Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 10
1.1 Освещенность 31
1.2 Температура 34
1.3 Влажность воздуха и почвы 36
1.4 Экологическая характеристика ареала возделывания винограда исследуемых районов 39
2 Место, объекты и методы исследований 50
2.1 Подбор сортов и показателей продуктивности и качества винограда 50
2.2 Методы исследований 57
2.2.1 Технохимический контроль винограда 57
2.2.2 Качественная оценка продукции виноградарства 58
2.2.3 Метод интегральной оценки экологической адаптивности 59
2.2.4 Метод дифференциальной оценки эколого - генетической адаптивности сортов винограда по фазам 61
3 Сравнение белых и красных сортов европейской и новой перспективной групп 63
3.1 Сравнение европейских и новых сортов в общей группе 64
3.1.1 Сравнение групп европейских и новых красных сортов винограда 66
3.1.2 Сравнение групп европейских и новых белых сортов винограда 69
3.2 Сравнение белых и красных сортов в общей группе 71
3.2.1 Сравнение белых и красных сортов винограда в группе новых 73
3.2.2 Сравнение белых и красных сортов винограда в группе европейских 75
3.3 Результаты сравнения 78
4. Формализация связи продуктивности и качественных характеристик вина с погодными признаками 80
4.1 Связь признаков продуктивности и качества винограда сорта Алиготе с метеорологическими характеристиками 80
4.1.1 Многофакторная модель зависимости качества вина из сорта Алиготе от продуктивности, сахаристости и титруемой кислотности 82
4.1.2 Связь продуктивности с метеорологическими условиями по фазам развития 83
4.1.3 Связь титруемой кислотности с метеорологическими условиями по фазам развития 87
4.1.4Связь сахаристости с метеорологическими условиями по фазам развития 90
4.1.5 Связь дегустационной оценки с метеорологическими условиями по фазам развития 93
4.2 Зависимость продуктивности, титруемой кислотности, сахаристости и качества вина от метеорологических факторов по фазам развития 96
4.2.1 Многофакторное моделирование зависимости продуктивности, титруемой кислотности и сахаристости белых и красных сортов от метеорологических параметров 97
4.3 Связь качества вина с продуктивностью, основными физико химическими показателями винограда и погоднo-климатическими факторами 100
4.3.1 Формализация зависимости дегустационной оценки белых и красных вин от метеорологических условий по фазам развития винограда 100
4.3.2 Формализация связи дегустационной оценки белых и красных вин с продуктивностью, сахаристостью и титруемой кислотностью виноградных вин 103
5 Оценка экологической пластичности сортов винограда и интегральная индексная оценка условий их выращивания (годы, пункты) 106
5.1 Оценка экологической пластичности винограда по продуктивности 107
5.2 Оценка экологической пластичности винограда по сахаристости 111
5.3 Оценка экологической пластичности винограда по титруемой кислотности 115
5.4 Оценка экологической пластичности винограда по дегустационному баллу 118
5.5 Интегральная оценка индексов точек опыта 122
5.6 Выявление причино-следственных связей дегустационной оценки с сахаристостью, титруемой кислотностью и продуктивностью 125
6. Экономическая эффективность производства винограда в различных экологических условиях 128
Выводы 131
Рекомендации производству 133
Список использованной литературы 134
Приложения 149
- Освещенность
- Сравнение групп европейских и новых красных сортов винограда
- Многофакторное моделирование зависимости продуктивности, титруемой кислотности и сахаристости белых и красных сортов от метеорологических параметров
- Выявление причино-следственных связей дегустационной оценки с сахаристостью, титруемой кислотностью и продуктивностью
Освещенность
К.А Тимирязев о значении света для растения и человека сказал так: «Каждый луч света, не уловленный нами, а бесплодно отразившийся назад в мировое пространство,-кусок хлеба, вырванный изо рта отдельного потомка». Виноградное растение в начальном этапе своей эволюции произрастало в виде кустарника на открытых, хорошо освещенных опушках леса, а затем в связи с распространением лесных массивов оказалось внутри них в условиях затенения. В связи с этим в нем сочетаются выработанные в филогенезе све-толюбие с теневыносливостью. Однако для нормальной жизнедеятельности и высокой продуктивности виноградному растению необходима хорошая освещенность.
Согласно определению известного климатолога Ф.Давитая, в зонах промышленной культуры винограда на территории государств СНГ и России естественная освещенность открытых участков вполне достаточна для нормальной жизнедеятельности виноградного растения и находится на уровне 4.5 млрд. ккал/га в год.
