Высокоадаптивный сортимент для н е стабильных услови й природной сре ды анапо-таманской зоны вин о градарства
На правах рукописи
Щербаков Сергей владимирович
Высокоадаптивный сортимент для нестабильных
условий природной среды Анапо-Таманской зоны
виноградарства
Специальность 06.01.01 – общее земледелие
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Краснодар – 2012
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук
| Научный руководитель | доктор сельскохозяйственных наук Петров Валерий Семенович |
| Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. токсикологической лабораторией ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии Воробьёва Татьяна Николаевна |
| доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры виноградарства ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» Матузок Николай Васильевич |
Ведущая организация ФГБОУ ВПО Российский
государственный аграрный
университет – Московская
сельско-хозяйственная академия
им. К.А. Тимирязева
Защита состоится «27» апреля 2012 г. в 15:00 часов на заседании
диссертационного совета Д 006.056.01 при Государственном научном
учреждении Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский
институт садоводства и виноградарства по адресу: 350901, г. Краснодар,
ул. 40 лет Победы, 39. Тел./факс 8(861) 257-57-02,
Е-mail: [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии, с авторефератом – на официальном сайте ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии http://www.kubansad.ru
Объявление о защите и автореферат размещены на официальном сайте ВАК РФ http://vak.ed.gov.ru, автореферат разослан «27» марта 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат сельскохозяйственных наук В.В. Кудряшова
1 Общая характеристика работы
Актуальность исследований. Производство винограда и качество продукции в значительной степени зависит от биотических и абиотических факторов природной среды, глобального и локального изменений климата.
Природные факторы конкретных агротерриторий варьируют в определенном диапазоне, как правило, благоприятном для возделывания сельскохозяйственных культур. В отдельные годы параметры природной среды выходят за пределы оптимальных значений, вызывая стресс растений.
По данным А.А. Жученко (2010) в последние 30-40 лет участились стрессовые явления, связанные с глобальными и локальными изменениями климата. По данным метеостанции г-к Анапы в последние 35 лет размах варьирования минимальных температур воздуха увеличился от -8°С в 1977-1978 гг. до -12°С в 2006-2007 гг., увеличилась повторяемость стрессовых температур воздуха в период перезимовки винограда.
В связи, с неустойчивыми зимами последних лет повысился спрос на сорта с высоким адаптивным потенциалом, особенно с высокой зимостойкостью и морозоустойчивостью. Большинство сортов винограда, ранее считавшиеся устойчивыми к низким температурам, не подтвердили это и встал вопрос об их комплексном и более глубоком изучении, включая физиологические и биохимические исследования в Анапо - Таманской агроэкологической зоне. Это исследование является актуальным для современного виноградарства не только Краснодарского края, но и всего Юга России.
Для эффективного использования богатого ресурсного почвенно-климатического потенциала агротерриторий в продукционном процессе необходимы сорта винограда, адаптированные к конкретным условиям возделывания, температурным и водным стрессам, с высоким уровнем реализации потенциала хозяйственной продуктивности.
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Северо – Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства Российской сельскохозяйственной академии в соответствии с тематическим планом НИР, № государственной регистрации 01.2.006.07.520.
Цель исследований. Формирование сортимента с высоким адаптивным потенциалом к абиотическим стрессам зимне-весеннего периода, обеспечивающего устойчивое производство винограда в нестабильных условиях природной среды Анапо-Таманской агроэкологической зоны.
Задачи исследований:
- Выявить фенологические и агробиологические особенности у сортов винограда различного видового и эколого-географического происхождения, провести сравнительную оценку показателей продуктивности и качества урожая.
- Изучить особенности адаптации к изменяющимся условиям среды у сортов винограда различного происхождения и назначения в естественных полевых условиях.
- Дать оценку адаптационному потенциалу изучаемых сортов по физиологическим и биохимическим показателям устойчивости растений винограда к абиотическим стрессам зимне-весеннего периода в зависимости от их генотипических особенностей.
- Выделить сорта по комплексу агрономически ценных и хозяйственных показателей с высоким адаптивным потенциалом для широкого практического использования в селекции и субъектами производства винограда в Анапо-Таманской агроэкологической зоне.
Научная новизна исследований.
- Приведены в систему научные сведения о фенологических, агробиологических и физиолого-биохимических параметрах сортов винограда различного видового и эколого-географического происхождения в единых агроэкологических условиях Анапо-Таманской зоны.
- Впервые изучен адаптивный потенциал сортов винограда в условиях низкотемпературного стресса в зимний период, зимостойкость и морозоустойчивость различных органов растения (побег, почки, кора) путём проведения физиолого-биохимических опытов.
- Установлено влияние действия защитных функций растения в зимний период на урожайность и качество урожая.
- Получена экспериментальная информация для раскрытия механизма формирования устойчивости сортов винограда к низким температурам в зимний период.
Практическая значимость работы. Выделены сорта с высоким адаптивным и хозяйственно ценным биологическим потенциалом для улучшения сортимента и выращивания винограда в нестабильных условиях природной среды Анапо-Таманской агроэкологической зоны. Определены основные технико-экономические показатели винограда и продукции, повышающие конкурентоспособность отечественных товаропроизводителей на рынке винограда и вина.
