Биологические методы управления продукционным потенциалом винограда

Биологические методы управления продукционным потенциалом винограда

В современных условиях российское виноградарство ориентировано на увеличение объемов производства, повышение уровня реализации продукционного потенциала винограда и улучшение качества продукции.

В последние 5 лет валовой сбор винограда в России вырос на 32%, урожайность на 21 %, в Краснодарском крае соответственно на 30 и 14 %. В абсолютном выражении уро­жайность по Краснодарскому краю достигала 10 т/га. В 2013 г. ожидали урожай винограда такой же и выше.

Необходимо подчеркнуть, что существенный рост объемов производства винограда в последние 5 лет наблюдался практически без изменения площади насаждений за счет роста урожайности.

Положительные тенденции в виноградарстве по объемам валового производства и качества винограда достигаются при использовании современных технологий, сортов и клонов винограда, интенсификацией производства. Экспериментальные материалы, охватывающие широкий диапазон исследований в разных экологических зонах размещения виноградников, с высокой достоверностью указывают, что в современных условиях антропогенная интенсификация производства часто сопровождается нарушением экологии, развитием деградации почвы, загрязнением пищевой продукции, подавлением активности полезных микроорганизмов в ампелоценозе.

Основные причины негативных последствий — антропогенная интенсификация сельскохозяйственного производства без учета биологических особенностей возделываемых культур, зональных особенностей экологии в местах возделывания винограда, локальных и глобальных изменений климата; нарушение технологических регламентов, игнорирование естественных воспроизводственных процессов в агроценозе В этих условиях необходим переход на новый, более высокий уровень технологий управления продукционным процессом винограда, исключающий негативные последствия интенсификационных процессов. Новые технологии должны отвечать следующим требованиям:

обеспечение самовоспроизводства ценозов;

рациональное природопользование в продукционном процессе;

сохранение экологии агроценозов

высокий уровень реализации продукционного потенциала винограда;

наиболее полное удовлетворение запросов потребительского рынка в высококачественной продукции отрасли виноградарства и виноделия по органолептическим, биологическим, пищевым и другим требованиям;

оптимизация издержек в технологическом процессе.

Реализовать эти требования с высокой вероятностью можно при системном подходе к организации самовосстанавливающихся ампелоценозов на основе биологизации технологических процессов.

К биологическим методам эффективного управления продукционным потенциалом винограда относятся:

зонирование агротерриторий;

зонально-ориентированные сортименты винограда;

посадка винограда с учетом биологии сортов и ресурсного потенциала агротерриторий;

формирование и ведение кустов винограда с учетом биологии сортов и ресурсного потенциала агротерриторий;

биологические способы содержания и обработки почвы;

удобрение виноградников, нормируемое под планируемый урожай;

биологическая и интегрированная система защиты растений от вредных организмов;

эколого-токсикологический мониторинг ампелоценозов.

Зонирование агротерриторий направлено на бездефицитное обеспечение растений в количестве и во времени необходимыми ресурсами для максимальной реализации продукционного потенциала ампелоценозов. Роль и практическая ценность зонирования территории известны давно. Но при этом достоинства этого элемента системы часто не учитываются в практическом производстве, что ведет к существенной потере хозяйственной продуктивности возделываемых культур. Исследования показывают, что в Краснодарском крае уровень реализации потенциала хозяйственной продуктивности винограда в зависимости от размещения насаждений в разных агроэкологических зонах меняется от 48 до 63 %.

Основной инструмент управления продукционным процессом винограда на основе зонирования — картографический материал, отображающий ресурсный потенциал агротерриторий. При зонировании территории с использованием результатов научных исследований, практических изысканий и космических съемок учитывают климатические, эдафические, топографические и биотические факторы, оказывающие наиболее сильное влияние на продукционный процесс винограда и качество продукции. На территории России выделены регионы наиболее благоприятного ведения виноградарства, включая Западное и Восточное Предкавказье, Дагестан, Ростовскую область и др. В каждом регионе выделены отдельные зоны, в том числе в Краснодарском крае (Анапо-Таманская, южно-предгорная, западная, центральная и северная). В каждой зоне обозначены подзоны.