По данным известного специалиста в области физиологии виноградного растения А.Г. Амирджанова [13], величина КПД физиологически активной радиации (ФАР) виноградников при равномерном и плотном размещении побегов на всей площади насаждения при оптимальных условиях питания может достигать 45 % падающей ФАР, что соответствует продуктивности порядка 1200.1400 ц/га сырой массы гроздей [128]. Естественно, что для практической реализации потенциальных возможностей виноградного растения необходимо наличие в оптимуме и других экологических факторов, и в первую очередь-тепло-и влагообеспеченности, обеспеченности растений элементами питания и др. Таким образом, задача оптимизации фотосинтетической деятельности (ФД) винограда в промышленных насаждениях заключается в том, чтобы путем разработки новых моделей и технологий, а также совершенствованием существующих повысить КПД физиологического потенциала виноградного растения. Конечной целью оптимизации ФД растения является максимальное использование поступающей на виноградник энергии ФАР для формирования урожая. Чтобы целенаправленно осуществлять это, необходимо знать содержание показателей ФАР, уметь их учитывать и применять в практике виноградарства. Интенсивность освещения воспринимается виноградным растением не только через активность фотосинтетической деятельности листьев. Немаловажная роль в закладке урожая будущего года и реализации потенциальных возможностей эмбриональных соцветий принадлежит интенсивности освещенности зимующих глазков, чешуйки которых в определенный период своего роста и развития также обладают фотосинтетической способностью. Чем выше интенсивность освещенности, тем лучше проходит закладка эмбриональных соцветий в почках и процесс доформирования их в весенний период следующего вегетационного сезона. Специфическое влияние оказывает интенсивность освещенности на завязываемость, рост и развитие ягод винограда. Оптимальная освещенность приводит к увеличению процента завязываемо-сти ягод. При очень слабой или избыточной освещенности развитие их задерживается. Наилучшее развитие достигается при небольшом затенении. Увеличение доли ультрафиолетовых лучей в спектре повышает интенсивность окраски ягод. Как правило, в этом случае ягоды имеют более интенсивную окраску, что особенно ярко проявляется при выращивании винограда в предгорных районах. Интенсивность освещения определенным образом влияет и на химический состав сока ягод [128]. Снижение ее влечет за собой увеличение содержания яблочной и уменьшает количество винной кислоты.
На нормальное прохождение ростовых процессов и продуктивность виноградного растения влияет не только интенсивность освещения, но и продолжительность светового и теневого периода суток. Виноград относится к растениям светолюбивым, однако различные виды и сорта винограда по-разному реагируют на долготу дня. При коротком дне у виноградного растения быстрее заканчивается рост побегов, раньше начинается и быстрее проходит фаза вызревания побегов, более энергично протекают процессы образования феллогена, отложения феллодермы, синтеза крахмала, повышается морозостойкость растений. Короткий световой день не оказывает заметного влияния на начало созревания ягод, интенсивность прохождения этой фазы, уровень сахаристости и кислотности сока ягод [112].
Виноград нуждается в солнечном освещении в течение всего вегетационного периода. Свет оказывает большое влияние на развитие всех органов виноградного куста, он необходим для нормального опыления цветков и созревания ягод [12].
При недостатке света побеги винограда оголяются, листья постепенно желтеют и опадают, осыпаются также соцветия и цветки. В результате резко ухудшается вызревание побегов, закладка зачаточных соцветий в почках зимующих глазков. Однако сильное освещение при высокой температуре также может оказать на виноград отрицательное влияние и даже вызвать ожог ягод и листьев. Это случается, если нежные побеги из тени внезапно попадают на яркое солнце в жаркий полдень [11]. При недостатке света нарушается нормальная работа листового аппарата, а, следовательно, и обмен веществ в тканях растения. Резко снижается устойчивость растений против неблагоприятных условий внешней среды и грибных болезней.
Учитывая громадное влияние света на жизнедеятельность виноградного растения, все приемы агротехники должны быть направлены на обеспечение листовой поверхности прямыми солнечными лучами в возможно боль 34 шее количество часов дня. Выполнение этого условия имеет особенное значение в местах, достаточно обеспеченных водным и минеральным питанием, где наблюдается сильное загущение крон [12].
Хорошее освещение, усиливая фотосинтез листьев винограда, способствует раннему созреванию и высокому качеству ягод, лучшему вызреванию побегов и закладке урожая в зимующих глазках на будущий год, а также увеличивают долговечность кустов. Поэтому важно правильно выбрать хорошо освещенное место, правильно определить густоту посадки и направление рядов [11].