Выделены сорта винограда для использования в селекции на устойчивость к биотическим и абиотическим факторам природной среды, улучшение показателей продуктивности и качества продукции.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Устойчивая зависимость сроков прохождения основных фенологических фаз вегетации от метеоусловий.
- Адаптивный потенциал сортов винограда в естественных полевых условиях низкотемпературного стресса.
- Адаптивный потенциал сортов винограда по лабораторным физиологическим и биохимическим показателям.
- Стабилизация плодоношения, повышение уровня реализации потенциала хозяйственной продуктивности сортов винограда с высоким адаптивным потенциалом в стрессовых условиях биотических и абиотических факторов среды произрастания.
- Сохранение качественных показателей продукции у сортов с высоким адаптивным потенциалом.
- Экономически эффективные сорта винограда для конкурентоспособного производства продукции.
Апробация работы. Результаты исследований доложены: на ученых советах ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии (2007, 2008, 2009, 2010); 3-ей Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (Анапа, 2007).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 научных статей, отражающие основные результаты диссертации, в том числе 2 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах, состоит из введения, 3 глав, выводов, рекомендаций производству, включает 25 таблиц, 52 рисунка. Список используемой литературы включает 112 наименований, в том числе 28 иностранных источников.
2 Основное содержание работы
Введение. Приведено обоснование актуальности работы, определены цели и задачи исследований, обозначена научная новизна, практическая значимость работы и основные положения, выносимые на защиту.
2.1 Состояние изученности и основные тенденции совершенствования сортимента винограда (аналитический обзор литературы). Раскрыто состояние отрасли виноградарства юга Российской Федерации, показаны роль селекции в интенсификации сельскохозяйственного производства, современные тенденции в изменении сортимента, выделены актуальные проблемы современного сортимента, обозначена роль адаптивности виноградных растений в период вегетации и состоянии покоя, адаптивный потенциал у сортов разных видов и эколого-географических групп.
2.2 Условия, объекты и методы исследований
Условия проведения исследований. Исследования выполнены на виноградниках Ампелографической коллекции ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии в лаборатории физиологии и биохимии СКЗНИИСиВ.
Почва на опытном участке представлена чернозёмом каштановым карбонатным среднемощным. Эта почва сформировалась на делювиальном облесованном тяжелом суглинке.
Атмосферные осадки в 2006 и 2010 гг. на участке исследований были близки к среднемноголетней норме и составляли соответственно 543 и 579 мм. Среднемноголетняя норма – 560 мм. В 2007, 2008 и 2009 гг. годовая сумма осадков была меньше нормы на 95, 130 и 70 мм соответственно.
Температура воздуха в период перезимовки была неодинаковой. По данным метеостанции г-к Анапы самые жесткие условия перезимовки по величине минимальных температур воздуха были в 2006 г. -24°С и в 2010 г -17°С. В 2007 – 2009 гг. минимальная температура была равна -12.. -13°С.
Объекты исследований. Исследования проводили на технических сортах винограда интродуцированных и селекции АЗОСВиВ, разного происхождения и сроков созревания (табл. 1).
Методы исследований. Использованы широко признанные в отрасли виноградарства методы полевых и лабораторных исследований.
Агробиологические учеты и фенологические наблюдения проводили по методике М.А. Лазаревского (1963).
Таблица 1 – Объекты исследований – сорта винограда
| Наименование | Происхождение | Срок созревания | |
| Кристалл | Межвидовой гибрид | Евро-амуро-американский | Ранний |
| Бианка | Межвидовой гибрид | Евро-американский | Ранний |
| Бархатный | V. vinifera | Восточной группы | Средний |
| Красностоп АЗОС | Межвидовой гибрид | Евро-американский | Средне - поздний |
| Достойный | Межвидовой гибрид | Евро-американский | Средне - поздний |
| Каберне Совиньон | V. vinifera | Западно-европейской группы | Средне - поздний |
| Первенец Магарача | Межвидовой гибрид | Евро-американский | Поздний |
| Каберне АЗОС | Межвидовой гибрид | Евро-американский | Поздний |
| Аг Чакрак | V. vinifera | Восточной группы | Поздний |
Виноград 1996 года посадки по схеме 3 2,5 м, подвой Кобер 5ББ,
формировка – двусторонний высокоштамбовый спиральный кордон АЗОС.
Для оценки адаптационной устойчивости, интенсивности ростовых и синтетических процессов определяли биометрические показатели роста и развития, продуктивность по общепринятой методике госсортоиспытания.
Содержание свободной и связанной влаги определяли по М.Д. Кушниренко (1991), белки – спектральным методом на приборе UNICO2800 UV/VIS, углеводы – по Н.В. Воробьеву (1985), органических кислот, ионов металлов, фенолкарбоновых и аминокислот - на приборе Капель 103Р.
3 результаты исследований
3.1 Развитие винограда по фазам вегетации в условиях
Анапо-Таманской агроэкологической зоны виноградарства
В Анапо-Таманской агроэкологической зоне динамика развития винограда в годы исследований была неодинаковой и зависела от погодно - климатических условий, происхождения сортов, их биологических особенностей. Начало вегетации изучаемых сортов в Анапо – Таманской агроэкологической зоне в отдельные годы исследований отмечалось во второй и третьей декадах апреля. Более ранним сроком распускания почек отличались сорта раннего срока созревания. В среднем за период исследований, с 2007 по 2010 годы, они начинали вегетацию раньше средних и поздних сортов соответственно на 2 и 3 дня.
