Биологические особенности роста и регенерации виноградного растения

Как биология лианы определяет восстановление кустов

Виноград сформировался как лазящая древесная лиана в условиях тенистых лесов третичного периода. Чтобы вынести листья к солнечному свету из-под лесного полога, представители семейства Vitaceae отказались от прочного древесного скелета и перешли от моноподиального роста к симподиальному. Роль опорного органа взяли на себя усики, в которые эволюционно преобразовались верхушки побегов. Такой тип развития позволяет винограду быстро наращивать зеленую массу с минимальными затратами органического вещества на построение скелета.

Из-за отсутствия прочного ствола надземная часть винограда легко повреждается ветром, морозами или механически. В ответ на это у растения сформировалась мощная система регенерации. При повреждении основных стеблей виноградник быстро восстанавливает вегетативную массу за счет развития почек:

• расположенных на побеге пазушных скороспелых пасынковых почек;
• центральной и замещающих почек глазка;
• спящих почек.

Проводящая система, запасы питания и особенности плодоношения

Для снабжения длинных и тонких побегов водой виноград использует мощное корневое давление и интенсивное испарение влаги листьями. Сосущая сила корней достигает 147 кПа (до 1,5 атм). Быстрому продвижению воды и оттоку органических веществ способствуют крупные проводящие сосуды древесины, трахеи и ситовидные трубки, а также густая сеть жилок на листьях.

Основной запас питательных веществ виноград накапливает в корнях — преимущественно в тканях либриформа, лубяных волокнах и сердцевинных лучах. В стеблях питания запасается меньше, и концентрируется оно в основном в диафрагме узлов. Накопленные резервы расходуются в самые критические периоды жизни растения:

• при ежегодном весеннем распускании почек;
• при росте и развитии побегов, листьев и репродуктивных органов;
• для выживания после суровых зим.

Чтобы снизить вес надземной части без потери прочности, у винограда сформировалось особое строение стебля. Побеги разделены на узлы и междоузлия, ткани имеют рыхлое строение, а тяжелая механическая ткань (склеренхима) отсутствует. Клетки сердцевины рано пробковеют, из-за чего междоузлия становятся полыми и заполняются воздухом. Это облегчает конструкцию куста, улучшает внутренний газообмен и ускоряет подсыхание коры при вызревании лозы.

Главное отличие винограда от других ягодных и плодовых культур заключается в совмещении вегетативного роста и плодоношения. Если у малины побеги первого года только растут, а плодоносят на второй год, а у яблони под урожай формируются специальные образования — копьеца, плодушки и другие, то у винограда один и тот же побег может быть и ростовым, и плодоносным. При этом ассимиляты для развития гроздей активно вырабатывают листья как плодоносных, так и бесплодных побегов.

Виноградной лиане, произрастающей в естественных условиях, свойственно саморегулирование роста и плодоношения. Оно состоит в том, что из множества заложившихся на побегах почек весной в силу внешних и внутренних факторов большая часть их не развивается. Не развиваются в грозди и некоторые соцветия, и только незначительная часть цветков образует ягоды. Благодаря этому у виноградного растения отсутствует периодичность плодоношения.

При культивировании винограда она также не наблюдается, поскольку применение различных агротехнических приемов позволяет регулировать рост и плодоношение виноградного куста и тем самым ежегодно получать высокие урожаи хорошего качества. К таким приемам относятся:

• обломка;
• обрезка;
• нагрузка кустов глазками и побегами;
• прочие приемы.

В отличие от других древесных растений у винограда более сильно выражена полярность — продольная и плоскостная. По М. X. Чайлахяну, полярность является неотъемлемым свойством органической материи и выражается в морфофизиологических различиях на противоположных концах клеток, тканей, органов и всего растения. Она проявляется в полярно противоположных способностях:

• листостеблевой — на основе воздушно-светового питания;
• корнеобразовательной — на основе водно-почвенного питания.

Борьба и единство этих способностей принимается как движущая сила индивидуального развития растений.

Один из важных внутренних факторов растений, обусловливающих направленность протекания этих процессов и их активность, — деятельность фитогормонов (ауксины, гиббереллины, ингибиторы), которые образуются преимущественно в зонах с высокой меристематической активностью — в верхушке стеблей и корней, в молодых листьях, почках и растущих плодах. Все они — продукты метаболизма растений. Проникая в ткани, обладающие высокой чувствительностью, фитогормоны действуют на клетки — рецепторы, вызывая их активное деление и растяжение.