Сравнение групп европейских и новых красных сортов винограда
В группу красных входит 9 сортов. Для сравнения этой группы по четырем признакам применялась программа ASS, в которую входит оценка интервалов варьирования, дисперсии, стандартного отклонения, коэффициента вариации, их ошибки и парная корреляционная зависимость с оценкой достоверности на Рт уровне вероятности (табл. 2).
Первое сравнение по интервалам варьирования продуктивности показывает, что область определения новых красных сортов превышает интервал варьирования европейских (рис. 3), как и их средняя арифметическая. Похожая ситуация по интервалу варьирования наблюдается с титруемой кислотностью, однако, у европейских сортов средняя величина значительно выше, чем у новых (8,47 8,15). По содержанию сахара варьирование европейских сортов лежит в более высокой области определения.
Обратная картина наблюдается с дегустационной оценкой исследуемой группы, где варьирование новых сортов лежит в более высокой области определения. Превышение дегустационной оценки европейских сортов в среднем над новыми незначительно, но имеет место быть (7,75 7,7).
При анализе корреляционных связей между признаками можно отметить высокую положительную связь титруемых кислот с урожаем (г = 0,92) и сахаристостью (г = 0,69) в европейских сортах. При этом высокоурожайные сорта имели и более высокую оценку качества вина (г = 0,47).
Корреляционная зависимость в сортах нового поколения менее выражена: положительная связь титруемой кислотности (г = 0,46) и сахаристости (г = 0,54) с продуктивностью, но отрицательная связь урожая с дегустационной оценкой. В отличие от европейских сортов, высокопродуктивные новые снижали качество вина (Приложение 5 рис. 2).
Для проверки достоверности варьирования изучаемых признаков между классическими и новыми перспективными красными сортами выполнен дисперсионный анализ (табл. 2), из которого можно отметить существенное различие между группами только по продуктивности (13%). Поскольку не выявлены существенные различия физико-химических признаков между европейскими и новыми красными сортами внутри группы, формализация зависимости качества вина от изучаемых физико-химических показателей может быть не дифференцирована по поколениям.
Многофакторное моделирование зависимости продуктивности, титруемой кислотности и сахаристости белых и красных сортов от метеорологических параметров
Для многофакторного моделирования по белым и по красным сортам выбранные показатели сведены в объединенные регрессионные модели для каждого признака. Для более наглядного сравнения доли влияния всех четырех признаков по группам представлены в общей таблице (Приложение 4, табл. 1,2).
Анализируя доли влияния метеорологических условий на продуктивность, можно отметить, что в период цветения низкие температуры с малой долей неблагоприятно сказываются на урожае, как белых (4%), так и красных сортов (5%). Зато в период весеннего сокодвижения и распускания почек некоторые понижения температур не окажут существенного снижения урожая в дальнейшем в группе красных сортов (7%).
Для группы белых сортов максимальные температуры благоприятно воздействуют в фазу роста ягод (8%). Для красных сортов наиболее благоприятным периодом действия максимальных температур отмечена фаза вызревания и окончания роста побегов (14%).
Продуктивность растений обеих групп снижается при резких изменениях температуры в фазу роста ягоды (14% и 15%). Влияние средних температур в период созревания ягоды у белых сортов положительно сказывается на продуктивности растения (10%), они более теплолюбивы в эту фазу, чем красные сорта.
Осадки, высоко коррелирующие с влажностью воздуха у группы белых сортов, практически не оказывает влияния на продуктивность растения, а невысокие показатели влажности способствуют увеличению продуктивности в фазу вызревания и окончания роста побегов (7%). В группе красных можно выделить положительное влияние осадков в период покоя (6%) и фазу весеннего «плача» и распускания почек (15%). Для группы красных сортов, повышенная влажность воздуха в период созревания ягод (10%) сопутствует накоплению питательных веществ, так как они более устойчивы к грибным заболеваниям в эту фазу.
Исследуя связь титруемой кислотности с погодно слиматическими условиями, можно сказать, что для обеих групп сортов понижения температур не оказывает существенного влияния на накопление кислот.
Влияние максимальных температур на кислотонакопление в группе красных сортов в фазу весеннего «плача» положительно (14%), для группы белых сортов-несущественно.
Колебания температур в период покоя нежелательны для кислотонако-пления в будущем урожае у красных сортов (11%), как и у группы белых сортов в весенний период при сокодвижении и распускании почек. (7%). У белых сортов в фазу созревания ягоды осадки благоприятствуют удержанию титруемых кислот в ягоде (7%). Чрезмерное количество осадков в группе красных сортов может снизить содержание титруемых кислот в ягоде (7%). Сырая и дождливая погода является одним из препятствий для нормального опыления и оплодотворения виноградного растения в период цветения (7%).