Практически все сорта независимо от их происхождения в погодных условиях 2007 и 2010 годов по сравнению с 2008 и 2009 годами начинали цветение раньше в среднем на 7 дней. Максимальная разница в отдельные годы достигала 10 дней, минимальная – 4 дня. Основной причиной более раннего срока начала цветения был благоприятный температурный режим.
Гибриды межвидового происхождения начинали цветение раньше европейских сортов, 3 - 8 июня. У европейских сортов начало цветения было в более поздние сроки, в среднем с 5 по 9 июня.
Ранние сорта начинали цветение 3 – 5 июня, средние и средне – поздние – 5 – 8, поздние – 5 – 9 июня.
Полная физиологическая зрелость ягод винограда быстрее всех наступала у сортов раннего срока созревания: Кристалл и Бианка соответственно 16 и 18 августа, затем у сортов среднего и средне – позднего сроков созревания: Бархатный, Достойный, Красностоп АЗОС, Каберне Совиньон с 8 по 24 сентября. Позднее всех физиологическая зрелость ягод винограда наступала у сортов позднего срока созревания: Первенец Магарача, Каберне АЗОС, Аг Чакрак в период с 13 по 27 сентября.
Продолжительность вегетации ранних сортов составила 132–134 дня, средних и средне–поздних – 149 – 158, поздних – 154 – 160 дней (рис. 1).
Рисунок 1 – Продолжительность фенологических фаз
вегетации у разных сортов винограда, 2007 – 2010 гг.
3.2 Адаптивный потенциал сортов винограда
Адаптивный потенциал сортов винограда в естественных полевых условиях.
В полевых условиях адаптивный потенциал сортов определяли по количеству распустившихся глазков после перезимовки. В среднем за 2006 – 2010 гг. доля распустившихся глазков у изучаемых сортов варьировала в интервале 87 – 67 %. Из числа изучаемых наиболее устойчивыми к морозу были сорта Достойный, Кристалл, Бианка. У них доля распустившихся глазков была выше 86 %. Сорта Аг Чакрак Первенец Магарача, Каберне Совиньон и Каберне АЗОС в полевых условиях показали среднюю устойчивость к низким температурам воздуха. Доля распустившихся глазков у них была равна 78 – 71 %. Самый низкий адаптивный потенциал был у сорта Бархатный. Доля распустившихся глазков у этого сорта не превышала 67 % (рис. 2).
Наиболее ярко адаптивный потенциал винограда в полевых условиях проявился в 2006 и 2010 годах, при понижении температуры воздуха до критических значений - 24°С и - 20°С соответственно.
Рисунок 2 – Адаптивный потенциал винограда, 2006-2010 годы
В 2006 г. при понижении температуры воздуха до -24°С наибольшую устойчивость к низкотемпературному стрессу показали сорта Достойный, Кристалл, Бианка. Низкая устойчивость была зафиксирована у сортов Бархатный, Каберне АЗОС, Каберне Совиньон. В 2010 г. при понижении температуры воздуха до -20°С тенденция повторилась (рис. 3).
А В
Рисунок 3 – Адаптивный потенциал винограда, 2006 г. (А), 2010 г. (В)
В оптимальных условиях перезимовки, 2007 – 2009 гг., количество погибших глазков не превышало 15 %. Все изучаемые сорта хорошо переносят временное понижение температуры воздуха до -13°С (рис. 4).
Таким образом, более высоким адаптивным потенциалом в критических условиях перезимовки обладают сорта Кристалл, Достойный, Бианка.
Рисунок 4 – Адаптивный потенциал винограда, 2007-2009 год
Наибольшую адаптивность в условиях зимнего низкотемпературного стресса показали гибриды евро-амуро-американского происхождения и сорта ранних и средних сроков созревания (рис. 5).
А В
Рисунок 5 – Адаптивный потенциал сортов разного происхождения (А)
и сроков созревания (В), 2006 – 2010 гг.
Адаптивный потенциал сортов винограда по данным физиологических и биохимических исследований.
Для характеристики морозостойкости сортов винограда в лабораторных условиях определяли содержание сухих веществ, общую оводненность, содержание воды в свободной и связанной формах, крахмала, сахара, органических и фенолкарбоновых кислот.
Основными соединениями, входящими в состав сухого остатка, являются углеводы. Накопление сухих веществ в коре винограда определяется суммой тепла в период вегетации и имеет существенные значения. Коэффициент детерминации составил R2 = 0,9876, корреляции r = 0,74 (рис. 6).
Рисунок 6 – Зависимость накопления сухих веществ от суммы тепла,
декабрь 2006 – 2009 гг.
В среднем за 2007-2009 гг. в начале органического периода покоя, в декабре, наибольшее количество сухих веществ было у сортов Кристалл, Бианка, Каберне Совиньон, Каберне АЗОС (табл. 2).
