способ диагностирования сроков и норм полива виноградников

Формула изобретения

Способ диагностирования сроков и норм полива виноградников, включающий отбор образцов для рефрактометрирования клеточного сока индикаторных органов виноградных кустов с разных мест участка, определение концентрации клеточного сока (ККС) полевым рефрактометром, отличающийся тем, что составляют для сочетания "почва-сорт" график регрессионного анализа зависимости между содержанием доступной для растений влаги в почве и рефрактометрическим показателем ККС индикаторного органа, снабженный дополнительными шкалами норм полива по периодам развития винограда в течение вегетации, а в качестве индикаторного органа берут 2-3 верхушечные междоузлия зеленых побегов, по рефрактометрическому показателю ККС, которые определяют влагообеспеченность растений и назначают в соответствии с графиком срок полива виноградника, не допуская повышения ККС индикаторного органа до критического уровня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к виноградарству.

Известен способ определения влагообеспеченности сельскохозяйственных культур, в т.ч. и винограда, термостатно-весовым методом, заключающимся в определении содержания воды в почве как разности ее масс до и после сушки до постоянного веса почвы в сушильном шкафу при температуре 100-105°С [Александрова, 1986].

Недостатками этого способа являются его громоздкость, вытекающая из необходимости в отборе почвенных образцов с разных мест участка по горизонтам почвы, и большая затрата времени на его осуществление.

Известен способ определения влагообеспеченности виноградного растения по рефрактометрическому показателю концентрации клеточного сока (ККС) листьев: в первую половину периода - от распускания глазков до начала созревания полив назначают в тот момент, когда ККС листьев 5-6 яруса достигнет 9,5-10%; во второй половине этого срока - когда ККС листьев этого яруса достигнет 10,5-11,0%; позднее критерием для назначения поливов считается ККС листьев этого яруса 11,5-12,0% [Мартыненко, 1967].

Недостатками известного способа являются: а) нет уточнения, какой имеется ввиду побег винограда: плодоносный или бесплодный, что весьма существенно, так как развивающаяся гроздь у плодоносных побегов значительно увеличивает ККС листа данного узла по сравнению с ККС листа такого же яруса бесплодного побега; б) во второй и последующие сроки из-за возрастных изменений в структуре тканей листа и гидратуры биоколлоидов в них извлекаемый из пластинки листа сок бывает очень мутным, что затрудняет рефрактометрирование, лишая этот способ важнейшего его достоинства - оперативности; в) в разработанном автором виде способа не содержится информация о дефиците влаги в почве и необходимой норме полива виноградника.

Целью настоящего изобретения является повышение точности диагностирования в полевых условиях влагообеспеченности винограда, обеспечение оперативности при определении сроков и назначении норм полива виноградников.

Поставленная цель достигается путем: а) определения индикаторного органа, ККС которого при рефрактометрировании более достоверно отражала бы водный режим виноградного растения, чем ККС других его органов, и менее была бы подвержена суточным и возрастным колебаниям, а также воздействию таких факторов внешней среды, как температура и влажность воздуха; б) выявлением критического уровня ККС индикаторного органа, превышение которого не допускается (иначе может произойти снижение биологической продуктивности виноградного куста); в) изобразив полученную зависимость в виде графика и нанеся туда же шкалы дефицита влаги в почве, определяют сроки и нормы полива по отдельным фазам вегетации винограда.

На фиг.1 показано изменение ККС пластинки листа от основания зеленого побега винограда (ЗПВ) до его вершины, на фиг.2, 3 и 4 изображены графики коррелятивной зависимости между содержанием доступной влаги в почве и ККС верхушек ЗПВ сортов Мускат белый, Ркацители и Саперави.

Пример 1. На каждом варианте полевых опытов с различными режимами влажности почвы в 5-6 местах по середине междурядий бурили скважины и в отобранных образцах термостатно-весовым методом определяли влажность почвы в метровом слое. Возле каждой скважины в 13-14 часов с 4-х виноградных кустов отбирали для исследования несколько нормально развитых зеленых побегов, идентично расположенных на этих учетных кустах (например, на 6-м или 7-м узлах плодовой стрелки). В момент отбора этих образцов в дневнике наблюдений фиксировались сведения о температуре и влажности воздуха по приборам, установленным на высоте 1 м от поверхности почвы, в некоторых случаях дополнительно и о направлении и силе ветра.

Отобранные образцы герметично упаковывались в полиэтиленовые мешочки и срочно доставлялись в лабораторию, где на рефрактометре Аббе определяли ККС листовых пластинок, отдельно их черешков по ярусам листорасположения, а также 2-3 верхушечных междоузлии, сложенных вместе. Полученные результаты систематизировались и подвергались статистической обработке.