Процесс зонирования территорий постоянно совершенствуется. Его необходимо продолжать, уточнять границы, выделять функционально направленные области воз­делывания винограда.

При зонировании достигается рациональное природопользование, эффективное использование биологических особенностей культивируемых растений, повышение уровня реализации продукционного потенциала, улучшение качества продукции.

Зонально-ориентированные сортименты — один из наиболее эффективных биологических методов управления продукционным процессом винограда. Соответствие биологических свойств сортов экологическим условиям среды их произрастания обеспечивает эффективное использование возобновляемых природных источников энергии в продукционном процессе, высокий уровень реализации продукционного потенциала винограда, экономическую стабильность виноградопроизводящих предприятий.

В Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве, значится 169 сортов, в том числе 78 технических, 78 столовых и 13 универсальных. В Краснодарском крае возделывают всего 92 сорта, в том числе 71 технический, 21 столовый, из которых с площадью более 50 га соответственно 47, 39 и 8 сортов (данные 2013 г.).

Доминирующую часть площади виноградников края (67 %) занимают 13 сортов, в том числе 11 технических и 2 столовых, каждый из которых занимает площадь от 500 до 2700 га. Наибольшую долю (64%) представляют сорта V. vinifera L. западноевропейской селекции. Межвидовые гибриды занимают 18%, сорта V. vinifera L. бассейна Черного моря и американские — по 9 %. На долю сортов местной селекции приходится менее 1 %.

Западноевропейские сорта, доминирующие в насаждениях юга России, обеспечивают высокое качество производимой винодельческой продукции. Вместе с тем для них характерен низкий уровень адаптивного потенциала. В агроэкологических условиях Краснодарского края каждая 5-я зима сопровождается подмерзанием кустов, потерей урожая, ухудшением качества винограда и повышением себестоимости продукции.

Уровень реализации потенциала хозяйственной продуктивности сортов винограда, возделываемых в Краснодарском крае, варьирует в диапазоне 36-86%. Широкий размах варьирования признака свидетельствует о несоответствии среды произрастания биологическим свойствам отдельной части используемых сортов. Из общего числа 25 % сортов реализуют потенциал хозяйственной продуктивности неэффективно (менее 50 %), у 35% сортов этот показатель составляет 50-60%, у 28% сортов — умеренный уровень реализации потенциала хозяйственной продуктивности (60-70%) и только 12% сортов обладают высоким уровнем реализации потенциала хозяйственной продуктивности (более 70%).

Для эффективного использования биологических свойств, высокого уровня реализации продукционного потенциала больше подходят сорта и клоны местной селекции как наиболее адаптированные к условиям среды произрастания в местах их выделения. Увеличение доли сортов местной селекции в культивируемых насаждениях должно быть приоритетным в селекционной практике виноградарей.

Зонально-ориентированный сортимент обеспечивает высокий уровень реализации продукционного потенциала винограда, хорошее качество продукции, рациональное природопользование, сбережение экологии ценозов.

В 2005 г. на территории Краснодарского края развернута клоновая селекция с целью повышения адаптивного потенциала интродуцированных сортов винограда, используемых для качественного виноделия. Выделение клонов ведут в экологических условиях Тамани в ОАО АФ «Южная», ООО АФ «Фанагория — Агро», ООО АФ «Мирный» на сортах Алиготе, Гранатовый, Иршаи Оливер, Каберне Совиньон, Рислинг, Саперави, Цимлянский черный, Шардоне. Этот процесс осуществляют в условиях нарастающей континентальности климата, увеличения частоты температурных стрессов зимой и летом, дефицита атмосферных осадков. На базе проведенных исследований выделили 151 протоклон, в том числе сортов Алиготе (30), Иршаи Оливер (27), Каберне Совиньон (15), Рислинг (16), Саперави (21), Шардоне (31) и Цимлянский черный (11 протоклонов). По результатам изучения вегетативного потомства выделенные протоклоны отличаются более высокой продуктивностью, хорошим качеством винодельческой продукции и устойчивостью к морозам в критические периоды зим 2006 г. (-24 °С), 2010 г. (-17) и 2012 г. (-20 °С) (данные 2012 г.).