Таблица 2 – Содержание сухих веществ в коре побегов винограда в начале периода вынужденного покоя, 2006-2009 гг.
| Сорт | Содержание сухих веществ, % | |||
| Декабрь | ||||
| 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | |
| Ранний срок созревания | ||||
| Кристалл | 58,1 | 92,48 | 81,92 | 80,38 |
| Бианка | 90,23 | 71,29 | 75,28 | |
| Средний и средне – поздний срок созревания | ||||
| Бархатный | 54,7 | 87,79 | 77,30 | 69,70 |
| Красностоп АЗОС | 89,58 | 73,80 | 62,33 | |
| Каберне Совиньон | 84,80 | 85,18 | ||
| Достойный | 87,24 | 78,69 | 63,88 | |
| Поздний срок созревания | ||||
| Первенец Магарача | 52,6 | 86,48 | 70,81 | 71,37 |
| Каберне АЗОС | 88,89 | 89,99 | 75,05 | |
| Аг Чакрак | 83,06 | 72,38 | ||
| НСР05 | 12,2 | 1,5 | 2,1 | 2,2 |
Следует отметить, что сорта раннего и позднего сроков созревания накапливали сухих веществ в лозе больше, чем сорта среднего срока созревания. В среднем за 2007 – 2009 гг. в декабре у сортов раннего и позднего сроков созревания было сухих веществ соответственно 81,9 и 79,4 %, среднего и средне – позднего сроков созревания – 78,8 %.
Различия между сортами разного видового и эколого-географического происхождения по накоплению сухих веществ к началу перезимовки были незначительными. Наибольшая разница между европейскими, евро-американскими и евро-амуро-американскими сортами не превышала 1,5 %.
К концу перезимовки (февраль) соотношение количества сухих веществ в зависимости от сроков созревания сортов существенно не изменилось. В среднем за 2007 – 2010 гг. сухих веществ было у сортов раннего сроков созревания 68,2 %, среднего и средне – позднего – 69,2 %, позднего – 70,0 %.
Разница между сортами разного видового и эколого-географического происхождения по содержанию сухих веществ в коре винограда несколько увеличилась. Сохранилась тенденция наибольшего содержания сухих веществ в коре винограда европейских сортов. Далее в убывающем порядке следуют евро-амуро-американские и евро-американские сорта (табл. 3).
Таблица 3 – Содержание сухих веществ в коре побегов винограда в конце периода вынужденного покоя, 2007-2010 гг.
| Сорт | Содержание сухих веществ, % | |||
| Февраль | ||||
| 2007* | 2008 | 2009 | 2010 | |
| Ранний срок созревания | ||||
| Кристалл | 56,0 | 53,84 | 82,13 | 81,25 |
| Бианка | 54,5 | 53,77 | 73,16 | 90,65 |
| Средний срок созревания | ||||
| Бархатный | 63,5 | 54,82 | 78,21 | 84,03 |
| Красностоп АЗОС | 57,8 | 53,13 | 78,42 | 79,47 |
| Каберне Совиньон | 74,95 | 84,63 | ||
| Достойный | 55,0 | 49,91 | 58,61 | 75,55 |
| Поздний срок созревания | ||||
| Первенец Магарача | 51,8 | 53,02 | 78,89 | 87,22 |
| Каберне АЗОС | 60,5 | 55,95 | 57,50 | 81,68 |
| Аг Чакрак | 78,30 | 78,61 | ||
| НСР05 | 2,1 | 1,4 | 2,5 | 1,8 |
Основными соединениями, входящими в состав сухого остатка, являются углеводы. Их роль для растений весьма значительна, т.к. они связаны с энергетическими процессами, а также устойчивы к низким температурам.
Сравнение эколого-географических групп сортов показало, что у азиатских сортов винограда в начале осени в коре побегов углеводов (крахмала и растворимых сахаров) содержалось больше (13,5 % и 45,0 % соответственно). Имели отличия ранние и поздние сорта. У первых растворимых сахаров и крахмала было меньше, чем у вторых, следовательно, и их соотношение было ниже: 0,37 у ранних и 0,65 у поздних сортов. К декабрю, т.е. к фазе глубокого покоя, произошло изменение содержания этих групп углеводов (табл. 4).
Водоудерживающая способность плазмы клеток обусловлена присутствием в ней таких соединений, как сахароза и пролин. У сортов Кристалл, Бархатный, Первенец Магарача, Каберне Совиньон наблюдается положительная средняя и сильная корреляционная зависимость между изучаемыми признаками, содержанием связанной воды и сахарозы (рис. 7).
Результаты определения содержания сахарозы и пролина в коре виноградной лозы, приведенные в таблицах 5 и 6, показывают динамичное снижение содержание связанной формы воды в коре побегов и одновременно увеличение содержания, как сахарозы, так и пролина. Обменные процессы в растениях в период зимнего покоя становятся более активными, а защитные механизмы набирают свою силу, что в совокупности иллюстрирует процесс их адаптации к экстремальным условиям на фоне повышения температуры воздуха в осенне-зимний период.