Установлено, что при одной и той же влажности почвы в определенных пределах влажности воздуха каждый из исследованных органов имел различную ККС: пластинка листа - наибольшую, верхушка побега - наименьшую, а черешок листа - среднюю между ними (табл.1). При этом установлено, что изменения ККС метамеров бесплодного побега винограда от основания к апексу можно изобразить графически в виде одновершинной кривой с максимумом показателей в средней зоне побега (фиг.1, кривая 1),

Таблица 1 ККС некоторых органов зеленого побега винограда (сорт Мускат белый)
Влажность почвы, (%)	Влажность воздуха, (%)	Концентрация клеточного сока, %
		пластинки листа	листового черешка	верхушки зеленого побега
76	60	10,5-12,5	5,7-6,5	5,5
79	61	12,5-12,0	6,5-7,0	5,5-5,7
89	58	9,5-12,5	5,2-6,5	5,0-6,0
96	62	7,4-9,4	5,8-6,5	4,5-4,9

тогда как у плодоносного побега наблюдался еще один пик - в зоне размещения гроздей (фиг.1, кривая 2). Эти результаты (кроме данных о вертушке побега, что другими исследователями не изучалось) согласуются с результатами, полученными И.Н. Кондо и Л.П. Пудриковой (1969) и Ю. Магрисо (1959).

Исследованные органы виноградного побега в разной степени реагируют и на воздействия атмосферных факторов - температуры и влажности воздуха.

Таблица 2 Влияние температуры воздуха на ККС листьев, их черешков и верхушек зеленых побегов винограда (сорт Саперави).
Температура воздуха, (°С)	Концентрация клеточного сока, %
	пластинки листа	листового черешка	верхушки зеленого побега
21,5	7,2±0,25	5,4±0,24	5,4±0,10
23,0	7,5±0,14	5,6±0,16	5,2±0,13
25,0	7,8±0,12	5,8±0,14	5,6±0,14
28,0	8,2±0,26	6,1±0,14	5,8±0,13

Как видно из таблицы 2, повышение температуры воздуха на 2° приводит к достоверному повышению ККС пластинки листа в среднем на 0,3% (в абсолютных величинах), тогда как у черешка листа или верхушки ЗПВ при повышении температуры нарастание ККС не превышает 0,2%, и отклонения от средней величины (ошибка определения) у этих органов значительно меньше, чем у пластинки листа.

Отчетливая закономерность наблюдалась и в величинах ККС пластинки листа по мере изменения относительной влажности воздуха (табл. 3): с повышением влажности воздуха на 5% рефрактометрический показатель ККС уменьшался порядка 2%, тогда как у черешка это изменение составляло несколько меньше этого (1,48), у верхушек зеленых побегов - меньше 0,5% в пределах ошибки измерения.

Существенным изменениям подвержена ККС листьев в течение вегетации: с мая до сентября у сорта Рислинг она возрастала белее чем в 1,6 раза, у сорта Ркацители - в 1,7 раза. Возрастает она и у черешков - с 5,6% до 8,4%. У верхушек же зеленых побегов она увеличилась лишь на 1,1%. Причем это увеличение наблюдалось лишь в вариантах с пониженным режимом почвенной влажности. Аналогичные результаты получены и на других изучавшихся сортах.

Таблица 3 Влияние относительной влажности воздуха на ККС листьев, черешков и верхушек зеленых побегов винограда.
Относительная влажность воздуха, %	Концентрация клеточного сока, %
	пластинки листа	Листового черешка	верхушки зеленого побега
сорт Ркацители
58	16,6	14,8	7,8
63	14,7	13,4	7,3
73	10,9	9,9	6,5
85	6,2	5,6	6,5
сорт Саперави
51	18,9	16,5	7,9
60	15,3	11,0	6,8
70	11,3	8,5	6,2
82	6,5	5,5	5,5
Сорт Мускат белый
58	16,3	15,1	7,3
62	14,7	13,6	7,0
76	9,2	8,0	5,8
83	5,9	5,7	5,2

Приведенные выше материалы позволяют заключить, что из трех рассмотренных органов наименее подвержены воздействию внешних факторов (за исключением почвенной влаги) верхушки побега. Листовая же пластинка из-за большой теплопоглощающей и транспирационной поверхности в значительной степени подвержена влиянию этих факторов, затрудняя определение воздействия почвенной влаги на ККС. Более того, листовая пластинка существенно влияет и на ККС черешка, особенно в полуденные часы. В связи с этим в качестве индикаторного органа для определения водообеспеченности виноградного растения принята верхушка ЗПВ, которая менее подвержена таким резким колебаниям ККС.

Математическая обработка данных определения влажности почвы виноградника и адекватных величин ККС верхушек зеленых побегов куста показала, что зависимость между этими переменными может быть выражена уравнением гиперболы первого порядка.

Графически эта зависимость для сортов Мускат белый, Ркацители и Саперави изображена на фигурах 2, 3 и 4, соответственно, где ось абсцисс характеризует относительную влажность почвы (% от НВ), а ось ординат - ККС (%) верхушек зеленых побегов винограда.

