В виноградном растении протекают многочисленные химические и фи­зические процессы, обеспечивающие питание, синтез необходимых ве­ществ, рост, развитие цветков и плодов. В данной статье рассматривают­ся лишь процессы, которые наиболее важны для понимания физиоло­гических функций виноградного растения.

Транспирация (от лат. trans и лат. spiro — дышу, выдыхаю) — это испарение воды растением.

Очень много воды теряют зеленые части растения, особенно листья. Количество воды, необходимое для нормального ро­ста и плодоношения взрослого виноградного растения, колеблется от 375 до 1250 мм в год, в зависимости от климата. Обычно считают, что вода расходуется только путем испарения. Это не совсем верно, потому что потеря воды — это не чисто физический процесс. Расходование воды частично регулируется самим растением.

Из внешних факторов, влияющих на скорость, с которой происхо­дит потеря воды, наиболее важными являются интенсивность света, температура и влажность воздуха, ветер. Свет играет двойную роль, хотя в основном она сводится к открыванию и закрыванию устьиц.

Мик­роскопические образования — устьица — располагаются в огромном ко­личестве на нижней поверхности листа. Они открываются на свету и закрываются в темноте. Свет влияет на температуру листа. На солнце температура листьев, как правило, выше, чем температура окружающе­го воздуха. По этой причине давление паров внутри листа бывает вы­ше, чем давление окружающего воздуха.

Повышение температуры воздуха при прочих равных условиях не­изменно вызывает усиленное испарение воды. Потеря воды продолжает возрастать вследствие разницы между давлением водяных паров в ок­ружающем воздухе и внутри листа.

При любой температуре увеличе­ние влажности окружающего воздуха уменьшает давление водяных па­ров внутри листа и замедляет испарение воды через устьица. Усиление ветра обычно ускоряет потерю воды. Ветер уносит влажный воздух, ок­ружающий лист, и температура листа приближается к температуре воз­духа. Крупные листья при ветре сгибаются.

Потеря воды листьями непосредственно связана с восходящим транспирационным потоком в ксилеме. Установлено, что на виноградниках Центральной Европы в жаркие летние дни скорость потока достигает 9,15 м в час. В пустынных районах с высокой температурой и очень низ­кой относительной влажностью воздуха скорость транспирационного потока оказывается еще выше.

Не все растения теряют воду с одинаковой скоростью при одина­ковых внешних условиях. Это объясняется, по-видимому, различиями в деятельности устьиц, в размерах листовой поверхности, величине меж­клеточников, концентрации сока и т. д. Виноградные листья более или менее одинаковы по своему строению. Растения разных видов и сортов винограда теряют воду примерно с одинаковой скоростью. Опушение на листьях некоторых сортов мало влияет на скорость испаре­ния воды.

Два виноградных растения одинакового размера не всегда теряют воду с одинаковой скоростью. Растение с большей поверхностью листь­ев теряет больше воды, но количество потерянной воды, приходящееся на единицу листового покрова, у него будет меньше, чем у растения с меньшей поверхностью листьев.

При одинаковой корневой системе ли­стья растения с меньшей листовой поверхностью получат больше воды, чем листья растения с большей листовой поверхностью. У первого ра­стения поверхность клеточных стенок в мезофильных тканях листьев будет насыщена влагой. Те же клетки в листьях растения с большей по­верхностью листьев могут высыхать, потому что воды испаряется боль­ше, чем способны дать корни. Высыхание клеток мезофилла увеличи­вает давление паров в листьях и сокращает потерю воды.

Аналогичное положение возможно в том случае, если два виноград­ных растения имеют одинаковую поверхность листьев, но на одном из них развивается нормальный урожай, а на другом — больше обычного. Растение с нормальным урожаем будет иметь достаточно углеводов для роста вегетативной массы и для формирования урожая, поэтому будут активно расти корни, которые, в свою очередь, будут брать из почвы достаточное количество воды, чтобы компенсировать все потери.

У дру­гого виноградного растения развитие излишка плодов потребует до­полнительного количества углеводов в ущерб росту корней, что вызовет недостаток воды. Виноградные растения с очень высоким урожаем осо­бенно чувствительны к быстрому повышению температуры, их плоды более подвержены солнечному ожогу.

Ранним летом, в течение длительного прохладного периода, когда вода испаряется медленно, а в почве много влаги, у виноградного рас­тения возможен быстрый рост побегов в ущерб развитию корней. Жара, неожиданно следующая за таким периодом, может привести к ожогам, особенно ягод. В крайних случаях засыхают верхушки побегов.