Таблица 4 - Изменение углеводов в зависимости от фенологической фазы и генотипических особенностей сортов, 2006-2010 гг.
| Сроки созревания | Отбор образцов | Растворимые углеводы, мг/г | Крахмал, мг/г | Коэффициент | |
| Межвидовые гибриды | |||||
| Ранние (Кристалл) | I (сентябрь) | 3,05 | 8,1 | 0,37 | |
| Поздние (Первенец Магарача) | I (сентябрь) | 7,5 | 11,0 | 0,69 | |
| V. vinifera Восточной группы | |||||
| Средне-поздние (Бархатный) | I (сентябрь) | 7,4 | 11,3 | 0,65 | |
| Межвидовые гибриды | |||||
| Ранние (Кристалл) | II (декабрь) | 13,3 | 6,4 | 1,62 | |
| Поздние (Первенец Магарача) | II (декабрь) | 14,08 | 9,39 | 1,54 | |
| V. vinifera Восточной группы | |||||
| Средне-поздние (Бархатный) | II (декабрь) | 14,7 | 6,0 | 2,45 | |
| НСР05 | 2,3 | 1,6 | 0,9 | ||
Рисунок 7 – Зависимость водоудерживающей способности плазмы
от содержания сахарозы и пролина
Таблица 5 – Содержание сахарозы в коре побегов винограда за период вынужденного покоя, 2006-2010 гг.
| Сорт | Сахароза, % | |||||||
| декабрь | февраль | |||||||
| 2006* | 2007* | 2008 | 2009 | 2007* | 2008 | 2009 | 2010 | |
| Ранний срок созревания | ||||||||
| Кристалл | 14,71 | 15,85 | 0,81 | 5,31 | 9,04 | 1,95 | 4,32 | 5,97 |
| Бианка | 14,92 | 0,49 | 6,44 | 12,00 | 4,93 | 9,50 | 8,11 | |
| Средний, средне – поздний срок созревания | ||||||||
| Бархатный | 19,3 | 14,14 | 0,61 | 7,17 | 14,78 | 3,84 | 7,48 | 9,34 |
| Красностоп АЗОС | 13,98 | 0,47 | 8,50 | 14,54 | 2,42 | 6,06 | 9,63 | |
| Каберне Совиньон | 1,17 | 5,45 | 9,01 | 7,27 | ||||
| Достойный | 12,01 | 0,21 | 7,32 | 12,72 | 3,39 | 9,04 | 10,72 | |
| Поздний срок созревания | ||||||||
| Первенец Магарача | 19,6 | 18,14 | 0,88 | 7,01 | 14,01 | 2,60 | 8,81 | 8,77 |
| Каберне АЗОС | 13,98 | 0,28 | 5,40 | 12,31 | 3,52 | 9,22 | 6,73 | |
| Аг Чакрак | 0,67 | 4,97 | 6,32 | 6,74 | ||||
| НСР05 | 4,11 | 1,28 | 0,42 | 0,84 | 1,30 | 0,93 | 1,04 | 0,97 |
*Сумма сахаров
Таблица 6 – Содержание пролина в коре побегов винограда в период вынужденного покоя, 2006-2010 гг.
| Сорт | Пролин, % | |||||
| декабрь | февраль | |||||
| 2007 | 2008 | 2009 | 2008 | 2009 | 2010 | |
| Ранний срок созревания | ||||||
| Кристалл | 8,0 | 21,2 | 46,0 | 32,0 | 24,4 | 224,5 |
| Бианка | 4,36 | 34,3 | 171,9 | 40,2 | 80,7 | 215,5 |
| Средний срок созревания | ||||||
| Бархатный | 10,9 | 20,1 | 86,0 | 32,2 | 87,7 | 128,9 |
| Красностоп АЗОС | 13,5 | 57,2 | 89,4 | 78,7 | 141,4 | |
| Каберне Совиньон | 20,4 | 104,9 | 46,7 | 129,4 | ||
| Достойный | 7,3 | 8,1 | 80,6 | 21,6 | 38,4 | 87,3 |
| Поздний срок созревания | ||||||
| Первенец Магарача | 6,9 | 13,6 | 151,6 | 131,6 | 118,0 | 148,9 |
| Каберне АЗОС | 9,2 | 14,4 | 50,4 | 23,4 | 90,1 | 177,5 |
| Аг Чакрак | 44,3 | 34,7 | 92,2 | |||
| НСР05 | 1,6 | 2,4 | 5,3 | 6,0 | 4,3 | 5,4 |
В результате проведенных исследований, основанных на содержании связной воды и сухих веществ, хорошо прослеживается адаптивность к низким температурам у сортов Кристалл, Бархатный и Красностоп АЗОС. Эти сорта можно порекомендовать для широкого практического использования. Сорта Каберне Совиньон, Первенец Магарача не обладают такими характеристиками. Остальные сорта занимают промежуточное положение.
Для винограда, как и для других многолетних растений характерно постепенное снижение оводненности тканей и повышение водоудерживающей способности клеток. На изменение данных показателей в большей степени влияют биологические особенности, связанные со сроком созревания ягод. У изучаемых сортов винограда содержание воды в побегах и почках постепенно снижалось вплоть до марта, при повышении температуры воздуха до 5-10°С. Более существенные различия по показателям водного режима были отмечены у сортов раннего и позднего срока созревания внутри группы европейских сортов.
К концу весеннего периода содержание воды начинало возрастать, а водоудерживающая способность снижаться.