Пример 2. Для определения критической величины ККС верхушек зеленых побегов, выше которой недопустимо ее увеличение, с каждого из изучаемых сортов в опытах с различными режимами орошения виноградников отбирались по 50 зеленых побегов, которые в полиэтиленовых пакетах доставлялись в лабораторию, где они подвергались подвяданию различной степени, вплоть до устойчивого завядания листьев. При этом в листьях определялись содержание общей воды, ее фракционный состав, дефицит воды, водоудерживающая способность, сосущая сила клеток, относительная тургесцентность, а параллельно с ними ККС верхушек побегов. Эти определения повторялись в каждую фазу вегетации по 2-3 раза. По результатам этих исследований за критическую принята величина ККС верхушек тех побегов, у которых указанные характеристики водного режима имели приграничные (но не выше) с влажностью устойчивого завядания листьев значения. Для большинства исследованных сортов (9 из 10 сортов) таковой оказалась ККС верхушек ЗПВ в пределах 9,5-10,8%.

Исходя из этого, для упрощения предлагаемого способа и гарантированного упреждения устойчивого или длительного завядания виноградных кустов за критическую для исследованных сортов принята единая критическая величина ККС верхушек зеленых побегов - 9%. На графиках (фиг.2, 3 и 4) она отмечена прерывистой линией, параллельной оси абсцисс. Перпендикуляр, опущенный с точки ее пересечения с линией регрессии на абсциссу, как правило указывает на влажность почвы, несколько превышающую ВРК (влажность разрыва капиллярных связей в почве), что подтверждает достоверность принятой критической величины ККС верхушек зеленых побегов.

Для определения норм полива виноградников (м ³/га) графики снабжены тремя специальными шкалами, нанесенными параллельно оси абсцисс. Эти шкалы соответствуют изменениям потребности виноградного растения в течение вегетации: I - до начала цветения, II - в период роста ягод. III - начало созревания ягод. При наличии такого графика и полевого рефрактометра можно непосредственно на винограднике в течение короткого времени (до 10 минут) определить нуждаемость назначения в поливе, определить срок и норму его полива. Для этого из отобранных в нескольких местах верхушек ЗПВ извлекают клеточный сок. При отсутствии специального прессика для выдавливания сока можно использовать плоскогубцы из комплекта инструментов транспортного средства (в этом случае растительный образец предварительно заворачивают в кусочек марли, затем зажимают плоскогубцами).

Найденный по рефрактометру показатель ККС отыскивают на ординате графика и от него проводят визуально прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с линией регрессии. Если эта линия проходит весьма близко или совпадает с линией критической концентрации ККС верхушек зеленые побегов, виноградники необходимо полить безотлагательно. От точки пересечения указанной визуальной линии с линией регрессии опускают перпендикуляр в направлении оси абсцисс графика до пересечения со шкалой, соответствующей фазе вегетации винограда на день определения. На этой шкале перпендикуляр пересечет деление, соответствующее дефициту влаги в почве от оптимума для данной фазы вегетации, т.е. укажет норму полива виноградника в м³/га.

Изложенный выше способ диагностирования сроков и норм полива виноградников разработан сотрудниками Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии на виноградниках совхоза «Геджух» Дербентского района (в южной части приморской зоны Дагестана) и в 1992-1999 гг. прошел испытания на производственных виноградниках совхоза «Рассвет» Карабудахкентского района (в центральной части этой зоны), где выявлена его эффективность (табл. 4).

Таблица 4 Эффективность различных режимов орошения виноградника (сорт Ркацители)
Режим орошения	Урожайность		Сахаристость, %	Кислотность, г/л	Ацидометрический показатель
	ц/га	%
1. Принятый в хозяйстве	67,5	100	17,2	8,9	1,9
2. По влажности почвы	77,3	114	17,8	8,2	2,2
3. По рефрактометрическому показателю ККС	85,8	127	18,7	7,8	2,4

Высокая эффективности разработанного способа диагностирования сроков и норм полива виноградников проявилась не только в повышении урожайности на 27%, но и в том, что благодаря удачному сочетанию кондиционных характеристик урожая виноград, выращенный на участке испытания, был принят заводом на выделку диетических соков и десертных марочных вин, тогда как основная масса винограда с производственных участков переработана на выработку малоценных ординарных виноматериалов.

Экономическая эффективность предлагаемого способа складывается: 1) из сокращения сроков прогноза водообеспеченности виноградных кустов с 1-2 суток до 10 минут (максимум); 2) возможности своевременно полить виноградник, не допуская снижения продуктивности кустов; 3) на виноградниках с близким к поверхности почвы уровнем минерализованных грунтовых вод позволяет наладить орошение, не допускающее вторичное засоление почв, т.е. орошение в пределах природоохранных мер.

Источники информации

1. Александрова Л.Н. Практикум по почвоведению. Л.: Агропроммиздат, 1986, с.295.

2. Мартыненко Г.Н. Режим орошения виноградников в условиях дельты Терека. Автореферат кандидатской диссертации. Новочеркасск, 1967.