При какой температуре погибают почки винограда

Каждую осень и зиму все ткани виноградной лозы, активно работавшие и образовывающиеся в период вегетации, переходят из состояния подготовки к периоду покоя в состояние глубокого покоя.

Этот процесс, называемый акклиматизация к холоду, позволяет кустам выдерживать низкие зимние температуры. Это постепенный процесс, который начинается осенью в ответ на снижение среднесуточной температуры воздуха и уменьшение продолжительности светового дня,  и продолжается после листопада, когда температура становится  ниже нуля.

Когда в начале весны температура поднимается, ткани куста винограда постепенно активируются, что приводит к распусканию почек и активному росту побегов в начале вегетационного периода.

Как быстро происходит этот процесс, и в какой степени ткани виноградного растения переживают экстремальные зимние низкие температуры, напрямую зависит от сорта (его генетики), сезонных температур и их перепадов, и от состояния самого куста – как, когда и в каком виде он вступает в период покоя.

График – почки винограда набирают и теряют морозостойкость постепенно, так как температура падает и повышается в течение всего периода покоя

Обезвоживание и переохлаждение.

В течение вегетационного периода зеленая, активно растущая ткань винограда состоит в основном из воды, которая при низких температурах образует лед, расширяя клетки и нарушая их целостность.

При подготовке к периоду покоя клетки становятся устойчивыми к более низкой температуре благодаря двум механизмам: обезвоживанию за счет движения воды в межклеточные пространства и накоплению сахаров и белковых комплексов, которые связывают воду и служат в качестве криопротекторов.

Эти криопротекторы снижают температуру замерзания воды и позволяют переохлаждаться клеточному содержимому, не образуя вредных кристаллов льда.

Процесс подготовки к периоду покоя у винограда начинается задолго до наступления температуры замерзания, но почки все равно продолжают набирать устойчивость и с наступлением температур замерзания в самой холодной части зимы.

Фаза листопада.

Осенью зеленые побеги вызревают – становятся коричневыми от основания до верха побегов по мере того, как формируется пробка камбия (кольцо клеток вне флоэмы), образуя слой водостойких пробковых клеток, называемых перидермой. Поскольку эти клетки производятся и погибают, они становятся непроницаемыми для воды.

Почки слабо связаны с сосудистой системой виноградного растения, изолирующей ткани почек и ограничивающей их способность поглощать воду.

При листопаде почки умеренно холодостойки и могут выдерживать температуры в диапазоне от минус 6 до минус 15 °С.

Период от листопада до середины зимы.

Когда лед образуется вне клеток, перепад давления пара вытягивает из клеток воду на поверхность с образованием кристаллов льда. Этот ответ растения тесно связан с воздействием низких зимних температур. Поэтому кусты одного и того же сорта по-разному проявляют морозостойкость в разных регионах.

Например, почки, подвергающиеся воздействию более низких зимних температур в Нью-Йорке, имеют средние летальные температуры (LT50) на два-три градуса ниже, чем почки, подверженные более умеренным зимним температурам в Вирджинии.

Ранней весной.

После достижения максимальной морозостойкости почки ближе к весне де-акклиматизируются в ответ на более мягкие температуры, и такая де-акклиматизация часто происходит быстрее, чем процесс акклиматизации к холоду.

Более высокие температуры увеличивают влажность окружающей среды, и ткани винограда постепенно набирают воду. Когда почва прогревается, капиллярное действие втягивает воду в штамб, и возникает плач.

К моменту набухания почек ткани почек уже заполнены водой, и в этот момент почки становятся уязвимыми для повреждения незначительными минусовыми температурами, даже всего на несколько градусов ниже нуля.

Глазки

Каждый глазок винограда содержит центральную и замещающие почки. Центральная почка наиболее хорошо развита и обычно менее морозостойка, чем замещающие почки. Повреждение морозами обычно затрагивает центральную почку.

Критичные температуры для гибели почек винограда.

Мы измеряем температуру замерзания почек, собирая побеги с виноградников, обрезая глазки и помещая их в термопары в морозильнике с контролируемой температурой.

На фото: срезанные глазки помещают на термопары в морозильную камеру с контролируемой температурой для определения критических температур. Когда почки замерзают, они выделяют тепло, которое обнаруживается термопарами.

По мере постепенного снижения температуры в морозильной камере каждый зародыш при низкой температуре выделяет небольшое количество тепла, называемого экзотермическим, и так как он замерзает и перестает выделать тепло, то это позволяет точно оценить критическую температуру для гибели этого зародыша. Повторность опыта глазков с одного виноградника будет демонстрировать диапазон температур замерзания, который колеблется от 2 до 6 градусов.

Обычной мерой морозостойкости является средняя температура замерзания для повторности из 30 глазков, называемая LT50.

Измерения температур замерзания почек LT50 от листопада до начала распускания почек показывают, что морозостойкость почек постоянно меняется в зависимости от погодных условий.

Сорта винограда генетически имеют разную морозостойкость.

Низкие зимние температуры, которые повреждают почки, ограничивают зону выращивания сорта.

Чувствительные к морозу сорта V. vinifera могут иметь значительные повреждения почек уже при минус 19   минус 20°С, но почки морозостойких сортов, имеющих в происхождении, например, V. riparia могут пережить зимний минимум в минус 35°С.