Данная закономерность обусловлена необходимостью увеличения водного пула для метаболических и физиологических нужд растений, а также ослаблением погодного прессинга.
Теряют воду в процессе подготовки к покою в зимний период не только ткани побегов, но и зимующие почки. Разницы по этому показателю между группами сортов не отмечалась. Была между ранними и более поздними сортами. Установлена тесная взаимосвязь между оводненностью коры побегов винограда и адаптивным потенциалом винограда разных сроков созревания (табл. 7).
Таблица 7 – Оводненность коры побегов винограда, 2006-2010 гг.
| Сорт | Оводненность, % | |||||||
| декабрь | февраль | |||||||
| 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | |
| Ранний срок созревания | ||||||||
| Кристалл | 41,87 | 7,51 | 18,08 | 19,62 | 44,02 | 46,16 | 17,87 | 18,75 |
| Бианка | 9,67 | 28,71 | 24,72 | 45,54 | 45,99 | 26,84 | 9,35 | |
| Средний срок созревания | ||||||||
| Бархатный | 45,30 | 12,24 | 22,70 | 30,30 | 36,53 | 45,18 | 21,79 | 15,97 |
| Красностоп АЗОС | 10,42 | 26,20 | 37,67 | 42,22 | 46,82 | 21,58 | 20,53 | |
| Достойный | 12,76 | 21,31 | 36,12 | 44,98 | 49,37 | 41,39 | 24,45 | |
| Поздний срок созревания | ||||||||
| Первенец Магарача | 47,40 | 13,52 | 29,19 | 28,63 | 48,23 | 37,77 | 21,11 | 12,78 |
| Каберне АЗОС | 11,11 | 10,01 | 24,95 | 39,48 | 44,40 | 42,5 | 18,32 | |
| Каберне Совиньон | 15,60 | 14,82 | 25,05 | 15,37 | ||||
| Аг Чакрак | 16,94 | 27,62 | 21,7 | 21,39 | ||||
| НСР05 | 4,15 | 1,33 | 1,95 | 2,08 | 1,84 | 1,75 | 2,31 | 1,65 |
Для сортов раннего и среднего сроков созреваниия зависимость обратная. С уменьшением оводненности коры побегов винограда, повышается адаптивный потенциал, увеличивается доля распустившихся глазков после перезимовки у ранних сортов (Кристалл, Бианка) и средних (Бархатный, Красностоп АЗОС, Достойный). При коэффициенте детерминации 0,99 коэффициент корреляции был равен - 0,77 (рис. 8).
Рисунок 8 – Зависимость доли распустившихся глазков
после перезимовки от оводненности коры побегов
у ранних и средних сортов винограда, 2006 - 2009 гг.
Для сортов позднего срока созревания зависимость прямая. Чем меньше оводненность коры побегов винограда, тем ниже адаптивный потенциал, меньше доля распустившихся глазков после перезимовки в условиях стрессовых температур зимнего периода. При коэффициенте детерминации 1,0 коэффициент корреляции был равен 0,72 (рис. 9).
Рисунок 9 – Зависимость доли распустившихся глазков
после перезимовки от оводненности коры побегов у сортов
винограда, позднего срока созревания, 2006 - 2009 гг.
3.3 Агробиологическая характеристика изучаемых сортов винограда
Неблагоприятные условия 2006 года, особенно стрессовые низкие температуры в зимний период (t - 24C), существенно отразились на плодоношении изучаемых сортов. Их влияние ощущалось в 2007 и 2008 годы исследований. Оптимальное плодоношение наступило только в 2009 году.
Количество развившихся и плодоносных побегов на куст является реакцией растений конкретного сорта винограда на складывающиеся экологические условия среды произрастания и свидетельствует о биологическом потенциале развития каждого конкретного сорта.
За время исследований более высокими показателями продуктивности (коэффициенты плодоношения и плодоносности) отличались высокоадаптивные сорта: Бианка, Кристалл, Первенец Магарача, Бархатный.
Коэффициент плодоношения был выше у межвидовых гибридов, сортов раннего срока созревания, кристалл и бианка. Это связано с большим количеством развившихся побегов от общего числа глазков, а также хорошим отзывом на кроткую обрезку. Коэффициент плодоносности также был выше у межвидовых гибридов, сортов Первенец Магарача и Бархатный. Это было связано с большим количеством гроздей на плодоносный побег (табл. 8).
Таблица 8 - Элементы плодоношения, 2006-2010 гг.
| Сорт | Коэффициент плодоношения | Коэффициент плодоносности |
| Бианка | 1,8 | 1,9 |
| Кристалл | 1,7 | 1,9 |
| Первенец Магарача | 1,7 | 1,9 |
| Бархатный | 1,6 | 1,8 |
| Красностоп АЗОС | 1,5 | 1,7 |
| Каберне АЗОС | 1,4 | 1,7 |
| Каберне Совиньон | 1,3 | 1,6 |
| Достойный | 1,4 | 1,6 |
| Аг Чакрак | 1,2 | 1,5 |
| НСР05 | 0,4 | 0,3 |
Самая высокая урожайность наблюдалась у сортов с высоким коэффициентом плодоношения и наибольшей массой грозди – Первенец Магарача, Бархатный (рис. 10).