При исследовании связей сахаристости с метеорологическими условиями, установлено, что закаливающие понижения температур в фазу весеннего «плача» в дальнейшем позитивно влияют на накопление Сахаров (12%) у белых сортов. В период покоя температуры ниже критических губительно действуют на растение красных сортов не только в плане накопления сахара в будущем урожае (17%), но и на само растение в целом.
Следует отметить неодинаковое действие максимальных температур на накопление как титруемых кислот, так и Сахаров по группам белых и красных сортов. Например, в период покоя виноградного растения высокие значения максимальных температур благоприятно сказываются на сахаронакоп-лении будущего урожая у красных сортов (8%), чего нельзя сказать о красных сортах.
Важное влияние на накопление Сахаров оказывают колебания температур, для группы красных сортов. Оно особенно неблагоприятно в период с вызревания побегов прошлого года по весеннее сокодвижение и распускание почек будущего года (5%,15%,8%).
При рассмотрении влияния осадков на накопление Сахаров видно, что большое их количество в период покоя (15%) и фазу роста ягод (4%) плохо переносится растениями из группы красных сортов. Для белых сортов осадки в период покоя полезны (16%). Самое большое отрицательное влияние влажности воздуха у них отмечено в период цветения (13%)), когда изза обильных дождей и сырой погоды не происходит должное опыление и оплодотворение цветков виноградного растения.
Выявление причино-следственных связей дегустационной оценки с сахаристостью, титруемой кислотностью и продуктивностью
В основе математических расчетов для оценки адаптивных свойств сортов лежит разделение эффекта «взаимодействие генотип-среда» на составляющие, обусловленные генотипической закономерностью и отклонением от нее. Низкопластичные формы не снижают значение признака в условиях лимита факторов среды, но снижают значения того же признака в безлимитной среде и при избытке ее факторов. Такие формы как правило слабо окупают дополнительные затраты на их выращивание и являются экстенсивными, но выполняют роль подстраховщиков в неблагоприятные годы. Высокопластичные формы относятся к сортам интенсивного типа, хорошо отзывающимися на улучшение условий выращивания, но резко снижают показания признаков в условиях лимита, то есть требует стабильно благоприятных условий.
Для полной характеристики поведения каждого генотипа в разных средах вычисляют ряд статистических величин, среди которых эффекты взаимодействия и коэффициенты корреляции между эффектами среды и эффектами взаимодействия. Этот коэффициент помогает раскрыть природу параметров пластичности и стабильности.
Проверена оценка тесноты связи между эффектами среды и эффектами генотип-среда. Чем больше коэффициент корреляции между этими эффектами, тем больше влияние средовых факторов на изменчивость признака. Это означает, что фенотипические показатели этих сортов зависят больше от среды, чем от генотипа, то есть данный сорт меняет свой признак под влиянием среды и является высокопластичным.
Если значение коэффициента корреляции мало или отрицательно, то варьированию поддается генотипическая дисперсия, то есть сорт генетически не устойчив. Коэффициент корреляции показывает, за счет чего продуктивность стабилизируется за счет генотипической или средовой вариансы (табл. 20).
Из табл. 20 видно, что стабильно пластичным по всем показателям является сорт Алиготе. Судя по коэффициентам, можно сказать, что качество вина приготовленного из этого сорта, как и показатели продуктивности, сахаристости и кислотности, зависит в большей степени от климатических факторов. Среди других сортов не стабильными можно назвать сорта Гечеи заматошь и Виорика. У таких сортов как Данко (3,9) и Бианка (2,1) можно отметить сильное влияние средовых факторов на показатели продуктивности, а у той же Бианки (2,0) и сорта Гечеи заматошь (2,9) в большой зависимости от метеорологических условий находится кислотонакопление.
К генетически не устойчивым сортам по некоторым показателям можно отнести Красностоп золотовский по продуктивности и Каберне северный по сахаристости, в большей степени варьированию здесь поддается геноти-пическая дисперсия. Интересную особенность можно отметить у сортов Рислинг, Каберне северный и Красностоп золотовский, где показатели продуктивности, сахаро-и кислотонакопления находятся в зависимости от генотипа сорта, но качественное вино из данных сортов получается только при условии достаточно благоприятных климатических условий. Обратная картина видна у сортов Подарок Магарача и Данко. Здесь первые три показателя находятся в большей зависимости от погодных факторов, а дегустационная оценка формируется в основном благодаря генотипическим особенностям сорта.
По показателям коэффициентов продуктивности, сахаристости, титруемой кислотности и дегустационной оценке как пластичные выделены следующие сорта: Алиготе, Гечеи заматошь, Виорика, Данко и Бианка.
