих веществ в плодах яблони и груши под влиянием некорневого питания // Современное экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты рационального природопользования: материалы III Международной научно-практической интернет-конференции. Соленое Займище, 2018. С. 318-323.