Постепенный переход от холодной весны к жаркому лету, наоборот, обуслов­ливает постепенный рост транспирации, причем возможность ожогов значительно уменьшается. Рост корней и побегов в условиях плавного перехода происходит в соответствии с потребностями в воде, которая усиливается по мере повышения температуры.

На неорошаемых виноградниках в прибрежных долинах Калифор­нии, за исключением районов с почвами, имеющими мелкий гумусный горизонт, растения развиваются в течение всего сезона более или менее нормально.

Рост побегов приостанавливается рано, а корневая система продолжает развиваться, и растения берут из почвы достаточное количе­ство влаги для нормального созревания урожая. Во второй половине ве­гетационного периода появляется мало новых листьев, и кусты получа­ют достаточное количество влаги от корней для более или менее нор­мального существования в конце сезона.

Справка:

Основные органы транспирации — листья. Различают устьичную и кутикулярную транспирацию. Устьичная транспирация происходит через микроскопические отверстия в кожице (эпидермисе) листа — устьица; регулируется движением устьиц — изменением щели между замыкающими клетками.

Кутикулярная транспирация происходит через покрывающий эпидермис защитный восковой слой (кутикулу). Кутикулярная транспирация значительно меньше устьичной. Биологическое значение транспирации — защита тела растения от перегрева в жаркие часы дня благодаря непрерывному току воды от корневой системы к листьям. транспирация поддерживает ткани в состоянии, недостаточно насыщенном водой, и тем самым способствует развитию определенного уровня сосущей силы.

Виноградному растению присуща высокая транспирация. Так, величина транспирации у сорта Рислинг достигает 19—20 мг на 100 см2 листовой поверхности за одну минуту. Куст сорта Рислинг, имеющий 150—200 листьев, при температуре 24°С испаряет в течение суток от 1 до 1,5 л воды, а виноградник с площадью листьев 30000 м2 испаряет за сутки 30 тонн воды. Воздействием факторов среды определяется суточный ход транспирации. Слабая транспирация в ранние утренние часы возрастает к полудню и быстро снижается к заходу солнца. Количество воды, расходуемое растением на построение единицы сухого вещества, называется транспирационным коэффициентом. У винограда транспирационный коэффициент колеблется в пределах 120—400 л на 1 кг сухой массы.

На построение органов, тканей, клеток растение использует в среднем около 0,2% пропускаемой через него воды, остальные 99,8% расходуются в процессе транспирации. Величиной, обратной транспирационному коэффициенту, является продуктивность транспирации, которая показывает количество граммов сухих веществ, образуемых растением при расходовании 1 л воды.

Интенсивность транспирации — количество воды, испаряющееся с единицы поверхности за единицу времени. Находится в прямой зависимости от температуры воздуха, дефицита атмосферной влажности и др. метеорологических факторов. Например, у более освещенных листьев верхнего яруса, при прочих равных условиях, интенсивность транспирация выше, чем у листьев нижнего яруса.

Величины интенсивности транспирации сильно колеблются как в зависимости от хода и напряжения метеорологических факторов, так и от сортовых особенностей. Кривые дневного хода интенсивности транспирации у винограда имеют одновершинный характер с максимумом в полуденные часы. Интенсивность транспирации в значительной степени регулируется при помощи устьичного аппарата. В основе всех регуляторных сдвигов расходования и поступления воды лежат свойства протоплазмы клетки, которая является основным внутренним фактором, осуществляющим изменения как в интенсивности транспирации, так и в состоянии устьичного аппарата.

Значительно выше интенсивность транспирации у орошаемого винограда в сравнении с возделываемым на богаре. Трата воды на транспирацию у орошаемого виноградника в 7—8 раз выше в сравнении с неорошаемым, а по сравнению с растениями, культивируемыми на землях с близким уровнем грунтовых вод, — еще больше. У растений одного сорта в сходных условиях количество испарившейся воды тем выше, чем больше листовая поверхность.

При определении абсолютной величины транспирации рассчитывают площадь листовой поверхности. Отношение количества воды, испаряемой с единицы поверхности листа к количеству воды, испаряющейся за то же время и в тех же условиях с единицы свободной поверхности воды, называется относительной Т. В оптимальных условиях водоснабжения она равна 0,7—0,85.

Литература: Тимирязев К. А. Земледелие и физиология растений. — Москва,
1957; Кондо И. Н. и др. Водный режим. — В кн.: Физиология
винограда и основы его возделывания / Под ред. К. Стоева. София,
1981, т. 1.