В целом, американские гибриды, амурские гибриды, лабруски, гибриды прямые производители более морозостойкие, чем сорта вида V. vinifera.

Сорта также различаются по скорости, с которой они акклиматизируются и де-акклиматизируются. Холодоустойчивые сорта (например, Конкорд) могут акклиматизироваться и де-акклиматизироваться быстрее, чем менее холодостойкие (например, Каберне Совиньон), что иногда может привести к весенним повреждениям почек даже при незначительных минусовых температурах даже у сортов с высокой морозостойкостью.

Температуры замерзания глазков (сплошная линия) сравниваются с минимальными и максимальными суточными температурами в течение зимнего сезона 2010-2011 гг. для сортов  Рислинг (слева) и Конкорд (справа). Обратите внимание, что температуры LT50 для сорта Конкорд ниже и изменяются быстрее, чем для сорта Рислинг.

Рисунок: температуры замерзания глазков (сплошная линия) сравниваются с минимальными и максимальными суточными температурами в течение зимнего сезона 2010-2011 года для сортов Рислинг (слева) и Конкорд (справа).

Состояние куста винограда

Стресс куста винограда, связанный с отсроченным сбором урожая, засухой, повышенным уровнем заболеваемости или перегрузом урожаем, может снизить способность виноградной лозы достичь максимальной потенциальной морозостойкости.

Годы, в которые наступают ранние осенние заморозки или бывает задержка с созреванием ягод, могут также задержать холодную акклиматизацию и снизить морозостойкость почек.

Технологические приемы с целью избежать подмерзания кустов винограда.

Важно! Максимальную морозостойкость лозы определяет генетика, но несомненно то, что на факт реализации генетического потенциала сорта в данном конкретном году будут влиять условия окружающей среды.

Производители не могут влиять на погодные условия, но они могут понимать риски, оценивать потенциальные повреждения почек и проводить с кустами технологические операции с целью ограничить или отреагировать на повреждение почек следующими способами:

Выбор сорта.

Подберите сорт винограда в соответствии с вашим климатом. Есть достаточное количество новых холодостойких сортов винограда, особенно технического направления использования, способных выдерживать даже экстремальные зимние низкие температуры (например,  Ла Креснт,  Фронтиньяк, Айтаска и др.). Если вы выбираете более чувствительные к холоду сорта, помните о более высоком риске зимних повреждений в вашем климате и будьте готовы его компенсировать.

Выбор участка.

Разместите свой виноградник в месте, где будет хороший дренаж воздуха и почвы. Холодный воздух движется вниз по склону, поэтому избегайте низких мест или «ледяных карманов», где будет собираться и застаиваться холодный воздух.

Срединно-наклонные районы менее рискованны, чем низкие, как в середине зимы, так и весной или осенью.

При прочих равных условиях виноградники с более тяжелыми и плохо дренированными почвами будут более подвержены зимним повреждениям, чем виноградники на хорошо дренированных, более легких почвах.

Оценка повреждений глазков.

Степень повреждения глазков при ведении неукрывной культуры после низких зимних температур можно оценить, собрав ненужные сточки зрения будущей обрезки куста побеги и изучив их, чтобы определить, живы ли центральные почки или нет (Как определить характер повреждения кустов морозами).

Регулировка длины обрезки.

Когда риск повреждений морозами  зимующих почек миновал, может потребоваться отрегулировать количество глазков на куст при обрезке, чтобы компенсировать потерю почек из-за зимних повреждений (Разработка высокотехнологичной системы для улучшения обрезки).
Группа исследователей во главе с Т.Забадал (Zabadal et al, 2007) рекомендует следующий подход к обрезке пострадавших после зимы виноградников:

• менее 15% повреждений –  обрезать как обычно;
• 15-35% гибели почек – при обрезке оставлять на 35% глазков больше;
• 35-50% гибели почек – увеличить количество глазвов на 100% по сравнению с обычной обрезкой;
• более 50% гибели почек –  минимальная обрезка или вообще без обрезки.

Другие методы защиты.

Воздушные «ветряные машины» – мощные вентиляторы, установленные на столбах, могут быть установлены на винограднике и использоваться во время температурных инверсий (заморозков) для смешивания более теплого надземного воздуха с холодным воздухом, что повышает температуру выше уровня повреждения почек (Ветряная машина для защиты виноградников и садов от заморозка)

Окучивание землей места прививки в привитой культуре может защитить спайку от повреждения морозами и позволить восстановить штамб в случае зимнего вымерзания почек.

Еще материалы на эту тему:

• Zabadal, T., I Dami, M Goffinet, T. Martinson, and M. Chien. 2007. Winter Injury to Grapevines and Methods of Protection. Michigan State University, Extension Bulletin E2930.
• Pool, R. M. 2000. Assessing and Responding to Winter Cold Injury to Grapevine Buds, web page, Cornell University.
• Walter-Peterson, H. 2010. Bud Injury Testing, two-part video. Finger Lakes Grape Program’s YouTube channel.
• Martinson, T., S. Hoying, H. Walter-Peterson and J. Creasap Gee. Bud Hardiness Page, Viticulture and Enology Outreach page, Cornell University.

Источник, перевод Красохиной С.И.