Виноград высаживали с учетом биологических особенностей сортов, силы их роста и ресурсного почвенно-климатического потенциала агротерриторий. Способы посадки направлены на эффективное использование земельных ресурсов, уменьшение площади земель, используемых под виноградные насаждения на единицу получаемой продукции.

Формирование и ведение виноградных кустов учитывает биологические особенности сортов, силу роста растений, направление использования урожая винограда, зональные особенности почвенно-климатического потенциала и физиологически активную радиацию(ФАР).

Современные виноградники при урожайности 10-12 т/га представляют собой фотосинтетические системы, реализующие лишь 10-15 % биологически заложенной потенциальной продуктивности винограда, поэтому методы управления биологическим и фотосинтетическим потенциалом растений винограда направлены на совершенствование конструкций насаждений с применением различных форм кустов, способов их обрезки и нагрузки.

В основе конструирования виноградных насаждений и управления уровнем реализации их биологического потенциала положены величина листовой поверхности; способы расположения листьев в пространстве, обеспечивающие наиболее полное поглощение солнечной радиации и использования ее в продукционном процессе.

В настоящее время доминирующую часть виноградников ведут по шпалерно-рядовой системе, при которой коэффициент использования солнечной радиации неоправданно низок. Необходимы формы кустов с более высоким фотосинтетическим потенциалом, устраняющие этот недостаток.

В СКЗНИИСиВ для центральной зоны Западного Предкавказья оптимизированы регламенты ведения кустов по типу двуплечего кордона Казенава, для центральной черноморской подзоны рекомендованы и применяют малообъемные формы кустов, учитывающие обедненные типы почв и сильные ветры, повреждающие кусты.

В Анапо-Таманской зоне виноградарства эффективное использование ФАР наблюдается на столовых сортах при ведении кустов винограда по типу СКИФ, позволяющему более полно использовать биологический потенциал сорта винограда при улучшении использования ФАР.

На мощных высокоштамбовых формах кустов с витым вертикальным штамбом увеличивается запас многолетней древесины, повышается устойчивость растений к стресс- факторам, возрастает эффективность работы листового аппарата. Продуктивность кустов повышается в 1,3-2 раза в сравнении с аналогами.

Для укрывной культуры виноградарства создана новая интенсивная форма куста УИФ. Площади виноградников с таким формированием кустов активно расширяются в Восточном Предкавказье, при этом благодаря фиксированному горизонтальному витому кордону сокращаются затраты на укрытие и открытие виноградных кустов; исключается вероятность поломки плечей кордонов и кустов в целом; облегчается проведение обрезки и ручной уборки; появляется возможность полной механизации этих работ; исключены расходы на подвязку зеленых побегов по мере их роста.

Содержание почвы на большей площади современных насаждений винограда осуществляется в режиме монокультуры по типу черного пара.

Экспериментальные материалы, охватывающие широкий диапазон исследований на виноградниках с черным паром в разных экологических зонах, с высокой достоверностью указывают на устойчивую деградацию почвы, ухудшение ее физических и химических свойств, нарушение экологии ампелоценозов, увеличение инвестиций на поддержание оптимальной продуктивности виноградных насаждений. К числу основных причин деструктивных процессов следует отнести интенсивную механическую нагрузку на почву, нарушение малого биологического круговорота, острый дефицит органической фитомассы, необходимой для естественного процесса воспроизводства почвенного плодородия. На виноградниках, возделываемых в режиме монокультуры, синтезируемая наземная органика, вовлекаемая в естественный процесс воспроизводства почвенного плодородия, составляет 2-4 т/га (сухая масса). Растительность естественных фитоценозов в южной степи, обеспечивающая положительный баланс органики и естественное воспроизводство почвенного плодородия, достигает 6 т/га сухого вещества и более. Эта величина принята нами в качестве основной предпосылки бездефицитного притока органики в почвообразовательный процесс агроландшафтов и экологически безопасного функционирования ампелоценозов в условиях возрастающей антропогенной нагрузки.