Показатели качества винограда, сахаристость и кислотность, в среднем за три года соответствовала минимальным требованиям: для белых сортов – 16,0-19,0 г/100см3, для красных – 19,0-21,0 г/100см3.
Рисунок 10 - Урожайность изучаемых сортов винограда, 2007-2010 гг.
А самым высокими показателями обладали у красных сортов – Красностоп АЗОС и Каберне АЗОС, у белых – Кристалл и Бархатный. Низкие у сорта Аг Чакрак, что можно объяснить происхождением (восточно-азиатская группа) – недостаточным количеством суммы активных температур и в отдельные годы у сорта Каберне АЗОС (2008 г.) – угнетенность растения в целом (рис. 11).
Рисунок 11 - Качественные показатели урожая, 2007-2010 гг.
Дегустационная оценка вин из всех исследуемых сортов винограда варьирует от 7,4 до 8,2 балла. Среди белых сортов выделяется сорт Бархатный (8,2 балла, десертное вино) и сорт Бианка (7,65 балла, сухое вино). Среди красных вин наибольшую оценку получил сорт Красностоп АЗОС (8,1 балла сухие и десертные вина)
Таблица 9 – Средняя дегустационная оценка вин, 2006-2010 гг.
| Сорт | Дегустационная оценка, балл | |
| сухие вина | десертные вина | |
| Бианка | 7,65 | 7,70 |
| Кристалл | 7,60 | - |
| Первенец Магарача | 7,40 | - |
| Бархатный | - | 8,20 |
| Красностоп АЗОС | 8,10 | 8,10 |
| Каберне АЗОС | 8,00 | 7,85 |
| Каберне Совиньон | 8,05 | 7,90 |
| Достойный | 7,90 | 7,85 |
3.4 Экономическая эффективность изучаемых сортов
Наибольшими показателями рентабельности обладали сорта с высокой урожайностью Первенец Магарача, Бархатный и Красностоп АЗОС. Установлено, что рентабельность конечной продукции прямо пропорциональна урожайности и обратно пропорциональна себестоимости продукции. Формирование высокой урожайности способствовала высокой адаптивности у этих сортов (табл. 10).
Таблица 10 – Экономическая эффективность виноматериала, получаемого из сортов винограда
| Сорт | Урожайность, ц/га | Себестоимость винограда, руб./ц | Себестоимость сухого виноматериала, руб./дал | Выручка через вино-продукцию, тыс. руб./га | Рентабельность производства виноматериала, % |
| Первенец Магарача | 99 | 999 | 255,6 | 286,2 | 61,6 |
| Бархатный | 80 | 1095 | 280,1 | 231,3 | 47,5 |
| Красностоп АЗОС | 75 | 1128 | 288,5 | 216,8 | 43,2 |
| Бианка | 66 | 1201 | 307,2 | 190,8 | 34,4 |
| Ак Чакрак | 66 | 1201 | 307,2 | 190,8 | 34,4 |
| Кристалл | 65 | 1210 | 309,5 | 187,9 | 33,4 |
| Каберне Совиньон | 63 | 1230 | 314,6 | 182,1 | 31,3 |
| Достойный | 62 | 1240 | 317,2 | 179,2 | 30,2 |
| Каберне АЗОС (контроль) | 42 | 1447 | 370,1 | 121,4 | 11,6 |
Цена реализации 1 дал сухого виноматериала - 413,0 руб.
ВЫВОДЫ
- В Анапо-Таманской агроэкологической зоне виноградарства в период с 1977 по 2011 год наблюдается устойчивая тенденция углубления и увеличения частоты проявления зимних низкотемпературных стрессов для винограда. По данным метеостанции г. Темрюка за последние 35 лет размах варьирования минимальных температур воздуха увеличился от -4°С в 1977-1978 гг. до -14°С в 2011-2012 гг.; абсолютный минимум температур воздуха уменьшился от -16°С в 1977 г. до -25°С в 2012 г.; увеличилась повторяемость минимальных температур воздуха до 20 % (1 раз в 5 лет), вызывающих гибель кустов и их элементов.
- В условиях глобального и локального изменения климата одним из основных принципов обеспечения устойчивости ампелоценозов и стабильного плодоношения винограда является формирование научно-обоснованных зонально-ориентированных высоко адаптивных сортиментов к низкотемпературным стрессам.
- Адаптивность изучаемых сортов в условиях низкотемпературных стрессов 2006 и 2010 гг. по количеству распустившихся глазков была неодинаковой и зависела от минимальной температуры воздуха, видового происхождения и биологических особенностей сортов. Высоким адаптивным потенциалом выделялись межвидовые евро-амуро-американские и евро-американские гибриды.
- В условиях понижения минимальных температур воздуха до -24°С в 2006 г. высокий адаптивный потенциал показали сорта, относящиеся к группе межвидовых гибридов Кристалл, Бианка, Достойный. В 2010 г. при более мягком понижении температуры воздуха до -20°С тенденция повторилась, наибольшую устойчивость показали те же сорта, а также Аг Чаграк, Первенец Магарача, Каберне АЗОС.