Рост различных органов растения определяется специфическим сочетанием гормонов:

Фитогормоны поступают вначале к верхушечным почкам, а затем к нижним. В первую очередь и наиболее интенсивно развиваются самые удаленные от основания побега почки: из них развиваются наиболее сильные побеги. Нижерасположенные почки распускаются позже, а самые нижние, если и распускаются, то из них развиваются более слабые побеги. Интенсивность роста побегов винограда очень высокая — до 10 см в сутки. На нее в значительной степени влияет пространственное расположение побега — вертикальное, наклонное или горизонтальное.

Вначале, когда побег растет вертикально, почти не развиваются побеги 2-, 3–го и последующих порядков ветвления (пасынки), способствующие развитию листовой поверхности и обладающие свойством восстанавливать корреляции между корнями и ассимиляционной поверхностью. Здесь проявляется ингибиторное (тормозящее) действие верхушки на боковые почки. В случае прекращения верхушечного роста резко стимулируется рост пасынков. Они активно растут и тогда, когда побег занимает горизонтальное или наклонное положение, то есть при подавлении продольной полярности. Это используют в виноградарстве, если необходимо вызвать рост боковых побегов — пасынков.

Плоскостная полярность у винограда проявляется в дорзовентральном, асимметричном строении всех органов: побега, черешка листа, листовой пластинки, корней и семян. Асимметричность строения органов обусловлена значительными различиями их физиолого-биохимических свойств и разнообразием выполняемых функций. Дорзовентральность корней способствует лучшему продвижению их в почву. У растущих побегов винограда плоскостная полярность выражается в асимметричном строении. В поперечном сечении побег имеет вид прямоугольника с закругленными углами и неравномерно развитыми четырьмя сторонами — брюшной, спинной, желобчатой и плоской.

Брюшная сторона широкая, более развитая, однако степень роста у нее слабее, чем у спинной стороны, поэтому верхушка растущего побега загибается книзу. Спинная сторона более выпуклая и интенсивней окрашена. Брюшной стороной побег стелется по земле или прикрепляется к опоре. При росте побега спинная и брюшная стороны сохраняют в пространстве свое положение по всей его длине. Желобчатая и плоская стороны чередуются от одного узла к другому. Этим объясняется размещение листьев на побеге в чередующемся порядке, что способствует наиболее полному использованию ими света. Такое размещение сторон побега в пространстве способствует лучшему ветвлению стебля и расположению пасынковых побегов 1-, 2–го и последующих порядков, что также является приспособительной биологической особенностью, свойственной лианам.

Зная закономерности роста и развития побегов, можно направленно влиять на проявление свойств полярности путем следующих агротехнических мероприятий:

• соответствующей подвязки побегов в определенном направлении и под определенным углом;
• удаления части побегов;
• проведения обломки их в начале вегетации;
• пасынкования, прищипки, чеканки побегов.

Как управлять ростом и плодоношением через биологию лианы

Виноград — одна из самых пластичных садовых культур. В отличие от большинства плодовых деревьев, каждый куст на винограднике требует индивидуального подхода, основанного на понимании его физиологии. Главная задача агронома — поддерживать постоянный баланс между развитием корневой системы и надземной части, а также между ростом побегов и созреванием урожая. Любое нарушение этой корреляции сдвигает развитие куста либо в сторону жирования побегов, либо в сторону истощения и ослабления корней.

Практическое управление виноградником строится на контроле полярности растения — его природного стремления направлять питательные вещества к самым удаленным точкам роста. Ослабляя или усиливая это свойство с помощью обрезки и подвязки, мы перераспределяем ресурсы куста в нужном направлении. На знании этих закономерностей базируются все ключевые технологические процессы в хозяйстве:

• выбор системы ведения культуры и формирование кустов;
• обрезка и расчет оптимальной нагрузки глазками, побегами и урожаем;
• подвязка побегов;
• весь комплекс операций с зелеными частями куста;
• применение регуляторов роста;
• технологии выращивания посадочного материала.

Для точной настройки этих процессов необходимо четко разделять органы куста по их функциям. К вегетативным органам винограда относятся корень, стебель и листья, к генеративным (репродуктивным) — цветки, грозди, ягоды и семена. Особую роль играют почки: они универсальны и могут одновременно давать начало как ростовым побегам, так и новым соцветиям.