Исходя из вышеизложенного, актуальная задача в виноградарстве — обеспечение положительного баланса органики в ампелоценозе и ее вовлечение в малый биологический круговорот элементов питания. Один из эффективных путей решения этой задачи — увеличение объемов применения биологической системы содержания почвы, направленной на бездефицитный приток органики в почву, обеспечение малого биологического круговорота, активизацию биоты, восстановление естественного процесса воспроизводства почвенного плодородия.

Эффективный биологический способ содержания почвы — кратковременное или длительное задернение междурядий винограда травами прямого посева (без предварительной почвообработки). Приток органики, вовлекаемой в почвообразовательный процесс ампелоценозов, на основе дли­тельного залужения междурядий увеличивается до 16 т/га. Полевые исследования показывают, что для бездефицитного поступления ор­ганики в почву доля залужаемой площади междурядий виноградников средне- и сильнорослыми травами в условиях богары в Анапо-Таманской зоне должна быть нормируемой и составлять не более 60%. При уменьшении механической нагрузки и бездефицитном притоке органики в междурядьях винограда с залужением плотность почвы мицеллярно-карбонатных обыкновенных черноземов в Ростовской области снижается в среднем на 3 %. Наибольший эффект по разуплотнению корнеобитаемого слоя почвы (до 6 %) достигается в рядах насаждений.

В Анапо-Таманской зоне на виноградниках с биологической системой содержания почвы по сравнению с черным паром коэффициент структурности был выше на 27%, критерий водопрочности — на 22 %. Агрохимический анализ подтверждает положительное влияние биологизации на улучшение плодородия почвы. На таких ви­ноградниках в Анапе содержание органического вещества в почве в среднем за 4 года было выше на 16 %, на обыкновенных мицелярно-карбонатных черноземах в Ростовской области за 12 лет сумма фракции гуминовых кислот выросла на 6-12 %, фульвокислот — на 10 % по сравнению с черным паром. При улучшении физических свойств почвы и увеличении количества органики установлено повышение ее водопроницаемости. В среднем за 3 года наблюдений фильтрация в междурядьях с задернением достигала 126 мм, под черным паром — 74 мм. Продуктивность ви­нограда с биологической системой содержания почвы без орошения одинакова или выше, чем на черном паре.

Существенно повышается качество винодельческой продукции. Согласно органолептической оценке образцов вин лучшим был образец из винограда на участке с естественным залужением. Сухой необработанный виноматериал обладал опалесценцией, светло-соломенным цветом, чистым ароматом, мягким гармоничным вкусом.

Улучшаются экономические показатели в технологическом процессе за счет уменьшения энергозатрат, экономного расходования горючесмазочных материалов, повышения урожайности и производительности труда.

Биологические методы защиты винограда от вредителей и болезней направлены на сохранение экологии ампелоценозов и обеспечение здорового питания. Интенсивное применение систем защиты растений, базирующихся на использовании химических фунгицидов и инсектицидов, сопровождается негативными явлениями, в том числе:

снижением чувствительности к химическим средствам защиты вплоть до возникновения резистентности у вредного объекта;

обеднением ценозов за счет уничтожения полезных видов микрофлоры, энтомо- и акарофауны; нарушением устойчивости агро- биосистем;

негативными изменениями биохимических процессов и иммунного статуса культивируемых растений;

загрязнением почвы и водных источников остатками пестицидов;

миграцией химических соединений по трофическим цепям и их рассеянием в биосфере, вследствие чего токсиканты воздействуют на нецелевые организмы.

В этой связи актуально развитие современной концепции интегрированной экологизированной защиты виноградных насаждений, предполагающей оптимальное использование безопасных средств и методов защиты растений, предпочтительно нехимических: организационно-хозяйственных, агротехнических и биологических.