- Высокая адаптивность к низким температурам выделенных сортов подтвердилась результатами лабораторных физиологических и биохимических исследований, по содержанию связной воды и сухого вещества. Эта зависимость хорошо прослеживается у сортов Кристалл, Бархатный, Аг Чаграк и Красностоп АЗОС.
- Сорта с высоким адаптивным потенциалом в условиях низкотемпературного стресса отличались стабильным плодоношением. Наибольшие коэффициенты плодоношения k1 = 1,7 – 1,8 и плодоносности k2 = 1,8 – 1,9 наблюдались у сортов раннего срока созревания Бианка, Кристалл, Бархатный и Первенец Магарача.
- Наибольшей урожайностью в агроэкологических условиях Анапо-Таманской зоны виноградарства в период с 2007 по 2010 гг. отличались сорта Первенец Магарача (9,9 т/га), Бархатный (8,0 т/га), Красностоп АЗОС (7,5 т/га), Кристалл (6,5 т/га), Достойный (6,2 т/га).
- Содержание сахаров у всех сортов было в пределах нормы (у белых сортов 17 – 19 г/100см3, красных – 19 – 21 г/100см3), что позволяло получать качественные сухие вина.
- По совокупности агробиологических, адаптивных и хозяйственно ценных признаков выделены сорта Кристалл, Бианка, Достойный, Аг Чаграк, Первенец Магарача, Каберне АЗОС для использования в селекции в качестве исходных родительских форм и формирования высокоадаптивных сортиментов для устойчивого производства винограда в нестабильных условиях природной среды Анапо-Таманской агроэкологической зоны виноградарства.
Рекомендации для практического
использования результатов исследований
- По совокупности агробиологических, адаптивных и хозяйственно ценных признаков для практического использования выделены сорта Кристалл, Бианка, Достойный, Первенец Магарача, Красностоп АЗОС.
- Выделенные сорта являются основой для формирования высокоадаптивных сортиментов в Анапо - Таманской агроэкологической зоне с целью обеспечения устойчивого производства винограда в нестабильных климатических условиях.
- Выделенные сорта рекомендуются для использования в генеративной селекции в качестве родительских форм для создания сортов устойчивых к зимним низкотемпературным стрессам, формирования устойчивых ампелоценозов для стабильного производства винограда и высококачественной винодельческой продукции.
Список работ, опубликованных по теме диссертации:
- Щербаков, С.В. Оценка адаптационного потенциала перспективных сортов винограда различных эколого-географических групп в условиях Анапского района / С.В. Щербаков, И.В. Хвостова // Сб. «Земля – наш Дом»: материалы второй студенческой межвузовой науч.- практ. конф. г. Анапа. – Краснодар, 2007. – С. 30 – 33.
- Щербаков, С.В. Высокоадаптивные сорта винограда для качественного виноделия / А.В. Дергунов, С.В. Щербаков, Г.Е. Никулушкина // Оптимальные технолого-экономические параметры биолого-технологических систем: сб. материалов по основным итогам научных исследований за 2007 г. – Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2008. – С. 334 – 338.
- Щербаков, С.В. Динамика физиолого-биохимических показателей у различных по биологии сортов винограда / И.В. Хвостова, И.А. Ильина, В.С. Петров, Ю.Ф. Якуба, Т.В. Схаляко, С.В. Щербаков // Оптимальные технолого-экономические параметры биолого-технологических систем: сб. материалов по основным итогам научных исследований за 2007 г. – Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2008. – С. 240 – 246.
- Щербаков, С.В. Засухоустойчивость сортов винограда разных эколого-географических групп / С.В. Щербаков, И.В. Хвостова // Оптимальные технолого-экономические параметры биолого-технологических систем: сб. материалов по основным итогам научных исследований за 2007 г. – Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2008. – С. 257 – 258.
- Щербаков, С.В. Агробиологические и фенологические характеристики различных эколого-географических групп в условиях Анапа-Таманской зоны / Щербаков С.В. / Сборник Оптимизация технолого-экономических параметров структуры агроценозов и регламентов возделывания плодовых культур и винограда. 2008. - С. 38-44
- Щербаков, С.В. Биохимические и физиологические параметры различных по биологии сортов винограда при изменении экологии ампелоценозов / И.А. Ильина, В.С. Петров, Ю.Ф. Якуба, Т.В. Схаляко, С.В. Щербаков // Виноделие и виноградарство. – 2008. – № 3. – С. 30 – 31.
- Щербаков, С.В. Биохимические и физиологические параметры различных по биологии сортов винограда в условиях низкотемпературного стресса / И.А. Ильина, В.С. Петров, Ю.Ф. Якуба, Т.В. Схаляко, В.В. Кудряшова, С.В. Щербаков // Виноделие и виноградарство. – 2008. – № 4. – С. 26.
- Щербаков, С.В. Физиолого-биологические аспекты влияния температурного и водного режимов на реализацию продукционного потенциала виноградных растений / Н.И. Ненько, И.А. Ильина, Т.В. Схаляко, С.В. Щербаков, В.С. Петров, М.Ю. Абреч, Ю.Ф. Якуба // Методы и регламенты оптимизации структурных элементов агроценозов и управления реализацией продукционного потенциала растений: сб. материалов по основным итогам научных исследований за 2008 год. – Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2009. – С. 316 – 325.