Биологические методы — одно из современных направлений развития экологизированной защиты растений в системе адаптивно- ландшафтного растениеводства. Современный набор биологических методов защиты включает:

локальное восстановление механизмов и структур биоценотической саморегуляции;

активизацию природных популяций полезных организмов;

усложнение трофических связей и пищевых цепей за счет увеличения разнообразия культур и сортов в агроландшафтах;

оптимизацию фитосанитарной среды в агроценозах и агроландшафтах за счет устойчивых сортов и адаптивных технологий;

использование микробиоинсектицидов на основе одного или нескольких энтомопатогенов для увеличения полифункциональности их действия в качестве важнейшего фактора снижения ущерба от массового размножения вредных членистоногих;

применение природных иммуноиндукторов, то есть биопрепаратов, обладающих фиторегуляторным действием (ускоряют созревание, изменяют нитратный обмен в плодах и биохимический состав растений) и таким образом повышающих устойчивость растений к вредителям и болезням;

широкое использование избирательных биорациональных пестицидов на основе инсектицидных микробных метаболитов (например, метаболиты актиномицетов — авермектины), биологически активных веществ (синтетические аналоги ингибиторов синтеза хитина, ювеноидных гормонов насекомых); фунгицидных метаболитов бактерий, актиномицетов и фитопатогенных грибов;

использование инженерных линий массового размножения энтомофагов и выпуск их в агроценозы для сезонной колонизации или наводняющим методом (аборигенные полезные виды).

В настоящее время защита растений не в полной мере ориентирована на положения развиваемой стратегии адаптивного растениеводства, предполагающей максимальное использование механизмов и структур саморегуляции агробиоценозов с учетом онтогенетической и филогенетической адаптации всех их компонентов, в частности самого виноградного растения. Системы защиты, хотя и базируются теоретически на преимущественном применении малотоксичных средств, но фактически остаются нацеленными на получение защитного эффекта без всесторонней оценки экологического риска их применения. В связи с этим совершенствование защиты виноградных насаждений от вредных организмов в целях повышения ее эффективности и экологической безопасности путем перехода к антропогенному управлению динамикой численности вредных и полезных членистоногих и адаптивными процессами в агроэкосистемах — одна из важнейших проблем.

Биологические технологии, разработанные в СКЗНИИСиВ для использования в защите виноградников от вредных организмов (вредителей и болезней), включают: биологическое регулирование паутинных клещей с помощью комплекса хищных клещей в ампелоценозах;

систему микробиологического контроля численности растительноядных трипсов и цикадок в ампелоценозах;

биологизированную защиту винограда от болезней на основе применения грибных и бактериальных микробиофунгицидов;

биологическое регулирование галлового клеща-зудня на винограде с помощью комплекса хищных клещей и насекомых.

Использование разработок оптимизирует фитосанитарную ситуацию в ампелоценозах на основе повышения биологического потенциала растений, локального восстановления механизмов и структур биоценотической саморегуляции, активизации природных популяций полезных организмов, увеличения биоразнообразия ампелоценозов, уменьшения пестицидного прессинга.

Таким образом, системное использование биологизированных технологий в промышленном производстве оказывает существенное влияние на устойчивое развитие виноградарства в южном регионе РФ. Новации охватывают большую часть территории (до 60%) в промышленных насаждениях винограда Краснодарского и Ставропольского краев и других виноградарских регионах. Новации, используемые в промышленном производстве, увеличивают уровень реализации продукционного потенциала винограда на 3,5-4,0 т/га; повышают сахаристость сока ягод винограда на 2,0-2,5 г/100 см3; улучшают качество продукции; продлевают срок продуктивной эксплуатации насаждений в 1,3-1,5 раза; обеспечивают энерго-, ресурсосбережение, экологическую и пищевую безопасность, прибыль от реализации дополнительной продукции возрастает на 25-30 тыс. руб./га.

Источник: Петров В. С. Биологические методы управления продукционным потенциалом винограда./Виноделие и виноградарство. 2013, № 6, с. 42-47.

Материал на сайт подготовил Севастьянов В. Н.